基于STM32CubeIDE的調(diào)試配置

有人使用STM32芯片從事產(chǎn)品開發(fā)，代碼中有涉及到除以0操作。他們發(fā)現(xiàn)基于相同的代碼，使用不同IDE會出現(xiàn)不同結(jié)果。在IAR或ARM MDK環(huán)境下除以0操作所得結(jié)果為0，而在STM32CubeIDE環(huán)境下的運(yùn)行時(shí)則產(chǎn)生HardFault異常。他們對這個(gè)結(jié)果感覺很奇怪，甚至懷疑是不是CubeIDE環(huán)境有bug。

根據(jù)ARM內(nèi)核相關(guān)手冊描述，關(guān)于除以0事件或非對齊訪問事件是否進(jìn)行捕捉并觸發(fā)異常是可以配置的。如下圖所示：

其中，除以0事件由內(nèi)核的配置控制寄存器CCR的DIV_0_TRP控制。該位清0時(shí)，系統(tǒng)不對除以0事件觸發(fā)異常，結(jié)合下面截圖描述得知，此時(shí)硬性返回0值作為結(jié)果。

也就是說，只有控制位配置為1并發(fā)生除以0事件時(shí)才觸發(fā)異常。另外，上圖最后一句明確說明，復(fù)位后該位值為0.

結(jié)合客戶的描述，感覺在ARM MDK和IAR環(huán)境下，該位默認(rèn)值或者說復(fù)位值為0，而STM32CubeIDE環(huán)境下該位復(fù)位默認(rèn)值則為1。這似乎有點(diǎn)說不通。因?yàn)檫@個(gè)默認(rèn)復(fù)位值應(yīng)該是跟著內(nèi)核芯片走，不會跟著開發(fā)環(huán)境走?！居脩舸a一樣】

我隨手找個(gè)STM32開放板，先基于IAR環(huán)境做了個(gè)測試。在測試代碼里制造了除以0事件，的確沒有觸發(fā)異常，而且還返回了結(jié)果0。查看IAR開發(fā)環(huán)境下了SCB->CCR->DIV_0_TRP控制位，如下圖所示，其值為0。結(jié)合內(nèi)核資料描述，這點(diǎn)跟測試結(jié)果吻合。

我嘗試將該控制位改為1后再運(yùn)行除以0代碼，立即觸發(fā)異常。如下圖所示：

當(dāng)我將測試代碼轉(zhuǎn)到CubeIDE去調(diào)試，也馬上觸發(fā)異常，并明確提示發(fā)生除以0事件。

順便在SFR寄存器里查看SCB->CCR->DIV_0_TRP位的值，果真是1，見下圖：

我在用戶代碼里并未對該控制位進(jìn)行改寫，按理其復(fù)位值應(yīng)該是0。難道哪里改寫它了？

我嘗試到STM32CubeIDE的用戶手冊UM2609找找，看看能否找到相關(guān)信息。在里面搜索DIV_0還真找到相關(guān)信息了。

這里的文字表明，調(diào)試狀態(tài)下關(guān)于除以0事件的異常捕獲是默認(rèn)使能的，目的是為了幫助用戶在調(diào)試時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)除以0異常。這個(gè)說法沒毛病，問題是在哪里對其使能置位的呢？ARM內(nèi)核復(fù)位后可是清零了的。

繼續(xù)查找相關(guān)信息，看到了該段文字上方有個(gè)截圖，如下圖所示：

從上圖可以看出，關(guān)于除以0操作或非對齊訪問是否觸發(fā)異常，這里可以選擇配置。在STM32CubeIDE調(diào)試狀態(tài)下，除以0操作的異常捕獲默認(rèn)被使能，基于該配置并在工程啟動(dòng)時(shí)借助調(diào)試部件修改了相關(guān)寄存器。

當(dāng)我把這個(gè)地方取消勾選后，使用前面相同代碼做驗(yàn)證調(diào)試，此時(shí)不再觸發(fā)異常并返回0值結(jié)果。到此，也就解釋了發(fā)生除以0操作時(shí)，為什么STM32CubeIDE會出現(xiàn)與MDK、IAR不同的調(diào)試結(jié)果。

顯然，STM32CubeIDE默認(rèn)調(diào)試狀態(tài)下使能除以0事件的捕獲，這樣的確便于我們在調(diào)試時(shí)就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)除以0事件，若是不該出現(xiàn)的，趕緊查錯(cuò)糾錯(cuò)，避免其發(fā)生。如果是允許出現(xiàn)的特別應(yīng)用場景，調(diào)試時(shí)可以通過CubeIDE配置關(guān)閉其異常捕獲。

相比其它IDE，STM32CubeIDE在這個(gè)地方顯得更為方便些。我們只需基于調(diào)試環(huán)境做簡單的勾選即完成修改，每次程序啟動(dòng)時(shí)即生效，在IAR、ARM MDK環(huán)境下往往需要事先添加用戶代碼修改SCB->CCR寄存器內(nèi)容。

講到這里，我要特別提醒下，對于除以0事件或?qū)R事件的捕獲與否，最終取決于用戶代碼。

STM32CubeIDE只是在調(diào)試狀態(tài)下根據(jù)配置修改了相關(guān)控制寄存器位，不等于用戶代碼對其做了修改。

前面提過，除以0事件相關(guān)寄存器控制位復(fù)位后默認(rèn)值為0，即默認(rèn)不觸發(fā)除以0異常。如果說CubeIDE的調(diào)試配置跟其芯片復(fù)位后默認(rèn)值一致倒沒什么，如果CubeIDE里的調(diào)試配置是使能除以0異常的捕獲，而在用戶代碼里卻沒有相應(yīng)實(shí)現(xiàn)代碼，這時(shí)代碼運(yùn)行若有除以0事件，調(diào)試時(shí)自然可以發(fā)現(xiàn)，但全速運(yùn)行時(shí)還是不會觸發(fā)異?！敬藭r(shí)代碼運(yùn)行脫離了調(diào)試組件】。所以，要保證全速運(yùn)行時(shí)也能對除以0事件進(jìn)行異常捕獲，我們終究還得在用戶代碼里對SCB->CCR寄存器的DIV_0_TRP位進(jìn)行置位。

STM32CubeIDE這里的調(diào)試配置為我們提供了方便，同時(shí)個(gè)人認(rèn)為其默認(rèn)的調(diào)試配置也是合理的，畢竟并非所有人都知道芯片復(fù)位后默認(rèn)除以0事件不觸發(fā)異常，當(dāng)然，一般來講編譯時(shí)會有警告。