车载测试系列：车载测试Bug定位与分析

车载Bug定位

1.1 模拟复现条件

能够复现bug才能对问题进行定位、解决以及验证。找到bug存在的特定的条件，进行重现。对于依赖外部输入的条件，如果条件比较复杂难以模拟可以在程序里预设直接进入对应状态。

1.2 打印Log

根据问题的现象，在抱有疑问的代码处增加LOG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。

1.3 在线调试

在线调试可以起到和打印LOG类似的作用，另外此方法特别适合排查程序崩溃类的BUG，当程序陷入异常中断(HardFault，看门狗中断等)的时候可以直接STOP查看call stack以及内核寄存器的值，快速定位问题点。

1.4 版本回退

使用版本管理工具时可以通过不断回退版本并测试验证来定位首次引入该问题的版本，之后可以围绕该版本增改的代码进行排查。

1.5 二分注释

二分注释即以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。具体方法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。

1.6 保存内核寄存器快照

Cortex M内核陷入异常中断时会将几个内核寄存器的值压入栈中，如下图：

可以在陷入异常中断时将栈上的内核寄存器值写入RAM的一段复位后保留默认值的区域内，执行复位操作后再从RAM将该信息读出并分析，通过PC、LR确认当时执行的函数，通过R0-R3分析当时处理的变量是否异常，通过SP分析是否可能出现栈溢出等。

车载Bug分析处理

结合问题现象以及定位的问题代码位置分析造成问题的原因。第一类：程序崩溃问题

2.1 停止运行

2.1.1 软件问题

1、HardFault 以下情况会造成HardFault：

在外设时钟门未使能的情况下操作该外设的寄存器；
跳转函数地址越界，通常发生在函数指针被篡改，排查方法同数值异常；
解引用指针时出现对齐问题：

以小端序为例，如果声明了一个强制对齐的结构体如下：

此时a.val1的地址为0x00000001，如果以uint16_t类型去解引用此地址则会因为对齐问题进入HardFault，如果一定要用指针方式操作该变量则应当使用memcpy()。

2、中断服务函数中未清除中断标志

中断服务函数退出前不正确清除中断标志，当程序执行从中断服务函数内退出后又会立刻进入中断服务函数，表现出程序的“假死”现象。

3、NMI中断

调试时曾遇到SPI的MISO引脚复用NMI功能，当通过SPI连接的外设损坏时MISO被拉高，导致单片机复位后在把NMI引脚配置成SPI功能之前就直接进入NMI中断，程序挂死在NMI中断中。这种情况可以在NMI的中断服务函数内禁用NMI功能来使其退出NMI中断。

2.1.2 硬件问题

1、晶振未起振

2、供电电压不足

3、复位引脚拉低

2.2 复位

2.2.1 软件问题

1、看门狗复位

除了喂狗超时导致的复位以外，还要注意看门狗配置的特殊要求，以Freescale KEA单片机为例，该单片机看门狗在配置时需要执行解锁序列（向其寄存器连续写入两个不同的值），该解锁序列必须在16个总线时钟内完成，超时则会引起看门狗复位。此类问题只能熟读单片机数据手册，注意类似的细节问题。

2.2.2 硬件问题

1、供电电压不稳

2、电源带载能力不足

总结

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