记一次Bug定位的过程

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了记一次Bug定位的过程相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

问题1

工作需要出bug的芯片不详细说明,该芯片的CPU含有32个中断源,一般来说,以stm32为例,中断向量表定义在startup_stm32f40_41xxx.s中,写为:

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
                AREA    RESET, DATA, READONLY
                EXPORT  __Vectors
                EXPORT  __Vectors_End
                EXPORT  __Vectors_Size

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
                DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
                DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
                DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
                DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

                ; External Interrupts
                DCD     WWDG_IRQHandler                   ; Window WatchDog                                        
                DCD     PVD_IRQHandler                    ; PVD through EXTI Line detection                        
                DCD     TAMP_STAMP_IRQHandler             ; Tamper and TimeStamps through the EXTI line            
                DCD     RTC_WKUP_IRQHandler               ; RTC Wakeup through the EXTI line                       
                DCD     FLASH_IRQHandler                  ; FLASH                                           
                DCD     RCC_IRQHandler                    ; RCC                                             
                DCD     EXTI0_IRQHandler                  ; EXTI Line0                                             
                DCD     EXTI1_IRQHandler                  ; EXTI Line1                                             
                DCD     EXTI2_IRQHandler                  ; EXTI Line2                                             
                DCD     EXTI3_IRQHandler                  ; EXTI Line3                                             
                DCD     EXTI4_IRQHandler                  ; EXTI Line4                                             
                DCD     DMA1_Stream0_IRQHandler           ; DMA1 Stream 0                                   
                DCD     DMA1_Stream1_IRQHandler           ; DMA1 Stream 1                                   
                DCD     DMA1_Stream2_IRQHandler           ; DMA1 Stream 2                                   
                DCD     DMA1_Stream3_IRQHandler           ; DMA1 Stream 3                                   
                DCD     DMA1_Stream4_IRQHandler           ; DMA1 Stream 4                                   
                DCD     DMA1_Stream5_IRQHandler           ; DMA1 Stream 5                                   
                DCD     DMA1_Stream6_IRQHandler           ; DMA1 Stream 6                                   
                DCD     ADC_IRQHandler                    ; ADC1, ADC2 and ADC3s                            
                DCD     CAN1_TX_IRQHandler                ; CAN1 TX                                                
                DCD     CAN1_RX0_IRQHandler               ; CAN1 RX0                                               
                DCD     CAN1_RX1_IRQHandler               ; CAN1 RX1                                               
                DCD     CAN1_SCE_IRQHandler               ; CAN1 SCE                                               
                DCD     EXTI9_5_IRQHandler                ; External Line[9:5]s                                    
                DCD     TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler          ; TIM1 Break and TIM9                   
                DCD     TIM1_UP_TIM10_IRQHandler          ; TIM1 Update and TIM10                 
                DCD     TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler     ; TIM1 Trigger and Commutation and TIM11
                DCD     TIM1_CC_IRQHandler                ; TIM1 Capture Compare                                   
                DCD     TIM2_IRQHandler                   ; TIM2                                            
                DCD     TIM3_IRQHandler                   ; TIM3                                            
                DCD     TIM4_IRQHandler                   ; TIM4                                            
                DCD     I2C1_EV_IRQHandler                ; I2C1 Event                                             
                DCD     I2C1_ER_IRQHandler                ; I2C1 Error                                             
                DCD     I2C2_EV_IRQHandler                ; I2C2 Event                                             
                DCD     I2C2_ER_IRQHandler                ; I2C2 Error                                               
                DCD     SPI1_IRQHandler                   ; SPI1                                            
                DCD     SPI2_IRQHandler                   ; SPI2                                            
                DCD     USART1_IRQHandler                 ; USART1                                          
                DCD     USART2_IRQHandler                 ; USART2                                          
                DCD     USART3_IRQHandler                 ; USART3                                          
                DCD     EXTI15_10_IRQHandler              ; External Line[15:10]s                                  
                DCD     RTC_Alarm_IRQHandler              ; RTC Alarm (A and B) through EXTI Line                  
                DCD     OTG_FS_WKUP_IRQHandler            ; USB OTG FS Wakeup through EXTI line                        
                DCD     TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler         ; TIM8 Break and TIM12                  
                DCD     TIM8_UP_TIM13_IRQHandler          ; TIM8 Update and TIM13                 
                DCD     TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler     ; TIM8 Trigger and Commutation and TIM14
                DCD     TIM8_CC_IRQHandler                ; TIM8 Capture Compare                                   
                DCD     DMA1_Stream7_IRQHandler           ; DMA1 Stream7                                           
                DCD     FSMC_IRQHandler                   ; FSMC                                            
                DCD     SDIO_IRQHandler                   ; SDIO                                            
                DCD     TIM5_IRQHandler                   ; TIM5                                            
                DCD     SPI3_IRQHandler                   ; SPI3                                            
                DCD     UART4_IRQHandler                  ; UART4                                           
                DCD     UART5_IRQHandler                  ; UART5                                           
                DCD     TIM6_DAC_IRQHandler               ; TIM6 and DAC1&2 underrun errors                   
                DCD     TIM7_IRQHandler                   ; TIM7                   
                DCD     DMA2_Stream0_IRQHandler           ; DMA2 Stream 0                                   
                DCD     DMA2_Stream1_IRQHandler           ; DMA2 Stream 1                                   
                DCD     DMA2_Stream2_IRQHandler           ; DMA2 Stream 2                                   
                DCD     DMA2_Stream3_IRQHandler           ; DMA2 Stream 3                                   
                DCD     DMA2_Stream4_IRQHandler           ; DMA2 Stream 4                                   
                DCD     ETH_IRQHandler                    ; Ethernet                                        
                DCD     ETH_WKUP_IRQHandler               ; Ethernet Wakeup through EXTI line                      
                DCD     CAN2_TX_IRQHandler                ; CAN2 TX                                                
                DCD     CAN2_RX0_IRQHandler               ; CAN2 RX0                                               
                DCD     CAN2_RX1_IRQHandler               ; CAN2 RX1                                               
                DCD     CAN2_SCE_IRQHandler               ; CAN2 SCE                                               
                DCD     OTG_FS_IRQHandler                 ; USB OTG FS                                      
                DCD     DMA2_Stream5_IRQHandler           ; DMA2 Stream 5                                   
                DCD     DMA2_Stream6_IRQHandler           ; DMA2 Stream 6                                   
                DCD     DMA2_Stream7_IRQHandler           ; DMA2 Stream 7                                   
                DCD     USART6_IRQHandler                 ; USART6                                           
                DCD     I2C3_EV_IRQHandler                ; I2C3 event                                             
                DCD     I2C3_ER_IRQHandler                ; I2C3 error                                             
                DCD     OTG_HS_EP1_OUT_IRQHandler         ; USB OTG HS End Point 1 Out                      
                DCD     OTG_HS_EP1_IN_IRQHandler          ; USB OTG HS End Point 1 In                       
                DCD     OTG_HS_WKUP_IRQHandler            ; USB OTG HS Wakeup through EXTI                         
                DCD     OTG_HS_IRQHandler                 ; USB OTG HS                                      
                DCD     DCMI_IRQHandler                   ; DCMI                                            
                DCD     CRYP_IRQHandler                   ; CRYP crypto                                     
                DCD     HASH_RNG_IRQHandler               ; Hash and Rng
                DCD     FPU_IRQHandler                    ; FPU
                                         
__Vectors_End

__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors

                AREA    |.text|, CODE, READONLY

其中的XX_Handler为中断服务函数,对中断服务函数进行实现后即可使用,我们开发芯片程序时常用的一种设计思路是这样的:

  • 主程序中定义一个全局变量flag用于记录是否有外部输入需要处理,打开中断,执行后台任务并检测输入flag
  • 进入中断后关闭中断并执行中断服务函数
  • 中断服务函数中对flag进行赋值,标记触发来源
  • 中断服务函数打开中断,退出
  • 主程序检测到输入flag,执行相关高优先级任务后,继续执行后台任务,等待下一次外部输入

按照上面的设计思路,假设我们以TIM3_IRQHandler中断为例,在主函数中这样实现:

unsigned int flag = 0;

int main(void)
{
    flag = 0
    while(flag==0)
    {
        ;
    }
    //do something for IRQ
}

在中断服务函数中对flag进行修改表示触发了中断:

void TIM3_IRQHandler(void)
{
    flag = 1;
    TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

运行程序后的结果是这样(举例说明):程序在进入中断服务函数后对flag进行置位并返回但是并未退出while循环,即flag的修改没有起作用。

这里最直接的原因是在汇编程序中比较的两个寄存器的值并未修改,即C代码在编译后对结果进行了优化,参考:周立功著 软件单元测试入门与实践 23页
技术图片

因此最直接的办法是用volatile关键字对变量进行修饰,当然也有其他办法,出现问题的直接因素在于flag=0while(flag==0)被编译器直接优化掉了,这里可以写一个伪函数对flag进行一个操作绕开编译器的优化判断,但是增加了额外的开销,并不合适:

flag = 0;
fake_func(&flag);
while(flag==0);

//do something

问题2

中断是由通信单元产生的,在解决了中断无响应的问题后出现了上电复位后打印输出不稳定的现象,且发生次数和时间不固定。由于数据是在配置时钟后发出,中间无其他操作,初步认为是配置时钟造成的原因,芯片采用内部时钟,因此增加约10ms延时后输出稳定不再发生乱码,原因应该是PLL需要锁定时间,因此不能在配置PLL后直接执行与时序有关的操作。

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