嵌入式中變數被意外修改的除錯方法

2021-09-26 14:44:14 字數 1103 閱讀 4596

在移植公司的實時作業系統到一款國產 risc-v 架構晶元時,為了測試 systick 中斷是否有效,在此中斷 isr 中對乙個靜態變數加一,打斷點觀察變數的變化來確定中斷是否正確執行了!

中斷 isr 的主要內容如下:

isr_handler

(void

)

在除錯的過程中發現,進入到這個函式後確實給變數加 1 了,但是下一次再進入時變數值又會變為 0,除錯了下彙編沒發現問題。多執行幾次發現效果相同,問題能夠不斷【復現】。

變數的值被意外修改這樣的問題之前也已經遇到過,直接的方法就是 watch 這個變數的位址,在修改的時候程式會停下來,這樣就能看到**進行了非法操作。

可是在此款晶元上上面的方法卻不太適用。雖然可以 watch 乙個變數的位址,但是 watch 之後程式執行非常非常慢,可能要等非常久才能定位到問題,而我有不能減少中間執行的過程,這是乙個常識性的問題,因此這中方式只能棄之不用。

有沒有更好的方式呢?

我仔細的想了想,立刻就想到了一種非常簡單的方式。我可以把這個變數設定為常量,常量一般都儲存在**段,而在我使用的這個晶元上,**段是放在 flash 上面的,要通過普通的訪存指令修改 flash 上面的資料會進入異常,這樣我只需要檢視異常發生的位置就能夠成功定位到出問題的地方。

這樣的方式果然好用,我立刻就發現了問題,可是讓我不解的是它指向了乙個不在**區域內的位置,這可出乎我的意料了。

當我發現問題發生的地方是一段程式區域外的位置,我覺得可能在中斷處理流程中棧幀被修改了,這樣恢復的時候才恢復到了乙個錯誤的位址,這樣的懷疑比較合理。我再回去看了看中斷處理的彙編**,發現我在中斷中切換到了系統棧,將需要儲存的現場儲存到了系統棧中,而我的使用者程式也使用了系統棧,這樣舊的棧幀就被中斷處理過程破壞了,恢復之後就表現出了乙個異常的行為。

其實我切換棧指標這樣的設計是正確的,只是我不應該在非任務環境下測試它。當第乙個任務排程執行之後,中斷打斷的任務與系統棧有不同的棧指標,在這種條件下切換棧指標是正確的。我按照這樣的思路建立了任務,啟動實時作業系統,再次測試便沒有問題了!

在實際的測試中,對一些必要條件的忽略可能會造成嚴重的問題,我們不僅要關注程式執行的流程,更要關注程式執行的環境及程式執行對這一環境帶來的改變

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