嵌入式軟件中基于棧的錯誤追蹤機制設計

3 建立統一的錯誤描述字典表
為了進(jìn)一步提高代碼規范化程度并降低內存需求，可以將每種類(lèi)型的錯誤定義一個(gè)錯誤描述保存在單獨的文件或緩沖區中。當發(fā)生錯誤時(shí)，系統根據錯誤代碼取出該錯誤的詳細描述并顯示給用戶(hù)。以上操作可以封裝為ShowErrorMessage函數，定義為Char*ShowErrorMessage(int errorId)。在錯誤發(fā)生位置并不直接描述錯誤信息的方法，不僅可以降低可執行內存需求，而且避免了由于不同開(kāi)發(fā)者對錯誤文字描述的差異而導致對用戶(hù)的提示信息不統一。例如錯誤提示“數組越下界!代碼：53017010”，530即表示數組越下界異常，17表示編號為“17”的C源程序文件，010表示文件中第10個(gè)錯誤位置。部分錯誤代碼描述示例如表1所列。

4 應用說(shuō)明
下面以1個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明本文方法的運行。假設程序需要提供1個(gè)通過(guò)GPRS發(fā)送數據的函數GprsSendData(char*ip，char*buf，int size)，實(shí)現將buf緩沖區指定長(cháng)度為size的字符串通過(guò)TCP方式發(fā)送到給定IP地址。示例代碼如下：

由上面可以看出，可能出現錯誤的位置都加入了錯誤壓棧操作，當GprsSendData函數的返回值為假時(shí)，上級調用函數會(huì )繼續將其異常時(shí)的運行狀態(tài)(局部變量、參數等)繼續壓棧，以此類(lèi)推直到需要處理該異常的最頂級。開(kāi)發(fā)人員后期調試時(shí)可以將棧頂元素依次出棧，構成一條完整的函數調用鏈，比較容易找出上述產(chǎn)生ip為空串的根本原因。
在軟件開(kāi)發(fā)階段及運行的初期階段，適當加大錯誤堆棧容量，可以?xún)Υ娓嘈畔⑤o助調試。隨著(zhù)設備軟件可靠性、穩定性的增加，在正式投入運行后可以將異常棧設定為較小的容量，以降低存儲需求。
可以設想，若整個(gè)嵌入式軟件在開(kāi)發(fā)中嚴格按照本文思路處理異常，應當可以很方便地進(jìn)行異常的查找與處理。當嵌入式設備投入運行后，定期對該設備的錯誤棧進(jìn)行分析，對于棧中存儲的錯誤信息進(jìn)行及時(shí)處理，可以迅速有效地增加設備軟件的運行可靠性。一個(gè)經(jīng)過(guò)嚴格測試的設備在絕大多數情況下錯誤棧應為空。

結語(yǔ)
本文對于基于C語(yǔ)言的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中的錯誤追蹤機制進(jìn)行了詳細描述。該機制可以有效地降低軟件異常發(fā)生的概率，提升軟件的可靠性，減少開(kāi)發(fā)成本。同時(shí)，該機制亦可以用于正常開(kāi)發(fā)階段的輔助調試中，在關(guān)鍵程序段將環(huán)境信息壓棧實(shí)現后期分析，也為改進(jìn)嵌入式軟件的調試手段提供了新的輔助思路。文中所述機制已經(jīng)在作者主持的電力GPRS集抄終端的軟件設計中得到了實(shí)際應用，取得了良好的效果。