毫無疑問，當(dāng)您開始在開發(fā)中使用實時操作系統(tǒng) （RTOS） 時，會有一條學(xué)習(xí)曲線。您將在更高的抽象級別上工作，使用或多或少的并行任務(wù)而不僅僅是子例程，并且您將需要考慮您的任務(wù)應(yīng)如何共享數(shù)據(jù)和處理器時間。您需要為這些任務(wù)分配運行時優(yōu)先級，最好的解決方案是什么并不是很明顯。最后但同樣重要的是，您需要學(xué)習(xí)如何使用 RTOS 本身，例如用于控制任務(wù)和在它們之間進行通信的配置和 API 函數(shù)。

一旦你掌握了所有這些并且你正在編寫你的代碼，就到了下一個學(xué)習(xí)曲線的時候了——你現(xiàn)在也必須學(xué)習(xí)如何調(diào)試你的代碼。

調(diào)試 RTOS 系統(tǒng)（通常使用搶占式多任務(wù)處理）與調(diào)試您自己編寫所有代碼的單線程“超級循環(huán)”系統(tǒng)有幾個不同的原因，但我想說兩個主要原因是

由于多個任務(wù)交互并競爭共享資源，軟件行為可能會受到軟件時序和 RTOS 調(diào)度行為的影響，而在源代碼中是不可見的。

您不再直接控制程序流程——任務(wù)切換可能隨時隨地發(fā)生。

這些問題真的沒有辦法解決。您將不得不處理它們，因為您必須信任操作系統(tǒng)來安排您的任務(wù)和管理計時器。一些任務(wù)切換可能是可預(yù)測的，因此是已知的，但通常您不知道它們會在程序流的哪個位置發(fā)生。隨著系統(tǒng)中任務(wù)/線程數(shù)量的增加，組合的數(shù)量也在增加——可能存在大量可能的執(zhí)行場景，具有不同的時間和執(zhí)行順序，其中大多數(shù)都可以正常工作。但是，您的一位客戶報告了“噩夢錯誤”，只有在條件合適時才會出現(xiàn)，您無法重現(xiàn)。

下面的邊欄列出了一些典型癥狀，如果您有與 RTOS 相關(guān)的時序錯誤，您可能會看到這些癥狀。請注意，其中許多問題通常具有一定程度的隨機性；問題有時會出現(xiàn)，但并非總是如此。

依賴于時間的錯誤很難重現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)，尤其是因為大多數(shù)調(diào)試工具對多任務(wù)問題的支持很少。在我看來，大多數(shù)工具仍然專注于靜態(tài)停止系統(tǒng)，而不是動態(tài)軟件行為。相比之下，許多系統(tǒng)具有實時要求，并且無法停止調(diào)試。

RTOS 相關(guān)時序錯誤的一些典型癥狀

任務(wù)可以單獨工作，但不能作為一個完整的系統(tǒng)

性能緩慢

系統(tǒng)鎖定，或有時停止響應(yīng)

系統(tǒng)看起來很脆弱——微小的變化會導(dǎo)致奇怪的錯誤

輸出時序的隨機變化

有時數(shù)據(jù)損壞或輸出錯誤

隨機崩潰/硬故障

除了尋找癥狀之外，您當(dāng)然應(yīng)該使用您擁有的任何工具以及它們提供的工具來檢查您的 RTOS 和應(yīng)用程序是否存在錯誤和不當(dāng)行為。例如，您的 IDE 可能支持在調(diào)試期間輕松檢查 RTOS 對象（有時通過插件），甚至可以分析任務(wù)的堆棧使用情況。RTOS 可以讓您在較高級別測量 CPU 使用率，讓您了解每個任務(wù)平均需要多少 CPU 時間。一些調(diào)試器可以在系統(tǒng)執(zhí)行時實時呈現(xiàn)變量（“實時監(jiān)視”），盡管這可能不適合快速變化的變量。

如果您想查看應(yīng)用程序和 RTOS 內(nèi)部實際發(fā)生的事情的可靠時間線，您需要能夠在事件發(fā)生時記錄事情的 RTOS 感知跟蹤，以及可以幫助您理解跟蹤信息的工具。

審核編輯：郭婷