小龙虾
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SPI Link v2 Self-Test / selftest (push) Has been cancelled
添加SPI Link v2的PC端自测功能，包含交叉校验基准测试，覆盖HELLO/OTA/CAN/PING等 多种协议场景。同时重构了health monitor中的多字段读取逻辑，消除了volatile变量 的撕裂读问题，并增强了BLE OTA的数据传输可靠性。 refactor(health_monitor): 修复heap hook多字段撕裂读问题 采用portMUX_CRITICAL临界区实现多字段一致快照读取，消除任务上下文与heap hook 之间的数据竞争。修改了HookSnap结构体设计，通过一次性拷贝volatile变量避免 跨字段组合时的数据不一致。JSON输出中明确标注estimated值的置信度。 fix(ble_ota): 实现DATA_IN丢包负反馈机制 当malloc失败或队列满时发送缺口ACK通知前端按completed_bytes续传，避免 静默丢包导致的8秒超时重传风暴。增加节流机制防止负ACK在重传叠加时打爆 NimBLE mbuf池，提升低内存环境下的OTA传输稳定性。 refactor(spi_master): 从堆分配改为固定Job池管理 将SPI worker的动态堆分配Job改为固定大小的静态池管理，避免频繁的 calloc/free操作影响实时性。新增acquireJobSlot/releaseJobSlot机制 管理池槽生命周期，提升SPI通信的可靠性和内存使用效率。
196 lines
8.7 KiB
C++
196 lines
8.7 KiB
C++
/*
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* health_monitor.h - 系统健康监控头文件
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*
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* HealthMonitor 类封装健康状态管理、温度监控和 WiFi RSSI 监控。
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*/
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#pragma once
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#include <stdint.h>
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#include "freertos/FreeRTOS.h"
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#include "freertos/semphr.h"
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#include "freertos/task.h"
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#include "driver/temperature_sensor.h"
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#include "esp_timer.h"
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#include "app_config.h"
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// T9.3: 健康状态等级
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typedef enum {
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SYS_NORMAL = 0, // 正常
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SYS_WARNING = 1, // 警告
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SYS_CRITICAL = 2, // 危险
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SYS_SAFE_SHUTDOWN = 3 // 安全关机
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} health_state_t;
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/** @brief 健康监控模块内部状态码，用于函数返回值。 */
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typedef enum {
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HEALTH_MON_OK = 0, ///< 健康检查通过
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HEALTH_MON_WARNING = 1, ///< 健康检查警告（可继续）
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HEALTH_MON_CRITICAL = 2, ///< 健康检查危险（建议中止）
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HEALTH_MON_SHUTDOWN = 3 ///< 需要安全关机
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} health_status_t;
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// WiFi RSSI 阈值（来自 app_config.h）
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#define WIFI_RSSI_NORMAL WIFI_RSSI_WARNING ///< WiFi 信号正常阈值（别名）
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// ============================================================
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// 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）
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// ============================================================
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/** @brief 单条任务栈水位（用于低水位快照内嵌的任务栈表）。 */
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struct HeapLowTaskStack {
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char name[16]; ///< 任务名（截断）
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uint32_t remaining; ///< 剩余栈字节（uxTaskGetStackHighWaterMark × sizeof(StackType_t)）
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};
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/** @brief 单条"堆低水位"快照记录。仅当 internal_min_free 出现新低时写入。 */
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struct HeapLowWaterRecord {
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uint64_t ts_ms; ///< 启动后毫秒（esp_timer_get_time / 1000）
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uint32_t free_heap; ///< 当时的总空闲堆（esp_get_free_heap_size）
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uint32_t min_free_heap; ///< 当时记录到的内部堆最低水位
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uint32_t largest_free_block; ///< 最大连续空闲块
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uint8_t sys_state; ///< OTA 系统状态码（ota_system_state_t）
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uint8_t ota_channel; ///< OTA 通道（0=WIFI, 1=BLE）
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int8_t rssi; ///< 最近 WiFi RSSI（dBm，-127=未知）
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float temperature; ///< 最近芯片温度（°C）
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/* 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"。
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* task_stack_count=0 表示未采集到任务信息。 */
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HeapLowTaskStack task_stacks[8];
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uint8_t task_stack_count;
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/* 触发低水位的"当前任务"：取当前 TaskHandle 的名字（taskENTER_CRITICAL 后取），
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* 用于推断是谁在分配堆。空串表示未知。 */
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char current_task[16];
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/* 连接/OTA 进度上下文：区分"无连接 vs 中继期 vs 收尾期" */
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uint8_t ble_connected; ///< 0/1
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uint8_t wifi_connected; ///< 0/1
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uint32_t ota_stored_size; ///< OTA 已存储字节
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uint32_t ota_total_size; ///< OTA 总字节
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/* 嫌疑资源水位：定位"OTA/IDLE 期低谷由哪个子系统吃堆"。
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* 非 OTA 期这些应为 0；非 0 时即对应子系统持有堆缓冲。 */
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uint16_t ble_data_queue_depth; ///< BLE OTA 数据队列当前条数
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uint16_t ble_reorder_cached; ///< BLE reorder 已缓存乱序包数
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uint16_t spi_pending_jobs; ///< SPI master 待处理 job 数
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uint16_t reserved; ///< 对齐保留
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/* 内存全景：区分"内部碎片"vs"系统级紧"。
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* default_free 含 PSRAM；internal_free = free_heap（含 SPIRAM 时与 default 区分）。
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* alloc_count = 当前活跃 alloc 数，看"是不是小块大量未释放"。 */
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uint32_t default_free_heap; ///< MALLOC_CAP_DEFAULT free（含 PSRAM）
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uint32_t alloc_count; ///< 内部堆当前 allocated_blocks（heap_caps_get_info）
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/* heap hook：「破新低时的最后一击 alloc」。
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* 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）。
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* hook_task 现为类别串：net? / bulk / tiny（非 FreeRTOS 任务名）。
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* hook_caller_addr 用 addr2line 解析。 */
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char hook_task[16]; ///< 分配类别 net?/bulk/tiny，不是任务名
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uint32_t hook_alloc_size; ///< 最后一击 alloc 字节数
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uint32_t hook_caller_addr; ///< 调用者返回地址（addr2line）
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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）
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uint32_t hook_fired; ///< 0=本窗口 hook 未命中
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/* DHCP/IP 事件计数：每次 STA GOT_IP（含续约）+1。
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* 对比两次低谷记录的计数差，确认低谷是不是 DHCP 续约引起。 */
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uint32_t ip_event_count; ///< 累计 IP 获得/续约次数
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};
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/**
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* @brief 系统健康监控类（单例）
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*
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* 封装健康状态管理、温度定时监控和 WiFi RSSI 监控。
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*/
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class HealthMonitor {
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public:
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/**
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* @brief 获取 HealthMonitor 单例实例。
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* @return HealthMonitor 引用。
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*/
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static HealthMonitor& instance();
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/** @brief 初始化健康监控模块，创建内部互斥锁与基础状态。 */
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void init();
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/** @brief 健康监控 FreeRTOS 任务入口。 */
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static void taskEntry(void *pvParameters);
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/** @brief OTA 传输前执行健康检查。 */
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health_status_t checkBeforeOta();
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/** @brief OTA 中继转发阶段执行健康检查（跳过 WiFi 检查）。 */
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health_status_t checkBeforeOtaRelay();
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/** @brief 获取当前系统健康状态（线程安全）。 */
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health_state_t getCurrent();
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/** @brief 根据 WiFi RSSI 更新健康状态。 */
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health_status_t updateFromWifiRssi(int8_t rssi);
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/** @brief 获取最近一次芯片温度。 */
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float getLastTemperature();
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/** @brief 获取最近一次 WiFi RSSI 及其年龄。 */
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bool getLastWifiRssi(int8_t *out_rssi, uint32_t *out_age_ms);
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/** @brief 获取健康监控任务句柄。 */
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TaskHandle_t getTaskHandle() const { return m_taskHandle; }
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// ── 堆低水位快照 ──
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/** @brief 检测并可能覆盖写入唯一快照槽（线程安全）。
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* 由 health_mon 5s 巡检调用，仅当 internal_min_free 出现新低时写入。
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* 设备只保留最新 1 条；多条历史由网页 IndexedDB 累积。 */
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void maybeRecordHeapLowWater();
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/** @brief 将唯一快照序列化为 JSON：{"count":0|1,"records":[...]}。线程安全。 */
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int dumpHeapLowWaterJson(char *buf, size_t cap, int offset) const;
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/**
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* @brief 由 WiFi 事件回调推送连接状态（避免 HealthMonitor → WifiOta 依赖）。
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||
* WiFi 连接/断开时由 wifi_ota 事件处理器主动调用，
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* HealthMonitor 无需主动查询 WifiOta::isConnected()。
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* @param connected true=已连接，false=断开。
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*/
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void setWifiConnected(bool connected);
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private:
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/** @brief 加锁读取健康状态。 */
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health_state_t getState();
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/** @brief 加锁设置健康状态。 */
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void setState(health_state_t newState);
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HealthMonitor() = default;
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~HealthMonitor() = default;
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HealthMonitor(const HealthMonitor&) = delete;
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HealthMonitor& operator=(const HealthMonitor&) = delete;
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SemaphoreHandle_t m_mutex = NULL;
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temperature_sensor_handle_t m_tempHandle = NULL;
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// 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、
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// 回调继续访问 instance() 成员。
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esp_timer_handle_t m_tempTimer = nullptr;
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health_state_t m_healthState = SYS_NORMAL;
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float m_lastTemperature = 0.0f;
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int8_t m_lastWifiRssi = -127;
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int64_t m_lastWifiRssiMs = 0;
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TaskHandle_t m_taskHandle = NULL;
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// m_wifiConnected 由 m_mutex 保护（setWifiConnected 写 / checkBeforeOta 读）。
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bool m_wifiConnected = false; ///< WiFi 连接状态（由 WiFi 事件推送）
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// 堆低水位：设备仅 1 槽（覆盖写）。m_mutex 保护。
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HeapLowWaterRecord m_heapLowWater = {};
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bool m_heapLowWaterValid = false; ///< 是否有一条有效快照
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uint32_t m_heapLowWaterLastMin = 0xFFFFFFFFu; ///< 上次记下的最低值
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static void tempMonitorCallback(void *arg);
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// RAII 锁守卫（与 SpiMaster::LockGuard 风格一致）
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class LockGuard {
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public:
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explicit LockGuard(SemaphoreHandle_t mutex) : m_lock(mutex) {
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if (m_lock) { xSemaphoreTake(m_lock, portMAX_DELAY); }
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}
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||
~LockGuard() {
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||
if (m_lock) { xSemaphoreGive(m_lock); }
|
||
}
|
||
LockGuard(const LockGuard&) = delete;
|
||
LockGuard& operator=(const LockGuard&) = delete;
|
||
private:
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||
SemaphoreHandle_t m_lock;
|
||
};
|
||
};
|