引言
我们在平常使用STM32单片机的时候，往往会碰到程序跑飞的情况，出现hard_fulat等错误，而我们在定位错误的时候，采用的方法往往是连上仿真器，一步一步单步调试，定位到具体的错误代码，再去猜测、排除、推敲错误原因，这样一个过程很是痛苦，而且在实际情况中，很多产品真机调试时必须断开仿真器或者说，问题确实存在，但是极难出现，所以在基于这样一个问题背景下，RTT 的大佬armink开发了一个基于 ARM Cortex-M系列的 MCU错误追踪库，用于帮助开发者解决上述问题。
CmBacktrace 的作用及适用平台首先，CmBacktrace 是一款针对于 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，它所支持的错误包括：
- 断言(assert)
- 故障
- Hard Fault, Memory Management Fault, Bus Fault, Usage Fault, Debug Fault
支持裸机以及以下操作系统平台：
- RT-Thread
- UCOS
- FreeRTOS
适配 Cortex-M0/M3/M7 MCU，支持IAR、KEIL、GCC编译器，能够达到的效果是：故障原因自动诊断，自动分析故障原因，定位发生故障代码位置，输出错误现场的函数调用栈。
移植
当前笔者所使用的平台是 keil 5,所使用的控制器是 STM32F103,我们准备一个具备串口功能的工程，工程结构如下所示：
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紧接着，我们来看下 cm_backtrace的源代码：
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上述中，cm_backtrace文件夹中存放的是源代码，我们需要将其全部复制到我们的工程目录，demos是使用的例子，里面分为有操作系统和无操作系统两种类型，然后tools存放的是工具，用命令行的形式来分析代码错误的工具,将相关文件复制到工程目录之后工程目录下的文件如下所示：
image-20210306102410525
然后，我们将相关文件添加至工程中，下面是添加之后的工程文件：
image-20210306102815766
同时应该添加相关头文件路径，添加的头文件路径如下所示：
image-20210306102919999
至此，cm_backtrace的源代码就添加完了，我们来编译一下。编译结果如下所示：
image-20210306103031890
可以发现有很多错误，这是因为我们的相关宏还没有打开，我们以照源码中的说明文档中的一个表，在 cmb_def.h中依次打开对应的宏，表如下所示：
| 配置名称 | 功能 | 备注 |
|---|---|---|
| cmb_println(…) | 错误及诊断信息输出 | 必须配置 |
| CMB_USING_BARE_METAL_PLATFORM | 是否使用在裸机平台 | 使用则定义该宏 |
| CMB_USING_OS_PLATFORM | 是否使用在操作系统平台 | 操作系统与裸机必须二选一 |
| CMB_OS_PLATFORM_TYPE | 操作系统平台 | RTT/UCOSII/UCOSIII/FREERTOS |
| CMB_CPU_PLATFORM_TYPE | CPU平台 | M0/M3/M4/M7 |
| CMB_USING_DUMP_STACK_INFO | 是否使用 Dump 堆栈的功能 | 使用则定义该宏 |
| CMB_PRINT_LANGUAGE | 输出信息时的语言 | CHINESE/ENGLISH |
更改之后的代码如下所示：
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更改了宏之后，我们再来编译代码，编译结果如下所示：
image-20210306103729814
提示要开启c99编译模式，我们在keil中设置，设置方式如下所示：
image-20210306103831859
继续编译，看到还有一个错误信息，编译结果如下所示：
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这是因为cmb_fault.S中使用汇编定义了 HardFault_Handler函数，而在原本工程中，stm32f10x_it.c中已经定义了 HardFault_Handler，我们将stm32f10x_it.c中的HardFault_Handler注释掉，代码如下所示：
image-20210306104326301
现在编译就可以通过了。
测试
移植完之后，我们现在来测试一下，在单片机中除0造成的错误如何检查出来，我们在主函数中添加如下所示的代码：
- #include "stm32f10x.h"
- #include "bsp_usart.h"
- #include <cm_backtrace.h>
- #define HARDWARE_VERSION "V1.0.0"
- #define SOFTWARE_VERSION "V0.1.0"
- extern void fault_test_by_div0(void);
- /**
- * @brief 主函数
- * @param 无
- * @retval 无
- */
- int main(void)
- {
- /*初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1，中断接收*/
- USART_Config();
- /* CmBacktrace initialize */
- cm_backtrace_init("CmBacktrace", HARDWARE_VERSION, SOFTWARE_VERSION);
- fault_test_by_div0();
- while(1)
- {
- }
- }
将程序烧录单片机，通过串口调试助手观查输出的信息：
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我们可以看到输出信息显示了当前用法错误是：企图除 0 操作，并给出了相关寄存器信息，但是我们还不知道出现错误的代码在哪一行，这个时候，就需要使用到前文所说的tools文件夹下的工具，addr2line工具。在使用这个工具的时候，需要知道当前工具输出的可执行文件的名字，我们打开keil,信息如下所示：
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然后，我们找到 cm_backtrace文件夹下的tools工具，将其复制到USART.axf所在的目录，复制之后的文件夹目录如下所示：
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在当前文件夹下打开 cmd窗口，然后运行addr2line -e USART.axf -a -f 08001844 0800189a,在这里提一下打开 cmd的方法，按住Shift键，然后右键，打开Powershell
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打开的 Powershell如下所示，并在Powershell中输入start cmd打开cmd窗口，然后在cmd窗口输入addr2line -e USART.axf -a -f 08001844 0800189a,结果如下所示：
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可以看到错误信息是fault_test.c的38行，我们打开源代码查看：
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可以看到确实是38行，问题分析正确。
小结
这就是本期分享的所有内容了，工欲善其事，必先利其器这话还是很有道理，学会使用各种分析工具也能够加快我们的开发进度，帮助我们更快更好地解决问题。
