软硬件调试九法：第三条规则 不要想而要看

Posted 2020-06-26

凭空想象，问题的原因很多，实际的原因只有看了才能发现！ 如果猜测失败是如何发生的，那么常常会修复一些不是bug的问题，不仅浪费时间、还会破坏其它地方，因此不要这样做。 在医学领域，有听诊器、抽血化验、X透视、B超等方法。同样 在软件中，观察的方法有设置断点、添加调试语句、监视程序值、以及检查内存等方法。硬件方法有通过示波器、逻辑分析仪、示波器等工具测试信号、时序和线路阻抗等方式。当错误的假设别否定后，找到bug的工作量和之前相比一样多，但是给你时间变少了，因此必须依靠下面的原则进行。

1、观察失败

　　发现bug时，看到是其实是失败的结果，你必须仔细观察，找到足够多的细节，才能调试它。如果不留意发生的全过程，可能导致你曲解很多问题，修复错误的地方，更糟的是可能由于时序改变，真正问题被隐藏起来，导致误以为bug已修复。

2、查看细节

　　典型情况是，每次为了发现故障而观察系统，都会了解更多与失败有关的信息，这将有助于你确定下一步观察哪些地方以获取跟多细节，这样才能根据细节查看设计并找到问题原因。对细节的观察要一直持续，直至可以锁定的问题的原因在几种可能性之内。这个过程中，经验会起到帮助作用，经验会告诉你什么时候问题原因已被锁定，并做一个好的调试人员。 比如偶尔出现的bug，如果看到底层失败细节后，当认为bug已修复后，就很容易证实确已修复，而不必依靠统计数据，就可以看到问题不在发生。

3、植入插桩工具

　　开发过程中，可以采用软件单步跟踪、插入断点的方式进行调试；发行后，就只能在监视器中输入有意义的变量，以便运行时观察，在任何状态，都应该开启一个调试窗口，并且让代码输出状态信息，在PC、服务器中，往往利用运行日志。在嵌入式系统中，通常使用串口和PC机通讯，利用上位机监控运作状态。 最好的方法是，从开始设计就考虑调试的问题，把插桩作为产品需求一部分。这有助于后期的调试、在思考哪里需要插桩时，还有助于更好的设计系统并避免bug。 无论设计时考虑的如何周到，开始调试后总会有些无法预料的情况。因此，不必担心，只需在必要时对系统进行插桩即可，需要注意的是，植入插桩工具后，要使失败再次发生，而且确保对问题没有影响，找到问题并解决后，要清除插桩，以便不影响最终产品。

4、添加外部插桩工具

　　当调试硬件时，可以使用万用表、示波器、逻辑分析仪、频谱仪等其它仪器观察硬件。需要注意的时，所有仪器必须要有足够的速度和精确度，以便能够测量到错误，比如如果使用带宽200M的示波器，就无法观察230M的信号饱和变形的问题。

5、不要害怕深入研究

　　如果代码有bug，为了修复它，需要重新构建软件，首先构建一个调试版本，添加调试语句以查看需要查看的的参数，修复后，使用#ifdef 标记所有调试语句并重新交付产品代码。

6、注意海森堡效应

　　海森堡效应，在量子领域为测不准原理，因此任何插桩都可能影响原有的系统，比如示波器的探针增加了电路的电容，不同的软件版本，可能软件运行时间和规模会有不同，打开机箱盖子，会改变内部零部件的温度等。因此必须在插桩后，使系统再次失败，以确保未被海森堡效应所困。

7、猜测只是为了确定搜索的重点

　　 在理解了系统的基础上，你的猜测可能很接近事实，这是好事，这样可以确定搜索到重点，但是在尝试修复前，仍需再次看到失败，以便确认猜测是正确的。但是不要过分相信猜测，它往往会把你带偏方向，引入歧途。 例外的情况是，如果某些问题比其它问题容易出现，或者容易修复，则首先检查这些问题。比如灯泡不亮了，应该首先更换灯泡，如果好了，说明问题解决了，否则再检查开关、再检查线路是否老化。