问题记录：华大 HC32F460 内存边界禁止非对齐访问

文章更新（2023-11-14）

经过排查，本文所述异常现象并非由「非对齐访问」所致，而是因为 SRAM3 开启 ECC 校验时仅支持以字为单位进行访问。

现象描述

• 程序无法正常启动
• 有时会进入 hard fault 中断
• 有时候会出现以下异常：

Call Stack + Locals                                                                    ✘
    Name                                Location/Value                          Type
    __scatterload_zeroinit              0x00074C56                              function
    __scatterload                       0x00018DFE                              function

基础信息

芯片资源

• RAM 192KB/0x30000
• ROM 512KB/0x80000（其中通过分散加载给应用程序分配的空间为 416KB/0x68000）

链接数据

==============================================================================

    Total RO  Size (Code + RO Data)               419844 ( 410.00kB)
    Total RW  Size (RW Data + ZI Data)            163952 ( 160.11kB)
    Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)     421056 ( 411.19kB)

==============================================================================

分散加载

LR_IROM1 0x00018000 0x00068000 {

	; 中断向量
	ER_IROM1 0x00018000 0x00068000 {
		*.o (RESET, +First)
	}

	; 程序信息
	ER_IROM2 + 0 {
		*.o (SECTION_INFO_APP, +First)
	}

	; 程序代码
	ER_IROM3 + 0 {
		*(InRoot$$Sections)
		.ANY (+RO)
	}

	; 内存空间
	RW_IRAM1 0x1FFF8000 0x00030000 {
		.ANY (+RW +ZI)
	}

}

原因分析

由于代码量比较临界，起初我以为是 flash 的问题。但是 map 文件中显示 ROM 只占用了 411.19kB 的空间，并没有超过 416KB 的总量。那 RAM 呢？RAM 只用了 160.11KB 也没有超过 192KB 的总量，邪了门儿了真是！哎，等等！这款芯片的 RAM 我记得好像是分成了两块，怎么说的来着，瞅一眼《参考手册》：

果然，两块 RAM 间不支持非对齐访问，再一看 SRAMH 的大小：32KB！破案了！现在 RAM 的用量不正好到达 160KB（192KB - 32KB = 160KB）这个临界点了么！

超过 160KB 确实会出现异常，但不是因达到 SRAMH 所致（SRAMH 地址最小，始终会用到）而是因达到 SRAM3 且使能 ECC 校验所致。注意看红线上面的那句话：「在允许 RAM ECC 校验错误产生 NMI 中断和复位的情况下，必须对所用 RAM 空间以字（16bit）为单位进行访问」。

按照现有分散加载文件的写法，两块内存会被认为是一个整体，那么就必然存在「在内存边界处进行非对齐访问」的可能。

规避方法

非对齐访问的风险可以在分散加载文件中将两块内存断开：

LR_IROM1 0x00018000 0x00068000 {

	; 中断向量
	ER_IROM1 0x00018000 0x00068000 {
		*.o (RESET, +First)
	}

	; 程序信息
	ER_IROM2 + 0 {
		*.o (SECTION_INFO_APP, +First)
	}

	; 程序代码
	ER_IROM3 + 0 {
		*(InRoot$$Sections)
		.ANY (+RO)
	}

	; 内存空间
	RW_IRAM1 0x1FFF8000 0x00007FF0 { ; 空出若干字节不用，以避免非对齐访问。
		.ANY (+RW +ZI)
	}

	; 内存空间
	RW_IRAM2 0x20000000 0x00028000 {
		.ANY (+RW +ZI)
	}

}

SRAM3 开启 ECC 后仅支持以字为单位进行访问的问题可以通过禁用 ECC 功能来解决。当然如果你一定要用 ECC 的话，那这块空间肯定不能用来让编译器自动分配内存，而是要自己来手动管理。