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为什么这段代码会导致硬故障并跳入无限循环？

#include <stdint.h>
#include <math.h>

void myfunc()
{  
    const double val = 1;
    double log_res = log2(val); // <----- THIS CAUSES A FAULT
    //double log_res = log2(1); // This works
}

当我用val硬编码的 1 替换 evil 行时，代码有效。所以问题只有在我传递val给时才会发生log2（如代码所示）。为什么会这样？

我正在使用 STM32CubeIDE（基于 Eclipse）和 STM32F429ZI MCU。

更新：

在反汇编窗口中检查异常表明这是发生了异常：

fffffff9：无法执行 MI 命令：-data-disassemble -s 4294967289 -e 4294967429 -- 3 来自调试器后端的错误消息：无法访问地址 0xfffffffe 的内存

任何人都知道为什么会这样？

更新 2：

在汇编指令中调试：

54            const double val = 1;
08000e0a:   mov.w   r3, #0
08000e0e:   ldr     r4, [pc, #64]   ; (0x8000e50 <myfunc+88>)
08000e10:   strd    r3, r4, [r7, #16]
55            double log_res = log2(val);
08000e14:   vldr    d0, [r7, #16] // <------ X THIS LINE CAUSES THE PROBLEM X
08000e18:   bl      0x8002a9c <log>
08000e1c:   vmov    r0, r1, d0
08000e20:   add     r3, pc, #36     ; (adr r3, 0x8000e48 <myfunc+80>)
08000e22:   ldrd    r2, r3, [r3]
08000e26:   bl      0x800085c <__divdf3>

重点线有 d0=0, r7=0x2002ffcc

执行此行后，反汇编程序跳转到WWDG_IRQHandler.

更新 3：

GCC 汇编器选项（不确定这是做什么的）：

-mcpu=cortex-m4 -g3 -c -x assembler-with-cpp --specs=nano.specs -mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -mthumb

GCC 编译器选项：

-mcpu=cortex-m4 -std=gnu11 -g3 -DSTM32F429I_DISC1 -DSTM32 -DSTM32F429ZITx -DSTM32F4 -DDEBUG -DSTM32F429xx -c -I..\Inc -I../Inc/CMSIS/Include -I../Inc/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include -O0 -ffunction-sections -fdata-sections -Wall -fstack-usage --specs=nano.specs -mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -mthumb

GCC 链接器选项：

-mcpu=cortex-m4 -T"C:\Users\mne\STM32CubeIDE\workspace_1.0.0\MyUSB\STM32F429ZITX_FLASH.ld" --specs=nosys.specs -Wl,-Map="${ProjName}.map" -Wl,--gc-sections -static --specs=nano.specs -mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -mthumb -Wl,--start-group -lc -lm -Wl,--end-group

更新4：

这个问题似乎发生在许多功能上math.h，例如fmin。

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4 回答 4

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您似乎-mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -mthumb从编译器选项中省略了标志，并且仅将它们包含在您的汇编器选项中。（您可以替换-march=armv7-m -mtune=cortex-m4为-mcpu=cortex-m4。）因此，您的编译器正在为错误的浮点 ABI 生成代码。您指定了硬 ABI，但正在生成对软库函数的调用，而不是内联汇编指令。

编辑：如果编译器正在生成您的 FPU 不支持的指令，正如 ImageCraft 的 Richard 所观察到的，您可以尝试将标志更改为--mcpu=cortex-m4 --mfpu=auto.

请注意，任何级别的优化，甚至-O1，都足以让 GCC 折叠常量并优化对 的调用double position = 0.0;。您可能需要使用该函数return position;来让它发出此代码并进行优化。（我假设这是一个简化的 MCVE，因为您实际上不需要log2(1)在运行时进行计算。）

于 2019-09-30T07:13:12.250 回答
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问题在这里：

08000e14: vldr d0, [r7, #16] // <------ X 这条线导致问题 X

“d0”是一个 64 位的 VFP 寄存器。但是，Cortex-M4F 只有 32 位 FPU（寄存器 s0、s1 等）。Cortex-M7F 具有 64 位 FPU，但这不是您使用的。

因此该指令对导致故障的 Cortex-M4F 内核无效。我可以在 GCC 2018-Q4 版本中复制这一点。如果删除-mfloat-abi=hard，问题就会消失，因为它会使用 ARM 核心 CPU 寄存器来传递参数。所以这就是我推荐的修复方法。

至于根本原因，我需要做更多的调查。

于 2019-09-30T09:38:10.027 回答
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关于你的问题：

当我用硬编码的 1 替换 evil 行中的 val 时，代码可以工作。所以只有当我将 val 传递给 log2 时才会出现问题（如代码所示）。为什么会这样？

以下声明：

double position = log2(first_set);

没有将变量传递val给函数：log2()

我希望这样的编码错误（因为first_set未定义）会导致代码无法编译。

于 2019-09-29T22:50:47.260 回答
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STMF4 系列不支持双精度浮点数。将 double 更改为 float 以使用单精度浮点数。

于 2019-10-01T13:56:17.940 回答