嵌入式软件bug从哪来,如何去?

1、使用系统API前先判断自身传入参数的有效性和范围等是否符合要求,一般系统API是库文件,使用错误更难发现问题。

2、针对不同的平台常用的接口,务必增加适配层隔离,便于调试和后续移植。比如有的平台中断(SDK提供的中断回调不一定是硬件中断)不支持串口日志。

3.4 RTOS系统特性

1、多任务的竞争,在RTOS系统中,需要注意全局函数、全局变量的使用,避免互相竞争影响,对公共函数尽量做到可重入设计 。

2、中断与任务的调度关系。

3、合理分配任务栈空间和消息队列的深度,函数内部尽量少用大数组。

3.5 个人素养

软件编码完成,不是能编译就收工了,其功能是否符合预期,开发人员自己检查是最高效的,很多问题都是开发不仔细,或者很简单的C基础应用错误,这不是技术问题而是心态。可以多看看开源代码,或者《C专家编程》等。

4、后期解决问题

如果软件问题不可避免,该如何去修复解决呢?

一般来说100%出现的问题都比较容易解决,找到相关代码仔细检查或者加点日志就能发现问题。难处理的是小概率出现的问题,稳定复现它就是成功的一半。

4.1 问题复现

稳定复现问题才能快速对问题进行定位、解决以及验证,如何提高复现的概率?

1、模拟复现条件,问题只在特定的条件下出现,对于依赖外部输入的条件难以满足,可以考虑程序里预设直接进入对应状态,或者软件内部进行极端的压力测试。

2、提高相关代码执行频率,进行某个操作才可能出现异常,人工持续操作,或者软件频繁执行相应的功能,提高问题点的执行频率,加快复现速度。

3、增大测试样本量 ,个别样机难出现,如果条件允许,可以使用多个设备同时进行测试。一般情况下试产就是为了发现这类问题。

4.2 问题定位

缩小排查范围,确认引入问题的函数或代码片段。

1、打印日志 ,日志是最直接、简单的调试方法,在问题的可疑点增加日志输出,以此来追踪程序执行流程以及关键变量的值,观察是否与预期相符。

2、版本回退,使用版本管理工具时可以通过不断回退版本,验证前面版本的情况,定位首次引入该问题的版本,针对该版本的改动进行排查。

3、二分注释,“二分注释”类似二分查找法的方式注释掉部分代码,以此判断问题是否由注释掉的这部分代码引起。具体为将与问题不相干的部分代码注释掉一半,看问题是否解决,未解决则注释另一半,如果解决则继续将注释范围缩小一半,以此类推逐渐缩小问题的范围,确定是哪一块代码导致这个问题。

4、硬件协助,借助示波器、逻辑分析仪分析波形,必要时也请硬件协助分析;问题样机与正常样机的主控对调,看问题是否随芯片走。尤其是涉及驱动方面的问题,比如充电、中断、复位、外设通信调试异常时。

5、仿真调试 ,在线调试可以起到和打印LOG类似的作用,适合排查程序崩溃类的BUG,当程序陷入异常中断候可以直接STOP查看call stack以及内核寄存器的值,快速定位问题点,不过这需要硬件支持。

6、三板斧,使用最多的是前面三种方法,这三板斧足以应付大部分业务逻辑问题;偶尔请硬件协助解决驱动问题,日常开发中的问题都能解决。个别系统层面或者架构不合理导致的深沉问题,要么花时间死磕coredunmp,要么联系原厂FAE协助,一般芯片方案商都提供技术支持。

4.3 问题修复与回归测试

1、缩小范围确定问题代码,再排查具体的函数,修复问题点

2、有些问题属于架构层面,比如和RTOS相关的竞争关系,这种就无法定位到具体问题代码点,只能在宏观上依靠经验或操作系统理论去解决

3、解决后需要进行回归测试,确认问题是否不再出现,也要确认修改不会引入其他新问题。

4.4 复盘

1、一般情况下最后发现原因都是很简单的几句话,比如数据越界或者循环体多执行一次,看起来都是很简单的基础用法,因为一句错误可能需要几周时间来发现解决,为什么当初写错而且没检查发现呢?

2、总结问题产生的原因及解决方法,今后如何防范,对其他平台否值得借鉴,做到举一反三,从失败中吸取经验。

5、心得

业务指示开发、测试驱动开发,这一荒谬方法论,体现在部门合作与职责不清,整体就是效率低下、互相推诿,在这样的环境下开发软件也很累。

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