Melis系统崩溃问题分析以及解决思路

在使用Melis 系统开发时，会经常遇到系统崩溃死机的问题，对于此类问题大家总是避之不及，分析原因，一方面是此类问题涉及到CPU异常模式架构，需要用户对arm CPU架构具有较深的技术储备。另一方面，异常处理代输出的调试信息不够直观，不太友好的调试界面使用户失去了直面问题的勇气。所以一般情况下的解决思路都是回避问题，通过不断修改业务代码来试错. 这种解决思路不但效率低下，而且很有可能没有找到根本问题，为将来留下隐患. 下面推荐一种直接分析此类问题的思路，供参考。

预备知识（以ARM9为例,ARMV5TE指令集)

在初始化阶段 Melis将异常向量的入口映射到了0xffff0000开始的高地址.
在程序中的实现如下图，通过链接脚本的操作，这些代码将被放置在0xffff0000地址运行.

问题场景

处理器进入异常模式一般有三种情况:

非法指令，对应异常入口0xFFFF0004
取指异常, 对应异常入口0xFFFF000C
数据存取异常, 对应异常入口0xFFFF0010

本文对以上三种异常死机的情况分析类似，所以就以数据存取异常分析为例介绍整个分析过程.

Crash现场

Crash现场打印寄存器如下图，下面演示如何利用DS5倒推出死机位置，定位导致死机的代码.

###分析过程###

第一步，定位异常入口，从打印信息可以很明显看出，这是一条数据存取异常，所以对应的异常入口地址应该是0xFFFF0010. 异常时刻寄存器已经全部打印出来，实际上可以通过将图中所有寄存器值恢复到CPU的寄存器堆中，使时光倒流回异常发生的时刻. 但是这里有一个问题，上图的寄存器打印信息是目前melis2.0异常处理输出，较Melis1.0提供了更多的寄存器现场信息. 针对1.0是无法通过恢复打印寄存器的方式找回死机现场的. 本文针对Melis1.0.
第二步, 修改异常入口, 由于异常处理代码本身会破坏寄存器现场，所以，在判断完异常处理类型，从而定位到异常入口后，我们修改异常入口，使CPU在异常处进入死循环，不再往下执行，这样做的目的是保留异常前最后时刻的寄存器现场，便于恢复，见下图红色部分.
第三步, 重新编译内核, 下载运行.
第四步, DS-5 Attach到目标平台. 可以看到，CPU已经在异常入口处进入死循环，此时的寄存器由于没有被异常处理程序破坏，仍然保留了异常前的状态，只要使CPU恢复之前的状态，就能找到问题点.
第五步, 恢复现场, 恢复现场, 现场恢复包括 1，处理器模式恢复，可以恢复lr, sp, cpsr. 2.通用寄存器恢复，由于现场没有被破坏，所以无需恢复通用寄存器，只需要恢复cpsr, 和lr即可。

这里要注意的是PC指针的恢复，按照 newPC =lr -4的原则，恢复寄存器为0xc200d9f0

现场恢复后，可以得到更多的关于死机点的信息，例如调用堆栈，源文件，函数，行号等等。从中得到，死机的原因是melis_init_thread函数中访问了非法地址:0xdeadbeec，从而导致CPU进入到异常模式.

以上就是针对此类问题的总体思路，当然实际情况可能远比例子复杂。即便如此，我们也能从中找到一些规律。 找到规律 是解决问题的第一步，规律不一定表示某种必然，有时候随机也是一种规律，在错综复杂的问题现场中总有稳定的因素存在，这个时候如上的方法也是适用的。