千錯萬(wàn)錯，都是中斷和堆棧惹的禍！

四月的重慶已然百花盛開(kāi)，春回大地，大自然又恢復了勃勃的生機，燕子揮舞著(zhù)銀光閃閃的翅膀，在湛藍而悠遠的天空中無(wú)拘無(wú)束地飛翔著(zhù)，時(shí)而快速扇動(dòng)著(zhù)翅膀沖上天空，時(shí)而展開(kāi)雙翼低低滑翔。在吸飽了四月新雨的潮氣的濕潤空氣中，小草顯得格外清新，綠油油地，就像一汪春水，在春風(fēng)的吹拂下，蕩起粼粼的水波。草地不遠處的停車(chē)場(chǎng)上，兩位面容憔悴、因睡眠不足而眼角發(fā)黑的工程師緊張而激烈地討論著(zhù)，在空曠而幽靜的試驗場(chǎng)里，他們的聲音格外引人注目。

“是不是因為汽車(chē)行駛過(guò)程中，電磁環(huán)境的干擾造成CAN總線(xiàn)數據中某些位發(fā)生了變化，所以才造成無(wú)緣無(wú)故解鎖車(chē)門(mén)的情況？”同事抬起腫脹的眼皮，帶著(zhù)詢(xún)問(wèn)的神情，小心翼翼地問(wèn)我。

“不會(huì )的，CAN總線(xiàn)的協(xié)議里本身就有CRC校驗，如果數據位出錯，CAN報文中的CRC校驗是通不過(guò)的，這時(shí)CAN控制器會(huì )提示錯誤的?！边@次故障發(fā)生在產(chǎn)品功能驗證已經(jīng)通過(guò)，量產(chǎn)前的實(shí)車(chē)路試過(guò)程中，如果問(wèn)題解決地慢，可能需要重新路試，第二次路試的所有費用都得我們來(lái)掏，所以我的心情怎么也好不起來(lái)，于是我口氣生硬地回答他。

我們做的產(chǎn)品是車(chē)身控制器，俗稱(chēng)BCM，這次路試出現的故障現象極其明了，就是在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，沒(méi)有任何操作的情況下，突然解鎖或者突然閉鎖，或者突然后背門(mén)解鎖了，來(lái)了兩天，一直沒(méi)有找到引發(fā)故障的原因，弄得我茶飯不思，苦悶到了極點(diǎn)。

“找車(chē)廠(chǎng)路試人員，我再跟他上車(chē)跑一下，觀(guān)察一下現象吧！”做為這次產(chǎn)品代碼的開(kāi)發(fā)主力人員，我的任務(wù)是解決問(wèn)題，同事的任務(wù)是和車(chē)廠(chǎng)人員打交道，給我做好服務(wù)，所以我不客氣地支使起這位同事來(lái)。

雨后新晴的空氣顯得格外清新，微風(fēng)拂面，帶來(lái)一絲絲涼意，停產(chǎn)場(chǎng)的坑洼處還有一些沒(méi)有吹干的水窩，倒映著(zhù)碎成一片片金箔的陽(yáng)光。盡管倍感煎熬，目前仍處在水深火熱之中，但是我堅信，正如冬去春來(lái)大地回春一樣，我也會(huì )柳暗花明峰回路轉的。

故障再現

路試人員是個(gè)年輕小伙兒，看著(zhù)很精神，也頗為健談，上車(chē)不久，便主動(dòng)搭話(huà)和我談了起來(lái)。

“前些天一直下雨，你們過(guò)來(lái)這兩天才放晴?！彼治罩?zhù)方向盤(pán)，腦袋稍稍轉向我這邊，笑意隨著(zhù)他那年輕而又清脆的聲音一起傳了過(guò)來(lái)。

“你們發(fā)現故障的時(shí)候是在下雨天？”心思仍然撲在故障原因上的我，突然警覺(jué)起來(lái)?！笆遣皇翘烨绲臅r(shí)候不發(fā)生這種故障？”

“大概是吧，記不太清了?！彼鼗貞?。

‘是不是因為下雨，天氣比較潮濕，機械鎖那塊密封性做得不好，造成機械解閉鎖開(kāi)關(guān)那里會(huì )出現解閉鎖信號呢？’我的腦袋飛速運轉著(zhù)，默默在心里盤(pán)算著(zhù)?！畱摬粫?huì )，即便路試車(chē)的機械鎖密封不好，也是只會(huì )誤解鎖，怎么會(huì )誤閉鎖呢？再說(shuō)，后背門(mén)解鎖信號來(lái)自于PEPS從CAN總線(xiàn)上發(fā)過(guò)來(lái)的指令，和天氣也沒(méi)啥關(guān)系?！译S即否決了這種判斷。

前方路口紅燈，路試小伙兒嫻熟地減速、停車(chē)，按下了電子手剎，我看了看這輛車(chē)，隨口問(wèn)起這輛車(chē)的配置來(lái)，EPS、自動(dòng)擋、電子手剎、PEPS、陽(yáng)光雨量傳感器、自動(dòng)天窗、車(chē)窗防夾，‘比我們當時(shí)測試BCM時(shí)的試驗車(chē)配置高?！也唤蛋迪氲?。

‘咯噔’，一聲清脆的解鎖聲，劃破空氣直沖我的耳膜，“你按中控那里的解鎖鍵了？還是按遙控鑰匙上的解鎖鍵了？”一股熱血沖上了我的胸膛，爬上了我的臉龐，我帶著(zhù)緊張的神情，急切地問(wèn)道。

“沒(méi)有啊，我什么都沒(méi)動(dòng)，”路試小伙兒臉上掛著(zhù)意味深長(cháng)的微笑，“之前就是這樣子的，莫名其妙就解鎖了，有時(shí)是莫名其妙閉鎖，有時(shí)開(kāi)著(zhù)開(kāi)著(zhù)車(chē)，就聽(tīng)到后背門(mén)打開(kāi)了，當時(shí)嚇了我一跳！”他盯著(zhù)我的眼睛，加重語(yǔ)氣說(shuō)道。

問(wèn)題復現了！我的心砰砰跳著(zhù)，現在可是個(gè)大晴天，艷陽(yáng)高照，這下怪不到下雨天氣頭上了吧。驕傲的太陽(yáng)高高在上，透過(guò)前擋風(fēng)玻璃，慷慨地將金線(xiàn)似的陽(yáng)光灑滿(mǎn)在我的身上。

車(chē)輛又緩緩開(kāi)動(dòng)了，路試小伙兒顯然知道我在沉思，所以沒(méi)有打擾我。宜人的春風(fēng)透過(guò)車(chē)窗，撫摸著(zhù)我的頭發(fā)，我茫然地望著(zhù)窗外，恍惚間，竟似不知身在何處。

‘為什么之前測試那么多次，都沒(méi)有出現這種偶發(fā)的故障呢？’我煩惱地思考著(zhù)?！暗臏y試還是很充分的，我測完讓同事測，同事測完又讓測試人員測，最后又找車(chē)廠(chǎng)的技術(shù)人員來(lái)測，測的次數夠多了吧，我每次都在現場(chǎng)觀(guān)察，也沒(méi)出現過(guò)這種摸不著(zhù)頭腦的現象??！’

‘要說(shuō)測試條件有什么區別的話(huà)，那就是之前車(chē)停在那里，而現在是開(kāi)了起來(lái)?？墒?，這款BCM的功能和車(chē)開(kāi)還是車(chē)?；緵](méi)關(guān)系，難道車(chē)開(kāi)起來(lái)和停在那里真有什么區別嗎？’想到這里，我不禁有些著(zhù)急起來(lái)。

“把車(chē)靠邊停一下，接上OBD，我看看總線(xiàn)數據吧。因為之前測試BCM時(shí)，車(chē)廠(chǎng)不讓我們自己開(kāi)車(chē)，我們基本上都是停著(zhù)車(chē)測試的。我突然想到，是不是開(kāi)起來(lái)總線(xiàn)上報文數據比停車(chē)狀態(tài)要多？”我給路試小伙兒解釋道，同時(shí)又因為和無(wú)關(guān)人員解釋而感到懊惱。

故障定位

車(chē)輛打著(zhù)右轉向，緩緩地停在了路邊，我在方向盤(pán)下面摸索著(zhù)找到OBD口，接上OBD線(xiàn)，另一邊接上我的筆記本，打開(kāi)監控軟件，把兩路CAN總線(xiàn)和一路LIN總線(xiàn)都監控起來(lái)。

‘恩，比之前的報文好像是多了一些！’我模模糊糊地想到，‘也難怪，這輛車(chē)的配置全，CAN節點(diǎn)多，之前那輛車(chē)沒(méi)有ESP，是手動(dòng)擋，也沒(méi)有TCU，而且不帶天窗?！彝蝗桓杏X(jué)，被詭異故障塵封的大門(mén)正在緩緩開(kāi)啟。

“開(kāi)起來(lái)吧，小伙兒，”我的心情突然明朗起來(lái)，帶著(zhù)輕松而明快的語(yǔ)氣對他說(shuō)?！拔铱纯纯偩€(xiàn)報文?！?/p>

路邊的景色迅速向后退去，汽車(chē)已經(jīng)駛上了高速，我的大腦也開(kāi)始高速運轉起來(lái)。

‘之前的測試車(chē)配置低，CAN/LIN節點(diǎn)少，在固定的時(shí)間內觸發(fā)中斷的次數也少，現在這個(gè)路試車(chē)，CAN/LIN節點(diǎn)多，觸發(fā)中斷次數多，這就是測試條件的真正區別！’由于勝利在望，我的心開(kāi)始安定下來(lái)，有條不紊地分析著(zhù)問(wèn)題?！畣挝粫r(shí)間內中斷次數越多，對CPU而言負荷就越重，中斷服務(wù)例程的執行時(shí)間是一定的，中斷次數越多，就越可能出現中斷嵌套的問(wèn)題，而中斷嵌套時(shí)會(huì )消耗堆棧，嵌套層級越深，堆棧消耗越大，由于堆棧大小是固定的，而且堆?？臻g和變量空間都是在RAM的線(xiàn)性空間里，一旦堆棧越界，就會(huì )改變它所臨近的變量空間中的內容！這些內容發(fā)生了不應該發(fā)生的變化，當然會(huì )導致詭異的故障，也許這次無(wú)故解鎖和閉鎖只是表現比較明顯的故障，還有一些隱患已經(jīng)埋下，只是沒(méi)有暴露出來(lái)而已！’

‘問(wèn)題就在這里，’我繼續欣喜地思考著(zhù)，越來(lái)越感覺(jué)到喜悅在內心激蕩不已?！吩囓?chē)中斷次數多，造成了堆棧越界，堆棧越界，造成了無(wú)故解鎖閉鎖的故障！Perfect，這邏輯鏈條，完美！’

故障解決

回到停車(chē)場(chǎng)，同事正端著(zhù)平板電腦等在那里，帶著(zhù)耳機，笑意盈盈，顯然正在沉浸在電影的世界里?？吹轿一貋?lái)了，他迎上來(lái)，張口就問(wèn)：“測到故障了嗎？你感覺(jué)可能是什么原因？”

“嗯，故障復現了，而且已經(jīng)找到原因了?！?/p>

“哦？什么原因？”他兩眼放光，不自然地笑著(zhù)。

“以后再說(shuō)吧，我先把問(wèn)題解決了再說(shuō)?！蔽矣行┌脨涝趺窗堰@個(gè)同事也帶來(lái)了，還得浪費我的時(shí)間和他解釋這些事情，全然忘記了住宿、吃飯、找車(chē)廠(chǎng)人員都是這位老兄干的。

我打開(kāi)源碼，仔細閱讀了各個(gè)中斷的服務(wù)程序，卻覺(jué)得無(wú)從下手，因為每個(gè)中斷服務(wù)程序里都沒(méi)有冗余代碼，沒(méi)辦法進(jìn)行精簡(jiǎn)，所以，降低中斷服務(wù)程序的執行時(shí)間這條路是走不通了。

此路不通，我迅速轉向，仔細分析了各個(gè)中斷的優(yōu)先級，這些中斷的優(yōu)先級都是在之前寫(xiě)代碼的過(guò)程中按照添加代碼的順序隨手設定的，由于之前測試沒(méi)出過(guò)岔子，所以盡管是“隨手設定”，也沒(méi)爆過(guò)雷?，F在回頭一看，問(wèn)題就出在這里。

我這款BCM里用了不少中斷，像定時(shí)中斷、CAN中斷、LIN中斷都是經(jīng)常發(fā)生的，而且CAN中斷的頻率最為頻繁，但是我之前卻把它的中斷優(yōu)先級設置得很低，結果就導致CAN中斷被各個(gè)優(yōu)先級更高的中斷隨意搶占，由于它頻繁發(fā)生且被隨意搶占，導致CPU大量時(shí)間都用在中斷服務(wù)程序的切換導致的堆棧入棧和出棧上，不僅實(shí)際效率降低，而且會(huì )導致堆棧越界問(wèn)題。如果把CAN中斷優(yōu)先級調高，這個(gè)頻繁發(fā)生的中斷就不會(huì )被搶占，不僅提高了CPU的執行效率，而且避免了堆棧越界。

按照這個(gè)思路，我調整了CAN中斷的優(yōu)先級，再次上車(chē)測試了兩天，故障消失了。。。

由于問(wèn)題解決地還算及時(shí)，描述故障原因和解決方案的文檔寫(xiě)得也清晰明確，因此這次路試繼續進(jìn)行，不用再里程清零重新路試了。在回程的途中，筆者百感交集，在這些復雜難名的情感中，竟有一種寂寞感在心底滋生，我突然想起《美人魚(yú)》中鄧超唱的那句歌詞：“無(wú)敵是多么，多么寂寞~”