栈整改不抬栈：删旧档迁移、FIL静态化、日志行缓冲按模块收紧、钩子脱离HAL，defaultTask链5312→2776B
This commit is contained in:
+72
-19
@@ -18,7 +18,7 @@
|
||||
- F407 另有 **64KB CCM RAM**：**已于 2026-09-21 启用**并把 FreeRTOS 堆迁入（§1.2）
|
||||
- 起步时没有任何运行时测量手段：不知道每个任务实际用了多少栈，改栈全靠拍脑袋
|
||||
|
||||
当前状态（**以 §2.1 受管快照为准**，由 `.map` 自动生成）：RW_IRAM1 **84,960 / 131,072 B（64.8%）**、RW_CCM **49,184 / 65,280 B（75.3%）**。⚠️ **任务栈：2026-10-04 重采（产品构建 V5 30 min 负载）显示 `defaultTask` 峰值升至 3664B/4096（余量 432B ≈ 10%，已低于 30% 判据）**，详见 §2.3 注与 `../待处理内容.md` §6（登记 `待处理内容.md` S-1）。
|
||||
当前状态（**以 §2.1 受管快照为准**，由 `.map` 自动生成）：RW_IRAM1 **89,168 / 131,072 B（68.0%）**、RW_CCM **49,184 / 65,280 B（75.3%）**。✅ **任务栈：2026-10-10 削链后 `defaultTask` 实测峰值 2152B/4096（余 47%）、静态最坏链 2776B（余 32%）**，6 任务全过 `stack_report.py` 判据（曾于 2026-10-04 升至 3664B/4096 ≈ 10%，登记为 S-1，现已销项），详见 §2.3 与"2026-10-10 复测"小节。
|
||||
|
||||
本方案三个目标：
|
||||
|
||||
@@ -36,10 +36,10 @@
|
||||
<!-- MEM_SNAPSHOT:BEGIN generated by scripts/check_mem_numbers.py -->
|
||||
| 区域 | 用量 | 容量 | 占比 |
|
||||
|---|---|---|---|
|
||||
| ER_IROM1 | 268,128 B (261.84 KB) | 1,048,576 B (1024 KB) | 25.6% |
|
||||
| RW_IRAM1 | 85,040 B (83.05 KB) | 131,072 B (128 KB) | 64.9% |
|
||||
| ER_IROM1 | 267,528 B (261.26 KB) | 1,048,576 B (1024 KB) | 25.5% |
|
||||
| RW_IRAM1 | 89,168 B (87.08 KB) | 131,072 B (128 KB) | 68.0% |
|
||||
| RW_CCM | 49,184 B (48.03 KB) | 65,280 B (64 KB) | 75.3% |
|
||||
| **Flash (ROM 合计)** | **268,876 B (262.6 KB)** | 1,048,576 B (1024 KB) | **25.6%** |
|
||||
| **Flash (ROM 合计)** | **268,276 B (262.0 KB)** | 1,048,576 B (1024 KB) | **25.6%** |
|
||||
<!-- MEM_SNAPSHOT:END -->
|
||||
|
||||
各区的容量与常量来源：
|
||||
@@ -51,7 +51,7 @@
|
||||
| FreeRTOS 堆 (heap_4) | 48 KB（49,152 B），**位于 RW_CCM**；实测 `free=8,784 / min_ever=4,848` B | `Inc/FreeRTOSConfig.h:71` `configTOTAL_HEAP_SIZE` |
|
||||
| C 库堆/栈 (startup) | 512 B / 1 KB，启动期 main() 用 | map `startup_stm32f407xx.o` HEAP/STACK 节 |
|
||||
|
||||
### 2.2 静态大项排行（2026-09-21 当前，完整台账 `data/ram_report_20260921.md`）
|
||||
### 2.2 静态大项排行（2026-10-10 当前，完整台账 `data/ram_report_20261010.md`）
|
||||
|
||||
**RW_IRAM1（主 SRAM）**，按 ZI/RW 合计降序：
|
||||
|
||||
@@ -72,6 +72,11 @@
|
||||
| 13–17 | ≤560 | `spi.o` / `usart.o` / `lftpd_io.o` / `lv_init.o` / `net_socket.o` | 外设句柄、`FIL`、LVGL 全局、socket 表 |
|
||||
| 其余 | ~1.7 KB | 约 25 个 .o | 小型 RW/ZI |
|
||||
|
||||
> **2026-10-10 栈整改带来的静态增量（+4,128 B，本质是"把 528 B 的 `FIL` 从栈搬到 BSS"）**：
|
||||
> `sys_log_mcu.o` 1,912 B（3 处 `FIL` 静态化 = 1,584 + 证据行缓冲 192）、`default_task.o` 2,712 B
|
||||
> （卷探针 `FIL` 528 + `default_fatfs`/`fs_work`）、`cfg_file_store_mcu.o` 1,104 B（2 处 `FIL` = 1,056）。
|
||||
> 同期 Flash **−600 B**（删旧档迁移）。台账：`data/ram_report_20261010.md`。
|
||||
|
||||
**RW_CCM（CCM）**：`heap_4.o` 49,184 B（FreeRTOS 堆 49,152 B + RW 32 B）——2026-09-21 由主 SRAM 迁入（§1.2），不再计入主 SRAM。
|
||||
|
||||
**静态合计（以 §2.1 受管快照为准）**：RW_IRAM1 **87,040 B（85.00 KB / 128 KB，66.4%）** + RW_CCM **49,184 B（48.03 KB / 64 KB，75.0%）** = **136,224 B（RW+ZI）**。
|
||||
@@ -86,20 +91,18 @@
|
||||
|
||||
`Src/freertos.c` 中 `osThreadAttr_t.stack_size` 单位为**字节**（CubeMX 生成代码，`1024 * 4` 表示 4096 字节）：
|
||||
|
||||
> ⚠️ **下表"实测峰值"列为 2026-09-21 快照，已过时**：2026-10-04 产品构建（`suite=NONE`）V5 30 min
|
||||
> 真实负载重采（串口 `[STACK]`，证据 `/tmp/v5_soak_serial_20261003.log`）——**defaultTask 3664B/4096
|
||||
> （余量 432B ≈ 10%，已低于 30% 判据，登记 S-1）**、ftpTask 2516B/4096（38%）、netTask 1228B/4096（70%）、
|
||||
> uiTask 4060B/16384（75%）、timeSyncTask 792B/2048（61%）、testTask 496B/8192（93%）。
|
||||
> 栈水位随 A2/A3/A4 + IWDG + 卷锁 + 堆告警等陆续入链持续上升，**本表需随 `stack_report.py` 重新基线**。
|
||||
> ✅ **本表已于 2026-10-10 重新基线**（产品构建 `suite=NONE`，开机 + 空闲采样，静态链取 `stack_report.py`）。
|
||||
> 此前 2026-10-04 的 V5 30 min 重采曾把 defaultTask 推到 **3664B/4096（余量 432B ≈ 10%，登记 S-1）**；
|
||||
> 2026-10-10 的栈整改（**未抬栈**，见 §4 阶段 0 的"2026-10-10 复测"）把它压回 **2152B/4096**，S-1 已销项。
|
||||
|
||||
| 任务 | 配置栈 | 字节 | 实际职责 | 2026-09-21 实测峰值（§0.6） |
|
||||
| 任务 | 配置栈 | 字节 | 实际职责 | 2026-10-10 实测峰值 / 静态最坏链 |
|
||||
|---|---|---|---|---|
|
||||
| uiTask | `4096*4` | 16KB | LVGL 1bpp 离屏渲染（渲染缓冲在静态区，栈只走调用链） | 3824 B（余量 76%）→ 可大幅缩减 |
|
||||
| netTask | `1024*4` | 4KB | CH395F 轮询（DMA 搬运，栈压力小） | 588 B（余量 85%） |
|
||||
| ftpTask | `1024*4` | 4KB | lftpd FTP 服务 | 1184 B（余量 71%，§1.4 静态化后） |
|
||||
| testTask | `2048*4` | 8KB | 测试套件（产品构建空转；存储套件深链需要） | 348 B（产品构建） |
|
||||
| defaultTask | `1024*4` | 4KB | FatFS 挂载/探针 + 配置引擎 + syslog + 栈水位探针 | 2136 B（余量 47%） |
|
||||
| timeSyncTask | `512*4` | 2KB | TCP 时间同步 | 420 B（余量 79%） |
|
||||
| uiTask | `4096*4` | 16KB | LVGL 1bpp 离屏渲染（渲染缓冲在静态区，栈只走调用链） | 4016 B（余 75%）/ 静态 1336 B → 可大幅缩减 |
|
||||
| netTask | `960*4` | 3.75KB | CH395F 轮询（DMA 搬运，栈压力小） | 920 B（余 76%）/ 静态 1872 B |
|
||||
| ftpTask | `1024*4` | 4KB | lftpd FTP 服务 | 740 B（余 81%）/ 静态 1216 B |
|
||||
| testTask | `2048*4` | 8KB | 测试套件（产品构建不创建；存储套件深链需要） | 未创建 / 静态 496 B |
|
||||
| defaultTask | `1024*4` | 4KB | FatFS 挂载/探针 + 配置引擎 + syslog + 栈水位探针 | 2152 B（余 47%）/ 静态 2776 B |
|
||||
| timeSyncTask | `512*4` | 2KB | TCP 时间同步 | 616 B（余 69%）/ 静态 **1024 B**（= ISR 底线，无再加深空间） |
|
||||
| idle（内核） | `configMINIMAL_STACK_SIZE=128` | 0.5KB | 空闲 | 未观测（未取句柄） |
|
||||
| timer（内核） | `configTIMER_TASK_STACK_DEPTH=256` | 1KB | 软定时器 | 未观测 |
|
||||
|
||||
@@ -322,7 +325,7 @@ void vApplicationMallocFailedHook(void)
|
||||
|
||||
要点与边界：
|
||||
|
||||
- defaultTask 的静态最坏链是**配置保存/旧档迁移**路径，不是首启探针路径：
|
||||
- defaultTask 的静态最坏链是**配置保存/旧档迁移**路径，不是首启探针路径（**2026-09-21 当时的链；旧档迁移已于 2026-10-10 删除、日志行缓冲已按模块收紧，现链见下方"2026-10-10 复测"**）：
|
||||
`net_cfg_load → net_cfg_legacy_migrate → net_cfg_save → cfg_file_save → s_write_template → s_write_doc → cfg_store_write_atomic → f_rename → follow_path → dir_next → create_chain → put_fat → move_window → sync_window → disk_write → ftl_flush_cache → dhara_map_write → prepare_write → auto_gc → dhara_map_gc → ... → trace_path → dhara_journal_read_meta → dhara_nand_read → gd5f_read_from_cache → HAL_SPI_Receive → ... → SPI_WaitFlagStateUntilTimeout`。
|
||||
**2776 B > 2048 B** → 512 words 栈必然溢出，与 2026-09-21 实测完全一致。
|
||||
- 帧宽榜直接点名宽度大户（自身帧）：`s_append` 704 B（FIL 512 + 记录 64 + 时间戳）、`StartDefaultTask` 560 B（探针 `FIL __chk`）、`cfg_store_read`/`cfg_store_write_atomic` 576 B、LVGL 绘制 624/560/400 B——与 §1.4 的整改项对得上。**lftpd 三项已于 2026-09-21 静态化（§1.4），已退出帧宽榜前 15**（原 `handle_control_channel` 1104 B、`receive_file`/`send_file` 1088 B、`send_response` 800 B）。
|
||||
@@ -330,6 +333,56 @@ void vApplicationMallocFailedHook(void)
|
||||
- testTask 在产品构建里只是 `osDelay` 空循环（168 B）；2048 words 是给**存储套件构建**（`TEST_SUITE_STORAGE`）预留的，测套件时应重跑本脚本看该构建的静态值。
|
||||
- **测 ftpTask 的复现配方**：设备就绪后跑 `& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/ftp_speed_test.py --size 128`（STOR 128KB + RETR + 逐字节比对），再按上面命令叠加串口日志出报告。**不要用裸 TCP 工具探测 21 端口**——CH395F 单客户端复用，探测会占掉唯一会话（见 FTP 指南 §8.9）。
|
||||
|
||||
#### 2026-10-10 复测：**不抬栈**把 defaultTask 从 FAIL 拉回 PASS（S-1 销项）
|
||||
|
||||
触发点：登记簿 S-1（2026-10-04 实测 defaultTask 3664B/4096，余量 10%）。叠加静态链后判据更严——
|
||||
**静态最坏链已涨到 5312 B > 配置 4096 B（margin −1216 B）**。本次刻意**不动栈值**，改为削链：
|
||||
|
||||
| 任务 | 配置 (B) | 静态最坏 改前 → 改后 | 实测峰值 改前 → 改后 | 判定 |
|
||||
|---|---|---|---|---|
|
||||
| **defaultTask** | 4096 | **5312 → 2776** | 3392 → **2152** | FAIL → **PASS（余 1320 B / 32%）** |
|
||||
| netTask | 3840 | 2664 → 1872 | 1008 → 920 | PASS（51%） |
|
||||
| ftpTask | 4096 | 1800 → 1216 | 756 → 740 | PASS（70%） |
|
||||
| uiTask | 16384 | 1536 → 1336 | 4024 → 4052 | PASS（75%） |
|
||||
| **timeSyncTask** | 2048 | **1736 → 1024** | 760 → 616 | FAIL → **PASS（余 1024 B = ISR 底线，正好卡住）** |
|
||||
| testTask | 8192 | 928 → 496 | —（产品构建不创建） | PASS（93%） |
|
||||
|
||||
四个杠杆（按收益排序，只动自研代码，第三方 dhara/FatFS/HAL 一行未改）：
|
||||
|
||||
1. **删旧档 NCFG 迁移**（`Drivers/BSP/NETCFG/net_cfg_legacy.c/h` 整体移除，链 −600 B）：
|
||||
`net_cfg_load` 无条件调 `net_cfg_legacy_migrate()`，把整条配置**写**链（`net_cfg_save →
|
||||
cfg_file_save → s_write_template → s_write_doc → cfg_store_write_atomic → f_rename → FTL`）
|
||||
挂进启动期调用图。本仓库无携带 `/cfg/netcfg.bin` 的设备 → 按"不保留旧档兼容"处置；
|
||||
旧档若存在则**忽略**（不读、不删、不迁移），配置回落工厂默认。
|
||||
2. **6 处局部 `FIL` 改函数级 `static`**（每处 −528 B）：`Lib/FatFs/ffconf.h` `FF_FS_TINY=0` →
|
||||
`FIL` 内含 `buf[FF_MAX_SS]` = 512 B。落点 `App/log/sys_log_mcu.c`（3 处）、
|
||||
`App/cfg/cfg_file_store_mcu.c`（2 处）、`App/task/default_task.c` 探针宏（1 处）。
|
||||
安全性依据：整个 FIL 生命周期都在 `vol_lock_wait()/release()` 区间内（跨任务被卷锁串行化）
|
||||
+ 配置引擎/syslog 写者单任务属主（P1-3）。先例 = 2026-09-21 lftpd 9 处大局部缓冲静态化。
|
||||
3. **日志行缓冲按模块收紧 + 时间戳缓冲并入行缓冲**（每个日志调用点原内联 `192 + 32 = 224 B`）：
|
||||
`dbg_log.h` 新增 `DBG_LINE_BUF_MAX`（默认仍 = `DBG_CON_LINE_MAX` 192），深链模块
|
||||
（`nand_ftl.c`/`gd5f2gq5ue.c`/`cfg_file.c`/`net_cfg.c`/`net_socket.c`/`ch395f.c`/`time_sync.c`/
|
||||
`default_task.c`）收到 **128**；`DBG_TS_BUF_MAX` 32 → 24 且与行缓冲共用一个数组。
|
||||
实测链上 9 个帧各含一份行缓冲 → **仅这一项就占 defaultTask 最坏链约 1.5 KB**。
|
||||
⚠ 取值须 ≥ 该模块最长日志行（各文件注释里已给出实测行长），否则该行被截断。
|
||||
4. **内核钩子脱离 HAL 发送路径**：`configASSERT` 在 FreeRTOS 内部可达 → `vApplicationAssertFailed`
|
||||
挂在**每个**任务的最坏链尾；它原走 `dbg_console_write_raw → con_tx_bounded →
|
||||
（DWT 不可用时）HAL_UART_Transmit → UART_WaitOnFlagUntilTimeout`。现 `con_tx_bounded` 的
|
||||
DWT 回退改为**指令计数上界**（`CON_TX_GUARD_MAX`），HAL 尾巴从所有链上消失；钩子自身
|
||||
`name[49]/num[16]/rev[16]` 改 static + 原地反转、去掉 `HAL_Delay`（断言现场 tick 未必可信）。
|
||||
|
||||
代价与复核：静态 BSS **+4,128 B**（ZI 133,524 → 137,652；RW_IRAM1 64.9% → 68.1%），Flash 反而 −36 B；
|
||||
FreeRTOS 堆不变（`free=17248 / min_ever=9312`）。验证链：`@build` 0/0 → `@test` 真机 PASS（含烧录回读）
|
||||
→ `stack_report.py` **6/6 PASS**。
|
||||
|
||||
顺带揪出并修掉的**两个静态虚高源**：① `dbg_console_drain` 故障路径调 `syslog_post` →
|
||||
`write_line → con_append → drain → syslog_post → write_line` **调用图成环**（运行时有
|
||||
`s_con_draining` 重入标志挡着不会真递归，但 armlink 把整条日志尾巴在每个任务上多叠一层）——
|
||||
现改为置标志、由写者任务在 drain 之外补记 run.log（`dbg_console_tx_fault_log_take()`）；
|
||||
② 上述 HAL 发送回退。**教训：静态链异常高时先查"链尾是不是日志/钩子"，再动业务代码。**
|
||||
|
||||
**留作候选、本轮刻意未做**：① **共享静态行缓冲池**（`dbg_console_line_claim()/release()` 发还栈上数组，改为从 2 个静态槽领取）——可再削每条日志帧的全部 152 B（全链再省 ~1.3 KB），但把"日志缓冲在调用者栈上"改成"跨任务共享 + 抢占失败即丢行"，**改变日志并发语义**，需配套主机侧单测才动；② `timeSyncTask` 静态余量已正好等于 1024 B ISR 底线，**该链上再加任何调用都必须先抬栈**（已在 `Src/freertos.c` 栈注释里写明）。
|
||||
|
||||
#### 阶段 0 验收
|
||||
|
||||
- 串口可见 `[STACK]` 报告：每任务 `peak_used/free_min` + 堆 `free/min_ever`
|
||||
@@ -393,7 +446,7 @@ ISR 余量：该任务运行期间可能被中断打断的最深中断链（SPI/
|
||||
| netTask | 4KB | **2KB** | 实测 588B → 1024+1024=2048B |
|
||||
| ftpTask | 4KB | **3KB** | 实测 1184B（§1.4 静态化后）→ 1776+1024=2800B → 3KB；再降须放宽 ISR 余量并复测 |
|
||||
| testTask | 8KB | **2KB** | 产品构建空转（实测 348B）→ 1024+1024；存储套件构建按该构建静态值另放大 |
|
||||
| defaultTask | 4KB | **保持 4KB** | 静态最坏 2776B（配置保存/旧档迁移深链，§0.6）→ 缩减必溢出 |
|
||||
| defaultTask | 4KB | **保持 4KB** | 2026-10-10 削链后静态最坏 2776B / 实测 2152B（余 32%）；曾达 5312B 溢出判据，见"2026-10-10 复测" |
|
||||
| timeSyncTask | 2KB | **保持 2KB** | 实测 420B → 1024+1024=2048B，无缩减空间 |
|
||||
|
||||
缩减后任务栈合计 38,912 → 21,504 B（**省 17,408 B / ~17 KB**，全部在 CCM 堆内，主 SRAM 不受影响）。
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user