浅析基于STM32的除以0运算话题

有人使用STM32G4系列芯片开发产品。他发现程序中如果遇到除以0的操作时，会跑进出错异常中断而影响程序运行。他想知道能否通过设置，即使发生除以0操作也不让程序跑进异常中断，并期望此时的除法运行结果【也就是商】直接等于当前变量类型所支持的最大值，比如，若被除数为16位变量，则经过该除以零操作后直接为其赋值为0xffff。【实际应用中客户的需求往往也是五彩斑斓的。^_^】

事实上是否可以如该STM32用户所愿呢？我们不妨一起看看。

首先，这个问题不属于STM32外设相关的，而是内核相关的。客户选用的是Cortex M4的内核STM32芯片，那我们就从M4内核手册中寻找相关内容。

我们通过查看ARM M4的内核手册，可以看到除以0操作会导致用法异常［UsageFault］，同时它又说了，该操作和非对齐访问操作是否触发异常是可以配置的。详见下方绿色方框内文字。

那么对该用法异常的监测控制是通过哪个寄存器进行配置的呢？经浏览手册得知它是通过配置控制寄存器［SCB-》CCR］进行配置的。

根据上面描述可知，当CCR寄存器的DIV_0_TRP位被配置0时，即使发生除以0操作也不会触发异常，只有当该位被置1前提下，当发生除以0操作时才触发异常事件并产生相应中断。

下面我们具体验证下。我找了块M4内核的STM32芯片的开发板。我们先使用ARM MDK来验证。

测试代码很简单，就是下面截图中的几行，简单的闪灯操作，里面夹了一句除法操作。SCB-》CCR被赋值0x00000210即置位了DIV_0_TRP，当被赋值0x00000200时对其进行清零。

经过测试，当我们置位上面CCR寄存器的DIV_0_TRP位，在发生除以0操作时就会进入HardFault中断，同时被除数的结果【Result】即商变为0.

而当我们对DIV_0_TRP位清零，即SCB-》CCR被赋值0x00000200时发生除以0操作不会触发Hardfault中断，但被除数除以0后其结果依然保持为0。整个程序运行起来感觉不到任何阻滞。

上面是基于ARM MDK环境测试的，我们换为IAR IDE测试看看。

我们依然先验证CCR寄存器的DIV_0_TRP位被置1的情况。经测试，结果跟ARM MDK环境下的测试结果完全一致。

当我们对CCR寄存器的DIV_0_TRP位清零时，测试结果也跟ARM MDK环境下的一致。

显然，结合Cortex M4内核手册的描述和实际验证，当发生除以0操作时是否触发异常事件是可以配置的，至于发生除以0操作后的商，它始终是0，这个结果其实在上面截图有明确提及，这里再单独截图出来。

不过，这个结果跟开篇客户所期望的不一致，这是由硬件决定的，不同的硬件在这个地方处理不尽相同。其实，其它Cortex M内核芯片这个地方约定是一样的。

聊到这里，或许有人发现了一个问题。从手册上看，这个除以0操作触发的应该是用法异常【UsageFault】，而我们在实际测试时进入的中断却是HardFault异常，这两个异常并不一样啊？

这是怎么回事呢？在此抛砖引玉吧，有兴趣的话不妨查找相关资料继续寻找相关答案。

【注：上面部分截图来自于Cortex-M4的各种手册，有需要可以到arm网站自行搜索下载】

编辑：jq