c 语言超时溢出问题

在嵌入式开发过程中，经常会遇到溢出问题，例如在使用软定时判断时间是否超时。如下：

if (timer_ticks >= timeout)
{
	
}

timer_ticks是一个无符号数，假如是一个无符号8位，当timer_ticks为254，超时时间为2个tick，则timeout为0，这时候条件成立，判断出错。

解决如上问题，有以下3种方法：

1. 扩大数据类型

把timer_ticks定义成无符号64位数，假设一个tick是1ms时间，则溢出时间为583344214年，基本不会出现溢出问题

2. 增加变量

增加两个变量，一个是开始时间，另外是超时间隔，如下：

#define TICKS_MAX 0xFFFFFFFF
uint32_t timer_start = ticks_get();
uint32_t interval = 10;
//......
uint32_t now_ticks = ticks_get();

if ( now_ticks >= timer_start)
{
	if ((now_ticks - timer_start) >= interval)
	{
		// timeout
	}
}
else
{
	if ((now_ticks + (TICKS_MAX - timer_start) + 1) >= interval)
	{
		// timeout
	}
}

3. 使用有符号特性来比较

if((int32_t)((uint32_t)(timeout -timer_ticks)) <= 0) 
{
       
}

以一个字节的长度为例，
当 timer_ticks=254 时，定时3ms，即 timeout=1 时发生超时，根据timeout - timer_ticks <= 0 条件：
当 timer_ticks=254 时，1-254=3，大于0，未超时
当 timer_ticks=255 时，1-255=2，大于0，未超时
当 timer_ticks=0 时，1-0=1，大于0，未超时
当 timer_ticks=1 时，1-1=0，等于0，超时
考虑到超时判断是在主循环进行的，可能会出现判断的时候错过了timer_ticks=1的情况
当 timer_ticks=2 时，1-2=-1，小于0，超时
当 timer_ticks=3 时，1-3=-2，小于0，超时

限制：使用该种方式时，要求 interval 不能大于 TICK_MAX / 2

其中

timeout = timer_ticks + interval