教大家如何写出一个现场保存函数以及如何调用

在进行CortexM系列MCU开发时，大家应该都或多或少触发过不可屏蔽中断，例如人见人爱的Hardfault。

对于嵌入式工程师来说，能够稳定复现的Bug最好解决，再不济挨个打断点也能定位到问题代码位置。

可是异常如果是不定时，无规律的发生在日常的运行中，那打断点的方式无异于守株待兔。

本篇将提供小技巧简述CortexM的异常压栈机制，教大家如何写出一个现场保存函数以及如何调用该函数。

如下图所示，触发中断的时候，CortexM​系列芯片会按照该排列将相关现场数据进行地址偏移压栈，N即此时的SP数值，通过SP中存放的地址，我们可以获取到如图所示的数据。

而要知道触发异常的地址则需要关注LR（Link Register)的数值，它存放着异常触发点的函数地址。

那么按照压栈的排列，我们可以编写一个结构体以及相关的记录现场函数，如下图所示，结构体的成员完全是按照上图的压栈顺序排列，那下一步就是在哪里调用这个接口来获取到案发时的第一手资料

​要想获得第一手数据，就要去中断函数的执行处，很多厂商的SDK都会在名为XXX_it.c文件里为开发者们写好各个中断的Handler，由于S文件中都是弱定义（弱定义即在C文件中有同名的函数，则以C文件中的函数优先编译，则可能造成触发中断时并不会运行S文件处的函数）所以建议可以将其屏蔽或者自己重新编写一个新的函数名。

由下图可见，通过IMPORT的形式调用外部现场保存函数，将SP寄存器赋值给R0寄存器是因为R0通常时作为函数的第一个参数进行调用的，可看作是将SP数值作为参数传入StackSave函数，BL的意思是带返回的跳转，即使跳转运行完成StackSave函数后还返回此处。

完成上述函数编写以及调用后，即可进行测试了。本次范例通过SPI初始化时传入错误的外设寄存器地址来触发HardFault中断，由下图可看出，此时记录到的LR数值为0x8000e83

​查询后可知，0x8000e83的位置为SPI初始化函数中，符合预设的异常触发位置。在非仿真环境下可通过map文件找到大致的函数地址。

综上，我们就知道了如何获取到触发异常中断时的程序运行地址，通过将获取到的信息存入到片上Flash指定地址的形式将此时的现场信息进行保存，并通过固件和map一一对应管控。

这样在漫长运行过程中，如果不慎触发异常异常中断，通过对应的map文件即可迅速定位BUG所在大致位置​