本文将探讨在优先级不同的处理过程中共享资源出现的稀发错误。
共享资源:静态变量、MCU功能寄存器等
处 理:不同优先级的处理对共享资源进行写入操作
规格
此示例在每次执行FUNC()时将A递增1,并通过INT()将A置零。
现象
在下图所示的时点发生中断事件时,本应通过INT()将A清零,但实际并未清零。
这种现象通常在测试阶段无法发现,往往在量产投放市场后才会暴露出来。
发生机制
在以下处理时机执行处理时会发生。
1)将A的地址写入r3寄存器
2)将值x写入r4的A寄存器
3)中断事件发生,中断栈保存,INT()开始
4)将A的地址写入r3寄存器
5)向A写入0
6)中断用栈恢复
7)r4=x+1
8)在A中写入x+1

对策方法
对策方法1 更改中断优先级
此对策方法可通过如下方式更改中断优先级来规避。该方法常用于MCU功能寄存器等需要以不同优先级频繁访问的场景。
static unsigned char A = 0;
void FUNC(void)
{
unsigned int mask;
......
mask = get_set_ipr(level_max); // Interrupt priority max Level
A = A + 1;
mask = get_set_ipr(mask); // Interrupt priority original Level
......
}
// Interrupt
void INT(void)
{
......
A = 0;
......
}
对策方法2 在不同处理时段禁止写入共享资源
此对策方法可通过避免在不同处理时点对共享资源进行写入来规避。
static unsigned char A = 0;
static unsigned char CLEAR_N1 = 0;
static unsigned char CLEAR_N2 = 0;
void FUNC(void)
{
......
unsigned char CLEAR_N1_CPY = CLEAR_N1;
if( CLEAR_N1_CPY == CLEAR_N2 ) // Check for occurrence of INT interrupt
{
A = A + 1;
}
else
{
A = 0;
}
CLEAR_N2 = CLEAR_N1_CPY;
......
}
void INT(void)
{
......
CLEAR_N1 = CLEAR_N1 + 1;
......
}
根本原因
该故障的根本原因如下:
- 属于规格书未记载的隐性知识
- 重视规格与代码一致性的文化
- 越来越多的工程师不知道C语言中一条代码可能由多个指令代码执行