- 将SPI OTA帧格式升级为SPI Link v2,采用新的帧格式: | SOF0 0xA5 | SOF1 0x5A | VER 0x02 | FLAGS | SESSION 4B LE | TX_SEQ | ACK_SEQ | CREDIT | TYPE | LEN 2B LE | RSV 2B | PAYLOAD | CRC32 4B LE | - 新增V2_OVERHEAD=20字节开销,APP最大payload为236字节,BOOT为108字节 - 修改帧类型定义:ENTER_BOOT从0xB5合并至0xB0,新增CAN业务类型0xC0~C3 - 更新CAN协议文档,支持SPI Link v2-only模式,调整最大业务payload计算 - 扩展0xC1帧功能,支持双向通信和1Hz主动推送ID快照 - 添加0xC3完整ID快照帧类型,包含seq/rx_count等完整字段 - 更新协议文档中的错误码定义和反馈payload格式 refactor(main): 重构主程序入口并添加CAN反馈任务 - 在main.cpp中添加CAN反馈任务,更新启动流程注释 - 创建createCriticalTask辅助函数,统一关键任务创建逻辑 - 调整SPI初始化顺序,确保CAN反馈任务依赖正确 - 优化错误处理机制,关键任务失败时立即重启 - 将GD32版本探测移至ota_relay任务处理 - 更新版本号至0.3.48,调整编译时间和Git哈希 config: 更新SPI和BLE配置参数 - 添加SPI主机相关配置参数,包括CS GPIO、READY GPIO等引脚定义 - 配置SPI缓冲区大小:APP为256字节,BOOT为128字节 - 更新BLE滑动窗口参数,ACK窗口设为32,数据队列深度为72 - 调整SPI工作队列大小至5120字节,增加任务堆栈监控说明
175 lines
6.6 KiB
C++
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C++
/*
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* gd32_flash_store.h - GD32 OTA 固件 Flash 存储抽象层
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* 封装 Flash 分区读写、NVS 元数据持久化和 SHA-256 校验。
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* 传输层(WiFi/BLE)和 OtaRelay 均通过本类操作 GD32 固件存储。
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*
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* 线程模型:
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* - 通过 instance() 单例访问,NVS 元数据读写由内部 mutex 保护
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* - metaLoad/metaSave/metaUpdate/metaClear 串行化,读-改-写原子
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* - 分区指针懒初始化,首次使用时查找并缓存
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*/
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#ifndef GD32_FLASH_STORE_H
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#define GD32_FLASH_STORE_H
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#include <stdint.h>
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#include "esp_err.h"
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#include "esp_partition.h"
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/semphr.h"
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#define OTA_META_NVS_NAMESPACE "ota_meta" ///< OTA 元数据 NVS 命名空间
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/** @brief OTA 传输元数据结构,持久化到 NVS 用于断点续传和完整性校验。 */
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typedef struct {
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uint32_t total_size; ///< 固件总大小(字节)
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uint32_t stored_size; ///< 已存储到 Flash 的大小(字节)
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uint32_t last_seq; ///< 最后一次成功写入的包序号
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uint8_t checksum[32]; ///< 固件 SHA-256 校验值
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} ota_meta_t;
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/**
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* @brief GD32 OTA 固件 Flash 存储抽象层(纯静态工具类)。
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*
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* 封装 gd32_ota 分区的读写、NVS 元数据持久化、SHA-256 校验。
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* 传输层通过 OtaCoordinator 或直接调用本类完成存储操作,
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* OtaRelay 仅负责 SPI 中继状态机,不再承担存储职责。
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*/
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class Gd32FlashStore {
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public:
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/**
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* @brief 获取单例实例。
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* @return Gd32FlashStore 单例引用。
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*/
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static Gd32FlashStore& instance();
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// ── Flash 分区读写 ──
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/**
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* @brief 向 gd32_ota 分区写入数据块(支持非 4 字节对齐写入)。
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* @param offset 分区内写入偏移(字节)。
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* @param data 待写入数据缓冲区。
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* @param len 数据长度(字节)。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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esp_err_t flashWriteChunk(uint32_t offset, const uint8_t *data, size_t len);
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/**
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* @brief 从 gd32_ota 分区读取数据块。
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* @param offset 分区内读取偏移(字节)。
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* @param data 输出数据缓冲区。
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* @param len 读取长度(字节)。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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esp_err_t flashReadChunk(uint32_t offset, uint8_t *data, size_t len);
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/**
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* @brief 擦除 gd32_ota 分区指定范围。
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* @param size 擦除大小(字节),从偏移 0 开始。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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esp_err_t erasePartition(uint32_t size);
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/**
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* @brief 新一轮 GD32 固件写入会话开始时调用:复位擦除水位。
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* 后续 flashWriteChunk 经 ensureErasedForWrite 按需擦扇区。
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*/
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void beginWriteSession();
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// ── NVS 元数据持久化 ──
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/**
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* @brief 从 NVS 加载 OTA 元数据。
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* @param meta 输出元数据结构体指针(任何错误路径下都会被清零)。
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* @return ESP_OK 成功(含命名空间不存在的兼容路径,返回全零结构);
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* ESP_ERR_TIMEOUT 加锁超时;
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* 其他错误码 = nvs_open 真实失败(如 NVS 未初始化/损坏),不再一律当 OK。
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*/
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esp_err_t metaLoad(ota_meta_t *meta);
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/**
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* @brief 将 OTA 元数据写入 NVS。
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* @param meta 待保存的元数据结构体指针。
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* @return ESP_OK 成功,NVS 写入失败时返回错误码。
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*/
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esp_err_t metaSave(const ota_meta_t *meta);
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/**
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* @brief 传输过程中更新元数据的 stored_size 和 last_seq。
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* @param stored_size 已存储大小(字节)。
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* @param last_seq 最后成功写入的包序号。
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* @return ESP_OK 成功,其他错误码表示失败。
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*/
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esp_err_t metaUpdate(uint32_t stored_size, uint32_t last_seq);
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/**
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* @brief OTA 完成或中止时清除元数据(全零写入)。
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* @return ESP_OK 成功。
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*/
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esp_err_t metaClear();
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// ── SHA-256 校验 ──
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/**
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* @brief 计算 gd32_ota 分区中已存储固件的 SHA-256。
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* @param out_sha256 输出 32 字节 SHA-256 哈希。
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* @return ESP_OK 成功,ESP_ERR_INVALID_STATE 元数据无效。
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*/
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esp_err_t computeFlashSha256(uint8_t out_sha256[32]);
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/**
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* @brief 固件接收完毕后计算 SHA-256 并写入元数据。
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* @return ESP_OK 成功,ESP_ERR_INVALID_STATE 固件不完整。
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*/
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esp_err_t metaFinalizeChecksum();
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/**
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* @brief 校验固件完整性(重新计算 SHA-256 并与 meta.checksum 比对)。
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* @return ESP_OK 校验通过,ESP_ERR_INVALID_CRC 校验失败。
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*/
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esp_err_t metaVerifyChecksum();
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/**
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* @brief 校验前端提供的 SHA-256 是否与设备端计算的一致。
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* @param frontend_sha32 前端 32 字节原始 SHA(非 hex)。
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* @param out_device_sha 可为 nullptr;非空时输出设备端 32 字节 SHA。
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* @return ESP_OK 匹配;ESP_ERR_INVALID_CRC 不匹配;其他 = 元数据/计算失败。
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*/
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esp_err_t verifyFrontendSha(const uint8_t frontend_sha32[32],
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uint8_t out_device_sha[32]);
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/**
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* @brief 获取分区指针(懒初始化)。
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* @return 分区指针,找不到时返回 nullptr。
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*/
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const esp_partition_t* getPartition();
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private:
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Gd32FlashStore();
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~Gd32FlashStore() = default;
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Gd32FlashStore(const Gd32FlashStore&) = delete;
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Gd32FlashStore& operator=(const Gd32FlashStore&) = delete;
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const esp_partition_t *m_partition = nullptr; ///< gd32_ota 分区指针(懒初始化)
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// ── 擦除水位:beginWriteSession 后从 0 起;
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// flashWriteChunk → ensureErasedForWrite 按需推进(不再依赖 prepare 整区预擦)。
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static constexpr uint32_t kFlashSectorSize = 4096U;
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uint32_t m_erasedUpTo = 0;
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esp_err_t ensureErasedForWrite(uint32_t offset, size_t len);
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// ── NVS 互斥锁(保护元数据读-改-写原子性)──
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// lockNvs 返回是否成功 take;unlockNvs(handle) 据此决定是否 give,
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// 参考 OtaCoordinator::lock/unlock 模式(避免共享 bool 被并发覆盖导致死锁)。
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SemaphoreHandle_t m_nvsMutex = nullptr;
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bool lockNvs(uint32_t timeout_ms);
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void unlockNvs(bool handle);
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static constexpr uint32_t kNvsLockTimeoutMs = 100; ///< NVS 加锁超时(ms)
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// 已持锁版本:由持锁的公开方法或 metaUpdate 调用,不再自行加锁,避免递归 take 死锁
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esp_err_t metaLoadLocked(ota_meta_t *meta);
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esp_err_t metaSaveLocked(const ota_meta_t *meta);
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};
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#endif // GD32_FLASH_STORE_H
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