所有重要的軟件都有錯誤。我不想稱它們?yōu)椤板e誤”，因為這會使它們與需要為自己的錯誤負責的開發(fā)人員分離。顯然，設計良好的軟件可能會更少，而現(xiàn)代嵌入式軟件開發(fā)工具的應用可以將它們保持在最低限度。當然，具體的錯誤無法預測（否則它們可以被根除），但是可以識別某些類型的軟件問題，并且有可能在問題變成災難之前發(fā)現(xiàn)問題。

我會將此類軟件問題分為兩大類：

數(shù)據(jù)損壞

代碼循環(huán)

由于大量嵌入式代碼是用 C 編寫的，這意味著開發(fā)人員很可能會使用指針。小心使用，指針是該語言的一個強大功能，但它們也是最常見的程序員錯誤來源之一。指針使用的問題很難靜態(tài)識別，并且引入的錯誤可能會在代碼執(zhí)行時以微妙的方式表現(xiàn)出來。有些事情，比如取消引用空指針很容易檢測到，因為它們通常會導致陷阱。只需要實現(xiàn)一個陷阱處理程序。其他的更難，因為指針最終可能指向任何地方——通常它會指向一個有效的地址，但不幸的是，它可能不是正確的地址。自測試代碼對此幾乎無能為力。然而，有兩種特殊但非常常見的，

不應發(fā)生堆棧溢出，因為應仔細確定堆棧分配，并在調試階段驗證其使用情況。但是，很可能會忽略不尋常的情況或使用不易測試的構造（如遞歸函數(shù)）。一個簡單的解決方案是在堆棧空間的任一端包含一個額外的詞——“保護詞”。這些預加載了特定值，由自檢任務（可能在后臺運行）監(jiān)控。如果值更改，則違反了堆棧限制。應謹慎選擇該值。奇數(shù)是最好的，因為它不代表大多數(shù)處理器的有效地址。也許是 0x55555555。只要該值“不太可能”——例如不是 0x00000001 或 0xffffffff——就有 40 億比 1 的機會發(fā)生誤報。

在某些語言中，存在用于在數(shù)組邊界之外尋址的內置檢測，但這會引入運行時開銷，這可能是不受歡迎的。因此，這不是在 C 中實現(xiàn)的。此外，可以使用指針而不是運算符來訪問數(shù)組元素，因此可能會規(guī)避任何檢查。最好的方法是通過在數(shù)組末尾定位一個保護字并以與堆棧溢出檢查相同的方式進行監(jiān)視來檢查緩沖區(qū)溢出類型的錯誤。

在這兩種情況下，當保護字被破壞時，這表明即將發(fā)生故障。堆?；驍?shù)組可能只是一個字就溢出或不足，因此還沒有造成真正的損害。定位錯誤訪問的原因比調試可能發(fā)生的隨機崩潰要容易得多。

代碼永遠不應陷入無限循環(huán)，但邏輯錯誤或未發(fā)生預期的外部事件可能會導致代碼掛起。當代碼在等待某事發(fā)生時，理想情況下應該有一個超時機制，這樣代碼就不會無限期地掛起。

在任何類型的多線程環(huán)境中——無論是 RTOS 還是帶有 ISR 的主線代碼——都可以實現(xiàn)“看門狗”機制。每個連續(xù)運行的任務（可能只是主線代碼）都需要每隔一段時間與看門狗任務（可能是計時器 ISR）“簽入”。如果發(fā)生超時，則需要采取措施。

那么，當檢測到堆棧溢出、數(shù)組綁定違例或掛起任務時該怎么辦呢？這取決于應用程序。可能只需要停止和重新啟動單個任務，但可能需要更激烈的操作：停止系統(tǒng)、發(fā)出某種警報或簡單地重置系統(tǒng)。選擇取決于許多因素，但從廣義上講，目標是為了比崩潰的系統(tǒng)更好的東西。

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審核編輯：郭婷