遇到CPU Exception,我该怎么办?

本文详细介绍了遇到CPU异常时的处理步骤,包括理解关键寄存器的作用、分析异常号、使用GDB恢复现场和查找BUG。重点关注了常见的1、2、4、7号异常,如未对齐访问、访问错误、指令非法和断点异常,提供了相应的错误示例和解决策略。

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在调试板子的过程中我们经常会遇到各种问题,比如下面这个:

程序跑着跑着打印一串奇奇怪怪没见过的打印,就像下面的打印一样?

CPU Exception: NO.2
r0: 0x00000014	r1: 0x18a70124	r2: 0x00001111	r3: 0x10020000	
r4: 0x00000000	r5: 0x00000001	r6: 0x00000002	r7: 0x07070707	
r8: 0x00000000	r9: 0x09090909	r10: 0x10101010	r11: 0x11111111	
r12: 0x40000000	r13: 0x00000000	r14: 0x18b166a8	r15: 0x186d9c0a	
r16: 0x16161616	r17: 0x47000000	r18: 0x3f800000	r19: 0x00000000	
r20: 0xc0000000	r21: 0x40000000	r22: 0x00000000	r23: 0x00000000	
r24: 0x40400000	r25: 0x12345678	r26: 0x12345678	r27: 0x12345678	
r28: 0x12345678	r29: 0x12345678	r30: 0x12345678	r31: 0x12345678	
vr0: 0x12345678	vr1: 0x00000000	vr2: 0x00000000	vr3: 0x00000000	
vr4: 0x00000000	vr5: 0x00000000	vr6: 0x00000000	vr7: 0x00000000	
vr8: 0x00000000	vr9: 0x00000000	vr10: 0x00000000	vr11: 0x00000000	
vr12: 0x00000000	vr13: 0x00000000	vr14: 0x00000000	vr15: 0x00000000	
vr16: 0x00000000	vr17: 0x00000000	vr18: 0x00000000	vr19: 0x00000000	
vr20: 0x00000000	vr21: 0x00000000	vr22: 0x00000000	vr23: 0x00000000	
vr24: 0x00000000	vr25: 0x00000000	vr26: 0x00000000	vr27: 0x00000000	
vr28: 0x00000000	vr29: 0x00000000	vr30: 0x00000000	vr31: 0x00000000	
vr32: 0x00000000	vr33: 0x00000000	vr34: 0x00000000	vr35: 0x00000000	
vr36: 0x00000000	vr37: 0x00000000	vr38: 0x00000000	vr39: 0x00000000	
vr40: 0x00000000	vr41: 0x00000000	vr42: 0x00000000	vr43: 0x00000000	
vr44: 0x00000000	vr45: 0x00000000	vr46: 0x00000000	vr47: 0x00000000	
vr48: 0x00000000	vr49: 0x00000000	vr50: 0x00000000	vr51: 0x00000000	
vr52: 0x00000000	vr53: 0x00000000	vr54: 0x00000000	vr55: 0x00000000	
vr56: 0x00000000	vr57: 0x00000000	vr58: 0x00000000	vr59: 0x00000000	
vr60: 0x00000000	vr61: 0x00000000	vr62: 0x00000000	vr63: 0x00000000	

epsr: 0xe4000341
epc : 0x186d9c12

不用紧张,你没有把板子搞坏了,只是程序跑挂了。下面我们就来一步一步的分析,我们掉进了什么坑里,怎么跳出来?

你需要知道的基础知识

下面介绍一些基础知识,如果你已经是老鸟,可以不用看这些。

### Nuttx 操作系统的 `exception_common` 处理机制 在 NuttX 中,异常处理是一个重要的组成部分,用于管理硬件中断和其他类型的异常情况。当发生异常时,处理器会跳转到特定的向量地址执行相应的处理程序。 #### 异常入口点 每当 CPU 遇到无法自行解决的情况(如非法指令、访问错误等),就会触发异常并进入 `exception_common` 函数[^1]。此函数作为通用异常处理流程的一部分,在不同架构下可能有不同的实现方式,但其核心逻辑保持一致: - **保存现场**:保护当前寄存器状态以便后续恢复。 - **获取异常原因**:读取引起异常的原因码。 - **调用具体处理子程序**:依据不同的异常类型分发给专门的处理模块来解决问题或者记录日志信息。 ```c void exception_common(unsigned int vector, unsigned long pc) { /* Save context */ /* Get cause of interrupt/exception */ /* Call appropriate handler based on type */ } ``` 对于某些特殊情况下的异常,比如系统调用陷阱(`syscall`)或是定时器溢出事件,则会有针对性更强的服务例程来进行响应[^4]。 #### 解决方案建议 如果遇到与 `exception_common` 相关的问题,可以从以下几个方面入手排查: - **检查配置选项**:确认编译时选择了正确的CPU体系结构以及对应的异常级别支持设置。 - **调试工具辅助分析**:利用GDB远程连接目标板进行单步跟踪,观察具体的崩溃位置及其上下文环境变量值变化趋势。 - **查看文档资料**:查阅官方提供的API手册和开发者指南中关于该部分的内容说明,理解设计意图有助于更好地定位故障根源所在。
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