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一、问题现象

1. 概述

测试（其实是硬件开发）人员在测试的时候偶然发现了一个问题：使用串口调试助手发数据（十六进制方式），一旦中间有一个数据少了一个0，则会引发程序跑飞。

2. 详情

（1）复现步骤

PC通过USB转串口工具连接板子，打开串口调试助手软件，选择“HEX发送”，以十六进制发送数据。在发送数据框中故意删除一个0。如下图所示：

• 正常数据

• 人为错误数据

可以看到，原本是发送01，结果少了一个0，直接发1。

（2）期望结果

板子中的程序对于错误数据能够过滤，不受干扰。

（3）实际结果

板子中的程序直接跑飞。

二、问题分析

1. 初步分析

先要看一下，认为修改数据之后，发出来的数据是什么。

经过检查，正常发送的的数据是0x55 0xAA 0x00 0x10 0x04 0x02 0x00 0x01 0x00 0x00 0xCC，长度为11个字节；而错误的数据是0x55 0xAA 0x00 0x10 0x04 0x02 0x00 0x10 0x00 0x0C，长度为10个字节。

也就是说，板子在收到正常11个字节的数据时没有问题，而收到10个字节的错误数据就会导致程序跑飞了。

2. 进一步跟踪

进一步从宏观现象观察发现，当发送错误数据时，第一次程序只是没有回应，代码并未跑飞（通过指示灯以及按键功能确定）。再次发送数据（无论是正确的还是错误的）才会导致程序跑飞（指示灯不闪，按键也失效）。而且是每次必现。

3. 深入分析

带着观察到的问题现象，深入代码，尝试找到与现象对应的代码段及缺陷。

既然问题是与串口收发数据相关的，那么无疑与值对应的是串口接收数据代码。示例代码如下：

void USART1_IRQHandler(void) { __IO uint8_t data; static uint16_t length = 0; if (__HAL_UART_GET_IT_SOURCE(&Uart1Handle, UART_IT_RXNE) != RESET) { data = Uart1Handle.Instance->DR; if (uart1_rx_cnt < (UART_RX_BUFFER_SIZE - 1)) { switch (uart1_rx_cnt) { case 0: if (data == 0x55) //frame header 1 uart1_rx_buf[uart1_rx_cnt++] = data; else uart1_rx_cnt = 0; break; case 1: if (data == 0xAA) //frame header 2 uart1_rx_buf[uart1_rx_cnt++] = data; else uart1_rx_cnt = 0; break; case 2: uart1_rx_buf[uart1_rx_cnt++] = data; break; case 3: …… break; case 4: …… break; default: uart1_rx_buf[uart1_rx_cnt] = data; if (uart1_rx_cnt >= 3 + length + 2 + 2 - 1) { if (uart1_rx_buf[uart1_rx_cnt] == 0xCC) { uart1_rx_cnt++; recv_cmd1 = 1; } else { uart1_rx_cnt = 0; memset((uint8_t *)uart1_rx_buf, 0x00, sizeof(uart1_rx_buf)); } break; } uart1_rx_cnt++; break; } } else { uart1_rx_cnt = 0; } __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&Uart1Handle, UART_IT_RXNE); } HAL_UART_IRQHandler(&Uart1Handle); }

笔者使用的是经典的串口接收处理程序。通过双帧头0x55和0xAA进行数据过滤筛除，确保每次收到的必定是0x55 0xAA开头的数据。单帧尾0xCC以及数据长度用于确认一帧结束，从而得到完整的一帧数据。

这样就能够和观测到的宏观现象初步对应起来了：

• 当正常发送数据时，帧头、帧尾和数据长度都对，这样就认为收到了完成的一帧，置位标志位进行处理。
• 当发送错误数据时，帧头对、数据长度也对，但是发送的数据少了一个字节，导致没有认为收完了完整的一帧，还在继续等待接收数据。注意此时程序还能够正常运行；而当再次发送数据时，第1个字节（0x55）导致了接收数据长度满足了要求，从而进入到了帧数据处理。代码片段如下：

if (uart1_rx_cnt >= 3 + length + 2 + 2 - 1) { if (uart1_rx_buf[uart1_rx_cnt] == 0xCC) { uart1_rx_cnt++; recv_cmd1 = 1; } else { uart1_rx_cnt = 0; memset((uint8_t *)uart1_rx_buf, 0x00, sizeof(uart1_rx_buf)); } break; }

由于帧尾并不是0xCC，因此会走到以上代码中的else分支。经过了else分支之后，代码就跑飞了。

else分支中的代码很简单，一共就两行。第1行将uart1_rx_cnt设置为0应该不会产生这么大影响，那么问题极有可能就是出在了memset这一行代码上。但是memset是系统标准库代码，笔者也没有用错，也不存在数组溢出的问题。为什么会导致程序跑飞呢？

请看下回。