嵌入式 C 语言运行时的错误处理机制

工程师进阶笔记

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嵌入式软件工程师在编写 C 语言应用程序的时候，经常会遇到程序运行时跑飞的情况，程序运行时产生错误，多半是程序员在编写代码时，没有预判好发生错误的地方，并且没有设计好合适的错误处理机制。
5 r, S8 `- n+ k7 r% e  G在嵌入式C语言编程中，错误处理机制是确保系统稳定性和可靠性的关键部分，能确保系统在已知的风险和错误条件下正常运行。
# F4 k+ h! \. z  o, q/ P+ x以下分享一些常用的错误处理方法：
2 P& {$ H% E# N$ R8 y9 b, f  ]6 z1、断言 (Assertions)
, u+ ]5 d4 }' V* p断言用于在开发阶段捕获程序中的逻辑错误。通过 assert 宏，可以在条件不满足时终止程序并输出错误信息，这有助于在开发阶段及早发现问题。
强烈建议使用断言机制对函数传参的参数合法性进行判断，很多芯片的SDK包的函数传参都采用了有效的断言机制，以防止参数不合法带来不必要的麻烦。

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2、错误码 (Error Codes)
通过返回错误码来指示函数执行的结果。调用者可以根据错误码采取相应的措施，这是一种灵活且适用于多种应用场景的错误处理方式。
对于有返回值的函数接口调用，错误码包含了非常丰富的调试信息，当某个函数接口调用异常时，通常先根据错误码进行有效分析。

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1 {  a* I% M: n' n* Z& g3、中断服务程序 (Interrupt Service Routines, ISR)
0 K% u* s' x$ L& M  o: j7 q" m在嵌入式系统中，中断是处理异常情况的常用方法。ISR用于处理硬件中断，并确保系统在异常情况下仍能进入中断服务程序进行相应处理。
通常是CPU运行程序时，内部硬件或总线出现错误而触发中断，对于MCU应用可以使用 cm_backtrace 组件进行栈回溯排查，以发现错误发生的地方。

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4 N' K* |: K: ]; m* C% r9 p4、看门狗定时器 (Watchdog Timer)
- n- X+ I, w9 i. s. F0 }2 X看门狗定时器用于检测和恢复系统故障，通常可以使用CPU的内部看门狗，或使用外部看门狗芯片，系统在正常运行时需要定期重置看门狗定时器。
如果某些错误原因，导致程序逻辑不能及时重置定时器（俗称：喂狗），看门狗就会触发系统软复位或外部RST引脚复位，这有助于防止系统因软件错误而陷入死循环。

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) i! R) t) I0 W8 s3 x$ Q. _0 {5、日志记录 (Logging)
在应用软件运行时，如果产品上面有容量较大的非易失性存储器，可以把运行时的错误日志记录到存储器里面。
+ `6 \6 C( W2 v" B- o0 E# U$ o( S记录程序运行时的错误日志，这种方式有助于出错时的调试和维护，开发人员不用时刻在机器旁边进行程序运行监视，存储的错误日志还可以通过串口或调试接口输出，这对于出现错误后的分析和问题解决非常重要。

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6、错误传递
C 语言通常使用返回值来标志函数是否执行成功，调用者通过检查返回值以判断函数执行情况。此外，也可以通过全局状态标志或局部跳转（goto）来处理错误。
对于goto语句需要谨慎使用，在局部函数内某个环节运行出错，使用goto语句可以直接跳转到错误处理节点，但大范围使用goto跳转，可能会破坏代码的运行结构与完整性。

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/ A- G& h( |" j  D# ?$ W不同的错误处理机制，有对应不同的业务应用场景和系统要求，建议 C 语言程序开发者根据具体情况进行具体分析，没有一概而论完美的方法。
) r+ h( [$ J1 }( Z$ f! M但为了提升嵌入式系统整体的稳定性和可靠性，在嵌入式 C 语言程序里面引入合适的错误处理机制，是非常值得且有必要的。
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                                                                                        有哪些不推荐使用的嵌入式 C 语言语法特性？
                                                       
                                                               
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6 L8 m, R% @$ K- Q, D& d+ Q                                                                                        今年快过完了，明年准备进厂搞嵌入式工控，提前了解各方行业信息！
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                                                                                        基于全志T113-i平台，嵌入式Linux 快速启动，5.2秒成功进入应用界面！
                                                                               
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