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01问题描述% |- p6 W, l5 B' H) i* q L5 y 用户使用的 MCU 型号是 STM32H750VB。 , N* s) S& }, c' H% V' x$ V 在客户的代码中有多个条件语句，在条件里面的变量数值没有变化的情况下执行了条件里面的逻辑。有点类似如下 C 语句 :8 z d7 x' h1 C9 D7 U 
* V# [. A. Y. ? 即变量 A 在明明没有变化且条件不满足的情况下, 程序运行时偏偏执行了条件内部的代码. 很奇怪的现象。一时很难判断是编译器的问题还是芯片问题.9 B* K$ Z3 b6 A9 p+ W# G! y# Y/ ?3 U 了解到客户的代码中使用了第三方库, xx.o 文件, 像这样的条件有 80 多个, 每次出现问题的具体变量并不是固定哪一个, 但是在大概 10 分钟内肯定会有其中一个出现执行逻辑问题。随意动一下代码问题就不出现, 或者出现的位置发生变化 ; 用 KEIL 编译器去设置断点, 想看该变量信息, 也会导致问题不再出现。 4 Y3 X3 C" c! \0 i% s" @0 d6 O 02问题分析 一开始查看 errta sheet, 看到以下相关内容 : 
1 Y' F ?6 ?' R5 d2 d$ p 即怀疑问题跟 AXI SRAM 相关. 查看客户的这些变量, 确实是存放在 AXI SRAM 中. 由于任何修改代码都可能导致问题不再出现, 因此所有尝试须建立在不修改代码的基础上, 不然无法说明问题。 于是让客户用 STM32CubeProgrammer 以 hot plug 模式连接 MCU, 按照勘误手册中 2.2.9 节所描述的 workaround 方式将 AXI_TARG7_FN_MOD 寄存器的 READ_ISS_OVERRIDE 位通过地址的方式直接修改 : 
- u6 x% `4 c5 ~- T. S 结果发现并没什么效果. 于是排除了这种可能性. 一开始也怀疑问题可能跟 Cache 有关, 于是测试下关闭 Cahce 会怎么样. 通过 KEIL 调试模式下,暂停住 CPU 运行, 然后手动关闭 D-Cache : 5 w; v" W. S6 }& ^( X. b3 W 
7 W) b; l1 v' r+ ], S 结果发现问题消失不见 ! 说明问题肯定跟 Cache 有关. 但客户的代码最终肯定是不能关闭 Cache 的, 想到内核中有一个寄存器可以打开全局 Cache 的write throght 模式, 如下编程手册中的 CACR 寄存器的 FORCEWT 位 : 
结果发现, 客户的代码本身就已经打开 : 2 K/ L d7 D' u0 E, O3 k 
看样子此模式与此问题无关. 得换个思路. 考虑到问题跟内存数据有关, 代码又不能动. 但是得想办法让内存中数据的位置动动, 看看会有什么效果 ?+ u( m) o$ K0 N : D/ ^6 c$ l! c2 r 通过修改 KEIL 的链接配置文件.sct 文件, 将变量随意动动, 结果发现问题也会消失不见 ! 这说明,数据的地址跟问题绝对有关联.那么具体是哪些数据呢 ?3 V5 c; G7 u$ I: w; X 为了精确定位到与哪些变量有关, 查看 KEIL 生成的 map 文件, 按地址倒序将每个程序中所用到的.o 的对应变量逐个挪移动 DTCM RAM 中. 
K1 `8 {: u' t9 Y+ d) n( v' y* d, _ 为什么要倒序呢? 主要是因为, 假如先挪低地址的变量, 肯定会导致高地址的变量向低地址移动.这好比, 如果先抽掉下面的砖头, 那么上面的砖头会自动移动下面去. 假如先抽掉上面的砖头情况就不一样了, 下面的砖头还会保持不动. 这就是为什么先挪移上面的砖头的意义, 也就是所谓的倒序. ( k9 S4 I* `2 | 通过这种方式, 最终定位到问题跟 heap_4.o 文件以及用户使用到的第三方提供的 xx.o 文件中的ZI 数据有关. 只要保持这两种数据位置不变, 那么问题就可以稳定触发, 一旦其中任何一个位置有所变动, 问题就消失不见.$ I; n: i# @. m, I( H' P9 O( x 
现在我们知道规律了, 那么只要固定好这两种 ZI 数据位置不变的情况下, 再去尝试修改代码, 结果发现, 此时修改代码不再会对结果产生影响! 换句话说, 现在可以自由修改代码了. 9 k7 a1 V. K+ k' s 考虑到此问题与 Cache 有关, 于是接下来通过 MPU 设置将 heap_4.o 所在区域的 Cache 功能关闭, 结果发现问题消失. * ^3 P8 b/ H; u, z 
" Y9 A; P* c" z% q 
Heap_4.o 的 ZI 数据是存放在 SRAM2 中的 0x3002 E050 位置.; Z2 b# r8 |7 `% d6 h8 [' `* F 
现在的现象是,Heap_4.o 的 ZI 数据只需要固定在这个位置, 问题就能稳定重现,只不过将其对应的cache 关闭, 问题则消失.4 G7 d# F. M9 v6 _* ^ 那么此区域默认的 Cache 属性是怎么样的呢? 这个在 AN4839 中可以找到其默认属性:! b! @# z5 {1 r' |+ x/ C4 H 5 x: T( v$ g( `8 y' } 
于是我们通过代码, 将其 MPU 属性再次配置其默认属性:% N; J2 t7 G+ V' y; b( z! m) R ' N; p. ]4 M: o 
6 |# m# h4 m- _) |" @. c 结果问题可以重现. 这再次说明, cache 属性对结果有影响. 1 J! S3 n! k: S" P( y y' h 但是此时还无法对其产生的过程细节进行解释. 2 J* Q) S" R8 L6 R' o" l7 s 与此同时, 尝试关闭客户使用第三方库 xx.o 文件中的数据 cache, 问题也同样会消失。这说明, 此问题跟客户所使用的第三方库是有关系的, 其数据在 cache 中产生了一致性问题.* ^& s& c- }6 m: l 于是询问客户这个第三方库是如何来的? 他们回复是一家欧洲公司提供的, 且是以 M4 内核编译的.: R: x6 I/ `; N' H% `5 R3 B 很明显, 在使用原则上, M4 编译出来的.o 文件, 就不应该用在 H7 工程上. 以 M4 为内核编译的.o 文件放到 M7 工程中会产生什么样的影响? 虽然理论上, M7 内核的指令集是向下兼容的, 但是也需要考虑 M7 内核相关的一些特性, 比如 Cache, memory barrier 等等. 不能完全确保不会出问题, 最保险就是重新以 M7 内核编译这个.o 文件. 由于这个第三方.o 文件客户自己也是无法知道其内部是如何实现的, 因此, 问题的具体产生过程是没办法进一步调查了. 但定位到这个.o 文件已经是当前能得到的最终结果.4 B+ H1 w# G0 i2 O6 S 03小结2 `; m# i' z! W) s: A% I 本文最终问题的真相虽有点匪夷所思, 但这正反映了当前国内软件应用上的混乱情况. 本文所描述的问题根本原因虽然很另类, 但所涉及到的方法却对开发者有一定的参考意义, 在不能动代码的情况下, 需要挪动数据的位置, 这就必须对编译器有一定的了解. 虽也不至于太难, 但对很多开发都来说, 对编译器的了解未必很深, 因此, 一开始很多人就会卡住。另外, 对 MPU 的了解也是一大门槛. 因此, 特奉上此文, 以供参考.1 w5 I( L) r: B& N 转载自： STM32单片机 如有侵权请联系删除 - `0 {- _; n$ X6 f* c7 R |
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