关键词：TrustZone，HardFault
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1、简介
2、问题分析
3、总结
01
简介
客户使用 STM32U5 进行开发，并使能了 TrustZone 架构，程序需要从 bootloader 跳转到app。在之前版本都是正常跳转的，某一天 IAR 从 9.20 升级到 9.30 后，程序跳转失败,并且会导致 hardfault，想知道为什么会失败。
图1.IAR9.20 和 IAR9.30 生成的汇编代码对比
02
问题分析
通过断点和单步调试，我们发现出现问题的指令如下所示：
图2.程序下一步将 Hardfault
而没有发生 hardfault 的版本汇编代码，如下图：
图3.程序不会发生 Hardfault
通过单步调试，我们知道了 VLSTM SP 这条指令导致了 hardfault。接着我们再确认下 SP 指针，错误版本的 SP 的内容为：0x300020b4，正确版本的 SP 内容为：0x30000258。首先，我们对比了生成的 map 文件中 stack 的地址信息，发现其中 Stack 的地址和这里 SP 指令是相符的。
然后继续查找了 VLSTM 这条指令相关的描述，关于 VLSTM 在 PM0264 中有以下描述：
图4.关于 VLSTM 指令
从上图可以看到，VLSTM SP 这条指令会把安全的浮点运算寄存器的值保存到 SP 地址中，并清除安全浮点寄存器的内容，如果 CPU 的状态是非安全的，那么这条指令相当于空指令，也不会导致 hard fault，所有从这里也还是分析不出为什么会导致 hard fault。
重新回到这条指令，现在问题可能比较大的就是 SP 的地址了。有问题的版本的 SP 内容为：0x300020b4，会不会是对齐导致的呢？
基于这个猜测，我们直接在 IAR 界面强制修改了 SP 的地址为 0x300020b8，并继续单步执行，然后程序可以正常执行了。所以目前所知的结论就是 VLSTM SP 这条指令，要求 SP 必须 8 字节对齐，可能 IAR 在编译的时候并没有注意到这一点。
然后，把这些信息反馈到 IAR 以后，IAR 的工程师回复如下：
根据目前的信息，问题应该是在 VLSTM 要求 8 字节对齐上。在 9.30.1 中，由于 PUSH.W {R4, R5, R7-R11}指令执行后，相当于占用了 28 个字节的栈空间，导致了 SP 和 9.20.1 相比，不是 8 字节对齐。
03
总结
在调试 TrustZone 工程的时候，由于使用了新的架构及新的汇编指令，需要对这些指令有一定基本的了解。在调查问题的时候，可以进行单步调试来定位发生问题的指令，然后再继续深入了解下为什么会导致 hardfault。
