SAM9G45死机问题

た入场券 2022-03-27 03:56 204阅读 0赞

最近有个项目，用的SAM9G45平台，遇到一个问题，就是运行一段时间‘’死机‘’问题，现象就是下发协议没有反应。这个问题解决耗费了好长时间，现记录如下，希望能够帮助需要的人吧。

首先分析是程序真的死掉了，还是逻辑进入了死循环跳不出来。在心跳PIT中断里面加入灯闪烁，测试发现灯不闪了，说明是程序死掉了。接着分析看看程序死到哪里了？首先看ARM9手册，查看异常，如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

我猜想，是否进入某个异常了，没有退出，导致PIT中断不能进入。看下启动文件：

Vectors         
    				LDR     pc,=resetHandler 
    undefVector  
    			    b   	undefVector             ; Undefined instruction
    swiVector
            		b       swiVector               ; Software interrupt
    prefetchAbortVector
            		b       prefetchAbortVector     ; Prefetch abort
    dataAbortVector
            		b       dataAbortVector         ; Data abort
    reservedVector
            		b       reservedVector          ; Reserved for future use
    irqVector
            b       irqHandler              ; Interrupt
    fiqVector
                                            ; Fast interrupt
    	
    ;------------------------------------------------------------------------------
    ; Handles a fast interrupt request by branching to the address defined in the
    ; AIC.
    ;------------------------------------------------------------------------------
    fiqHandler
            b       fiqHandler

看到没有除了IRQ，其它都是死循环，再看下系统外设中断怎么设置的：

/* Initialize AIC
         ****************/
        AT91C_BASE_AIC->AIC_IDCR = 0xFFFFFFFF;
        AT91C_BASE_AIC->AIC_SVR[0] = (unsigned int) defaultFiqHandler;
        for (i = 1; i < 31; i++) {
    
            AT91C_BASE_AIC->AIC_SVR[i] = (unsigned int) defaultIrqHandler;
        }
        AT91C_BASE_AIC->AIC_SPU = (unsigned int) defaultSpuriousHandler;
    
        // Unstack nested interrupts
        for (i = 0; i < 8 ; i++) {
    
            AT91C_BASE_AIC->AIC_EOICR = 0;
        }

再看：

void defaultSpuriousHandler( void )
    {
        while (1);
    }
    
    //------------------------------------------------------------------------------
    /// Default handler for fast interrupt requests. Infinite loop.
    //------------------------------------------------------------------------------
    void defaultFiqHandler( void )
    {
        while (1);
    }
    
    //------------------------------------------------------------------------------
    /// Default handler for standard interrupt requests. Infinite loop.
    //------------------------------------------------------------------------------
    void defaultIrqHandler( void )
    {
        while (1);
    }

看到没有，默认所有的中断和外设都是死循环，修改如下：

Vectors         
    				LDR     pc,=resetHandler 
    undefVector  
    			    b   	undefHandler            ; Undefined instruction
    swiVector
            		b       swiHandler              ; Software interrupt
    prefetchAbortVector
            		b       prefetchAbortHandler    ; Prefetch abort
    dataAbortVector
            		b       dataAbortHandler        ; Data abort
    reservedVector
            		b       reservedVector          ; Reserved for future use
    irqVector
                    b       irqHandler              ; Interrupt
    fiqVector
                    b       fiqHandler              ; Fast interrupt

处理函数添加打印标志，例如：

void defaultFiqHandler( void )
    {
        led_on();
        while (1){
            printf("defaultFiqHandler\r\n");
            delayms(20);
            led_on();
            delayms(20);
            led_off();
        }
    }

上电测试，发现进入了swiVector，查阅文档发现这个是软中断，通过SWI命令进入。难道代码里面有这部分操作，查看整个C代码，并没有发现有这个操作，然后通过反汇编查看asm文件，全部查找，也没有发现SWI指令，这可奇了怪了，为什么会进入这个中断呢？

另外一个同事通过不停的打LOG，最后定位到某个固定函数不能return，也就是说return没有执行，就触发SWI中断了。至此我们算是找到了死机的地方。可是为什么呢？我怀疑是栈溢出了，于是加大了栈，效果一样。于是我在SWI里面加了一点打印栈的东西，

MOV		r0, sp
            MRS     r1, SPSR
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_IRQ :OR: I_BIT :OR: F_BIT
            MOV		r2, sp
            MOV     r3, lr        
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC :OR: I_BIT :OR: F_BIT        ;´ò¿ªIRQ,¹Ø±ÕFIQ
            BL      defaultSwiHandler

汇编里面用R0~R3传递参数；

void defaultSwiHandler(uint32_t *pwPC,uint32_t  hwSPSR,uint32_t *pwSPIRQ,uint32_t  hwIRQLR)
    {
        //uint32_t* cur_sp = 0, *cur_lr = 0, *cur_pc = 0;
        uint16_t     i=0;
        uint32_t    *p=0;
        led_on();
        while (1){
            printf("START\r\n");
            extern unsigned char   MainUsbOperFlag;
            printf("defaultSwiHandler SP=%X\r\n",(uint32_t)pwPC);
            printf("defaultSwiHandler SPSR=%X\r\n",(uint32_t)hwSPSR);
            printf("defaultSwiHandler IrqSP=%X\r\n",(uint32_t)pwSPIRQ);
            printf("defaultSwiHandler IrqLr=%X\r\n",(uint32_t)hwIRQLR);
            printf("defaultSwiHandler MainUsbOperFlag=%u\r\n",MainUsbOperFlag);
            p=(uint32_t*)0x00310000;
            for(i=0;i<2048;i++){
                printf("defaultSwiHandler =%X\r\n",*p);
                p--;
            }
            printf("END\r\n");
            //printf("RSTC_RSR =%u\r\n",AT91C_BASE_RSTC->RSTC_RSR);
            delayms(60);
            led_on();
            delayms(60);
            led_off();
        }
    }

打印发现栈里面有一段全是0xFFFFFFFF，难道PC指针因为这个？试了如下语句：

![20190113181809265.png][]

(*((void(*)())(0xFFFFFFFF)))();

果然触发了SWI中断。这样还是不确定是不是这个问题，于是我把正常栈打印出来：

添加如下语句：

{
            static uint16_t     i=0;
            i++;
            if(i>100){
                __asm {
                    SWI 0
                }
            }
        }

发现打印出来的栈并没有一段0xFFFFFFFF。

![20190113182230686.png][]

首先还是考虑栈溢出，于是我给栈加了标签：

; 给栈打印标签
            LDR     R0, = |Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit| ;ÔÚmapÎÄ¼þÀïÃæ£¬±íÊ¾Ò»¸öµØÖ·
            MOV     R1,#2048
    STATIC1
            SUB     R0,#4
            MOV     R2,#165
            STR     R2,[R0]
            SUB     R1,#1
            CMP     R1,#0
            BNE     STATIC1
    
    ; Enter the C code
    
            IMPORT  __main
            LDR     R0, =__main
            BX      R0
    loop4
            B       loop4                
    
            END

发现栈并没有越界，那只能考虑是某个指针飞了。于是添加下面的宏：

#define my_pi(_Name,__X) do{                                                          \
                                if((__X)>=0x30E000){                                      \
                                    while(1){                                             \
                                        delayms(1000);                                    \
                                        printf("NAME=%d  %X\n\r",_Name,(uint32_t)(__X));  \
                                    }                                                     \
                                }                                                         \
                             }while(0)

注：

1、地址需要根据栈里面的0xFFFFFFFF处地址调整。

然后在不能反回的函数里面把用到的指针地址全部打出来，果然发现有问题。函数嵌套调用，上层函数把局部变量的地址传给子函数，子函数获得的地址有时候是错的。在局部变量前加static，在测试，问题解决。至此我想吐血。。。。。

再说下官方给的启动文件一个bug，就是原来的栈设置是这样：

; Setup Stack for each mode
    
            LDR     R0, = |Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit|
    
    ;  Enter IRQ Mode and set its Stack Pointer
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_IRQ:OR:I_BIT:OR:F_BIT
            MOV     SP, R0
            SUB     R4, SP, #IRQ_Stack_Size
    
    ; Supervisor mode (interrupts enabled) 
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC :OR: F_BIT
            MOV     SP, R4         
    
    ; Enter the C code
    
            IMPORT  __main
            LDR     R0, =__main
            BX      R0
    loop4
            B       loop4                
    
            END

但是，我追了下，发现ARM\_MODE\_SVC栈在经过\_\_main，进入main时候，被修改了，在SRAM最高处，也就是说ARM\_MODE\_SVC只能设置在最高地址处，不明白为什么这样。

原因找到，如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1aGVueW91eXV5b3V5dQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

If you use a scatter file to tailor stack and heap placement, the linker includes a version of the library  
heap and stack setup code using the linker defined symbols, ARM\_LIB\_\*, for these region names.  
Alternatively you can create your own implementation.

![20190114142025376.png][]

Load_region 0x300000 0x10000 {    
    
        Fixed_region 0x300000 {
            *.o (VECTOR, +First)
            .ANY (+RO)
        }
        
        Relocate_region +0  {
            *(cstartup +First)
            .ANY (+RW +ZI)
        }
        
        ScatterAssert((ImageLength(Fixed_region) + ImageLength(Relocate_region)) <  0xE000)
         
    ;    ARM_LIB_HEAP 0x30F000 EMPTY 0x800 {
    ;    }
        
    ;    ARM_LIB_STACK 0x310000 EMPTY -0x800 {
    ;    }
    
        ARM_LIB_HEAP 0x30E000 EMPTY 0x800 {
        }
        
        ARM_LIB_STACK 0x310000 EMPTY -0x1800 {
        }
    }

__main
        _main_stk
            0x003000b4:    e59fd00c    ....    LDR      sp,__lit__00000000 ; [0x3000c8] = 0x310000

(这个是汇编文件，\_\_main首先就是修改SP操作，不知道\_\_lit\_\_00000000可不可以修改)

于是我修改了栈设置，把ARM\_MODE\_SVC设置在最高处：

; Setup Stack for each mode
            LDR     R0, = |Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit| ;ÔÚmapÎÄ¼þÀïÃæ£¬±íÊ¾Ò»¸öµØÖ·
            ;SUB     R0,R0,  #SVC_Stack_Size
    
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC:OR:I_BIT:OR:F_BIT ;±£´æµ½×´Ì¬¼Ä´æÆ÷,CPSR_c±íÊ¾CPSRµÄµÍ°ËÎ»
            MOV     SP, R0
    
    ;  Enter ABT Mode and set its Stack Pointer
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_ABT:OR:I_BIT:OR:F_BIT ;±£´æµ½×´Ì¬¼Ä´æÆ÷,CPSR_c±íÊ¾CPSRµÄµÍ°ËÎ»
            SUB     R4, R0, #SVC_Stack_Size
            MOV     SP, R4
    
    ;  Enter UND Mode and set its Stack Pointer
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_UND:OR:I_BIT:OR:F_BIT ;±£´æµ½×´Ì¬¼Ä´æÆ÷,CPSR_c±íÊ¾CPSRµÄµÍ°ËÎ»
            SUB     R4, R4, #ABT_Stack_Size
            MOV     SP, R4
    
    ;  Enter FIQ Mode and set its Stack Pointer
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_FIQ:OR:I_BIT:OR:F_BIT ;±£´æµ½×´Ì¬¼Ä´æÆ÷,CPSR_c±íÊ¾CPSRµÄµÍ°ËÎ»
            SUB     R4, R4, #UND_Stack_Size
            MOV     SP, R4
    
    ;  Enter IRQ Mode and set its Stack Pointer
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_IRQ:OR:I_BIT:OR:F_BIT ;±£´æµ½×´Ì¬¼Ä´æÆ÷,CPSR_c±íÊ¾CPSRµÄµÍ°ËÎ»
            SUB     R4, R4, #FIQ_Stack_Size
            MOV     SP, R4
    
    ; Supervisor mode (interrupts enabled) 
            ;MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SYS :OR:I_BIT:OR: F_BIT;±£´æµ½×´Ì¬¼Ä´æÆ÷,CPSR_c±íÊ¾CPSRµÄµÍ°ËÎ»
            ;SUB     R4, R4, #IRQ_Stack_Size
            ;MOV     SP, R4          
    
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC :OR: F_BIT        ;´ò¿ªIRQ,¹Ø±ÕFIQ

好了至此完毕。

说句题外话，为什么官网启动代码错误的，也能跑呢，首先看下iqr汇编：

irqHandler
            ;  Save interrupt context on the stack to allow nesting */
            SUB     lr, lr, #4
            STMFD   sp!, {lr}
            MRS     lr, SPSR
            STMFD   sp!, {r0,r1,lr}
    
            ; Write in the IVR to support Protect Mode */
            LDR     lr, =AT91C_BASE_AIC
            LDR     r0, [r14, #AIC_IVR]
            STR     lr, [r14, #AIC_IVR]
    
            ; Branch to interrupt handler in Supervisor mode */
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC
            STMFD   sp!, {r1-r4, r12, lr}
            MOV     lr, pc
            BX      r0
            LDMIA   sp!, {r1-r4, r12, lr}
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_IRQ :OR: I_BIT
    
            ; Acknowledge interrupt */
            LDR     lr, =AT91C_BASE_AIC
            STR     lr, [r14, #AIC_EOICR]
    
            ; Restore interrupt context and branch back to calling code
            LDMIA   sp!, {r0,r1,lr}
            MSR     SPSR_cxsf, lr
            LDMIA   sp!, {pc}^

在IRQ模式下只用了4个字，我追了下栈，发现main里面，在进如while(1)时候，有入栈操作，但是不会反回，因此占用前四个字，没有影响，我入栈15个寄存器，直接跑飞。

i.main
        main
            0x00306564:    e92d400e    .@-.    PUSH     {r1-r3,lr}
            0x00306568:    e3a000c0    ....    MOV      r0,#0xc0

（查看这段汇编，main刚进入，就有刚好4个字节的入栈操作，哎，就是这个恰好隐藏了一个很深的Bug）

再补充一个调试过程当中遇到的奇怪问题，就是刚开始用官方的启动代码调试，中断优先级只能设置为一样，如果不一样，就会死机。原因如下：

首先看栈设置：

; Setup Stack for each mode
    
            LDR     R0, = |Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit|
    
    ;  Enter IRQ Mode and set its Stack Pointer
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_IRQ:OR:I_BIT:OR:F_BIT
            MOV     SP, R0
            SUB     R4, SP, #IRQ_Stack_Size
    
    ; Supervisor mode (interrupts enabled) 
            MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC | F_BIT
            MOV     SP, R4         
    
    ; Enter the C code
    
            IMPORT  __main
            LDR     R0, =__main
            BX      R0
    loop4
            B       loop4                
    
            END

首先设置的IRQ中断栈，在

|Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit|

处，查看MAP文件，在SRAM最高地址处。然后是一个

IRQ\_Stack\_Size的偏移，设置SVC栈。通过上面的分析可知，这里SVC栈被\_\_main修改为SRAM最高地址处。也就是和

IRQ栈重合。那么再看IRQ中断怎么处理：

MSR     CPSR_c, #ARM_MODE_SVC

看到没有在进入具体中断处理函数之前，把模式改为SVC，同时打开了IRQ和FIQ，也就是说在中断处理函数里面是可以进行中断嵌套的。那么这个时候，如果有中断就会有问题了，前面讲的很清楚了。

哎，至此完毕，睡觉，心好累。。。。。。

2019.01.14

看了很多资料，说ARM9不支持非对齐访问，于是我写了如下程序：

while(1){
            volatile static uint8_t *pi=(uint8_t *)&spid;
            volatile static uint32_t  j=0;
            printf("pi= %X",(uint32_t)pi);
            j=*((uint32_t*)pi);
            printf("j= %X",(uint32_t)j);
            pi++;
            delayms(1000);
            
        }

发现程序能够正常打印，并没有进入异常，因此说明ARM9支持地址非对齐访问。

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