log2在C中的STM32F4 MCU中导致故障

Question

为什么此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
}

[当我用硬编码1代替邪恶线中的val时，代码起作用。因此，仅当我将val传递给log2时，问题才会发生（如代码所示）。为什么会这样？

我正在将STM32CubeIDE（基于Eclipse）与STM32F429ZI MCU一起使用。

UPDATE：

在反汇编窗口中检查异常显示这是发生的异常：

fffffff9：无法执行MI命令：-数据拆卸-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吗？

更新2：

调试汇编说明：

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>

强调线具有d0 = 0，r7 = 0x2002ffcc

执行此行后，反汇编程序跳至WWDG_IRQHandler。

更新3：

GCC汇编器选项（不确定该怎么做）：

-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

Answer 1

您似乎从编译器选项中省略了-mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -mthumb标志，而仅将其包括在汇编程序选项中。 （您可以用-march=armv7-m -mtune=cortex-m4代替-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FPU不支持的指令，如ImageCraft的Richard所言，您可以尝试将标志更改为--mcpu=cortex-m4 --mfpu=auto。

请注意，即使是-O1，任何级别的优化也足以使GCC折叠常数并优化对double position = 0.0;的调用。您可能需要具有函数return position;才能在优化启用的情况下发出此代码。 （我假设这是简化的MCVE，因为您实际上不需要在运行时计算log2(1)。）

Answer 2

关于您的问题：

当我用硬编码1替换邪恶行中的val时，代码起作用。因此，仅当我将val传递给log2时，问题才会发生（如代码所示）。为什么会这样？

以下语句：

double position = log2(first_set);

没有将变量val传递给函数：log2()

我希望这样的编码错误（因为未定义first_set导致代码无法编译。

Answer 3

问题在这里：

08000e14：vldr d0，[r7，＃16] //

“ d0”是64位VFP寄存器。但是，Cortex-M4F仅具有32位FPU（寄存器s0，s1等）。 Cortex-M7F具有64位FPU，但这不是您正在使用的。

因此，该指令对于导致故障的Cortex-M4F内核无效。我可以在GCC 2018-Q4版本中复制它。如果删除了-mfloat-abi = hard，该问题将消失，因为它随后使用ARM核心CPU寄存器来传递参数。所以这就是我建议的解决方法。

至根本原因，我将需要做更多调查。