fix(ui): Task #32 P0/P1/P2 — 解耦 UI 心跳、修 adc 压环与截止期、加测量探针
Task #32 UI 看门狗停摆（docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md） P0 adc_task.c（已上板验证）: - 仅 r==1 才压环+重算；上板印证 ring==frames（修前 ring=frames+idle） - osDelayUntil 返回值重同步，落后拉回基准，解除永久空转死锁 P1-4a ui_task.c v1.3: task_wd_beat 提到 ui_net_sink_poll 之前 → 心跳测"UI 活着"而非"netTask 响应"，解开 §4.2 心跳依赖 → 未上 P1-3（提优先级会掩盖 §4.2/§4.4）；P1-5 暂缓 P2 新增 App/util/task_prof.c/.h: DWT 常开探针，测各任务周期/耗时/ 推流往返/ADC 轮询/控制台排空/syslog 落盘/net_poll 最坏值；心跳位图 1→0 边沿裸 UART 直发 [PROF]/[PROF2] 快照；uvprojx 已登记 doc: 分析 doc §7 补良性启动 episode 与复位非诊断项；§8 加处置落地 验证: P0+P1 累计 32 次上板启动 0/32 复现（原 L2 基线 3/10），构建 0/0
This commit is contained in:
+40
-4
@@ -46,6 +46,14 @@
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* ⚠ L1-5 通道标定未实现（缺标准源）→ 暂以**原始码值**
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* 充作工程量（系数 = 1），故相量读数只证明**链路通**，
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* 不可作幅值精度判据（同 L1-3 的替代口径）。
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* v2.5 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P2 测量埋点：单拍加常开耗时探针
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* （task_prof ADC_BEAT），用于判定本任务是否超拍
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* （名义节拍 1 ms = 168000 周期）而挤占低优先级任务
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* v2.6 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P0 修复（两处）：
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* §5 无新帧仍压环 → 改为**仅 r == 1 时**压环 + 重算
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* （消除重复采样污染 20 点 DFT 窗的系统性误差）；
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* §4.3 osDelayUntil 返回值被丢弃 → 落后时一次性重同步
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* （原写法会永久落后 → 不再阻塞 → 空转抢占 uiTask）
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*/
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#include "adc_task.h"
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@@ -56,6 +64,7 @@
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#include "tpafe5160.h"
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#include "task_watchdog.h"
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#include "console_log.h"
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#include "task_prof.h" /* P2 常开探针：单拍耗时（Task #32） */
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#define DBG_TAG "[ADC_TASK]"
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#include "dbg_log.h"
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@@ -134,10 +143,19 @@ void adc_task_func(void *arg) {
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for (;;) {
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int r;
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/* P2 探针：单拍起点。名义节拍 1 ms = 168000 周期；若实测远超，
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* 本任务（osPriorityNormal）会持续抢占 uiTask（osPriorityBelowNormal），
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* 是"UI 心跳缺席"的候选占用者之一 */
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task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_BEAT);
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/* 1) 采集一拍：L1 层 adc_input_poll() = TPAFE 原子快照 + STM32 ADC1 顺序扫描
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* （仅任务上下文；TPAFE 侧 1=有新帧 0=无新帧 -1=参数错）。
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* 采样节拍由 TIM6 更新中断提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不触发。 */
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||||
* 采样节拍由 TIM6 更新中断提供（ISR 内触发 CONVST），本任务不触发。
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||||
* P2 探针：本段单独计时——ADC 超时是 2ms 不让出的忙等（HAL_ADC_
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||||
* PollForConversion），是单拍耗时的主要来源，必须与压环/相量分开看 */
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task_prof_enter(TASK_PROF_ADC_POLL);
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r = adc_input_poll();
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task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_POLL);
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if (r == 1) {
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s_frames_consumed++;
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} else if (r == 0) {
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@@ -148,9 +166,18 @@ void adc_task_func(void *arg) {
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/* 2) L2 输入 + 相量重算：把本拍 9 路语义值转浮点帧压入采样环，再重算全部
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* 相量实例（L2-6 滑动窗：每拍以"当前时刻为终止的前一周波"整窗重算）。
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*
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* ⚠ P0 修复（2026-10-10，Task #32 §5）：**仅在本拍确有新帧（r == 1）时**才压环。
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* 原实现在 r == 0（TPAFE 无新帧）时**仍然**压环 + phasor_run()，只有 r == -1
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||||
* 才跳过 —— 于是把**上一拍的重复采样值**塞进 20 点 DFT 窗，等效采样间隔被拉长。
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||||
* 证据是日志里的恒等式 `ring = frames + idle`（09:36:21: 9957+44=10001 ✓；
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* 09:36:31: 19352+649=20001 ✓）。本例 idle 占 3.2% → 窗长从 20.0 ms 漂到约
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||||
* 20.6 ms → 对 50 Hz 信号相当于约 3% 的频率失配 → 幅值/相位**系统性**误差
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||||
* （不是随机噪声）。修好后 `ring` 只在真实新帧上增长（ring == frames）。
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||||
*
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||||
* 任一通道读不到（尚未首次成功）→ 本拍**整帧跳过**：不向窗内注入 0 点
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||||
* （单个 0 点会显著污染 20 点窗），并计入 skip 观测。 */
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{
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||||
if (r == 1) {
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||||
float frame[ADC_SEM_COUNT];
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uint8_t s;
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uint8_t all_ok = 1u;
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||||
@@ -239,8 +266,17 @@ void adc_task_func(void *arg) {
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||||
}
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||||
}
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||||
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||||
/* 7) 等下一个节拍（固定周期；落后则立即补齐，不累积漂移） */
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||||
/* 7) 等下一个节拍（固定周期；落后则立即补齐，不累积漂移）
|
||||
* ⚠ P0 修复（2026-10-10，Task #32 §4.3）：osDelayUntil 在**目标时刻已过**
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||||
* 时返回 osErrorParameter 并立即返回（cmsis_os2.c 的 "No delay or already
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||||
* expired" 分支）。若像原实现那样只写 `(void)` 丢弃返回值，一次超拍会让
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||||
* next 相对当前时刻**永久落后** → 本任务从此不再阻塞、以 Normal 优先级
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||||
* 空转，直到某个"快拍"把差额追平（连续慢拍则锁死，全程抢占低优先级的
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||||
* uiTask）。返回值是现成的重同步钩子：落后就一次性把基准拉回当前时刻。 */
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||||
task_prof_exit(TASK_PROF_ADC_BEAT); /* P2 探针：单拍耗时结算（不含睡眠） */
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||||
next += ADC_TASK_BEAT_MS;
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||||
(void)osDelayUntil(next);
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||||
if (osDelayUntil(next) != osOK) {
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next = osKernelGetTickCount();
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}
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||||
}
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||||
}
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@@ -19,6 +19,10 @@
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||||
* FTP 文件操作与 syslog/配置的卷访问自此串行化
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* （2026-10-02 台架：并发 FTL 写 → journal 竞争 →
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* 本任务主循环喂狗点饥饿 → IWDG 误复位）
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* v1.2 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P2 测量接线：主循环周期上报各任务最坏
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* 耗时（task_prof_report），并在**心跳位图出现 1→0 边沿**
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||||
* 的瞬间留一份现场快照（task_prof_report_raw，裸 UART）；
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||||
* 另给控制台排空与 syslog 落盘各加一个耗时探针
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*/
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#include "default_task.h"
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@@ -39,6 +43,7 @@
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#define DBG_LINE_BUF_MAX 128U
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#include "dbg_log.h"
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#include "task_watchdog.h"
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#include "task_prof.h" /* P2 测量：各任务最坏耗时上报（Task #32） */
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#include "vol_lock.h"
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/* 任务句柄与属性块（CubeMX 生成全局，定义于 Src/freertos.c）：
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@@ -185,6 +190,22 @@ void default_task_func(void *argument) {
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||||
task_wd_seg(TASK_WD_SEG_POLL);
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||||
/* 心跳抽样与喂狗判定（内部节流至 100ms；全员到位才喂，否则累计停喂） */
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||||
task_wd_poll();
|
||||
/* P2 测量（Task #32）：某位由"到过"变为"缺席"的瞬间留一份现场快照。
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||||
* 走裸 UART 直发——缺席窗口内环形缓冲可能积压，这两行必须出去。
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||||
*
|
||||
* ⚠ 判据用**位图边沿**，不能用 miss 累计数：`task_wd_miss_count()` 返回的是
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||||
* 单调累计的 s_miss_total（永不清零），开机 bring-up 阶段任务尚未全部启动时
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||||
* 就已经 >0 → 若以"归零"判恢复，则首次缺席之后再也不会触发。
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||||
* 位图边沿（某位 1→0）天然"每个 episode 只报一次"：此后 prev 也不含该位。 */
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||||
{
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||||
static uint32_t s_prof_prev_mask;
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||||
const uint32_t mask = task_wd_last_mask();
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||||
|
||||
if ((s_prof_prev_mask != 0u) && ((s_prof_prev_mask & ~mask) != 0u)) {
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||||
task_prof_report_raw();
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||||
}
|
||||
s_prof_prev_mask = mask;
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||||
}
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||||
/* 本任务自己的心跳 */
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task_wd_beat(TASK_WD_DEFAULT);
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||||
/* 等待"保存网络配置"或"控制台待发"：任一即醒；无事件 50ms 后返回
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||||
@@ -197,7 +218,12 @@ void default_task_func(void *argument) {
|
||||
}
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||||
/* 控制台唯一发送点：把环形缓冲中的日志按块发出（无待发时立即返回） */
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||||
task_wd_seg(TASK_WD_SEG_DRAIN);
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||||
/* P2 探针：控制台排空单独计时。它内部**忙等** UART TXE（单次预算
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* DBG_CON_DRAIN_BUDGET_MS=250ms），且本任务为 osPriorityNormal →
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||||
* 是"某个 Normal 任务连续占用 CPU 把 UI 饿死"的头号候选 */
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||||
task_prof_enter(TASK_PROF_DEF_DRAIN);
|
||||
dbg_console_drain();
|
||||
task_prof_exit(TASK_PROF_DEF_DRAIN);
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||||
/* 控制台 TX 故障留痕：由本任务（syslog 唯一写者）在 drain **之外**补记 run.log。
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||||
* console_log 内部刻意不调 syslog_post —— 那会构成日志调用图成环，
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||||
* 让 armlink 静态栈深在每个任务上都多叠一条日志尾巴（见 console_log.c） */
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||||
@@ -252,11 +278,21 @@ void default_task_func(void *argument) {
|
||||
#if !defined(TEST_SUITE_STORAGE)
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||||
/* 排空运行期日志（上电/重启分类与自检故障落盘） */
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||||
task_wd_seg(TASK_WD_SEG_SYSLOG);
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||||
/* P2 探针：syslog 落盘（NAND/FTL 写，最坏数百 ms）单独计时 */
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||||
task_prof_enter(TASK_PROF_DEF_SYSLOG);
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||||
syslog_drain();
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||||
task_prof_exit(TASK_PROF_DEF_SYSLOG);
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||||
#endif
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||||
/* 栈水位观测：首次 5s 后报告，此后每 2s 采样、出现更深峰值才打印 */
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||||
task_wd_seg(TASK_WD_SEG_STACK);
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||||
stack_probe_poll();
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||||
/* P2 测量（Task #32）：各任务最坏耗时 / 次数 / "仍在段内"快照。
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||||
* 内部节流（首次 5s，此后每 2s）；判据：
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||||
* uisn 持续增长 → uiTask 卡在 ui_net_sink_poll 的往返里（阻塞）
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||||
* uipn 持续增长而 uisn 为 0 → 被调度饿死（本轮迟迟跑不完）
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||||
* uiw 大 → uiTask 自身渲染拖长
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||||
* [PROF2] 的 defd/netp/adcp 谁在同一窗口抬起来 → 谁就是占用者 */
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||||
task_prof_report();
|
||||
}
|
||||
}
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@@ -18,6 +18,9 @@
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||||
* freertos.c USER CODE 区重复创建已删除
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* v1.7 2026-10-02 王建锋 P1-8：初始组网失败/重建失败 → 自检记录 + 30s 周期重试
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* （原实现：初始失败 = netTask 无限驻留；重建失败 = 静默丢配置）
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||||
* v1.8 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P2 测量埋点：net_poll() 单独计时——
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* 本任务每 ~1ms 分派一次消息队列，若驱动轮询被拉长，
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||||
* 其它任务（尤其 UI 的 net_accept 往返）的等待随之拉长
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*/
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||||
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#include <string.h>
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||||
@@ -31,6 +34,7 @@
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||||
#include "sys_log.h"
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||||
#include "test_config.h" /* 测试模式宏（ENABLE_HW_LAYER_TESTS）；产品构建全未定义，无作用 */
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||||
#include "task_watchdog.h"
|
||||
#include "task_prof.h" /* P2 探针：net_poll 耗时（Task #32） */
|
||||
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||||
#define DBG_TAG "[NET_TASK]"
|
||||
#include "dbg_log.h"
|
||||
@@ -267,7 +271,11 @@ void net_task_func(void const *arg) {
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
/* P2 探针：驱动轮询单独计时。本循环每 ~1ms 一次，是 netTask 回执
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||||
* （UI 的 net_accept 在等它）的节奏来源；此值变大 = UI 心跳被拖长 */
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||||
task_prof_enter(TASK_PROF_NET_POLL);
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||||
net_poll();
|
||||
task_prof_exit(TASK_PROF_NET_POLL);
|
||||
net_process_messages();
|
||||
osDelay(1);
|
||||
}
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||||
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||||
+43
-3
@@ -6,6 +6,18 @@
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||||
* 创建日期：2026-08-30
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||||
* 修改记录：
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* v1.1 2026-09-14 王建锋 新增待机显示页初始化（ui_standby_init，空闲 60s 切入）
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||||
* v1.2 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P2 测量埋点：主循环加常开探针
|
||||
* （循环周期 / 单轮工作耗时 / ui_net_sink_poll 往返），
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||||
* 用于把"心跳缺席"拆成 饿死 / 阻塞在往返 / 自身拖长
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||||
* 三种互斥机理（见 docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md）
|
||||
* v1.3 2026-10-10 王建锋 Task #32 的 P1-4a（解耦心跳，§4.2）：把 task_wd_beat
|
||||
* (TASK_WD_UI) 提到 ui_net_sink_poll() **之前**。原写法心跳
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||||
* 在推流往返之后 → 心跳周期 = 渲染 + 一次 netTask 往返 + 10ms，
|
||||
* 实测 uiw≈uis≈50ms（心跳被 netTask 往返主导），心跳实际测的是
|
||||
* "netTask 响应性"而非"UI 活着"。提到往返之前后，心跳测的是
|
||||
* "UI 自己被调度到了"。注：若往返**永久**阻塞，本改仍不能救
|
||||
* （心跳只发一次）→ 真要彻底去掉依赖须走事件驱动 accept
|
||||
* （NET_EVENT_CONNECTED 回调），待复现快照确认阻塞机理后再定。
|
||||
*/
|
||||
#include "ui_task.h"
|
||||
|
||||
@@ -22,6 +34,7 @@
|
||||
#include "test_config.h" /* TEST_LATENCY_PROBE（链路时延探针编译开关） */
|
||||
#include "net_latency_test.h" /* M3 探针：ui_loop（生产循环实测周期） */
|
||||
#include "task_watchdog.h"
|
||||
#include "task_prof.h" /* P2 常开探针：循环周期 / 工作耗时 / 推流往返 */
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：待机屏底部时钟提供回调（平台差异：MCU = sys_clock_get_str）
|
||||
@@ -114,7 +127,21 @@ void ui_task_func(void *argument) {
|
||||
uint8_t tm_loop_valid = 0U;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
/* P2 常开探针（Task #32）：TEST_LATENCY_PROBE 只在 CH395F 套件构建下打开，
|
||||
* 且样本消费者是 testTask（产品构建里不跑）→ 产品构建拿不到任何 UI 周期数据。
|
||||
* 故此处独立埋点，恒定生效、只写本模块的静态计数，由 defaultTask 周期上报。 */
|
||||
|
||||
while (1) {
|
||||
/* 循环周期用 enter/exit 测：exit 结算"上轮起点 → 本轮起点"，enter 记本轮起点。
|
||||
* 首轮 exit 时尚未 enter 过 → 内部直接返回，不会拿 0 当起点。
|
||||
* 选 enter/exit 而非"自己存一个 prev"的额外收益：两次循环之间段内标志保持为 1
|
||||
* → 报告可读出"本轮已进行多久"。**这正是'uiTask 是否被饿住'的直接证据**：
|
||||
* 若该值在两次报告间持续增长而 uic 不动，就是被调度饿死/阻塞，而非渲染拖长。 */
|
||||
task_prof_exit(TASK_PROF_UI_PERIOD);
|
||||
task_prof_enter(TASK_PROF_UI_PERIOD);
|
||||
|
||||
const uint32_t prof_t0 = task_prof_cyc(); /* 单轮工作耗时基准 */
|
||||
|
||||
#if defined(TEST_LATENCY_PROBE)
|
||||
if (tm_loop_valid != 0U) {
|
||||
lat_probe_add_seg("ui_loop", lat_mark_us(&tm_loop));
|
||||
@@ -123,10 +150,23 @@ void ui_task_func(void *argument) {
|
||||
tm_loop_valid = 1U;
|
||||
#endif
|
||||
ui_port_step(10);
|
||||
ui_net_sink_poll();
|
||||
/* 心跳：ui_port_step 内含 LVGL 渲染，单轮耗时可能逼近 10ms 量级；
|
||||
* 100ms 抽样窗内可容纳多轮，此埋点足够 */
|
||||
/* 心跳**先于**推流往返发出（P1-4a，Task #32 §4.2）：UI 心跳测的是
|
||||
* "UI 自身被调度到了"，而非"netTask 回执快慢"。原写法心跳在 sink 之后，
|
||||
* 致实测 uiw≈uis≈50ms（心跳被 netTask 往返主导）。提到往返之前后，
|
||||
* 即使往返偶发变慢，心跳也不被其拖垮。
|
||||
* ⚠ 若往返**永久**阻塞（xTaskNotifyWait portMAX_DELAY 不返回），本改只能发
|
||||
* 一次心跳，救不了 → 彻底解耦须走事件驱动 accept，见文件头 v1.3 说明。 */
|
||||
task_wd_beat(TASK_WD_UI);
|
||||
/* 推流轮询段单独 enter/exit：它内部经 net_accept → net_wait_result 走到
|
||||
* xTaskNotifyWait(portMAX_DELAY) 的**无限期阻塞**。若 uiTask 永久卡在这里，
|
||||
* 样本永不结算，只有 task_prof 的"仍在段内已 X us"能证明它卡在何处 */
|
||||
task_prof_enter(TASK_PROF_UI_SINK);
|
||||
ui_net_sink_poll();
|
||||
task_prof_exit(TASK_PROF_UI_SINK);
|
||||
|
||||
/* 单轮工作耗时（不含 osDelay）：与循环周期对比即得"调度延迟" */
|
||||
task_prof_sample(TASK_PROF_UI_WORK, task_prof_cyc() - prof_t0);
|
||||
|
||||
osDelay(10);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -0,0 +1,300 @@
|
||||
/*
|
||||
* 模块名称：Task Profiler（任务耗时最坏值探针）实现
|
||||
* 模块功能：接口见 task_prof.h。本文件只做三件事：
|
||||
* ① 惰性使能 DWT CYCCNT 并读值；② 维护每探针的 count/max/last/glitch
|
||||
* 与"在段内"标志；③ 把全部字段格式化成一整行 `[PROF]` 交给控制台单写者。
|
||||
* 适用平台：STM32F407ZGTx（仅 MCU 端）
|
||||
* 作者：王建锋
|
||||
* 创建日期：2026-10-10
|
||||
* 修改记录：
|
||||
* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建（Task #32 的 P2 测量埋点）
|
||||
*
|
||||
* 设计依据：docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md §8（P2 测量项）
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#include "task_prof.h"
|
||||
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include "main.h" /* DWT / CoreDebug / SystemCoreClock / HAL_GetTick() */
|
||||
#include "console_log.h" /* dbg_console_write_line / dbg_console_write_raw */
|
||||
|
||||
/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
|
||||
|
||||
/* 报告节奏：首次延后（bring-up 深链期间不占串口），此后周期一行。
|
||||
* 2 s 与 defaultTask 的 [STACK] 报告同节奏，便于两条序列交叉比对。 */
|
||||
#define TASK_PROF_FIRST_MS 5000u
|
||||
#define TASK_PROF_PERIOD_MS 2000u
|
||||
|
||||
/* 合理耗时上界（周期数）。超过即判为"CYCCNT 中途被重置"造成的无符号回绕
|
||||
* （差值 ~2^32），丢弃而不污染 max。取 10 s 对应周期数：远高于真实最坏段
|
||||
* 耗时（停摆窗口 < 2.5 s 即复位），又远低于 2^32，不会误杀真实数据。
|
||||
* 168 MHz 下 10 s = 1.68e9 < 2^32，本身不溢出。 */
|
||||
#define TASK_PROF_GLITCH_CYC (SystemCoreClock * 10u)
|
||||
|
||||
/* Private types -------------------------------------------------------------*/
|
||||
|
||||
typedef struct {
|
||||
volatile uint32_t count; /* 已结算样本数 */
|
||||
volatile uint32_t max; /* 最坏耗时（周期数） */
|
||||
volatile uint32_t last; /* 最近一次耗时（周期数） */
|
||||
volatile uint32_t glitch; /* 丢弃的样本数（DWT 不可用 / 计数器被重置） */
|
||||
volatile uint32_t t_start; /* 进段时刻（周期数；仅 enter/exit 类探针使用） */
|
||||
volatile uint32_t in_seg; /* 1 = 此刻仍在段内（读侧据此算"已停留多久"） */
|
||||
} task_prof_slot_t;
|
||||
|
||||
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
|
||||
|
||||
static task_prof_slot_t s_prof[TASK_PROF_ID_COUNT];
|
||||
static uint8_t s_dwt_ok; /* 1 = DWT CYCCNT 已使能 */
|
||||
static uint8_t s_prof_reported; /* 1 = 已首次报告（节流状态） */
|
||||
static uint32_t s_prof_last; /* 上次报告时刻（ms） */
|
||||
static char s_prof_line[DBG_CON_LINE_MAX]; /* 报告行缓冲（仅 defaultTask 用） */
|
||||
|
||||
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
|
||||
|
||||
static uint32_t prof_cyc_to_us(uint32_t cyc);
|
||||
static void prof_send(int n, uint32_t raw);
|
||||
static void prof_emit(uint32_t raw);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：周期数 → 微秒
|
||||
* 入口参数：cyc - 周期数
|
||||
* 返回值：微秒数（SystemCoreClock 低于 1 MHz 时返回 0）
|
||||
* 限定条件：任意上下文可调（纯算术）
|
||||
* 函数说明：MicroLIB 的 snprintf 不支持 %f → 一律以整数微秒上报。
|
||||
*/
|
||||
static uint32_t prof_cyc_to_us(uint32_t cyc) {
|
||||
uint32_t per_us = SystemCoreClock / 1000000u;
|
||||
|
||||
if (per_us == 0u) {
|
||||
return 0u;
|
||||
}
|
||||
return cyc / per_us;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：把已格式化在静态行缓冲里的行按指定通道发出
|
||||
* 入口参数：n - snprintf 返回的长度（<= 0 = 格式化失败，丢弃）
|
||||
* raw - 0 = 入环形缓冲；非 0 = 裸 UART 直发
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：仅 defaultTask 调用（唯一串口写者）
|
||||
* 函数说明：长度按静态缓冲容量夹取，防 snprintf 截断后越界。
|
||||
*/
|
||||
static void prof_send(int n, uint32_t raw) {
|
||||
const unsigned cap = (unsigned)sizeof(s_prof_line);
|
||||
unsigned len;
|
||||
|
||||
if (n <= 0) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
len = ((unsigned)n >= cap) ? (cap - 1u) : (unsigned)n;
|
||||
|
||||
if (raw != 0u) {
|
||||
dbg_console_write_raw(s_prof_line, len);
|
||||
} else {
|
||||
(void)dbg_console_write_line(s_prof_line, len);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：格式化并输出 `[PROF]` + `[PROF2]` 两行（静态行缓冲，零栈开销）
|
||||
* 入口参数：raw - 0 = 入环形缓冲（周期报告）；非 0 = 裸 UART 直发（停摆现场）
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：仅 defaultTask 调用（唯一串口写者，无并发；故可复用静态缓冲）
|
||||
* 函数说明：字段含义（括号内为打印单位）：
|
||||
* [PROF] t HAL tick（ms）
|
||||
* uic/uip/uipn/uil uiTask 循环次数 / 周期最坏 / 本轮已进行 / 周期最近（us）
|
||||
* uiw/uis/uisn uiTask 单轮工作最坏 / 推流往返最坏 / 仍在推流段内（us）
|
||||
* adc/adcm/adcn adcTask 单拍次数 / 单拍最坏 / 仍在拍内（us）
|
||||
* [PROF2] defd/defs defaultTask 控制台排空最坏 / syslog 落盘最坏（us）
|
||||
* netp/netn netTask 驱动轮询最坏 / 仍在轮询内（us）
|
||||
* adcp/adcq adcTask ADC 单次最坏 / 仍在 ADC 内（us）
|
||||
* 两行的 gl 丢弃样本数（DWT 不可用或计数器被重置）
|
||||
* "仍在段内"为 0 表示不在该段内——某任务若永久阻塞在某段，该段的
|
||||
* count 不再增长，只有这个字段能证明它卡在哪里。
|
||||
*/
|
||||
static void prof_emit(uint32_t raw) {
|
||||
const uint32_t t = HAL_GetTick();
|
||||
const uint32_t now = task_prof_cyc();
|
||||
uint32_t uipn = 0u;
|
||||
uint32_t uisn = 0u;
|
||||
uint32_t adcn = 0u;
|
||||
uint32_t netn = 0u;
|
||||
uint32_t adcq = 0u;
|
||||
uint32_t gl = 0u;
|
||||
uint32_t i;
|
||||
int n;
|
||||
|
||||
if (s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].in_seg != 0u) {
|
||||
uipn = now - s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].t_start;
|
||||
}
|
||||
if (s_prof[TASK_PROF_UI_SINK].in_seg != 0u) {
|
||||
uisn = now - s_prof[TASK_PROF_UI_SINK].t_start;
|
||||
}
|
||||
if (s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].in_seg != 0u) {
|
||||
adcn = now - s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].t_start;
|
||||
}
|
||||
if (s_prof[TASK_PROF_NET_POLL].in_seg != 0u) {
|
||||
netn = now - s_prof[TASK_PROF_NET_POLL].t_start;
|
||||
}
|
||||
if (s_prof[TASK_PROF_ADC_POLL].in_seg != 0u) {
|
||||
adcq = now - s_prof[TASK_PROF_ADC_POLL].t_start;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0u; i < (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT; i++) {
|
||||
gl += s_prof[i].glitch;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 行 1：任务级（uiTask / adcTask） */
|
||||
n = snprintf(s_prof_line, sizeof(s_prof_line),
|
||||
"[PROF] t=%lu uic=%lu uip=%lu uipn=%lu uil=%lu uiw=%lu uis=%lu "
|
||||
"uisn=%lu adc=%lu adcm=%lu adcn=%lu gl=%lu\r\n",
|
||||
(unsigned long)t,
|
||||
(unsigned long)s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].count,
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(uipn),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].last),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_WORK].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_SINK].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(uisn),
|
||||
(unsigned long)s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].count,
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(adcn),
|
||||
(unsigned long)gl);
|
||||
prof_send(n, raw);
|
||||
|
||||
/* 行 2：段级（占用者指认：defaultTask 排空/落盘、netTask 驱动、adcTask ADC） */
|
||||
n = snprintf(s_prof_line, sizeof(s_prof_line),
|
||||
"[PROF2] t=%lu defd=%lu defs=%lu netp=%lu netn=%lu adcp=%lu "
|
||||
"adcq=%lu gl=%lu\r\n",
|
||||
(unsigned long)t,
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_DEF_DRAIN].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_DEF_SYSLOG].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_NET_POLL].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(netn),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_ADC_POLL].max),
|
||||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(adcq),
|
||||
(unsigned long)gl);
|
||||
prof_send(n, raw);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：读 DWT 周期计数器（懒使能；见 task_prof.h 的契约说明）
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返回值：当前 CYCCNT 值（周期数）
|
||||
* 限定条件：任意上下文可调（幂等；纯寄存器读写）
|
||||
* 函数说明：只置使能位、**不清零** CYCCNT——本模块只用差值，清零无意义，
|
||||
* 且会与 console_log.c 的同名惰性使能互相干扰（该模块对 CYCCNT
|
||||
* 清零后，在途的差值会变成一次无符号回绕，由 glitch 守卫丢弃）。
|
||||
*/
|
||||
uint32_t task_prof_cyc(void) {
|
||||
if (s_dwt_ok == 0u) {
|
||||
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
|
||||
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
|
||||
if ((DWT->CTRL & DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk) != 0u) {
|
||||
s_dwt_ok = 1u;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return DWT->CYCCNT;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：记录一次耗时样本（周期数）
|
||||
* 入口参数：id - 探针 ID；cyc - 耗时（周期数）
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：单写者（每个 ID 只由一个任务调用）
|
||||
* 函数说明：不可用样本（cyc 为 0 或超出合理上界）只累加 glitch，不更新
|
||||
* max/last/count——否则一次计数器重置就会把最坏值抬到 ~2^32 周期。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_sample(task_prof_id_t id, uint32_t cyc) {
|
||||
task_prof_slot_t *p;
|
||||
|
||||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
p = &s_prof[id];
|
||||
|
||||
if ((cyc == 0u) || (cyc >= TASK_PROF_GLITCH_CYC)) {
|
||||
p->glitch++;
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
p->count++;
|
||||
p->last = cyc;
|
||||
if (cyc > p->max) {
|
||||
p->max = cyc;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：标记"进入某段"（观测"此刻仍在段内已多久"）
|
||||
* 入口参数：id - 探针 ID
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：单写者；须与 task_prof_exit 成对
|
||||
* 函数说明：写序为先 t_start 后 in_seg——读侧见 in_seg 为 1 时 t_start 必已有效。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_enter(task_prof_id_t id) {
|
||||
task_prof_slot_t *p;
|
||||
|
||||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
p = &s_prof[id];
|
||||
p->t_start = task_prof_cyc();
|
||||
p->in_seg = 1u;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：结算一段耗时（与 task_prof_enter 成对）
|
||||
* 入口参数：id - 探针 ID
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：单写者；须与 task_prof_enter 成对
|
||||
* 函数说明：先清"在段内"标志再结算，避免读侧把已结算的段误报为"仍在段内"。
|
||||
* **未 enter 过则直接返回**：让"先 exit 再 enter"的周期测量写法
|
||||
* 在首轮不把 0 当作起点（否则会记下一次虚假的超大样本）。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_exit(task_prof_id_t id) {
|
||||
uint32_t t0;
|
||||
|
||||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
if (s_prof[id].in_seg == 0u) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
t0 = s_prof[id].t_start;
|
||||
s_prof[id].in_seg = 0u;
|
||||
task_prof_sample(id, task_prof_cyc() - t0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：周期性打印 [PROF] 行（内部节流）
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：仅 defaultTask 主循环调用
|
||||
* 函数说明：首次 5 s 后报告（bring-up 深链已跑过），此后每 2 s 一行。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_report(void) {
|
||||
const uint32_t now = HAL_GetTick();
|
||||
|
||||
if (s_prof_reported == 0u) {
|
||||
if (now < TASK_PROF_FIRST_MS) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
s_prof_reported = 1u;
|
||||
} else if ((uint32_t)(now - s_prof_last) < TASK_PROF_PERIOD_MS) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
s_prof_last = now;
|
||||
prof_emit(0u);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：停摆现场快照（同一 [PROF] 行，走裸 UART 直发）
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：仅 defaultTask 调用（此时它就是唯一串口写者，无并发）
|
||||
* 函数说明：用于"首次心跳缺席"瞬间；缺席窗口内环形缓冲可能积压，
|
||||
* 裸直发保证这一行能出去。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_report_raw(void) {
|
||||
prof_emit(1u);
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,140 @@
|
||||
/*
|
||||
* 模块名称：Task Profiler（任务耗时最坏值探针）
|
||||
* 模块功能：用内核 DWT 周期计数器（CYCCNT，168 MHz 主频下 168 周期 = 1 us）为
|
||||
* 各任务主循环的**最坏耗时 / 执行次数 / "此刻是否仍在某段内"** 提供
|
||||
* 常开、低开销的观测面，经控制台单写者输出 `[PROF]` 行。
|
||||
* 用途：把"某任务心跳缺席"这一结果拆成三种互斥机理，供归因定位。
|
||||
* 适用平台：STM32F407ZGTx（仅 MCU 端：依赖 DWT 与 HAL 时基；模拟器/主机单测
|
||||
* 不编译本模块）
|
||||
* 作者：王建锋
|
||||
* 创建日期：2026-10-10
|
||||
* 修改记录：
|
||||
* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建（Task #32 的 P2 测量埋点）
|
||||
*
|
||||
* 设计背景（docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md §8 P2）：
|
||||
* uiTask 偶发心跳缺席导致 IWDG 复位，但"占用者"无法从既有日志判定。
|
||||
* 同一现象至少对应三种互斥机理，观测上必须能区分：
|
||||
* ① 被调度饿死 → 循环周期长，而段内耗时短；
|
||||
* ② 阻塞在网络往返 → `ui_net_sink_poll()` 段内耗时长；若永久阻塞，
|
||||
* 该段样本**永不结算**，只有"此刻仍在段内已 X us"能证明；
|
||||
* ③ 自身渲染拖长 → 单轮工作耗时长。
|
||||
* 故每个探针记录 max / count / last，并对可疑段记录 enter/exit。
|
||||
*
|
||||
* ⚠ 开销：一次采样 = 1 次 DWT 读 + 数次比较/存储（< 20 周期）；对 1 ms 节拍
|
||||
* （168000 周期）可忽略。无动态分配、无内核对象、无临界区、无阻塞。
|
||||
* ⚠ 单写者假设：同一探针 ID 只由**一个任务**写入（见下表），报告由
|
||||
* defaultTask 读取。32 位对齐读写在 Cortex-M4 上原子，读侧不会撕裂。
|
||||
*
|
||||
* 探针 ID 写入者 含义（enter/exit = 可读出"此刻仍在段内已多久"）
|
||||
* UI_PERIOD uiTask 上轮循环起点 → 本轮循环起点（enter/exit）
|
||||
* UI_WORK uiTask 本轮起点 → 心跳前（含 LVGL 渲染 + 推流轮询）
|
||||
* UI_SINK uiTask ui_net_sink_poll() 单次往返（enter/exit）
|
||||
* ADC_BEAT adcTask 单拍起点 → 心跳后（含取数 + 压环 + 相量 + 心跳日志）
|
||||
* ADC_POLL adcTask adc_input_poll() 单次（enter/exit）——隔离 ADC 超时成本
|
||||
* DEF_DRAIN defaultTask dbg_console_drain()（enter/exit）——控制台忙等发送
|
||||
* DEF_SYSLOG defaultTask syslog_drain()（enter/exit）——NAND/FTL 写
|
||||
* NET_POLL netTask net_poll()（enter/exit）——CH395F 驱动轮询
|
||||
*
|
||||
* 后四个探针用于**指认占用者**：UI 心跳缺席时，谁的最坏耗时在同一窗口抬起来，
|
||||
* 谁就是挤占 CPU 的 Normal 任务（见 docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md §7.1）。
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#ifndef TASK_PROF_H
|
||||
#define TASK_PROF_H
|
||||
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
|
||||
#ifdef __cplusplus
|
||||
extern "C" {
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
/* 探针 ID（顺序即内部槽位下标，新增只能追加） */
|
||||
typedef enum {
|
||||
TASK_PROF_UI_PERIOD = 0, /* uiTask 循环周期 */
|
||||
TASK_PROF_UI_WORK = 1, /* uiTask 单轮工作耗时（不含 osDelay） */
|
||||
TASK_PROF_UI_SINK = 2, /* ui_net_sink_poll() 往返耗时 */
|
||||
TASK_PROF_ADC_BEAT = 3, /* adcTask 单拍耗时 */
|
||||
TASK_PROF_ADC_POLL = 4, /* adc_input_poll() 耗时（隔离 ADC 超时成本） */
|
||||
TASK_PROF_DEF_DRAIN = 5, /* defaultTask 控制台排空耗时 */
|
||||
TASK_PROF_DEF_SYSLOG = 6, /* defaultTask syslog 落盘耗时 */
|
||||
TASK_PROF_NET_POLL = 7, /* netTask net_poll() 耗时（CH395F 驱动） */
|
||||
TASK_PROF_ID_COUNT
|
||||
} task_prof_id_t;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：读 DWT 周期计数器（懒使能；基准为"任意"，仅供取差值）
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返回值：当前 CYCCNT 值（周期数）
|
||||
* 限定条件：任意上下文可调（幂等；纯寄存器读，不创建任何内核对象）
|
||||
* 函数说明：首次调用置 CoreDebug->DEMCR.TRCENA 与 DWT->CTRL.CYCCNTENA。
|
||||
* 刻意**不清零** CYCCNT：本模块只用差值，清零无意义，且会与
|
||||
* console_log.c 的同名惰性使能互相干扰。DWT 使能失败时恒返回 0，
|
||||
* 采样侧把 0 判为"不可用"（见 task_prof_sample）。
|
||||
*/
|
||||
uint32_t task_prof_cyc(void);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：记录一次耗时样本（周期数）
|
||||
* 入口参数：id - 探针 ID
|
||||
* cyc - 耗时（周期数；0 或超出合理上界视为不可用/计数器被重置）
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：单写者（每个 ID 只由一个任务调用）
|
||||
* 函数说明：更新 count / last / max。`cyc == 0`（DWT 未使能）或
|
||||
* `cyc >= TASK_PROF_GLITCH_CYC`（计数器中途被重置造成的无符号回绕）
|
||||
* 只累加 glitch 计数、不污染 max——否则一次计数器重置就会把
|
||||
* 最坏值抬到 ~2^32 周期，掩盖真实数据。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_sample(task_prof_id_t id, uint32_t cyc);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：标记"进入某段"（用于观测"此刻仍在段内已多久"）
|
||||
* 入口参数：id - 探针 ID
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：单写者；须与 task_prof_exit 成对
|
||||
* 函数说明：记录进入时刻并置"在段内"标志。若该任务此后永久阻塞在该段，
|
||||
* 样本永不结算，只有报告侧的"仍在段内"字段能证明它卡在哪里。
|
||||
*/
|
||||
void task_prof_enter(task_prof_id_t id);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：结算一段耗时（与 task_prof_enter 成对）
|
||||
* 入口参数：id - 探针 ID
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：单写者；须与 task_prof_enter 成对
|
||||
* 函数说明：清"在段内"标志 → 以 enter 时刻为起点记一次样本。
|
||||
* **未 enter 过（in_seg == 0）时直接返回**——这使"先 exit 再 enter"的
|
||||
* 周期测量写法（如 uiTask 的循环周期）在首轮不会拿 0 当起点，
|
||||
* 从而不产生一次虚假的超大样本。
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*/
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void task_prof_exit(task_prof_id_t id);
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/*
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* 函数功能：周期性打印 `[PROF]` / `[PROF2]` 行（内部节流：首次 5 s 后，此后每 2 s）
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* 入口参数：无
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* 返回值：无
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* 限定条件：仅 defaultTask 主循环调用（唯一串口写者；静态行缓冲复用）
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* 函数说明：整行一次 `dbg_console_write_line` 入环形缓冲（行级原子）。
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* `[PROF]` = uiTask/adcTask 任务级（周期 / 工作 / 往返 / 单拍）；
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* `[PROF2]` = 占用者段级（defaultTask 排空与落盘、netTask 驱动轮询、
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* adcTask ADC 单次），用于指认"谁把 CPU 占住了"。
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* 用**静态**行缓冲而非栈缓冲：本函数挂在 defaultTask 的最坏调用链上，
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* 栈上再放一个 192 B 行缓冲会挤占该任务的栈预算。
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*/
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void task_prof_report(void);
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/*
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* 函数功能：停摆现场快照——同 `[PROF]` + `[PROF2]` 两行，走**裸 UART 直发**
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* 入口参数：无
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* 返回值：无
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* 限定条件：仅 defaultTask 调用（此时它就是唯一串口写者，无并发）
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* 函数说明：用于"某任务心跳刚由'到过'变为'缺席'"的瞬间。缺席窗口内环形缓冲
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* 可能积压，裸直发保证这两行能出去（与 task_wd_poll 的 `MISS start`
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* 标记同款理由）。
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*/
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void task_prof_report_raw(void);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* TASK_PROF_H */
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