feat(spi): 增强 SPI master:性能剖析与执行耗时跟踪

- 新增 `lastWorkerExecUs()`:获取最近一次 worker 任务执行耗时(µs)。
- 引入 `SpiProfile` 结构体:事务级详细剖析,记录 SPI 事务各阶段的时间戳。
- 实现 `lastProfile()`:诊断用,获取最近一次事务剖析快照。
- SPI 时钟配置提升至 13.3 MHz,改善性能。
- 修改前端 JavaScript 轮询逻辑:新增 uptime 检查,更好地处理 ESP32 重启状态。
- SPI 测速 HTML 的计时单位由毫秒改为微秒显示。
- 新建 `spi_ring_cache.h`:共享 SPI ring push 缓存工具。
- 新增 `http_util.h`:共享 HTTP 处理器工具,含 JSON 拼接与查询参数解析。
- 引入 `json_parse.h`:轻量级 JSON 解析器,针对扁平 JSON 对象设计。
- 新增 Windows 环境下的项目构建批处理脚本。
- 重构 CAN 反馈处理:从推送式改为请求驱动架构,降低内存占用、提升效率。
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小龙虾
2026-08-02 17:37:19 +08:00
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+64 -5
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@@ -100,6 +100,31 @@ public:
/** @brief SPI worker 任务句柄(栈水位 /system/status 与 health 巡检用)。 */
TaskHandle_t getWorkerTaskHandle() const { return m_workerTask; }
/** @brief 最近一次 worker job 实际执行耗时(µs,worker 内计时)。
* 测速页用 RTT − 本值拆出"提交/调度/唤醒"开销,定位抖动归属。 */
uint32_t lastWorkerExecUs() const { return m_lastWorkerExecUs; }
/**
* @brief 单次 transact 的分段耗时剖析(测速页诊断用)。
* 5 段:提交/调度(t_submit0→t_w0)、发送帧(t_send0→t_send1)、
* 等应答(t_wait0→t_wait1)、读响应(t_wait1→t_read1)、唤醒(t_w1→t_submit1)。
* 写入顺序由 done 信号量保证 happens-before(worker 先写全再 give,调用方 take 后读)。
*/
struct SpiProfile {
uint64_t t_submit0 = 0; ///< 调用方 transact 入口
uint64_t t_w0 = 0; ///< worker executeJob 开始
uint64_t t_send0 = 0; ///< 发送帧开始
uint64_t t_send1 = 0; ///< 发送帧结束
uint64_t t_wait0 = 0; ///< 进入 poll(等 READY)
uint64_t t_wait1 = 0; ///< READY 就绪(wait 段结束)
uint64_t t_read1 = 0; ///< 响应帧读取完成
uint64_t t_w1 = 0; ///< worker executeJob 结束
uint64_t t_submit1 = 0; ///< 调用方 submitJob 返回
};
/** @brief 最近一次 transact 的剖析快照(仅测速/诊断用)。 */
SpiProfile lastProfile() const { return m_lastProfile; }
/** @brief SPI 任务队列当前待处理 job 数(固定 Job pool 槽,无堆分配)。
* 供 /system/heap_low_log 堆低水位快照采样,定位"低谷是不是 SPI 队列堆积引起"。 */
UBaseType_t getPendingJobCount() const { return m_jobQueue ? uxQueueMessagesWaiting(m_jobQueue) : 0; }
@@ -107,9 +132,18 @@ public:
/**
* @brief OTA 中继期间禁止 worker 将 DATA_READY 当 EVENT 读取。
* 中继开始设 true,结束/复位设 false。
* 实现为引用计数:GD32 中继与电机 OTA feed 可并发持有,任一持有者
* 退出都不会提前解除抑制(避免电机 OTA 收尾把 GD32 中继的抑制误清)。
*/
void setSuppressRingService(bool suppress);
/**
* @brief ESP32 自我 OTA 期间暂停全部 SPI 活动(GD32 按铃读 + 业务 transact)。
* 暂停后 worker 空转不读 SPI,submitJob 快速返回 ESP_ERR_INVALID_STATE
* (业务立即失败,不阻塞排队);恢复时唤醒 worker 恢复正常。幂等。
*/
void setSpiPaused(bool paused);
/**
* @brief 业务层确认当前请求已成功时推进/对齐 m_txSeq。
*/
@@ -282,12 +316,22 @@ private:
SpiLinkState m_linkState;
/** GD32 主动按铃标志:GPIO 下降沿 ISR 置位,仅 SPI worker 消费。 */
volatile bool m_gd32RequestPending = false;
/** ring service 抑制引用计数(setSuppressRingService 内部使用,临界区保护)。 */
uint32_t m_ringSuppressRefs = 0;
/** OTA 中继时为 true:worker 不 serviceRing,避免偷读 OTA ACK/WAIT。 */
volatile bool m_suppressRingService = false;
/** ESP32 自我 OTA 期间为 true:worker 空转、submitJob 快速拒绝。 */
volatile bool m_spiPaused = false;
/** 最近一次主动请求类型(otaTransferUnlocked 发送时记录;poll 读预算按它收紧)。 */
volatile uint8_t m_lastReqType = 0xFFU;
/** SPI worker 任务句柄(ISR 唯一通知目标)。 */
TaskHandle_t m_spiTaskHandle = NULL;
TaskHandle_t m_workerTask = NULL;
QueueHandle_t m_jobQueue = NULL;
/** 最近一次 job 执行耗时(µs,worker 写入、业务只读;单核 32 位读原子)。 */
uint32_t m_lastWorkerExecUs = 0;
/** 最近一次 transact 分段剖析(worker 与调用方交叉写入,done 信号量同步)。 */
SpiProfile m_lastProfile;
/** 事件计数信号量(worker push / takeEvent pop)。 */
SemaphoreHandle_t m_eventSem = NULL;
@@ -405,6 +449,19 @@ private:
/** @brief GPIO 边沿中断回调(注册到 ESP-IDF GPIO ISR 服务)。 */
static void IRAM_ATTR onReadyEdgeISR(void *arg);
/** @brief APP 独有业务 TYPE:见到即可纠正 m_gd32Role(BOOT 不会发这些)。 */
static bool isAppOnlySpiType(uint8_t type);
// ── 去重辅助 ──
/** @brief 把 otaFindFrame 找到的帧拷贝到调用方输出缓冲(安全截断)。 */
static void copyFoundFrame(uint8_t *resp_type, uint8_t found_type,
uint8_t *resp_payload, size_t resp_max,
const uint8_t *found_payload, size_t found_len,
size_t *resp_len);
/** @brief 见到 APP 独有 TYPE 时纠正粘滞的 boot role(3 处调用合并)。 */
void correctRoleFromType(uint8_t found_type, const char *src);
// 内部 SPI 传输
/**
* @brief 执行底层 SPI 时钟同步传输。
@@ -430,13 +487,15 @@ private:
/**
* @brief 读一帧响应:单 CS 固定时钟预算(BOOT=128 / APP=256),再 v2_parse 截真实长度。
* 调用者须已持锁。不用两段 KEEP_ACTIVE(Boot 中途断 CS 会清 pending → 全 0xFF)。
* @param out_frame 完整帧输出(含头+payload+CRC)
* @param out_max 输出缓冲容量
* @param out_len 实际帧长
* @param timeout_ms 单次 SPI 超时
* @param out_frame 完整帧输出(含头+payload+CRC)
* @param out_max 输出缓冲容量
* @param out_len 实际帧长
* @param timeout_ms 单次 SPI 超时
* @param budget_hint 读预算提示(0=按角色默认;>0 时取 min(hint, 角色预算),
* 主动 poll 按最近请求类型收紧,省 0xFF 填充时钟)
*/
esp_err_t readV2FrameVarlen(uint8_t *out_frame, size_t out_max, size_t *out_len,
uint32_t timeout_ms);
uint32_t timeout_ms, size_t budget_hint = 0U);
// 无锁内部版本(供已持锁的公共方法调用,避免递归死锁)
/**