/* * health_monitor.h - 系统健康监控头文件 * * HealthMonitor 类封装健康状态管理、温度监控和 WiFi RSSI 监控。 */ #pragma once #include #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/semphr.h" #include "freertos/task.h" #include "driver/temperature_sensor.h" #include "esp_timer.h" #include "app_config.h" // T9.3: 健康状态等级 typedef enum { SYS_NORMAL = 0, // 正常 SYS_WARNING = 1, // 警告 SYS_CRITICAL = 2, // 危险 SYS_SAFE_SHUTDOWN = 3 // 安全关机 } health_state_t; /** @brief 健康监控模块内部状态码，用于函数返回值。 */ typedef enum { HEALTH_MON_OK = 0, ///< 健康检查通过 HEALTH_MON_WARNING = 1, ///< 健康检查警告（可继续） HEALTH_MON_CRITICAL = 2, ///< 健康检查危险（建议中止） HEALTH_MON_SHUTDOWN = 3 ///< 需要安全关机 } health_status_t; // WiFi RSSI 阈值（来自 app_config.h） #define WIFI_RSSI_NORMAL WIFI_RSSI_WARNING ///< WiFi 信号正常阈值（别名） // ============================================================ // 堆低水位快照（"最低空闲"创新低时记录上下文，供 /system/heap_low_log 查询） // ============================================================ /** @brief 单条任务栈水位（用于低水位快照内嵌的任务栈表）。 */ struct HeapLowTaskStack { char name[16]; ///< 任务名（截断） uint32_t remaining; ///< 剩余栈字节（uxTaskGetStackHighWaterMark × sizeof(StackType_t)） }; /** @brief 单条"堆低水位"快照记录。仅当 internal_min_free 出现新低时写入。 */ struct HeapLowWaterRecord { uint64_t ts_ms; ///< 启动后毫秒（esp_timer_get_time / 1000） uint32_t free_heap; ///< 当时的总空闲堆（esp_get_free_heap_size） uint32_t min_free_heap; ///< 当时记录到的内部堆最低水位 uint32_t largest_free_block; ///< 最大连续空闲块 uint8_t sys_state; ///< OTA 系统状态码（ota_system_state_t） uint8_t ota_channel; ///< OTA 通道（0=WIFI, 1=BLE） int8_t rssi; ///< 最近 WiFi RSSI（dBm，-127=未知） float temperature; ///< 最近芯片温度（°C） /* 多任务栈水位表：按"剩余升序"取前 8 个，定位"是谁的栈突然涨了"。 * task_stack_count=0 表示未采集到任务信息。 */ HeapLowTaskStack task_stacks[8]; uint8_t task_stack_count; /* 触发低水位的"当前任务"：取当前 TaskHandle 的名字（taskENTER_CRITICAL 后取）， * 用于推断是谁在分配堆。空串表示未知。 */ char current_task[16]; /* 连接/OTA 进度上下文：区分"无连接 vs 中继期 vs 收尾期" */ uint8_t ble_connected; ///< 0/1 uint8_t wifi_connected; ///< 0/1 uint32_t ota_stored_size; ///< OTA 已存储字节 uint32_t ota_total_size; ///< OTA 总字节 /* 嫌疑资源水位：定位"OTA/IDLE 期低谷由哪个子系统吃堆"。 * 非 OTA 期这些应为 0；非 0 时即对应子系统持有堆缓冲。 */ uint16_t ble_data_queue_depth; ///< BLE OTA 数据队列当前条数 uint16_t ble_reorder_cached; ///< BLE reorder 已缓存乱序包数 uint16_t spi_pending_jobs; ///< SPI master 待处理 job 数 uint16_t reserved; ///< 对齐保留 /* 内存全景：区分"内部碎片"vs"系统级紧"。 * default_free 含 PSRAM；internal_free = free_heap（含 SPIRAM 时与 default 区分）。 * alloc_count = 当前活跃 alloc 数，看"是不是小块大量未释放"。 */ uint32_t default_free_heap; ///< MALLOC_CAP_DEFAULT free（含 PSRAM） uint32_t alloc_count; ///< 内部堆当前 allocated_blocks（heap_caps_get_info） /* heap hook：「破新低时的最后一击 alloc」。 * 不记任务名（WiFi IRAM 禁止；且发送路径末包常把任务刷成 wifi，误导主因）。 * hook_task 现为类别串：net? / bulk / tiny（非 FreeRTOS 任务名）。 * hook_caller_addr 用 addr2line 解析。 */ char hook_task[16]; ///< 分配类别 net?/bulk/tiny，不是任务名 uint32_t hook_alloc_size; ///< 最后一击 alloc 字节数 uint32_t hook_caller_addr; ///< 调用者返回地址（addr2line） uint32_t hook_free_after; ///< 该次后的近似 free（**estimated 低水位近似值**，非精确实测；JSON 输出为 hook_est_free_after + hook_confidence，前端应标注 estimated） uint32_t hook_fired; ///< 0=本窗口 hook 未命中 /* DHCP/IP 事件计数：每次 STA GOT_IP（含续约）+1。 * 对比两次低谷记录的计数差，确认低谷是不是 DHCP 续约引起。 */ uint32_t ip_event_count; ///< 累计 IP 获得/续约次数 }; /** * @brief 系统健康监控类（单例） * * 封装健康状态管理、温度定时监控和 WiFi RSSI 监控。 */ class HealthMonitor { public: /** * @brief 获取 HealthMonitor 单例实例。 * @return HealthMonitor 引用。 */ static HealthMonitor& instance(); /** @brief 初始化健康监控模块，创建内部互斥锁与基础状态。 */ void init(); /** @brief 健康监控 FreeRTOS 任务入口。 */ static void taskEntry(void *pvParameters); /** @brief OTA 传输前执行健康检查。 */ health_status_t checkBeforeOta(); /** @brief OTA 中继转发阶段执行健康检查（跳过 WiFi 检查）。 */ health_status_t checkBeforeOtaRelay(); /** @brief 获取当前系统健康状态（线程安全）。 */ health_state_t getCurrent(); /** @brief 根据 WiFi RSSI 更新健康状态。 */ health_status_t updateFromWifiRssi(int8_t rssi); /** @brief 获取最近一次芯片温度。 */ float getLastTemperature(); /** @brief 获取最近一次 WiFi RSSI 及其年龄。 */ bool getLastWifiRssi(int8_t *out_rssi, uint32_t *out_age_ms); /** @brief 获取健康监控任务句柄。 */ TaskHandle_t getTaskHandle() const { return m_taskHandle; } // ── 堆低水位快照 ── /** @brief 检测并可能覆盖写入唯一快照槽（线程安全）。 * 由 health_mon 5s 巡检调用，仅当 internal_min_free 出现新低时写入。 * 设备只保留最新 1 条；多条历史由网页 IndexedDB 累积。 */ void maybeRecordHeapLowWater(); /** @brief 将唯一快照序列化为 JSON：{"count":0|1,"records":[...]}。线程安全。 */ int dumpHeapLowWaterJson(char *buf, size_t cap, int offset) const; /** * @brief 由 WiFi 事件回调推送连接状态（避免 HealthMonitor → WifiOta 依赖）。 * WiFi 连接/断开时由 wifi_ota 事件处理器主动调用， * HealthMonitor 无需主动查询 WifiOta::isConnected()。 * @param connected true=已连接，false=断开。 */ void setWifiConnected(bool connected); private: /** @brief 加锁读取健康状态。 */ health_state_t getState(); /** @brief 加锁设置健康状态。 */ void setState(health_state_t newState); HealthMonitor() = default; ~HealthMonitor() = default; HealthMonitor(const HealthMonitor&) = delete; HealthMonitor& operator=(const HealthMonitor&) = delete; SemaphoreHandle_t m_mutex = NULL; temperature_sensor_handle_t m_tempHandle = NULL; // 温度监控 esp_timer 句柄存为成员，避免任务被删除后定时器仍在运行、 // 回调继续访问 instance() 成员。 esp_timer_handle_t m_tempTimer = nullptr; health_state_t m_healthState = SYS_NORMAL; float m_lastTemperature = 0.0f; int8_t m_lastWifiRssi = -127; int64_t m_lastWifiRssiMs = 0; TaskHandle_t m_taskHandle = NULL; // m_wifiConnected 由 m_mutex 保护（setWifiConnected 写 / checkBeforeOta 读）。 bool m_wifiConnected = false; ///< WiFi 连接状态（由 WiFi 事件推送） // 堆低水位：设备仅 1 槽（覆盖写）。m_mutex 保护。 HeapLowWaterRecord m_heapLowWater = {}; bool m_heapLowWaterValid = false; ///< 是否有一条有效快照 uint32_t m_heapLowWaterLastMin = 0xFFFFFFFFu; ///< 上次记下的最低值 static void tempMonitorCallback(void *arg); // RAII 锁守卫（与 SpiMaster::LockGuard 风格一致） class LockGuard { public: explicit LockGuard(SemaphoreHandle_t mutex) : m_lock(mutex) { if (m_lock) { xSemaphoreTake(m_lock, portMAX_DELAY); } } ~LockGuard() { if (m_lock) { xSemaphoreGive(m_lock); } } LockGuard(const LockGuard&) = delete; LockGuard& operator=(const LockGuard&) = delete; private: SemaphoreHandle_t m_lock; }; };