详细介绍：调用栈和fault analyzers（快速找到bug）
1.错误类型
一般来说 错误类型就是以下四种 而最常见的是：Hardfault
在 ARM Cortex-M 系列处理器（如 STM32 芯片）中，Hardfault是一种严重的系统故障异常，当处理器检测到无法被其他异常（如总线故障、用法故障）处理的错误时，会触发该异常。以下是关于 Hardfault 的关键信息：
一、触发原因
Hardfault 的触发场景非常广泛，典型原因包括：
- 内存访问错误
- 数组越界（如int arr[5]; arr[10] = 0;）；
- 空指针 / 野指针解引用（如int *p = NULL; *p = 10;）；
- 栈溢出（局部变量过大、函数递归过深导致栈空间耗尽）。
- 指令异常
- 执行未定义的指令（如非法汇编指令、代码段被意外改写）；
- 特权级违规（如用户模式下访问特权寄存器）。
- 硬件故障
- 总线访问失败（如外设地址配置错误，访问不存在的硬件资源）；
- 外设异常（如 ADC、SPI 等外设配备冲突）。
- 中断配置错误
- 中断优先级配置非法（超出0~15范围）；
- 中断向量表未正确初始化（如向量地址无效）。
2. ARM Cortex-M 系列处理器寄存器
1.sp寄存器
- SP_main（主堆栈指针，MSP）：是默认的堆栈指针，用于异常服务例程（如中断、系统调用）、OS 内核以及应该特权访问的代码。系统复位后默认使用该堆栈。
- SP_process（进程堆栈指针，PSP）：用于线程模式下的普通应用程序代码（非异常场景）。在嵌入式操作系统中，不同任务可通过它维护独立堆栈，搭建任务隔离。（在freertos下会用到）
2.LR与PC寄存器
- R14（连接寄存器，LR）
- 核心功能：主要用于保存函数调用、异常（中断、异常服务例程）发生时的返回地址。
- 当执行函数调用指令（如BL）时，LR 会自动存储调用指令的下一条指令的地址，函数执行完毕后可通过BX LR指令返回调用点。
- 在异常（如中断、Hardfault）发生时，LR 会存储异常返回时需要恢复的指令地址，保障代码在异常处理完毕后能正确回到原执行流程。
- 特殊场景：在多任务操作系统中，任务切换时也会涉及 LR 的保存与恢复，以确保任务上下文的完整性。
- R15（程序计数器，PC）
- 核心功能：用于存储当前正在执行或即将执行的指令的地址，是处理器 “知道下一步该执行哪条指令” 的关键。
- 处理器会不断从 PC 指向的地址中取出指令并执行，执行完一条指令后，PC 会自动更新为下一条指令的地址（对于 ARM 指令集，通常是PC += 4；对于 Thumb 指令集，通常是PC += 2）。
- 在分支、跳转指令（如B、BL、BX）执行时，PC 会被修改为目标地址，从而改变程序的执行流程。
3.异常发生后的处理
这张图展示的是 ARM Cortex-M 系列处理器中 ** 异常返回机制（EXC_RETURN）** 的关键参数，用于定义异常处理达成后处理器的返回行为，核心含义如下：
什么是EXC_RETURN？
当处理器进入异常处理（如中断、HardFault 等）时，链接寄存器（LR）会被自动加载一个特殊值，这个值就是EXC_RETURN。它的作用是指示处理器在异常处理达成后，以何种模式、使用哪个堆栈返回原执行流程。
- 各数值的效果解析
补充说明的逻辑
- 当 “主程序在线程模式下用 MSP” 被中断时，异常服务例程的LR会被自动设为0xFFFF_FFF9（原 LR 已被压栈），确保返回后回到 “线程模式 + MSP” 的原流程。
- 当 “主程序在线程模式下用 PSP” 被中断时，异常服务例程的LR会被自动设为0xFFFF_FFFD，确保返回后回到 “线程模式 + PSP” 的原流程。
- ，MSP（主堆栈指针）在错误发生前指向的是当前活跃的主堆栈区域；当错误（如异常、Hardfault）发生时，处理器会自动将上下文寄存器（R0-R3、R12、LR、PC、xPSR 等）压入 MSP 指向的栈中，因此错误发生后，MSP 指向的是 “错误发生前的栈 + 刚压入的上下文数据” 的栈区域。
简言之，EXC_RETURN是 Cortex-M 处理器异常返回的 “控制码”，通过不同数值编码，精准控制返回后的执行模式（线程 /handler）和堆栈选择（MSP/PSP），保障系统在异常处理后能正确恢复执行流程。
4.案例分析
在有错误的时候，我们看寄存器
看lr寄存器的值与上面的错误分析，去寻找msp（主栈堆）
- 找到msp对应的地址（此时已经压栈）
从左往右依次对应寄存器 找到LR对应的值
可以通过 MSP（主堆栈指针）定位到发生错误的函数，核心依据是异常发生时处理器会自动将关键寄存器（包括错误发生时的指令地址）压入 MSP 指向的堆栈
原理：异常时的堆栈自动压入机制
当错误（如 HardFault、中断等异常）发生时，Cortex-M 处理器会触发 “硬件自动压栈”：将当前执行上下文的关键寄存器按固定顺序压入当前活跃的堆栈（如果此时使用 MSP，则压入 MSP 指向的主堆栈），压栈顺序为：R0 → R1 → R2 → R3 → R12 → LR（返回地址） → PC（错误发生时的指令地址） → xPSR（脚本状态寄存器）
其中，错误发生时正在执行的指令地址就是PC（程序计数器）的值就，借助这个地址可能直接定位到对应的函数。
.在本次案例中 大家不查看pc寄存器而是查看lr寄存器
指示 “被中断函数的返回目标”，追溯函数调用链
当程序正常运行时，LR的作用是保存 “当前函数执行完毕后要返回的下一条指令地址”（即调用者的地址）。例如：
- 函数 A 调用函数 B（执行BL B指令），此时 B 的LR会被设置为 A 中 “调用 B 之后的下一条指令地址”（即 B 执行完后要返回 A 的位置）。
- 若 B 执行时发生异常，处理器会将 B 的LR值压入栈中。此时栈里的LR就记录了 “B 原本要返回 A 的地址”。
通过这个LR值，许可反向追溯：错误发生在哪个函数（B）中，而这个函数是被哪个函数（A）调用的，从而还原错误发生时的函数调用链（如 A→B→错误点）。
补充
再上面这里 20000008是pc最后的指向 而08000f6c是发生错误前正在指向的代码翻译成机器码后的储存位置
具体详情看
06 调用栈和fault analyzers