嵌入式开发中的除错方法

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      除错,这是个令人心痛的操作,特别是在嵌入式系统中,通常开发嵌入式系统,就是把系统厂商写好的程序,配上别人写好的程序,加上自己写好的程序,整合在一起除此之外,如果实验板是刚刚出炉的,那问题,可能更多。

        除错,第一件事就是假设底层硬件是ok的。通常一个比较好一点的嵌入式系统开发环境,都会提供一个模拟器来让应用程序开发者,不必在实体的板子上做开发的动作,这时候的出错,除了简单的找一下语法与逻辑的问题之外,还要注意以下问题:

一、内存和堆栈的使用

您可能不合法的使用了内存,例如:

char a[16] = {"this is a test!"};

char *b;

b = (char *)malloc(sizeof(char)*15);

strcpy(b,a);

        这是很浅显的问题,就是少要了一个字节的空间,因为每个字符串后面还要多一个字节的空间来存储结束标识符'\0',所以做字符串的复制时,就会把这个空间结构毁了,这么显而易见的问题,反而是层出不穷。特别当程序代码很多很长的时候,有时候很难检查出来哪儿出了问题。

        所以,在索取空间的时候,可能会改成这个样子,比较好。

b = (char *)malloc( sizeof(char) *(strlength(a)+1) );

        另外一个比较特殊的问题,是内存空间的问题,因为嵌入式系统的实际内存并不大,所以在程序中必须检查是否真的要到了内存。

char *b;

b = (char *)malloc( sizeof(char) *(strlength(a)+1) );

if(NULL == b){        //没要到内存

rerurn false;

}

        还有一个问题,比较常见的,就是堆栈空间的限制。一般开启一个执行线程的时候都会先讲好堆栈空间的大小,如果子程序索要的堆栈空间太大,就会导致程序执行失败,例如:

hThrea=CreatThread(

NULL,0,ThreadFunc,&dwThreadParam,0,&dwThreadId);

如果系统默认的堆栈空间位为1Kbyte的话,你如果写了这样一个子程序:

void example(void){

    char a[2048];

    ...

}

        因为,局部变量要求的数值太大,这样就会产生堆栈溢出,造成CPU意外情况。这对于习惯写桌面型电脑的工程人员来讲,几乎不会注意到的。另外还有就是递归的函数处理,也要小心避免堆栈溢出。

二、位对齐

        有些CPU是四字节对齐,有一些是两字节对齐。对齐,也就是意味着他在进行存取整形和长整形变量的时候,他们必须从对齐的地址开始。尤其是在处理结构体和联合数据时必须考虑系统的对齐问题。

三、大端和小端问题

        由于嵌入式系统所用的CPU几乎都不是X86家族的,所以还常常碰到一种数值转换的问题,也就是所谓的big endian和little endian。大端系统在处理数据时,低地址空间存储数据的高位,高地址空间存取数据的低位。相反,小端系统在处理数据时,低地址空间存储数据的低位,高地址空间存储数据的高位。一般来说,普通的x86的CPU都是属于小端系统,常用于嵌入式系统的CPU,例如ARM等都是大端系统。所以我们在处理多位的数值,必须要特别做数值的转换处理。

        仔细一点的程序员就会特别对需要这些处理的情况作出定义或是宏来解决这样的问题。例如在处理htons()、htonl()、ntohs()、ntohl()这四个TCP/IP常用的函数里就可以定义如下:

图片发自简书App

        这四个函数,就是把多位数值的位做前后换掉的动作。因为一个标准的网络数据包内的格式是固定的,不会因为你的工作环境CPU的不同而有所变动,否则很难达到所有电脑都连上网络的效果,因此,他全都是以类似大端的方式存在,如果在X86电脑这种小端的系统上就必须做转换的动作,不然,电脑会误判这个数字。

        下面可以给大家介绍一个函数,它可以用来判断该平台是大端还是小端。

/*return 1 if little endian,0 otherwise*/

int endianness(void){

        int x = 1;

        return ( 1 == *( (char *)&x ) );

}

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