CmBacktrace: ARM Cortex-M 系列 MCU 错误追踪库

nashui_sx · 发表于 2019-12-11 17:43:33

本帖最后由 nashui_sx 于 2020-11-20 14:31 编辑

开源库地址：https://github.com/armink/CmBacktrace
下载好的：

CmBacktrace-master.zip (4.91 MB, 下载次数: 183)

2019-12-11 17:23 上传

点击文件名下载附件

以下一部分是搬运过来的，最后附带右键添加cmd的方法及我的测试工程模板（其实demo里面也带两个例子）

大家在用STM32的时候有没有遇到过HardFault的问题呢：

下面针对这个问题做个小总结。

现象还原：在debug模式下进行仿真调试，全速运行再停止运行，程序会跑到 HardFault_Handler函数中，产生 HardFault，即硬错。其产生的原因大概有如下几类：

(1)数组越界操作；

(2)内存溢出，访问越界；

(3)堆栈溢出，程序跑飞；

(4)中断处理错误；

针对HardFault问题的定位，网上有几种方法，大概都是围绕着：在debug模式下，查看一些地址，分析寄存器、函数调用栈等，这是很让人头疼的事情。这里分享一种简单的、直观的HardFault错误定位的方法，使用开源库：CmBacktrace 。这个库之前已经有介绍过了，这篇笔记我们来实践一下。

CmBacktrace简介

CmBacktrace （Cortex Microcontroller Backtrace）是一款针对 ARM Cortex-M 系列 MCU 的错误代码自动追踪、定位，错误原因自动分析的开源库。主要特性如下：

支持的错误包括：断言（assert）故障（Hard Fault, Memory Management Fault, Bus Fault, Usage Fault, Debug Fault）
故障原因自动诊断：可在故障发生时，自动分析出故障的原因，定位发生故障的代码位置，而无需再手动分析繁杂的故障寄存器；
适配 Cortex-M0/M3/M4/M7 MCU；
支持 IAR、KEIL、GCC 编译器；

移植及使用（keil）

把cm_backtrace文件夹复制到我们的工程目录下，并添加至keil工程中，并添加头文件、勾选C99模式：

此时，编译会产生几个错误：

那是因为有些预处理宏没有找到，打开、修改cmb_cfg.h文件的内容。cmb_cfg.h文件默认内容为：

我们修改后的cmb_cfg.h内容变为：

这时候编译还会有一个错误，cmb_fault.c与stm32f10x_it.c中的HardFault_Handler函数重定义：

需要把stm32f10x_it.c中的HardFault_Handler函数屏蔽掉：

这时候就可以编译通过了。下面我们来看看这个库的效果。

下载运行程序：

可以看到，列出的信息很详细，包括出错原因。按照它的提示，我们运行命令：

addr2line -e moban.axf -a -f 080043f6 08004463

运行这个命令需要用到addr2line.exe工具，这个工具在CmBacktrace源码目录下的tools文件夹中：

有32bit和64bit两个版本，根据我们的环境选择，并拷贝到我们的keil工程目录下可执行文件.axf所在的文件夹中：

在这个文件中进入到cmd窗口，方法：按下Shift键的同时点击鼠标右键：

运行上面那条命令：

可以看到addr2line.exe工具给我们定位出了错误相关的代码行号，我们看看对应行的代码是什么：

可见，对应的行号正是出错的地方。

可以看到，使用这个CmBacktrace 库能帮助我们有效、快速地定位到HardFault之类的错误。addr2line命令后面跟着几个地址就是错误相关的地址，这几个地址可以牵扯的内容很深，如果我们不使用CmBacktrace 库，我们可能就得自己去分析这些偏底层的内容了，相关知识可阅读：《Cortex-M3/M4权威指南》。

以下是我自己的测试

1.stm32f103c8t6

2.模板本身没有错误所以模拟出两个错误进行测试

void fault_test_by_unalign(void) {
volatile int * SCB_CCR = (volatile int *) 0xE000ED14; // SCB->CCR
volatile int * p;
volatile int value;
*SCB_CCR |= (1 << 3); /* bit3: UNALIGN_TRP. */
p = (int *) 0x00;
value = *p;
printf("addr:0x%02X value:0x%08X\r\n", (int) p, value);
p = (int *) 0x04;
value = *p;
printf("addr:0x%02X value:0x%08X\r\n", (int) p, value);
p = (int *) 0x03;
value = *p;
printf("addr:0x%02X value:0x%08X\r\n", (int) p, value);
}
void fault_test_by_div0(void) {
volatile int * SCB_CCR = (volatile int *) 0xE000ED14; // SCB->CCR
int x, y, z;
*SCB_CCR |= (1 << 4); /* bit4: DIV_0_TRP. */
x = 10;
y = 0;
z = x / y;
printf("z:%d\n", z);
}

复制代码

3.主函数

#include "cm_backtrace.h"
#include "fault_test.h"
#define HARDWARE_VERSION "V1.0.0"
#define SOFTWARE_VERSION "V0.1.0"
cm_backtrace_init("moban", HARDWARE_VERSION, SOFTWARE_VERSION);//"moban" 魔术棒--Output--Name of Executable HARDWARE_VERSION SOFTWARE_VERSION自己随便起一个版本号
fault_test_by_div0();//模拟数据除0
//fault_test_by_unalign();//模拟

复制代码

4.右键没有cmd 添加方式

添加右键cmd.rar (414 Bytes, 下载次数: 30)

宇智波白 · 发表于 2019-12-11 17:54:24

帮顶

宇智波白 · 发表于 2019-12-11 17:56:31

感谢楼主分享

hou18 · 发表于 2019-12-11 17:56:47

谢谢分享

WZTENG · 发表于 2019-12-11 17:59:40

顶一顶

翼行园子 · 发表于 2019-12-11 18:26:41

谢谢分享

陈皮皮 · 发表于 2019-12-24 10:24:10

好贴谢谢分享

正点原子 · 发表于 2019-12-25 02:26:41

cool

lmyyjx · 发表于 2019-12-26 21:18:19

准备试试

lmyyjx · 发表于 2019-12-26 21:20:55

用的那种硬件工具

nashui_sx · 发表于 2020-1-10 21:34:46

lmyyjx 发表于 2019-12-26 21:20
用的那种硬件工具

不需要串口的

honami520 · 发表于 2020-3-20 11:41:43

很好的工具，感觉这个可以再用10年呢！虽然随着水平的提高，我的程序已经很少再出现这样的问题。但是每次出现，都是非常难搞定的问题，要耗费大量时间，因为都是偶发的问题。

陈皮皮 · 发表于 2020-4-17 21:28:42

好贴，谢谢分享

mrkingg · 发表于 2020-4-19 17:42:34

请问这个可以用到其他单片机中吗？

nashui_sx · 发表于 2020-4-19 17:53:52

mrkingg 发表于 2020-4-19 17:42
请问这个可以用到其他单片机中吗？

看官方说明
https://github.com/armink/CmBacktrace

xenkuo · 发表于 2020-4-19 22:16:04

这个库确实是个好东西

静水流 · 发表于 2020-5-8 23:28:49

奇怪了，运行demo里面的工程时候可以串口打印错误，把cm_backtrace放到我的工程里面就不打印，而且已经进入到了HardFault函数里面的汇编代码。

mrkingg · 发表于 2020-7-29 14:00:11

楼主，我添加在一个 M0的内核中，芯片不是用ST芯片，有两个错误，不知道怎么修改。请指教一下。
原型：
#define IMAGE_SECTION_START(_name_)       Image$$##_name_##$$Base
#define IMAGE_SECTION_END(_name_)          Image$$##_name_##$$Limit

mrkingg · 发表于 2020-7-29 14:01:28

下面是KEIL提示出错的原因：
.\HT32\AP\AP.axf: Error: L6218E: Undefined symbol Image$$ER_IROM1$$Base (referred from cm_backtrace.o).
.\HT32\AP\AP.axf: Error: L6218E: Undefined symbol Image$$ER_IROM1$$Limit (referred from cm_backtrace.o).

不知道怎么修改！

nashui_sx · 发表于 2020-7-29 17:24:23

mrkingg 发表于 2020-7-29 14:01
下面是KEIL提示出错的原因：
.\HT32\AP\AP.axf: Error: L6218E: Undefined symbol Image$$ER_IROM1$$Base ...

上传你的代码

mrkingg · 发表于 2020-7-30 21:41:54

nashui_sx 发表于 2020-7-29 17:24
上传你的代码

大哥，源码不方便上传。

2246606206 · 发表于 2020-11-19 16:29:23

mrkingg 发表于 2020-7-29 14:01
下面是KEIL提示出错的原因：
.\HT32\AP\AP.axf: Error: L6218E: Undefined symbol Image$$ER_IROM1$$Base ...

我也遇到这个问题，哥们你解决了吗？说说怎么解决的

2246606206 · 发表于 2020-11-19 16:30:25

nashui_sx 发表于 2020-7-29 17:24
上传你的代码

这就是在移植的时候出现的，大佬能给点意见吗

nashui_sx · 发表于 2020-11-19 19:23:29

2246606206 发表于 2020-11-19 16:30
这就是在移植的时候出现的，大佬能给点意见吗

上传你的代码

2246606206 · 发表于 2020-11-19 19:39:44

nashui_sx 发表于 2020-11-19 19:23
上传你的代码

这是我的工程，大佬帮忙看看这个现象怎么解决

2246606206 · 发表于 2020-11-19 19:49:56

nashui_sx 发表于 2020-11-19 19:23
上传你的代码

我才想起来，我们公司电脑给工程加密了。等会我回去用我电脑做个这个现象的工程给大佬看看

nashui_sx · 发表于 2020-11-19 20:03:06

2246606206 发表于 2020-11-19 19:49
我才想起来，我们公司电脑给工程加密了。等会我回去用我电脑做个这个现象的工程给大佬看看

http://www.openedv.com/forum.php ... d=301407&extra=
嗯，随便找个上面简单的模板你移植个试试，把出问题的发上来

2246606206 · 发表于 2020-11-19 21:33:33

nashui_sx 发表于 2020-11-19 20:03
http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=301407&extra=
嗯，随便找个上面简单的模板你移 ...

这个工程是我用正点原子的精英版FREERTOS例程重现的问题，希望大佬能指点一下。由于下班晚，这会才传上来

2246606206 · 发表于 2020-11-19 21:34:53

nashui_sx 发表于 2020-11-19 20:03
http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=301407&extra=
嗯，随便找个上面简单的模板你移 ...

上传例程

2246606206 · 发表于 2020-11-20 09:05:47

nashui_sx 发表于 2020-11-19 20:03
http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=301407&extra=
嗯，随便找个上面简单的模板你移 ...

我昨晚已经提交了，但是要审核什么的，到现在还没发出来

2246606206 · 发表于 2020-11-20 09:27:16

nashui_sx 发表于 2020-11-19 20:03
http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=301407&extra=
嗯，随便找个上面简单的模板你移 ...

我昨晚上传的工程还没审核，我是移植基于STM32F103+FREERTOS的工程，按步骤移植完就出现那个问题。大佬您可以拿原子的基于STM32F103+FREERTOS的实验移植一下就出现这个现象了，我公司有文控系统，工程是加密的上传不了了

nashui_sx · 发表于 2020-11-20 09:38:29

本帖最后由 nashui_sx 于 2020-11-20 09:41 编辑

2246606206 发表于 2020-11-20 09:27
我昨晚上传的工程还没审核，我是移植基于STM32F103+FREERTOS的工程，按步骤移植完就出现那个问题。大佬您 ...

freertos 也没有问题呀

2246606206 · 发表于 2020-11-20 09:45:46

nashui_sx 发表于 2020-11-20 09:38
freertos 也没有问题呀

怪了，但是我移植的就是会出现那个问题。我都不知道我工程到底有什么区别

2246606206 · 发表于 2020-11-20 09:46:46

nashui_sx 发表于 2020-11-20 09:38
freertos 也没有问题呀

等一会审核发布出来我上传的工程您在看一眼，我真不明白了

nashui_sx · 发表于 2020-11-20 10:39:23

mrkingg 发表于 2020-7-29 14:01
下面是KEIL提示出错的原因：
.\HT32\AP\AP.axf: Error: L6218E: Undefined symbol Image$$ER_IROM1$$Base ...

参考新加的7.注意事项

willie1040 · 发表于 2022-10-25 14:27:08

图片看不到了，能程序更新一下吗？

nashui_sx · 发表于 2022-10-25 18:30:34

willie1040 发表于 2022-10-25 14:27
图片看不到了，能程序更新一下吗？

https://blog.csdn.net/wuhenyouyuyouyu/article/details/121511467

willie1040 · 发表于 2022-10-30 16:50:18

nashui_sx 发表于 2022-10-25 18:30
https://blog.csdn.net/wuhenyouyuyouyu/article/details/121511467

万分感激

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