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前言

最近遇到一个变量(内存)被异常串改的问题,问题很具有代表性,解决问题的思路也很常规,这里把解决问题的思考过程、尝试的解决办法以及最终的问题原因记录下来,希望对入门的朋友有所帮助。

Note: 由于问题解决后,尝试再次复现问题时复现不了了,所以这里的问题是我人为制造的,但是现象还是一模一样的。

1.问题描述

1.1 开发环境

芯片:Infineon TC377

Autosar工具链:Vector Davinci/Developer

调试器:Lauterbach

1.2问题的对外表现

板子上电后不再往外发报文了,用来调试的指示灯也不再闪烁,感觉程序跑死了。

1.3 仿真器上的表现

查看程序最后停在哪里了(或者在哪里陷入死循环了)

程序果然跑入了死循环。

查看进入死循环的函数调用栈

Nm模块在初始化的时候检测到了Error,向Det模块报错,报错ErrorID = 41

查看ErrorID=41具体是啥Error类型

ErrorID==41表示模块已经初始化了,有重复初始化的Error

这就很尴尬了,难道是Nm_Init被调用了两次?--尝试在Nm_Init开始处设置了一个断点,结果是Nm_Init只进入了一次,但是第一次进入Nm_Init就报ErrorID=0x29的Error了。到这里就很奇怪了……

查看源代码,看什么条件下会设置0x29的ErrorID

Nm_IsInitialized( PARTITION_IDX )这个条件其实就是判断Nm_Initialized这个全局变量有没有被置为1.

把Nm_Initialized这个变量加入到Lauterbach的watch窗口,再次在Nm_Init的开始处设置断点。

刚进入Nm_Init时,Nm_Initialized这个全局变量已经被置为1了。

全局搜索Nm_Initialized这个全局变量,看哪里会设置这个全局变量。

Nm_Init函数的最后会设置Nm_Initialized这个全局变量为1,也是整个代码唯一会设置Nm_Initialized变量为1的地方,所以在进入Nm_Init函数前Nm_Initialized就已经被设置为1了,这是不正常的,也就是说Nm_Initialized这个全局变量被异常篡改了

2.尝试的分析解决办法

2.1 怀疑Nm_Initialized没有被初始化

Nm_Initialized变量没有初始值,位于.bss段,如果在main函数之前没有对.bss段作初始化(设置为0)的话,Nm_Initialized变量就可能是随机值。

在main函数之前已经完成了BSS段的清零初始化操作,也就是说Nm_Initialized变量的值是确定的为0。

通过EcM_Init入口处断点调试,也确定Nm_Initialized的值为0,是正常的。

随后通过逐步断点调试,在Start_OS之前Nm_Initialized的值一直为0,是正常的。

小结:BSS段在main函数之前已经完成了初始化,Nm_Initialized是在Start_OS之后被异常篡改的。

2.2 尝试将Nm_Initialized从Bss段移到Data

Nm_Initialized本来是未初始化的全局变量,位于.BSS段,我们给Nm_Initialized变量加上初始化值,这样Nm_Initialized就会被移动到.Data段。

再次编译仿真调试,结果问题消失了!

小结:Nm_Initialized位于.BSS段被异常修改了。

查看.Map文件,Nm_Initialized变量位于.BSS段,如果在操作Nm_Initialized之前的数据数据时发生越界非法操作,就可能异常修改Nm_Initialized的值。

2.4 设置读写断点

为了验证Nm_Initialized在哪里被异常修改了,我对Nm_Initialized所在地址处设置了一个读写断点。

通过lauterbach设置Wrtie属性断点。

果然产生断点停止,NvM模块异常修改了Nm_Initialized变量。NvM模块NvM_InternalCopyData函数从srcPtr=0x70024C18destPtr=0x70024ABC拷贝160字节数据的时候发生数据踩踏。

查看.Map文件

问题水落石出,NvM模块从srcPtr=0x70024C18(NvM_InternalBuffer_au8)往destPtr=0x70024ABC(Dem_Cfg_AdminData)拷贝160字节数据的时候异常串改了Nm_Initialized变量。

也说明了为什么我们把Nm_Initialized变量移动到.Data段后就不会被异常修改了(可能改了其他的变量没有出现问题而已)。

3.最终解决办法

是NVM模块导致了Nm_Initialized变量被异常修改,那肯定是NVM模块配置异常了。最终检查出来的问题是因为,NVM模块给Dem_StatusEntry配置的NVMBlock为272字节,但是Dem模块的DTC根本没有配置这么多(不需要272字节的NVMBlock来存储每个DTCStatus),导致了在初始化阶段,NVM往Dem写初始化数据的时候发生了异常访问。

Note: 实际问题是NvM_InternalBuffer_au8Dem_Cfg_StatusData拷贝的时候发生了数据篡改,这里是问题场景是我自己制造的,变成了NvM_InternalBuffer_au8Dem_Cfg_AdminData数据拷贝发生异常,但是异常现象是一样的。

4. 总结

1)首先要能分析出异常现象是因为数据被异常篡改导致的

2)能使用调试器设置读写断点是本次问题分析的关键

3)找到异常篡改的地方后能理解NVM和Dem之间的关系才能找到哪里配置错误导致的异常

4)AUTOSAR的模块是买的,但是也要熟悉他们的代码,遇到问题的时候还是要看代码调试。

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