极品的C语言错误

 
     今天在测试硬件通信模块时候发现一个奇怪的问题，发送数据和接收数据进行比较复制时候频繁数据错误。

     测试流程如下：发送一个字节和接收一个字节，进行比较，当返回数据和发送数据不相等的时候，错误计数器累加。

     数据收发抽象如下：

     uint16 i = 0;

     uint16 j = 0;

     uint32 error_num = 0;

 

     XX_send_data(i++);

     j = XX_rece_data();    

     if(i != (j + 1)) {

          error_num++;

     }

 

     这段代码按照理论上来说，只要发送数据i和接收数据一样，那错误计数器应该不会出错，但是实际上出错了，最开始怀疑是由于FPGA硬件模块数据发送和接收时序有问题，但是多次大批量功能仿真以及时序仿真都没问题。

     这下我就开始怀疑这段短小的C程序是否工作正常，因此，

     在error_num++这句话这里打断点，查看每次出错数据都是i=0，j=65535的时候出错，为什么会全部出错在这里呢？

     百思不得其解，后来询问资深工程师飞哥，飞哥一看就看出问题出现在哪里了，让我汗颜呀！！~~

     原来错误是这样发生的：（程序运行在32位处理器）

     这段程序从表面上看是没有任何问题的，但是细致分析就会发现，当i=65535发送数据，发送完成后执行i++，i此时变为0，j调用接收函数后，返回值正确也是65535，但是，那看来问题就出现在if(i != (j+1))这里了。

     原来， j+1 这种算术运算的运算值是默认存到32寄存器中，因此j+1运算结果为32位数据，因此，当j=65535时候，(j+1)实则为65536，(0 != 65536)，因此产生不匹配。错误码自加。

     有很多种方法消除这种错误，修改代码如下即可解决问题。

     uint16 i = 0;

     uint16 j = 0;

     uint32 error_num = 0;

 

     XX_send_data(i++);

     j = XX_rece_data();    

     if(i !=(uint16) (j + 1)) {

          error_num++;

     }

     终于找到问题了，看来以后写代码还得仔细了，吸取教训。

 

　　// 看了回复，发现很多人都以纯软件的方式来理解这段代码，但是嵌入式C语言里面一定要详细和处理器行为结合起来，以下添加详细解释

　　这张截图为这段代码对应的汇编代码，详细阅读这段汇编代码即可找出问题所在。

　　

　　第一句汇编代码ldhu r3,-10(fp)　　意思为从内存或者cache中加载一个半字，并且扩展成无符号类型，这句话就是把变量i加载到寄存器R3中，R3为32位寄存器，这时候虽然变量i为uint16但是比较的时候还是变成了32位

　　第二句汇编代码ldhu r2,-12(fp)　　同上一句话一样，这里是加载变量j到寄存器R2中

　　第三句汇编代码addi r2,r2,1　　　 /*问题所在*/  这句话就是执行的j+1,可见结果是保存在r2中，r2为32位宽的寄存器，所以当i=0，j=65535时，j+1 = 65536并未溢出，而是直接赋值给r2，此时r2即为65536，r3为0

　　最后一句汇编代码 beq r3,r2,0x800258<main+92>这句话是比较r3和r2的值，如果相等就跳转到0x800258<main+92>这个地址执行程序。如果不相等就直接运行下一句语句，也就是error_num++

 

　　从上面的分析看出，嵌入式行业一定要对处理器非常熟悉，出现些稀奇古怪的问题，才能最终找到问题所在。