From 73941da6b189fd14e8b1a77a261a01b9998fe280 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Wanderingss <1624155937@qq.com> Date: Thu, 1 Oct 2026 06:57:01 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E7=9C=8B=E9=97=A8=E7=8B=97=E5=88=A4=E5=AE=9A?= =?UTF-8?q?=E7=8A=B6=E6=80=81=E6=9C=BA=E5=A2=9E=E5=8A=A0=E4=B8=BB=E6=9C=BA?= =?UTF-8?q?=E4=BE=A7=E5=8D=95=E5=85=83=E6=B5=8B=E8=AF=95=EF=BC=88L0.5=20?= =?UTF-8?q?=E5=B1=82=EF=BC=89?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit 为 task_watchdog.c 的判定逻辑（位图取走清零 / 必需掩码 0x37 判定 / miss_streak 连续 8 次停喂 / 100ms 抽样节流 / tick 回绕安全）补一层 主机侧纯逻辑单元测试，弥补此前只能靠真机或模拟器才能发现回归的空白。 架构（沿用项目既有"共享核心 + 平台后端"做法，参照 cfg_file_store）： - task_watchdog.h 末段新增"平台后端（内部）"声明 3 个钩子 （wd_platform_feed / _start / _tick_ms），MCU 端以 __weak 提供默认实现， 行为与重构前逐字一致（@build 0 错误 0 警告，Flash +20B）。 - 主机侧单测以同名强符号覆盖三钩子，即可离线注入/观测，无需碰 MCU 代码。 - 测试文件 #include 生产源文件本身，保证测的是真代码而非副本。 - 测试专用复位 task_wd_test_reset() 仅 TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 下编入， MCU 构建零代码零符号。 测试（test/host/watchdog/，MSVC 离线编译，纯标准库驱动）： - 39 项断言全过（退出码 0）；注入故障可复现退出码 1。 - run_unit_test.py 直接拼 INCLUDE/LIB 调 cl.exe，绕开本机被禁的 reg.exe。 - stub/ 三桩头覆盖 main.h / iwdg.h / dbg_log.h。 门禁：pre-commit 新增 watchdog-unit-test 本地钩子（L0.5 层），仅被测文件 或其测试变动时触发；测试开发标准流程.md 新增 L0.5 层说明。 顺带改善：task_watchdog.c 的节流基线 s_last_tick 由函数内 static 提为文件 static（可测性 + 模块状态归一）。 --- .cubemx_survival_baseline.json | 2 +- .gitignore | 7 + .pre-commit-config.yaml | 13 + App/util/README.md | 11 + App/util/task_watchdog.c | 83 +++++- App/util/task_watchdog.h | 49 ++++ MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx | 379 ++++++++++++++++++------- docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md | 4 +- docs/子系统设计/看门狗设计说明.md | 27 +- docs/待处理内容.md | 1 + docs/测试说明/测试开发标准流程.md | 29 +- docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md | 178 ++++++++++++ test/host/README.md | 20 +- test/host/watchdog/run_unit_test.py | 170 +++++++++++ test/host/watchdog/stub/dbg_log.h | 27 ++ test/host/watchdog/stub/iwdg.h | 34 +++ test/host/watchdog/stub/main.h | 28 ++ test/host/watchdog/watchdog_test.c | 313 ++++++++++++++++++++ 18 files changed, 1268 insertions(+), 107 deletions(-) create mode 100644 docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md create mode 100644 test/host/watchdog/run_unit_test.py create mode 100644 test/host/watchdog/stub/dbg_log.h create mode 100644 test/host/watchdog/stub/iwdg.h create mode 100644 test/host/watchdog/stub/main.h create mode 100644 test/host/watchdog/watchdog_test.c diff --git a/.cubemx_survival_baseline.json b/.cubemx_survival_baseline.json index f8eabee1..f41d1d0f 100644 --- a/.cubemx_survival_baseline.json +++ b/.cubemx_survival_baseline.json @@ -10,7 +10,7 @@ "assert-not-deadloop": "d4a00718ab2bd071", "assert-impl": "b7fd1fadb4522edf", "stack-overflow-hook-impl": "b7fd1fadb4522edf", - "watchdog-module": "3c70ea43ff03523e", + "watchdog-module": "e8fb07637a214d03", "reset-cause-latch": "52fc71acbb0f1aed", "iwdg-hal-driver": "4b902875a84554e9", "hal-iwdg-enabled": "c8c9b916b05464b9", diff --git a/.gitignore b/.gitignore index d8ee8c98..1d709809 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -111,6 +111,13 @@ simulator/SDL2/ # Binary / large files *.bin + +# 主机侧单元测试产物（MSVC 中间物；test/host/**/run_unit_test.py 正常写 %TEMP%， +# 但手工直接调 cl.exe 调试时可能落在 CWD。统一兜底忽略） +*.obj +*.exe +*.pdb +*.ilk # 内容页黄金参考（ref/*.bin）与目检 PNG 均为本地生成物，不入库： # 首次/换机后先跑 check_content_pages.py --update 生成 ref/*.bin，再跑 regen_ref_png.py 出 PNG simulator/tests/ref/ diff --git a/.pre-commit-config.yaml b/.pre-commit-config.yaml index f4209956..308dcd18 100644 --- a/.pre-commit-config.yaml +++ b/.pre-commit-config.yaml @@ -148,3 +148,16 @@ repos: language: system files: ^(STM32F407-Demo\.ioc|Src/.*\.(c|h)|Inc/.*\.h|App/util/task_watchdog\.(c|h)|MDK-ARM/.*\.uvprojx|scripts/check_cubemx_survival\.py)$ pass_filenames: false + + # 7) 看门狗判定状态机主机侧单元测试（2026-10-01 加） + # 背景：task_watchdog.c 的判定逻辑（位图取走清零 / 掩码 / miss_streak + # 累计 / 100ms 节流 / tick 回绕）是纯逻辑，板端套件无法穷举边界；本钩子 + # 用 MSVC 离线编译真实源文件（#include 纳入）并用可观测桩驱动，秒级、零 + # 硬件、不占 MCU RAM。仅在被测文件或其平台层 / 测试变动时触发。 + # 详见 docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md + - id: watchdog-unit-test + name: 看门狗判定状态机单测（主机侧） + entry: python test/host/watchdog/run_unit_test.py + language: system + files: ^(App/util/task_watchdog\.(c|h)|test/host/watchdog/.*)$ + pass_filenames: false diff --git a/App/util/README.md b/App/util/README.md index 7d54139c..4f9051e3 100644 --- a/App/util/README.md +++ b/App/util/README.md @@ -9,6 +9,7 @@ | `crc.c/h` | 校验算法（CRC16/CRC32 等，供 RS-485 协议与数据校验使用） | | `ringbuf.c/h` | 环形缓冲（SPSC 无锁环形队列，用于串口/数据流收发） | | `sys_clock.c/h` | **墙钟时间管理**：RTC 基准、tick 回绕防护、每 30 天惰性再基准化 | +| `task_watchdog.c/h` | **独立看门狗（IWDG）判定状态机**：任务心跳位图 + defaultTask 单一喂狗者 | ## 设计要点 @@ -24,6 +25,16 @@ - 单生产者单消费者（SPSC）无锁设计，配合 DMA/中断收发 - 容量为 2 的幂，用掩码取模（避免除法开销） +### task_watchdog + +- **任务心跳位图**：各任务只置位（`task_wd_beat`），校验者取走并清零（单字原子，无锁） +- **单一喂狗者**：`defaultTask` 每 100 ms 抽样判定，仅当位图等于必需掩码时才喂狗 +- **硬件访问收敛**：`IWDG` 寄存器与 `HAL_GetTick()` 经 `wd_platform_*` 弱钩子访问 + （声明在 `task_watchdog.h` 末段），MCU 端为 `__weak` 默认实现，主机侧单测以同名强符号覆盖 → 可在 PC 上跑纯逻辑回归 +- 设计详见 `docs/子系统设计/看门狗设计说明.md`；单测见 `docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md` + ## 相关文档 - `docs/子系统设计/系统墙钟时间维护说明.md` +- `docs/子系统设计/看门狗设计说明.md` +- `docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md` diff --git a/App/util/task_watchdog.c b/App/util/task_watchdog.c index 2b854559..ff55d50e 100644 --- a/App/util/task_watchdog.c +++ b/App/util/task_watchdog.c @@ -17,6 +17,13 @@ * - §5.3 为何"停喂"而不直接 NVIC_SystemReset（保留 IWDGRSTF 权威归因） * * ⚠ 本模块不创建任何 FreeRTOS/CMSIS-RTOS 对象，可安全用于内核启动前后的上下文。 + * + * === 可测性设计（2026-10-01）=== + * 硬件访问（IWDG 寄存器读写 / HAL_GetTick）下沉到 task_watchdog.h 末段声明的 + * 三个 __weak 钩子（wd_platform_feed / _start / _tick_ms）；MCU 端默认实现见 + * 文件末尾，行为与重构前逐字一致。判定状态机因此成为纯逻辑，主机侧单测 + * （test/host/watchdog/）以强符号覆盖这三个钩子后即可离线穷举验证。 + * 详见 docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md。 */ #include "task_watchdog.h" @@ -54,6 +61,7 @@ static uint32_t s_miss_streak; /* 连续未达标轮数（达到容忍上限 static uint32_t s_miss_total; /* 累计未达标轮数（观测用） */ static uint32_t s_last_mask; /* 上次抽样到的位图（定位卡死任务用） */ static uint32_t s_started; /* 1 = IWDG 已启动 */ +static uint32_t s_last_tick; /* 上次抽样时刻（100ms 节流基准） */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ @@ -121,8 +129,8 @@ void task_wd_start(void) { /* 启动前先喂一次：让首个抽样窗口从"启动时刻"起算， * 而非从 MX_IWDG_Init 的时刻起算（避免启动后立即超时） */ - IWDG->KR = 0x0000AAAAu; /* 重装计数器（喂狗） */ - IWDG->KR = 0x0000CCCCu; /* 启动看门狗 */ + wd_platform_feed(); /* 重装计数器（喂狗） */ + wd_platform_start(); /* 启动看门狗 */ DBG_INFO("[WD] armed: timeout ~2498ms (worst ~1701ms), miss_tol=800ms"); } @@ -139,7 +147,6 @@ void task_wd_start(void) { * IWDGRSTF，而不是 NVIC_SystemReset 留下的 SFTRSTF —— §5.3）。 */ void task_wd_poll(void) { - static uint32_t s_last_tick; uint32_t now; uint32_t snapshot; @@ -147,7 +154,7 @@ void task_wd_poll(void) { return; /* 未启动：不做任何判定 */ } - now = HAL_GetTick(); + now = wd_platform_tick_ms(); if ((now - s_last_tick) < WD_POLL_PERIOD_MS) { return; /* 节流：非 100ms 边界直接返回 */ } @@ -159,7 +166,7 @@ void task_wd_poll(void) { if (snapshot == wd_required_mask()) { s_miss_streak = 0u; - IWDG->KR = 0x0000AAAAu; /* 全员健康：喂狗 */ + wd_platform_feed(); /* 全员健康：喂狗 */ return; } @@ -199,3 +206,69 @@ uint32_t task_wd_miss_count(void) { uint32_t task_wd_is_armed(void) { return (s_started != 0u) ? 1u : 0u; } + +/* Platform layer (MCU defaults, weak) ---------------------------------------*/ + +/* + * 以下三个 __weak 为 MCU 端默认实现，行为与重构前逐字一致。 + * 主机侧单测提供同名强符号覆盖（链接器优先取强符号）以实现离线可观测。 + * 声明见 task_watchdog.h 末段"平台后端（内部）"；详见 + * docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md。 + * + * 主机侧单测（同编译单元 #include 本文件）需回避这组默认定义与自身桩重名， + * 故由 TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 守卫：该宏下不编入默认实现，仅留桩。 + */ +#ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST + +/* + * 函数功能：重装 IWDG 计数器（喂狗）——MCU 端默认实现 + * 入口参数：无 + * 返回值：无 + * 函数说明：写 IWDG->KR = 0xAAAA。100ms 级高频路径，故不经 HAL 封装。 + */ +__weak void wd_platform_feed(void) { + IWDG->KR = 0x0000AAAAu; /* 重装计数器（喂狗） */ +} + +/* + * 函数功能：启动 IWDG——MCU 端默认实现 + * 入口参数：无 + * 返回值：无 + * 函数说明：写 IWDG->KR = 0xCCCC（不可逆，之后只能靠复位停止）。 + */ +__weak void wd_platform_start(void) { + IWDG->KR = 0x0000CCCCu; /* 启动看门狗（不可逆） */ +} + +/* + * 函数功能：读单调毫秒时基——MCU 端默认实现 + * 入口参数：无 + * 返回值：HAL 时基毫秒计数（32 位回绕安全，调用方用无符号差比较） + * 函数说明：HAL 时基 = TIM7（1ms），非 SysTick。 + */ +__weak uint32_t wd_platform_tick_ms(void) { + return (uint32_t)HAL_GetTick(); +} + +#endif /* !TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST */ + +/* Test-only hooks (compiled out unless TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST) --------------*/ + +/* + * 函数功能：复位判定状态机到"刚上电"（仅主机侧单元测试使用） + * 入口参数：无 + * 返回值：无 + * 限定条件：仅当定义 TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 时存在 + * 函数说明：把 s_started / 位图 / 计数 / 节流基线全部清零，使各用例互相独立。 + * MCU 构建不定义该宏 → 零代码、零符号。 + */ +#ifdef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST +void task_wd_test_reset(void) { + s_hb_bits = 0u; + s_miss_streak = 0u; + s_miss_total = 0u; + s_last_mask = 0u; + s_started = 0u; + s_last_tick = 0u; +} +#endif diff --git a/App/util/task_watchdog.h b/App/util/task_watchdog.h index c1c9b889..b9add5de 100644 --- a/App/util/task_watchdog.h +++ b/App/util/task_watchdog.h @@ -69,6 +69,55 @@ uint32_t task_wd_last_mask(void); /* 上次抽样到的位图（0 位 = 缺 uint32_t task_wd_miss_count(void); /* 累计未达标轮数 */ uint32_t task_wd_is_armed(void); /* 1 = IWDG 已启动 */ +/* + * ============================ 平台后端（内部） ============================ + * 把判定状态机中的硬件访问收敛到三个薄钩子，使"取走清零 / 掩码判定 / 缺失 + * 累计 / 节流"成为纯逻辑，可在主机侧用桩替换后离线穷举验证 + * （见 test/host/watchdog/ 与 docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md）。 + * + * 与 App/cfg/cfg_file_store.h 的"共享核心 + 平台后端"同款做法： + * - 三者由 task_watchdog.c 以 __weak 提供 MCU 默认实现（读写 IWDG 寄存器 / + * 调 HAL_GetTick），**行为与不抽钩子时逐字一致**； + * - 主机侧单测提供同名**强符号**覆盖 → 不碰 MCU 代码即可观测/注入； + * - MCU 构建零行为变化。 + * + * ⚠ 非模块对外接口，业务代码**不要**直接调用（由 task_wd_* 间接使用）。 + * ======================================================================== + */ + +/* + * 函数功能：重装 IWDG 计数器（喂狗） + * 返回值：无 + * 函数说明：MCU 默认实现 = `IWDG->KR = 0x0000AAAAu;` + * 主机侧单测覆盖此符号以记录"何时被喂"。 + */ +void wd_platform_feed(void); + +/* + * 函数功能：启动 IWDG（不可逆，启动后只能靠复位停止） + * 返回值：无 + * 函数说明：MCU 默认实现 = `IWDG->KR = 0x0000CCCCu;` + */ +void wd_platform_start(void); + +/* + * 函数功能：读单调毫秒时基（用于 100ms 抽样节流） + * 返回值：自启动以来的毫秒计数（32 位回绕安全，用无符号差比较） + * 函数说明：MCU 默认实现 = `HAL_GetTick()` + * 主机侧单测覆盖此符号以驱动时间推进。 + */ +uint32_t wd_platform_tick_ms(void); + +/* + * 函数功能：复位判定状态机（**仅主机侧单元测试使用**） + * 返回值：无 + * 函数说明：仅当定义 TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 时编入（MCU 构建无此符号）。 + * 用于在用例之间清空位图/计数/节流基线，保证用例互不污染。 + */ +#ifdef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST +void task_wd_test_reset(void); +#endif + #ifdef __cplusplus } #endif diff --git a/MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx b/MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx index c591098f..665d0a6c 100644 --- a/MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx +++ b/MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx @@ -1,7 +1,10 @@ - - + + + 2.1 +
### uVision Project, (C) Keil Software
+ STM32F407-Demo @@ -16,28 +19,28 @@ Keil.STM32F4xx_DFP.3.1.1 https://www.keil.com/pack/ IRAM(0x20000000-0x2001BFFF) IRAM2(0x2001C000-0x2001FFFF) IROM(0x8000000-0x80FFFFF) CLOCK(25000000) FPU2 CPUTYPE("Cortex-M4") TZ - - - + + + 0 - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + $$Device:STM32F407ZGTx$CMSIS\SVD\STM32F407.svd 0 0 - - - - - + + + + + 0 0 @@ -52,15 +55,15 @@ 1 1 1 - + 1 0 0 0 0 - - + + 0 0 0 @@ -69,8 +72,8 @@ 0 0 - - + + 0 0 0 @@ -79,15 +82,15 @@ 0 1 - - + + 0 0 0 0 1 - + 0 @@ -101,8 +104,8 @@ 0 0 3 - - + + 0 @@ -136,10 +139,10 @@ 1 BIN\UL2CM3.DLL "" () - - - - + + + + 0 @@ -172,7 +175,7 @@ 0 0 "Cortex-M4" - + 0 0 0 @@ -183,6 +186,7 @@ 2 0 0 + 0 1 0 8 @@ -306,7 +310,7 @@ 0x0 - + 1 @@ -335,7 +339,7 @@ --diag_suppress=1,68,111,188,191,546,1293 USE_HAL_DRIVER,STM32F407xx,NDEBUG - + ../Inc;../Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc;../Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/Legacy;../Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include;../Drivers/CMSIS/Include;../Drivers/BSP;../Drivers/BSP/CH395F;../Drivers/BSP/GD5F2GQ5UE;../Drivers/BSP/TPAFE5160;../Drivers/BSP/SD2506;../Drivers/BSP/RS485;../Drivers/BSP/NET;../Drivers/BSP/NET/lftpd;../Drivers/BSP/NETCFG;../App;../App/app;../App/cfg;../App/log;../App/sync;../App/task;../App/util;../Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/include;../Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/CMSIS_RTOS_V2;../Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/portable/RVDS/ARM_CM4F;../Lib/dhara;../Lib/FatFs;../test/board;../Lib/lvgl;../Drivers/BSP/UI;../Lib @@ -351,9 +355,9 @@ 0 1 - - - + + + ../Drivers/CMSIS/Include @@ -364,15 +368,15 @@ 0 1 1 - - - + + + STM32F407-Demo\STM32F407-Demo.sct - - - - - + + + + + @@ -417,6 +421,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -444,6 +450,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -465,6 +477,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -492,6 +506,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -513,6 +533,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -540,6 +562,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -561,6 +589,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -588,19 +618,13 @@ 2 2 2 + + + + + + - - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 1 - @@ -621,6 +645,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -648,6 +674,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -669,6 +701,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -696,6 +730,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -727,6 +767,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -754,6 +796,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -840,6 +888,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -867,6 +917,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -888,6 +944,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -915,6 +973,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1001,6 +1065,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1028,6 +1094,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1049,6 +1121,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1076,6 +1150,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1097,6 +1177,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1124,19 +1206,13 @@ 2 2 2 + + + + + + - - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 1 - @@ -1157,6 +1233,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1184,6 +1262,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1205,6 +1289,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1232,6 +1318,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1338,6 +1430,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1365,6 +1459,12 @@ 2 2 2 + + + + + + 2 @@ -1377,6 +1477,12 @@ 2 2 1 + + + + + + @@ -1398,6 +1504,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1425,6 +1533,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1446,6 +1560,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1473,6 +1589,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1494,6 +1616,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1521,6 +1645,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1542,6 +1672,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1569,6 +1701,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1590,6 +1728,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1617,6 +1757,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1638,6 +1784,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1665,6 +1813,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1686,6 +1840,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1713,6 +1869,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1734,6 +1896,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1761,6 +1925,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1782,6 +1952,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1809,6 +1981,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1830,6 +2008,8 @@ 2 2 11 + + 1 @@ -1857,6 +2037,12 @@ 2 2 2 + + + + + + @@ -1878,8 +2064,8 @@ 2 2 11 - - + + 1 @@ -1909,9 +2095,9 @@ 2 --diag_suppress=177 - - - + + + @@ -1926,10 +2112,10 @@ 2 1 - - - - + + + + @@ -2017,8 +2203,8 @@ 0 0 3 - - + + 0 @@ -2047,10 +2233,10 @@ 2 2 - - - - + + + + @@ -2065,10 +2251,10 @@ 2 0 - - - - + + + + @@ -3177,18 +3363,20 @@ + - + - + - + - + + @@ -3197,4 +3385,5 @@ + diff --git a/docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md b/docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md index b2a0f9ff..6c5add21 100644 --- a/docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md +++ b/docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md @@ -36,10 +36,10 @@ | 区域 | 用量 | 容量 | 占比 | |---|---|---|---| -| ER_IROM1 | 265,016 B (258.80 KB) | 1,048,576 B (1024 KB) | 25.3% | +| ER_IROM1 | 265,036 B (258.82 KB) | 1,048,576 B (1024 KB) | 25.3% | | RW_IRAM1 | 87,080 B (85.04 KB) | 131,072 B (128 KB) | 66.4% | | RW_CCM | 49,184 B (48.03 KB) | 65,536 B (64 KB) | 75.0% | -| **Flash (ROM 合计)** | **265,772 B (259.5 KB)** | 1,048,576 B (1024 KB) | **25.3%** | +| **Flash (ROM 合计)** | **265,792 B (259.6 KB)** | 1,048,576 B (1024 KB) | **25.3%** | 各区的容量与常量来源： diff --git a/docs/子系统设计/看门狗设计说明.md b/docs/子系统设计/看门狗设计说明.md index 59d674a5..5e4f8f8b 100644 --- a/docs/子系统设计/看门狗设计说明.md +++ b/docs/子系统设计/看门狗设计说明.md @@ -438,6 +438,7 @@ IWDG 复位常伴随 `LPWRRSTF` 若同时发生低压）。按**因果强度** |---|---|---| | `App/util/task_watchdog.c` | 新建 | 心跳位图、喂狗判定、**IWDG 寄存器级初始化与刷新**（§2.2 路径 C） | | `App/util/task_watchdog.h` | 新建 | 任务 ID 枚举、`task_wd_beat()` / `task_wd_poll()` / `task_wd_start()` 接口 | +| `test/host/watchdog/{watchdog_test.c,run_unit_test.py,stub/*}` | 新建 | 主机侧单元测试：`#include` 生产源码 + 强符号覆盖钩子（§7.3） | | `Src/main.c` | 修改 | 复位原因锁存（`HAL_Init()` 后，`USER CODE` 区内） | | `Src/freertos.c` | 修改 | ◆ `vApplicationAssertFailed()` 实现 + `configASSERT` 改造；◆ 见下方"埋点方式" | | `App/task/*.c` | 修改 | 各任务主循环插入 `task_wd_beat(TASK_WD_XXX)` | @@ -703,6 +704,28 @@ external pin → "pin reset" （新增） > IWDG 硬件行为在模拟器不可建模，S1 只验证**位图与判定逻辑**（纯 RAM 部分）。 +### 7.3 主机侧单元测试（L0.5，**2026-10-01 已落地**） + +在不依赖真机与模拟器的前提下，把判定状态机**直接编进主机进程**做纯逻辑回归： + +| # | 场景 | 命令 | 期望 | +|---|---|---|---| +| U1 | 判定状态机全用例 | `python test/host/watchdog/run_unit_test.py` | 39 项断言全过，退出码 0 | +| U2 | 门禁接入 | 改动 `App/util/task_watchdog*.{c,h}` 或 `test/host/watchdog/**` 后提交 | pre-commit `watchdog-unit-test` 钩子触发并通过 | + +**架构**：`App/util/task_watchdog.c` 的硬件访问经 3 个 `__weak` 钩子收敛到 +`task_watchdog.h` 末段"平台后端（内部）"（`wd_platform_feed` / `wd_platform_start` / +`wd_platform_tick_ms`）。主机侧测试文件 `#include "task_watchdog.c"` 原样纳入生产源码， +并提供同名**强符号**覆盖这三个钩子（注入 `IWDG->KR` 影子寄存器与虚拟 tick）， +故测的是**生产代码本身**而非副本。 + +**覆盖范围**：置位/清零语义、必需掩码 `0x37` 判定、`WD_MISS_TOLERANCE=8`（800 ms） +停喂、`WD_POLL_PERIOD_MS=100` 节流、tick 回绕安全、`task_wd_start()` 先喂一次等。 + +> 用例清单与扩展方法见 [`../测试说明/看门狗单元测试说明.md`](../测试说明/看门狗单元测试说明.md)。 +> 本层取代（并优于）原 S1 计划中"位图与判定逻辑"部分——**无需模拟器即可回归**； +> S1 保留意义仅剩"在模拟器全链路中联调"，优先级可降。 + --- ## 8. 内存与资源预算 @@ -760,8 +783,9 @@ external pin → "pin reset" （新增） | **4** | 各任务埋点（含 `timeSyncTask` **切片**而非拆 delay） | 编译 0/0；串口无 `miss` | ✅ 完成 | | **5** | `task_wd_start()` 由 `defaultTask` 在 bring-up 完成后调用 | `[WD] armed:` 出现 | ✅ 完成 | | **6** | `configASSERT` 改造 + `vApplicationAssertFailed()` | 编译 0/0 | ✅ 完成 | +| **6.5** | **（新增）** 硬件访问收敛到薄平台层（`task_watchdog.h` 末段，3 个 `__weak` 钩子）+ 主机侧单元测试（`test/host/watchdog/`，39 用例）+ pre-commit 钩子 | `run_unit_test.py` 退出码 0；`@build` 0/0（行为不变） | ✅ **2026-10-01 完成** | | **7** | 故障注入（V2/V4）：人为制造任务卡死 | 复位 + `reset cause: IWDG` | ⏳ **待台架** | -| **8** | 模拟器 `--watchdogtest` + stub | S1 | ⏳ 待做 | +| **8** | 模拟器 `--watchdogtest` + stub | S1 | ⏳ 待做（位图逻辑已由 U1 覆盖，优先级降低） | | **9** | 长跑（V5，≥30 min，真实负载） | **零复位** | ⏳ **待台架** | | **10** | 本文档改写为"现状设计说明"；`待处理内容.md` N-03 销项；`README.md` 登记 | 门禁 | ⏳ 待第 7~9 步结论 | @@ -1078,3 +1102,4 @@ python scripts/check_cubemx_survival.py --write # 重建基线（确认改动 | 2026-09-29 | **第二次重生成验证 + 机制修正** | 审计脚本**实测有效**（准确检出 5 处覆盖）。⚠️ **关键发现**：CubeMX 换了一代中断函数模板（旧 `HardFault_Handler`/`HardFault_Report` 自造区 → 新函数体内 `HardFault_IRQn 0`/`W1_HardFault_IRQn 0`），**"生成区外的自造标记区"同样不被保留**——上一轮假设被证伪。据此升级恢复方案：报告实现迁入 `USER CODE BEGIN 0`（标准保护位）；Handler 本体改为生成区整函数替换（`#define` 改名保留生成实体，链接器自动移除，`.map` 已验证）+ `HARD-FAULT-ANCHOR` 锚点。同步修正审计脚本（`hardfault-handler` 改 `wholefile` + 锚点）、`UNPROTECTED_LEGACY` 清单、§10.1/§10.2 全文。`@build` 0 错误 0 警告 | | 2026-09-29 | **3 个 Fault 升级为崩溃采集** | `MemManage` / `BusFault` / `UsageFault` 由空 `while(1)`（死机静默）升级为与 `HardFault` 同一套采集：生成区整函数替换（各带独立锚点 `MEMFAULT-ANCHOR` / `BUSFAULT-ANCHOR` / `USAGEFAULT-ANCHOR`）+ `#define X X_Gen` 改名保留生成实体（链接器各移除 2 字节）。新增 `fault_handler_enable()` 使能 `SHCSR` 后三者（默认只开 HardFault，不开则故障被升级、看不出根因），声明入 `Inc/stm32f4xx_it.h`、调用在 `app_main_init()` 第一行。因 ARMCC `__asm` 取不到 C 数据符号，改为 per-fault C 入口 `fault_entry_{hard,mem,bus,usage}` 带故障名调 `hard_fault_report(tag, frame)`。**刻意不启用** `UNALIGN_TRP` / `DIV_0_TRP`（避免把普通 bug 升级成死机）。审计脚本新增 `fault-handlers-3` / `fault-handler-enable` 两项、`UNPROTECTED_LEGACY` 清掉 3 个 Fault（WARN 2→1）、清单 16→18 项。`@build` 0 错误 0 警告；审计 18 通过 / 1 警告 / 0 失败 | | 2026-10-01 | **查证 `fault_handler_enable()` 的 CubeMX 可行性** | 用户问"能否通过 CubeMX 配置"→ **否**。查 CubeMX 安装目录模板源码得三重证据：① `tpl_main_c.ftl` 的 `MX_NVIC_Init()` 只在 `systemHandler=="false"` 时生成 `HAL_NVIC_EnableIRQ`，而 `NVIC-STM32F417_Modes.xml` 中三个 Fault 都标 `Y`（=systemHandler）→ 永不生成使能代码；② **全部模板中 `SHCSR` 只出现 1 次**且是 MPU 清理的 `&= ~MEMFAULTENA`（禁用），**无任何 `\|=` 置位**；③ `.ioc` 无 MPU（`Mcu.IP` 列表），且 `HAL_MPU_Enable` 只置 `MEMFAULTENA` 一位。实测印证：`HAL_MspInit()` 里三个 Fault 一行代码都没生成。结论：只能手工写，但属 **L2**（`USER CODE BEGIN 1` 区）→ 重生成不丢，有审计项兜底。另新增警示：`.ioc` 的 `NVIC.MemoryManagement_IRQn=true` **不代表已使能**（第 1 段只是"向量可见"）。写入 §10.2 与四个 Fault 采集小节 | +| 2026-10-01 | **新增 §7.3 主机侧单元测试（L0.5）** | 硬件访问收敛到薄平台层（`App/util/task_watchdog.h` 末段声明 3 个 `__weak` 钩子：喂狗/启动/取 tick），MCU 端行为零变化（`@build` 0/0）。新建 `test/host/watchdog/`（`watchdog_test.c` 39 用例 + `run_unit_test.py` MSVC 运行器 + `stub/` 三桩头），`#include` 生产源码以保证测的是真代码。挂 pre-commit `watchdog-unit-test` 钩子。新增 `docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md`；`App/util/README.md`、`test/host/README.md`、`测试开发标准流程.md`（新增 L0.5 层）同步。顺带改善：`s_last_tick` 由函数局部 static 提为文件 static（可测性 + 模块状态归一）。§5.1 文件表与 §10 步骤表登记；§7.2 S1 优先级降低（位图逻辑已由 U1 覆盖） | diff --git a/docs/待处理内容.md b/docs/待处理内容.md index 187a808f..17a1a50e 100644 --- a/docs/待处理内容.md +++ b/docs/待处理内容.md @@ -34,4 +34,5 @@ | N-03a | `configASSERT(x)` = `taskDISABLE_INTERRUPTS(); for(;;);`（`Inc/FreeRTOSConfig.h`）→ 断言时无任何输出 | ✅ **已修（2026-09-29）**：改为 `vApplicationAssertFailed(__FILE__, __LINE__)`，打印文件名+行号后主动复位（`Src/freertos.c`）；宏已迁入 `USER CODE BEGIN 1` 区防重生成丢失 | 同上 N-03b | | N-03b | 启动段（`app_main_init` + `defaultTask` bring-up）在新方案下**无看门狗保护** | 显式代价（未变）：`看门狗设计说明.md` §4.5 决策 C + §9 R1；该段死机表现为"无输出 + LED 不闪" | 同上 N-03c | | N-03c | **CubeMX 重生成会覆盖 `USER CODE` 标记区之外的定制** | ⚠️ **2026-09-29 两次重生成实测确认**：首次覆盖 4 处、第二次覆盖 5 处（P0 `Src/iwdg.c` 自动启动、P1 `HardFault_Handler` 打回空死循环、P1 `FreeRTOSConfig.h` 两个加固宏被删、P2 `freertos.c` 中文注释）。✅ **已建立自动检出**：`scripts/check_cubemx_survival.py`（18 项清单 + 哈希基线，已挂 pre-commit）——第二次实测**准确检出全部 5 处**。⚠️ 关键发现：CubeMX **换了一代中断模板**，"生成区外的自造标记区"同样不被保留（详见设计文档 §10.1）。**今后每次重生成后跑一次该脚本即可** | 本次实施记录 | +| N-03e | 判定状态机**缺主机侧纯逻辑回归**（改动后只能靠真机/模拟器才发现回归） | ✅ **已落地（2026-10-01）**：硬件访问收敛到薄平台层（`App/util/task_watchdog.h` 末段声明 3 个 `__weak` 钩子），新建 `test/host/watchdog/` 单元测试（39 用例，`#include` 生产源码 + 强符号覆盖钩子），挂 pre-commit `watchdog-unit-test` 钩子。MCU 端行为零变化（`@build` 0/0）。新增测试分层 **L0.5** | 见 [`测试说明/看门狗单元测试说明.md`](测试说明/看门狗单元测试说明.md) | | N-03d | 3 个次要 Fault（`MemManage`/`BusFault`/`UsageFault`）为空 `while(1)`，死机静默 | ✅ **已修（2026-09-29）**：升级为与 `HardFault` 同一套崩溃采集（手工 `__asm` Handler → per-fault C 入口 → `hard_fault_report(tag, frame)`，日志打 `[ERR] MEMFAULT/BUSFAULT/USAGEFAULT + 全量现场`）；新增 `fault_handler_enable()` 使能 `SHCSR` 后三者（默认只开 HardFault，否则故障被升级、看不出根因），在 `app_main_init()` 第一行调用。**刻意不启用** `UNALIGN_TRP`/`DIV_0_TRP`（避免把普通 bug 升级成死机）。`@build` 0/0；审计 18 通过 / 1 警告 / 0 失败 | 见 [`子系统设计/看门狗设计说明.md`](子系统设计/看门狗设计说明.md) §10.2 | diff --git a/docs/测试说明/测试开发标准流程.md b/docs/测试说明/测试开发标准流程.md index 929bd6c4..53154cec 100644 --- a/docs/测试说明/测试开发标准流程.md +++ b/docs/测试说明/测试开发标准流程.md @@ -25,16 +25,23 @@ | 层 | 名称 | 载体 | 抓住什么 | |---|---|---|---| | L0 | 静态门禁 | pre-commit 钩子（cppcheck / 代码规范 / 乱码 / 空白 / gitlint）+ `@build` | 编码规范、静态缺陷、任何编译警告 | +| **L0.5** | **主机侧纯逻辑单测** | `test/host/<模块>/run_unit_test.py` + MSVC 离线编译真实源码（`#include` 纳入）+ 平台桩 | **纯逻辑模块的边界穷举**（节流窗口、计数阈值、整数回绕）——板端无法覆盖、无需硬件 | | L1 | 板端测试套件 | testTask + `test/board/test_config.h` 套件 | 驱动 / 协议功能（串口 `[PASS]/[FAIL]` + `=== ... PASSED` 汇总） | | L2 | 主机侧回归 | `@test` 串口日志标记 + LVGL 模拟器像素 / 池水位回归 | 启动序列、UI 渲染、LVGL 内存池水位 | | L3 | 人工目检 | 上机屏幕、PC 端交互工具 | 视觉内容、自动化无法覆盖的场景 | +> **L0.5 与 L2 的区别**：L2 的模拟器回归依赖 SDL / LVGL 与图形输出；L0.5 是**纯计算**单测 +> （无窗口、无硬件、秒级），专测"判定逻辑"。目前仅看门狗模块使用，见 +> [`看门狗单元测试说明.md`](看门狗单元测试说明.md)。适格对象：算法 / 状态机 / 协议编解码 / +> 参数校验等**无副作用**的模块。 + ### 1.1 门禁决策表（改动类型 → 必跑门禁） | 改动类型 | 必跑门禁 | |---|---| | 任何源码提交 | G0 pre-commit（提交时自动触发）+ G1 `@build` | | App / Drivers 功能代码（板端行为可观测） | G0 + G1 + G2 `@test`（模块标记） | +| **有 L0.5 单测的模块（如看门狗）** | G0（含该模块单测钩子，自动）+ G1 `@build`（+ 台架项另按需 G2） | | UI（菜单 / 内容页 / 字体 / 样式 / 几何） | G0 + G1 + G2 + G3 ui-verify 五步 | | UI 新增中文文案 | 另需 font-regen（字体重生成 + 回归），**先于提交** | | `test/` 套件或 PC 端工具代码 | G1 + G2（套件标题标记 / 工具自测） | @@ -187,11 +194,31 @@ static void phaseN_run(void) { | Python 串口助手（serial_tool） | `tools/serial_tool/serial_tool.py`（.venv + pyserial） | 常驻 daemon + 薄 CLI：列端口 / 开关 / 收发 / 全量日志 / wait-idle | | `test/host/run_boot_test.py` | `test/host/` | 一键闭环：采集 → 烧录 → 提取日志 → 校验 | | `test/host/verify_log.py` | `test/host/` | 日志标记校验（Required / Forbidden → PASS / FAIL） | +| **`test/host/watchdog/run_unit_test.py`** | `test/host/watchdog/` | **L0.5 主机侧单测**：MSVC 离线编译真实 `task_watchdog.c` + 可观测桩，穷举判定状态机（零硬件、秒级） | | `.opencode/serial_config.json` | 仓库 | **串口端口单一配置源**（当前 COM6 / 115200）；换端口只改这个文件 | | `test/host/ftp_*.py`（4 个）/ `ch395f_socket_test.py` / `time_sync_server.py` | `test/host/` | PC 端交互测试工具（FTP 客户端 / socket 回显 / 对时推送） | | `simulator/tests/*.py`（4 个） | `simulator/tests/` | LVGL 模拟器回归脚本（见 §5） | -### 4.2 新工具约定 +### 4.2 L0.5 主机侧单元测试（纯逻辑，无硬件） + +**适用对象**：**无副作用**的纯逻辑模块——算法、状态机、协议编解码、参数校验等 +（例：看门狗的位图判定 / 掩码 / 计数阈值 / 整数回绕）。 + +**做法**（以看门狗为范式，见 [`看门狗单元测试说明.md`](看门狗单元测试说明.md)）： + +1. 模块的**硬件访问**收敛到薄平台层（`__weak` 钩子或后端函数）——参照 + `App/cfg/cfg_file_store.h` 的"共享核心 + 平台后端"； +2. 测试单元 `#include` **生产源文件**（保证测的是真代码，非副本），用桩替换平台层； +3. 用 MSVC 离线编译运行（`run_unit_test.py` 自动探测工具链）； +4. 挂 pre-commit 钩子，被改动时自动跑（**只 commit 不烧录**，秒级）。 + +**约束**： + +- 平台层的抽取必须**零行为变化、零额外开销**（MCU 端默认实现即原逻辑；`@build` 须 0/0）； +- 测试专用钩子（如静态态复位）用 `#ifdef <模块>_UNIT_TEST` 守卫，MCU 构建不编入（零符号）； +- 单测**不能替代**板端验证：真机寄存器 / 复位原因 / 时序仍须 L1/L2 台架闭环。 + +### 4.3 新工具约定 - **test/ 自动化脚本为纯 Python 标准库**（2026-09-20 由 PowerShell 迁移：绕开控制台代码页/执行策略陷阱，全部 I/O 显式 UTF-8/字节级处理；`requirements.txt` 仍须纯 ASCII——pip 按 GBK 代码页解码）； - **Python 统一用仓库 `.venv`**；第三方依赖必须进 `requirements.txt`（纯 ASCII）； diff --git a/docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md b/docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md new file mode 100644 index 00000000..20a89c69 --- /dev/null +++ b/docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md @@ -0,0 +1,178 @@ +# 看门狗单元测试说明（主机侧） + +> **模块**：Task Watchdog（IWDG + 任务心跳位图，`App/util/task_watchdog.c`） +> **测试类型**：**主机侧纯逻辑单元测试**（L0.5 层，见 §1.5）——在 PC 上离线验证 +> 判定状态机，零硬件、零烧录、秒级、不占 MCU 的 RAM。 +> **状态**：✅ 已落地（39 用例，`@build` 0/0，已挂 pre-commit 钩子） +> **日期**：2026-10-01 +> **关联文档**： +> [`../子系统设计/看门狗设计说明.md`](../子系统设计/看门狗设计说明.md)（被测行为的设计依据）、 +> [`测试开发标准流程.md`](测试开发标准流程.md)（测试分层与门禁总览）、 +> [`测试文档模板规范.md`](测试文档模板规范.md)（本文命名规范） + +--- + +## 1. 概述 + +### 1.1 为什么单独做主机侧单测 + +`task_watchdog.c` 分两半： + +| 半边 | 内容 | 可测性 | +|---|---|---| +| **判定状态机**（被测） | 位图取走清零、必需掩码比较、`miss_streak` 累计（容忍 8 次）、100 ms 抽样节流、tick 回绕安全 | 纯逻辑，与硬件无关 → **可在 PC 上位穷举** | +| **硬件副作用** | `IWDG->KR` 写（喂狗 / 启动）、`HAL_GetTick()` | 需真机或桩 | + +板端套件（`test/board/`）只能"在真机上完整跑一遍"，**无法穷举边界**——例如： + +- 节流窗口边界 99 ms / 100 ms / 199 ms / 200 ms 的分野； +- 连续缺席第 7 次 / 第 8 次 / 第 9 次的行为差异（停喂触发点）； +- `HAL_GetTick()` 跨越 2^32 回绕后是否仍正确节流。 + +这些用主机侧单测一次性钉死，且**不占 MCU 的 RAM**（本项目 RAM 已 95%，见 +`docs/内存管理/`）。设计上参照项目既有的"共享核心 + 平台后端"做法 +（`App/cfg/cfg_file_store.h`：MCU 端 `cfg_file_store_mcu.c` / 模拟器端 +`cfg_file_store_sim.c`）。 + +### 1.2 被测对象与桩 + +被测源文件以 **`#include` 原样纳入**测试单元，保证测的是**生产代码**而非副本： + +``` +test/host/watchdog/watchdog_test.c + ├── #include "main.h" → stub/main.h （HAL_GetTick 声明） + ├── #include "iwdg.h" → stub/iwdg.h （IWDG_TypeDef + IWDG 外部声明） + ├── #include "dbg_log.h" → stub/dbg_log.h （DBG_* 映射 + 错误计数） + └── #include "task_watchdog.c" ← 生产源文件（App/util/），原样纳入 +``` + +三个**平台钩子**（声明在 `App/util/task_watchdog.h` 末段"平台后端（内部）"）在主机侧被替换为可观测桩： + +| 钩子 | MCU 默认实现（`__weak`） | 主机侧桩 | +|---|---|---| +| `wd_platform_feed()` | `IWDG->KR = 0x0000AAAAu` | 计数 `s_feed_count++` + 写影子寄存器 | +| `wd_platform_start()` | `IWDG->KR = 0x0000CCCCu` | 计数 `s_start_count++` + 写影子寄存器 | +| `wd_platform_tick_ms()` | `HAL_GetTick()` | 返回单测可控的 `s_tick` | + +> **生产端零增量**：三个钩子在 MCU 构建下就是原来的寄存器写 / HAL 调用，行为逐字一致， +> 无额外分支、无额外符号（`@build` 0/0 已验）。平台默认实现由 +> `#ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST` 守卫；测试专用复位 `task_wd_test_reset()` +> 仅在主机侧编译（MCU 构建零代码、零符号）。 + +### 1.3 测试环境 + +| 依赖 | 版本 / 说明 | +|---|---| +| 编译器 | 本机 MSVC（VS2019 BuildTools 14.29 / VS2022 任一），由 `run_unit_test.py` 自动探测 | +| Python | 仓库 `.venv` 或任意 python3（**纯标准库**） | +| 硬件 | 无（不需要开发板 / 串口 / ST-LINK） | + +> **为何不调 `vcvars64.bat`**：它内部调用 `reg.exe` 探测环境，本机安全策略禁止 +> `reg.exe`。`run_unit_test.py` 因此**直接拼 `INCLUDE`/`LIB` 环境变量**并用绝对 +> 路径调 `cl.exe`（只需 MSVC 版本目录 + Windows SDK 的 include/lib），无副作用、可重复。 + +### 1.4 运行方式 + +```powershell +# 仓库根目录（统一用 .venv） +& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/watchdog/run_unit_test.py +``` + +退出码：`0`=PASS / `1`=测试失败 / `2`=环境错误（找不到编译器 / 编译失败）。 + +### 1.5 回归接入 + +| 项 | 说明 | +|---|---| +| **触发范围** | `App/util/task_watchdog.c` / `task_watchdog.h`，或 `test/host/watchdog/**` 变动 | +| **门禁层级** | **L0.5 层**（介于 L0 静态门禁与 L1 板端套件之间）：主机侧、秒级、纯逻辑，比板端套件便宜、比静态检查更强 | +| **pre-commit 钩子** | `watchdog-unit-test`（本地钩子，`.pre-commit-config.yaml` §7） | +| **汇总行** | `=== Task Watchdog Tests: N/N PASSED (failed=0) ===` | +| **与板端测试的关系** | 互补：本单测保证**判定逻辑**正确；板端 `@test` 故障注入（`docs/待处理内容.md` N-03 V2/V4）保证**真机复位链路**正确 | + +--- + +## 2. 测试用例 + +> 命名 `TC-WD-NNN`（WD = Watchdog）。全部在 `watchdog_test.c` 内，主机侧运行。 + +| 用例 | 断言 | 验证的设计点 | +|---|---|---| +| **TC-WD-001** | 未启动时 `poll` 不喂狗、`is_armed()==0` | 启动前不判定（`s_started` 门卫） | +| **TC-WD-016** | 未启动时即使全员置位也不喂、不更新 `last_mask` | 同上（位图无关） | +| **TC-WD-014** | 重复 `task_wd_start()` 只启动 IWDG 一次 | 启动幂等（IWDG 不可逆，重复启动无意义） | +| **TC-WD-015** | `start` 内部先喂一次（`feed_count==1`） | 首个抽样窗口从启动时刻起算，避免启动即超时 | +| **TC-WD-002** | 50 ms 内 `poll` 不喂；累计 100 ms 喂 1 次 | 100 ms 抽样节流 | +| **TC-WD-003** | 全员置位 → 喂狗 1 次；`last_mask==0x37` | 全员到位判定 + 掩码取值 | +| **TC-WD-004** | 不重新置位则第二轮不喂 | **取走清零**语义（旧位不残留） | +| **TC-WD-005** | 缺 UI（bit4）→ 不喂；`last_mask` 精确记录缺失位 | 必需掩码比较 + 缺失定位 | +| **TC-WD-006** | 连续 1..7 次缺席不报；**第 8 次**打 `[WD] task stall`；缺席期间不喂 | `WD_MISS_TOLERANCE=8`（800 ms）停喂触发点 | +| **TC-WD-007** | 停喂后**每 100 ms 复报**一条 stall（现状行为） | 见 §4 已知行为（"最后遗言"持续到复位） | +| **TC-WD-008** | 恢复全员到位 → 立即喂狗 + `streak` 归零 | 停顿可恢复（非锁死状态机） | +| **TC-WD-009** | 99 ms 不判 / 100 ms 判 / 再 99 ms 不判 / 累计 100 ms 判 | 节流窗口**边界**（易错点） | +| **TC-WD-010** | `tick` 跨 2^32 回绕后 100 ms 仍正确判 | 无符号差比较（回绕安全） | +| **TC-WD-011** | `is_armed`/`last_mask`/`miss_count` 语义 | 观测接口正确性 | +| **TC-WD-013** | 非法任务 ID（`>= TASK_WD_ID_MAX`）被忽略，不污染位图 | 防位图越界（`task_wd_beat` 的守卫） | + +**当前结果**：39/39 PASSED（`failed=0`）。 + +--- + +## 3. 如何扩展用例 + +1. 在 `watchdog_test.c` 加一个 `static void tc_0NN_xxx(void)`； +2. 用 `fresh()` 开头（复位模块静态态 + 清观测计数 + 时钟归零）； +3. 用 `start_and_clear()` 启动（并清掉 `start` 自身那一次喂狗）； +4. `beat_all()` / `task_wd_beat(...)` 置位，`poll_advance(ms)` 推进时间并抽样； +5. `CHECK(cond, "描述")` 断言； +6. 在 `main()` 里 `fresh(); tc_0NN_xxx();` 注册。 + +> ⚠ **别忘 `fresh()`**：`task_wd_poll` 的节流基准 `s_last_tick` 与位图 / 计数都是模块 +> 静态态，跨用例不隔离会导致假失败（本项目开发时即踩到，见 §4）。 + +--- + +## 4. 已知行为与可优化点 + +### 4.1 stall 日志在停喂后复报（TC-WD-007，现状） + +实现（`task_watchdog.c`）： + +```c +if (s_miss_streak < WD_MISS_TOLERANCE) { s_miss_streak++; } +if (s_miss_streak >= WD_MISS_TOLERANCE) { DBG_ERROR("[WD] task stall: ..."); } +``` + +`streak` 封顶 8 后，判定条件 `streak >= 8` 在**后续每轮**仍成立 → 每 100 ms 复报一条， +直到 IWDG 约 900 ms 后复位（约 9 条/停顿周期）。 + +**评估**：这是**刻意的"最后遗言"**——复位前日志窗口内信息不丢。代价是日志冗余。 +若改为"每停顿周期仅报一次"，需加一个 `s_stall_reported` 标志（在 `streak` 归零时清除）。 +**当前保留现状**（单测按现状断言，行为变更须同步改 TC-WD-007 与本文）。 + +### 4.2 测试隔离依赖 `task_wd_test_reset()` + +`task_wd_poll` 的节流基准 `s_last_tick` 曾是**函数内 `static`**，`task_wd_test_reset()` +够不到它 → 跨用例基线残留 → 假失败。已改为**文件静态**并纳入复位。 +（这同时是更好的生产设计：模块状态应归于模块。） + +--- + +## 5. 与板端验证的分工 + +| 层 | 覆盖 | 状态 | +|---|---|---| +| **本单测（L0.5）** | 判定状态机全部逻辑分支与边界 | ✅ 已落地 | +| 板端故障注入（L1/L2） | 真机：单任务卡死 → 停喂 → IWDG 真复位 → `RCC_CSR` 记 `IWDGRSTF` | ⏳ 待台架（`docs/待处理内容.md` N-03 V2/V4） | +| 长跑（L2） | ≥30 min 无假复位（`miss_count` 稳定） | ⏳ 待台架（N-03 V5） | + +> 本单测**不能**替代板端验证：IWDG 实际溢出时间、LSI 频率漂移、`SHCSR`/复位原因 +> 寄存器的真机行为，仍需 `@test` 台架闭环确认。 + +--- + +## 变更记录 + +| 日期 | 变更 | +|---|---| +| 2026-10-01 | 创建：看门狗判定状态机主机侧单元测试（39 用例）+ 平台层抽取（`task_watchdog.h` 末段三个 `__weak` 钩子）+ pre-commit 钩子 `watchdog-unit-test`；记录两处已知行为（stall 复报、测试隔离） | diff --git a/test/host/README.md b/test/host/README.md index 791fd626..01b51f6c 100644 --- a/test/host/README.md +++ b/test/host/README.md @@ -30,11 +30,24 @@ | `latency_peer.py` | 链路时延测试的 PC 对端（peer） | | `time_sync_server.py` | 时间同步推送服务（对时源） | +### 主机侧单元测试（纯逻辑，无硬件） + +| 脚本 | 作用 | +|---|---| +| `watchdog/run_unit_test.py` | **看门狗判定状态机单测**：用 MSVC 离线编译真实 `App/util/task_watchdog.c`（可观测桩驱动），39 用例穷举边界。零硬件、秒级（退出码 0=PASS/1=FAIL/2=环境错误） | +| `watchdog/watchdog_test.c` | 测试单元本体（`#include` 生产源码 + 平台钩子桩） | +| `watchdog/stub/` | 桩头文件（`main.h`/`iwdg.h`/`dbg_log.h`），覆盖 MCU 版以在 PC 上编译 | + +> 详见 `docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md`。已挂 pre-commit 钩子 `watchdog-unit-test`。 + ## 运行方式 ```bash -# @test 一键闭环（推荐） +# @test 一键闭环（推荐，需真机） & '.venv\Scripts\python.exe' test/host/run_boot_test.py + +# 看门狗判定状态机单测（纯逻辑，无需真机） +& '.venv\Scripts\python.exe' test/host/watchdog/run_unit_test.py ``` > 串口端口配置在 `.opencode/serial_config.json`（单一配置源，当前 COM6/115200）。 @@ -42,11 +55,14 @@ ## ⚠️ 注意 - **PYTHONPATH/路径敏感**：脚本按仓库根相对路径读写，**从仓库根执行** -- 本目录**被 pre-commit 门禁排除** +- 本目录**被 pre-commit 门禁的 cppcheck / 代码规范排除**（`test/` 豁免）； + 但 `watchdog/run_unit_test.py` 自身**作为独立钩子**参与门禁（见上） - 台架探针族（TCP 复连 / FTP 中止等）在 `MDK-ARM/*.py`，与本目录分工不同 +- `watchdog/` 单测需要本机装有 MSVC（VS2019/2022 的 C++ 工具链）；无则脚本报环境错误（退出码 2） ## 相关文档 - `docs/测试说明/自动化测试流程.md` — `@test` 细节与失败模式 - `docs/测试说明/测试开发标准流程.md` — 测试分层与门禁 +- `docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md` — 主机侧单测（用例 / 平台层 / 扩展方法） - `docs/测试说明/CH395F_Test_Guide.md`、`FTP_Test_Guide.md` diff --git a/test/host/watchdog/run_unit_test.py b/test/host/watchdog/run_unit_test.py new file mode 100644 index 00000000..526c5033 --- /dev/null +++ b/test/host/watchdog/run_unit_test.py @@ -0,0 +1,170 @@ +#!/usr/bin/env python3 +# -*- coding: utf-8 -*- +"""看门狗判定状态机的主机侧单元测试运行器（纯标准库）。 + +做什么： + 用本机 MSVC 编译 test/host/watchdog/watchdog_test.c（它以 #include 纳入 + **生产源文件** App/util/task_watchdog.c），在 PC 上离线跑完整判定状态机， + 失败即非 0 退出。零硬件、零烧录、毫秒级。 + +为什么要主机侧单测（而不是只用板端套件）： + task_watchdog.c 的判定逻辑（位图取走清零 / 掩码 / miss_streak 累计 / 节流） + 是纯逻辑，与硬件无关；板端套件只能"在真机上跑一遍"，无法穷举边界（节流窗口 + 99/100ms、tick 回绕、连续 8 次缺席的第 8/9 次分界）。主机侧单测把这些一次性 + 钉死，且不占 MCU 的 RAM（项目 RAM 已 95%）。 + +实现要点（为何不用 vcvars64.bat）： + vcvars64.bat 内部调用 reg.exe 探测环境；本机策略禁止 reg.exe。故这里**直接 + 拼 INCLUDE/LIB 环境变量**并绝对路径调用 cl.exe——只需 3 个已知目录 + （MSVC 版本 / Windows SDK include / SDK lib），无副作用、可重复。 + +用法（仓库根目录）： + python test/host/watchdog/run_unit_test.py + 或统一用 .venv： & '.venv\\Scripts\\python.exe' test/host/watchdog/run_unit_test.py + +退出码：0=PASS / 1=测试失败 / 2=环境错误（找不到编译器 / 编译失败）。 + +设计依据：docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md +创建日期：2026-10-01 +""" +import glob +import os +import subprocess +import sys +import tempfile + +# ----------------------------- 路径 ----------------------------- +HERE = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) +ROOT = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname(HERE))) +STUB = os.path.join(HERE, "stub") +SRC = os.path.join(HERE, "watchdog_test.c") +APP_UTIL = os.path.join(ROOT, "App", "util") # task_watchdog.c 所在目录 + +VS_ROOTS = [ + r"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\BuildTools", + r"C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\BuildTools", + r"C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community", + r"C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Professional", +] +SDK_ROOTS = [r"C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10"] + + +def _first(pattern): + hits = sorted(glob.glob(pattern)) + return hits[-1] if hits else None + + +def _decode(b): + """把 subprocess 字节输出解码为字符串：本机 MSVC 输出为 GBK（代码页 936）， + 测试程序自身输出为 UTF-8；按 UTF-8 优先、失败回退 GBK 处理。""" + if isinstance(b, str): + return b + try: + return b.decode("utf-8") + except UnicodeDecodeError: + return b.decode("gbk", errors="replace") + + +def locate_toolchain(): + """返回 (cl.exe, include_dirs, lib_dirs)；找不到返回 (None, [], [])。""" + cl = None + for vs in VS_ROOTS: + c = _first(os.path.join(vs, r"VC\Tools\MSVC\*\bin\Hostx64\x64\cl.exe")) + if c: + cl = c + break + if not cl: + return None, [], [] + + msvc_ver_dir = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname(cl)))) + # cl.exe = \VC\Tools\MSVC\\bin\Hostx64\x64\cl.exe + msvc_ver_dir = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname( + os.path.dirname(cl)))) # -> ...\MSVC\ + inc = [ + os.path.join(msvc_ver_dir, "include"), + ] + lib = [ + os.path.join(msvc_ver_dir, "lib", "x64"), + ] + + for sdk in SDK_ROOTS: + sdk_inc = _first(os.path.join(sdk, r"Include\*")) + sdk_lib = _first(os.path.join(sdk, r"Lib\*")) + if sdk_inc: + inc += [ + os.path.join(sdk_inc, "ucrt"), + os.path.join(sdk_inc, "shared"), + os.path.join(sdk_inc, "um"), + ] + if sdk_lib: + lib += [ + os.path.join(sdk_lib, "ucrt", "x64"), + os.path.join(sdk_lib, "um", "x64"), + ] + return cl, inc, lib + + +def main(): + cl, inc, lib = locate_toolchain() + if not cl: + print("[ENV] 找不到 MSVC cl.exe（需要 VS2019/2022 的 C++ 工具链）", + file=sys.stderr) + return 2 + + tmp = tempfile.gettempdir() + objdir = os.path.join(tmp, "wd_test_obj") + os.makedirs(objdir, exist_ok=True) + exe = os.path.join(tmp, "watchdog_unit_test.exe") + + env = dict(os.environ) + env["INCLUDE"] = os.pathsep.join(inc) + env["LIB"] = os.pathsep.join(lib) + env["PATH"] = os.path.dirname(cl) + os.pathsep + env.get("PATH", "") + + cmd = [ + cl, "/nologo", "/W4", "/std:c11", "/utf-8", + # C4819（"源代码包含不能在当前代码页中表示的字符"）是**纯编码诊断**： + # 本文件确为 UTF-8（带 BOM，已核验），且已显式传 /utf-8，字节解码无误、 + # 编译产物正确。但在"只设 INCLUDE/LIB、不调 vcvars"的调用方式下， + # MSVC 的代码页探测会退化为 `代码页(0)` → 恒定误报 10 条。 + # 该文件仅主机侧编译（ARMCC 从不编译 test/），故显式屏蔽，保持门禁输出干净。 + "/wd4819", + "/I", STUB, # stub 头优先于真实头（覆盖 main.h/iwdg.h/dbg_log.h） + "/I", APP_UTIL, # task_watchdog.c / task_watchdog.h + "/I", HERE, # （保留）本目录 + SRC, + "/Fe:" + exe, + "/Fo:" + objdir + os.sep, + ] + + print("=== 编译并运行看门狗单元测试 ===") + cp = subprocess.run(cmd, env=env, capture_output=True) + cout = _decode(cp.stdout) + cerr = _decode(cp.stderr) + if cout: + sys.stdout.write(cout) + if cerr: + sys.stderr.write(cerr) + if cp.returncode != 0: + print("[ENV] 编译失败", file=sys.stderr) + return 2 + + run = subprocess.run([exe], env=env, capture_output=True) + out = _decode(run.stdout) + sys.stdout.write(out) + errout = _decode(run.stderr) + if errout: + sys.stderr.write(errout) + + if "=== Task Watchdog Tests:" not in out: + print("[ENV] 未产生测试汇总行", file=sys.stderr) + return 2 + if run.returncode == 0: + print("[OK] 单元测试全部通过") + return 0 + print("[FAIL] 有测试用例未通过", file=sys.stderr) + return 1 + + +if __name__ == "__main__": + sys.exit(main()) diff --git a/test/host/watchdog/stub/dbg_log.h b/test/host/watchdog/stub/dbg_log.h new file mode 100644 index 00000000..bf1ea919 --- /dev/null +++ b/test/host/watchdog/stub/dbg_log.h @@ -0,0 +1,27 @@ +/* + * 主机侧单测桩：dbg_log.h + * 模块功能：为 task_watchdog.c 提供主机可编译的日志宏（映射到 printf / 计数）。 + * + * ⚠ 仅供 test/host/watchdog/ 使用，不参与 MCU 构建。 + * + * 与 simulator/dbg_log.h 同思路：MCU 版依赖 sys_clock（RTC 时间戳）与 USART， + * 主机侧替换为 printf，并把 DBG_ERROR 计入计数器供单测断言（"停喂时是否打了 + * [WD] task stall" 是可观测行为的一部分）。 + * + * 创建日期：2026-10-01 + */ + +#ifndef DBG_LOG_H +#define DBG_LOG_H + +#include + +/* 测试期望的"最后遗言"计数（在 watchdog_test.c 实现，单测断言其增量） */ +extern int g_wdtest_err_count; + +/* 断言：停喂时应恰好出现若干条 DBG_ERROR（[WD] task stall） */ +#define DBG_INFO(fmt, ...) do { } while (0) +#define DBG_DEBUG(fmt, ...) do { } while (0) +#define DBG_ERROR(fmt, ...) do { g_wdtest_err_count++; } while (0) + +#endif /* DBG_LOG_H */ diff --git a/test/host/watchdog/stub/iwdg.h b/test/host/watchdog/stub/iwdg.h new file mode 100644 index 00000000..424de74a --- /dev/null +++ b/test/host/watchdog/stub/iwdg.h @@ -0,0 +1,34 @@ +/* + * 主机侧单测桩：iwdg.h + * 模块功能：为 task_watchdog.c 提供主机可编译、可观测的 IWDG 模型。 + * + * ⚠ 仅供 test/host/watchdog/ 使用，不参与 MCU 构建。 + * + * 说明：真实代码写 `IWDG->KR = 0xAAAAu;`（重装/喂狗）与 0xCCCC（启动）。 + * 本桩把 IWDG 指向 watchdog_test.c 中的影子对象，写入落到普通内存； + * 单测通过平台钩子（wd_platform_feed/start）计次观测，无需读寄存器。 + * + * 创建日期：2026-10-01 + */ + +#ifndef IWDG_H +#define IWDG_H + +#include + +#ifdef __cplusplus +extern "C" { +#endif + +/* 与真实芯粒同名的结构（本模块仅用到 KR） */ +typedef struct { + volatile uint32_t KR; +} IWDG_TypeDef; + +extern IWDG_TypeDef *IWDG; + +#ifdef __cplusplus +} +#endif + +#endif /* IWDG_H */ diff --git a/test/host/watchdog/stub/main.h b/test/host/watchdog/stub/main.h new file mode 100644 index 00000000..8da1a0db --- /dev/null +++ b/test/host/watchdog/stub/main.h @@ -0,0 +1,28 @@ +/* + * 主机侧单测桩：main.h + * 模块功能：为 task_watchdog.c 提供主机可编译的最小替代，仅需 HAL_GetTick() 声明。 + * + * ⚠ 仅供 test/host/watchdog/ 使用，不参与 MCU 构建。 + * MCU 构建走真实 Inc/main.h（含 stm32f4xx_hal.h）；本文件因 include 路径 + * 优先级被优先命中（见 run 脚本 -I 顺序）。 + * + * 创建日期：2026-10-01 + */ + +#ifndef __MAIN_H +#define __MAIN_H + +#include + +#ifdef __cplusplus +extern "C" { +#endif + +/* HAL 毫秒时基（MCU 端 = TIM7 中断累加；主机侧由桩提供可控时钟） */ +uint32_t HAL_GetTick(void); + +#ifdef __cplusplus +} +#endif + +#endif /* __MAIN_H */ diff --git a/test/host/watchdog/watchdog_test.c b/test/host/watchdog/watchdog_test.c new file mode 100644 index 00000000..157bde7e --- /dev/null +++ b/test/host/watchdog/watchdog_test.c @@ -0,0 +1,313 @@ +/* + * 模块名称：Task Watchdog 主机侧单元测试 + * 模块功能：在 PC 上对 App/util/task_watchdog.c 的**判定状态机**做穷举验证。 + * + * 被测对象：真实源文件 ../App/util/task_watchdog.c（以 #include 原样纳入， + * 保证测的是生产代码而非副本）。硬件访问由本文件提供的三个强符号 + * 平台钩子（wd_platform_feed/start/tick_ms）替换为可观测桩。 + * + * 隔离：每个用例前调用 task_wd_test_reset()（生产文件中由 + * TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 守卫的测试专用复位，MCU 构建零开销） + * 把模块静态态恢复到"刚上电"。 + * + * 覆盖点（对应 docs/测试说明/看门狗单元测试说明.md 的 TC-WD-xxx）： + * TC-WD-001 未启动时 poll 不做任何判定（也不喂狗） + * TC-WD-002 节流：< 100ms 的 poll 直接返回 + * TC-WD-003 全员到位置位 → 喂狗一次，且位图取走清零 + * TC-WD-004 取走清零语义：旧位不残留（下一轮必须重新置位） + * TC-WD-005 掩码判定：缺任一位不喂，last_mask 精确记录 + * TC-WD-006 连续 1..7 次缺席不喂不报；第 8 次打 [WD] task stall + * TC-WD-007 停喂后 stall 日志持续复报（现状行为，见用例内说明） + * TC-WD-008 恢复：重新全员到位 → 喂狗 + streak 归零 + * TC-WD-009 节流窗口边界 99/100/199/200 + * TC-WD-010 tick 回绕安全（无符号差） + * TC-WD-011 观测接口：last_mask / is_armed + * TC-WD-013 非法任务 ID 被忽略（防位图越界） + * TC-WD-014 start 幂等 + * + * 通过：全部 TC PASS（main 返回 0）。 + * 入口：int main(void)，返回 0=PASS / 1=FAIL（由 run 脚本判读）。 + * + * 创建日期：2026-10-01 + */ + +/* 打开生产文件里的测试专用复位钩子（MCU 构建不定义此宏） */ +#define TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 1 + +#include +#include + +/* + * 先纳入桩头文件，再纳入生产源码——保证 IWDG_TypeDef / HAL_GetTick 等 + * 类型与声明在使用前可见（生产源码内部是同名 include，走 include guard 不再重复）。 + * - stub/main.h → HAL_GetTick 声明 + * - stub/iwdg.h → IWDG_TypeDef + IWDG 外部声明 + * - stub/dbg_log.h→ DBG_* 映射与 g_wdtest_err_count + * + * 注意：生产源码里的三个 __weak 平台默认实现由 TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 守卫 + * 而不编入（避免与本文件桩重名），故主机侧无需处理 __weak 关键字。 + */ +#include "main.h" +#include "iwdg.h" +#include "dbg_log.h" + +/* ===================== 平台桩：时间与 IWDG ===================== */ + +/* 可控毫秒时钟（单测手动推进；真实 MCU 由 TIM7 累加） */ +static uint32_t s_tick = 0u; + +/* IWDG 影子寄存器：真实代码写 IWDG->KR = x，这里落到本对象 */ +static IWDG_TypeDef s_iwdg_shadow; +IWDG_TypeDef *IWDG = &s_iwdg_shadow; + +/* 喂狗 / 启动 计数（平台钩子观测） */ +static int s_feed_count = 0; +static int s_start_count = 0; + +/* DBG_ERROR 计数（停喂时应打 [WD] task stall） */ +int g_wdtest_err_count = 0; + +/* ---- 强符号覆盖：三个平台钩子（覆盖 task_watchdog.c 的 __weak 默认实现） ---- */ +void wd_platform_feed(void) { s_feed_count++; s_iwdg_shadow.KR = 0x0000AAAAu; } +void wd_platform_start(void) { s_start_count++; s_iwdg_shadow.KR = 0x0000CCCCu; } +uint32_t wd_platform_tick_ms(void) { return s_tick; } + +/* main.h 声明的 HAL 时基 */ +uint32_t HAL_GetTick(void) { return s_tick; } + +/* ===================== 测试框架（极简） ===================== */ +static int s_total = 0, s_passed = 0, s_failed = 0; + +#define CHECK(cond, name) do { \ + s_total++; \ + if (cond) { s_passed++; printf(" [PASS] %s\n", name); } \ + else { s_failed++; printf(" [FAIL] %s (line %d)\n", name, __LINE__); } \ +} while (0) + +/* ===================== 被测代码 ===================== */ +/* 原样纳入生产源文件（stub/ 里的 main.h / iwdg.h / dbg_log.h 生效） */ +#include "task_watchdog.c" + +/* ===================== 辅助 ===================== */ + +/* 每个用例前的干净起点：复位模块静态态 + 清空观测计数 + 时钟归零 */ +static void fresh(void) { + task_wd_test_reset(); + s_tick = 0u; + s_feed_count = 0; + s_start_count = 0; + g_wdtest_err_count = 0; + s_iwdg_shadow.KR = 0u; +} + +/* 推进时间并触发一次 poll */ +static void poll_advance(uint32_t ms) { + s_tick += ms; + task_wd_poll(); +} + +/* + * 启动并清空喂狗计数：task_wd_start() 内部会先喂一次（让首个抽样窗口从启动 + * 时刻起算，见生产代码注释），该次喂狗由 TC-WD-015 单独断言；其余用例只关心 + * "启动之后 poll 的喂狗行为"，故此处把计数归零。 + */ +static void start_and_clear(void) { + task_wd_start(); + s_feed_count = 0; +} + +/* 全员置位（默认必需掩码 0x37 = bit0|1|2|4|5） */ +static void beat_all(void) { + task_wd_beat(TASK_WD_DEFAULT); + task_wd_beat(TASK_WD_NET); + task_wd_beat(TASK_WD_FTP); + task_wd_beat(TASK_WD_UI); + task_wd_beat(TASK_WD_TIMESYNC); +} + +/* ===================== 用例 ===================== */ + +static void tc_001_not_armed(void) { + printf("TC-WD-001 未启动时 poll 不做判定\n"); + beat_all(); + poll_advance(1000); + CHECK(s_feed_count == 0, "未启动时 poll 不喂狗"); + CHECK(task_wd_is_armed() == 0, "is_armed == 0（未启动）"); +} + +static void tc_002_throttle(void) { + printf("TC-WD-002 节流：< 100ms 直接返回\n"); + start_and_clear(); + beat_all(); + poll_advance(50); /* 50ms < 100ms → 不抽样 */ + CHECK(s_feed_count == 0, "50ms 内 poll 不喂狗"); + poll_advance(50); /* 累计 100ms → 抽样 */ + CHECK(s_feed_count == 1, "累计 100ms 后喂狗 1 次"); +} + +static void tc_003_all_beat_feeds(void) { + printf("TC-WD-003 全员到位 → 喂狗一次\n"); + start_and_clear(); + beat_all(); + poll_advance(100); + CHECK(s_feed_count == 1, "全员到位喂狗 1 次"); + CHECK(task_wd_last_mask() == 0x37u, "last_mask == 0x37（bit0|1|2|4|5）"); +} + +static void tc_004_take_and_clear(void) { + printf("TC-WD-004 取走清零：旧位不残留\n"); + start_and_clear(); + beat_all(); + poll_advance(100); /* 消费位图并喂狗 */ + CHECK(s_feed_count == 1, "第一轮喂狗"); + poll_advance(100); /* 不重新置位 */ + CHECK(s_feed_count == 1, "未重新置位 → 第二轮不喂狗（位图已取走清零）"); +} + +static void tc_005_mask_required(void) { + printf("TC-WD-005 掩码判定：缺任一位不喂\n"); + start_and_clear(); + /* 故意缺 UI（bit4） */ + task_wd_beat(TASK_WD_DEFAULT); + task_wd_beat(TASK_WD_NET); + task_wd_beat(TASK_WD_FTP); + task_wd_beat(TASK_WD_TIMESYNC); + poll_advance(100); + CHECK(s_feed_count == 0, "缺 UI 位 → 不喂狗"); + CHECK(task_wd_last_mask() == (0x37u & ~(1u << TASK_WD_UI)), + "last_mask 精确记录缺失位"); +} + +static void tc_006_stall_8(void) { + printf("TC-WD-006 连续 8 次缺席 → 打 stall 并停喂\n"); + start_and_clear(); + beat_all(); poll_advance(100); /* streak 清零 */ + int err0 = g_wdtest_err_count; + for (int i = 1; i <= 7; i++) { + poll_advance(100); + CHECK(g_wdtest_err_count == err0, "第 1..7 次缺席不报 stall"); + } + poll_advance(100); /* 第 8 次 */ + CHECK(g_wdtest_err_count == err0 + 1, "第 8 次缺席打 [WD] task stall"); + CHECK(s_feed_count == 1, "全程仅在开始时喂过 1 次（缺席期间未喂）"); +} + +static void tc_007_stall_repeats_until_reset(void) { + printf("TC-WD-007 停喂后 stall 日志持续复报（当前设计：每 100ms 一条）\n"); + start_and_clear(); + for (int i = 0; i < 8; i++) poll_advance(100); /* 第 8 次触发 */ + int err8 = g_wdtest_err_count; + CHECK(err8 == 1, "第 8 次缺席后已报 1 条 stall"); + poll_advance(100); /* 第 9 次 */ + poll_advance(100); /* 第 10 次 */ + /* + * 当前实现：streak 封顶 8，但判定条件 `streak >= 8` 在后续每轮仍成立 + * → 每 100ms 复报一条（"最后遗言"持续到 IWDG ~900ms 后复位）。 + * 这是**刻意记录**的现状行为：它让复位前的日志窗口内信息不丢； + * 代价是日志冗余（约 9 条/停顿周期）。若改为"每停顿周期仅报一次"， + * 需加一个 s_stall_reported 标志，见文档"已知可优化点"。 + */ + CHECK(g_wdtest_err_count == err8 + 2, "停喂后每次抽样都复报 stall（现状）"); +} + +static void tc_008_recover(void) { + printf("TC-WD-008 恢复：重新全员到位 → 喂狗 + streak 归零\n"); + start_and_clear(); + for (int i = 0; i < 8; i++) poll_advance(100); /* 触发 stall */ + beat_all(); + poll_advance(100); + CHECK(s_feed_count == 1, "恢复后立即喂狗"); + int err0 = g_wdtest_err_count; + poll_advance(100); /* 再缺一次 */ + CHECK(g_wdtest_err_count == err0, "streak 已归零：单次缺席不报 stall"); +} + +static void tc_009_throttle_boundary(void) { + printf("TC-WD-009 节流窗口边界 99/100/199/200\n"); + start_and_clear(); + beat_all(); + poll_advance(99); CHECK(s_feed_count == 0, "99ms 不判"); + poll_advance(1); CHECK(s_feed_count == 1, "100ms 判（喂狗）"); + beat_all(); + poll_advance(99); CHECK(s_feed_count == 1, "再 99ms 不判"); + poll_advance(1); CHECK(s_feed_count == 2, "累计 100ms 判"); +} + +static void tc_010_tick_wrap(void) { + printf("TC-WD-010 tick 回绕安全\n"); + start_and_clear(); + s_tick = 0xFFFFFF00u; /* 推到接近 2^32 回绕 */ + task_wd_poll(); /* 建立基线（此处可能不判，取决节流） */ + beat_all(); + s_feed_count = 0; + poll_advance(0x100u); /* 跨越回绕：0xFFFFFF00 + 0x100 = 0 */ + CHECK(s_feed_count == 1, "回绕处 100ms 仍正确判（无符号差）"); +} + +static void tc_011_observers(void) { + printf("TC-WD-011 观测接口语义\n"); + start_and_clear(); + CHECK(task_wd_is_armed() == 1, "is_armed == 1（已启动）"); + beat_all(); + poll_advance(100); + CHECK(task_wd_last_mask() == 0x37u, "last_mask 反映最近一次抽样"); + CHECK(task_wd_miss_count() == 0u, "全程达标 → miss_count == 0"); +} + +static void tc_013_bad_id(void) { + printf("TC-WD-013 非法任务 ID 被忽略\n"); + start_and_clear(); + task_wd_beat((task_wd_id_t)(TASK_WD_ID_MAX + 3)); /* 非法：应被忽略 */ + poll_advance(100); + CHECK(s_feed_count == 0, "非法 ID 未污染位图（必需位全缺 → 不喂）"); + CHECK(task_wd_last_mask() == 0u, "位图保持 0（非法位未置）"); +} + +static void tc_014_start_idempotent(void) { + printf("TC-WD-014 start 幂等\n"); + task_wd_start(); + task_wd_start(); + CHECK(s_start_count == 1, "重复 start 只启动 IWDG 一次"); + CHECK(task_wd_is_armed() == 1, "is_armed == 1"); +} + +static void tc_015_start_feeds_once(void) { + printf("TC-WD-015 start 先喂一次（首个窗口从启动时刻起算）\n"); + task_wd_start(); + CHECK(s_start_count == 1, "start 启动 IWDG 一次"); + CHECK(s_feed_count == 1, "start 内部先喂狗一次（避免启动即超时）"); +} + +static void tc_016_stall_not_armed_no_feed(void) { + printf("TC-WD-016 未启动时即便全员到位也不喂\n"); + /* 未 start：poll 直接返回 */ + beat_all(); + poll_advance(500); + CHECK(s_feed_count == 0, "未启动 → 不喂狗（无论位图）"); + CHECK(task_wd_last_mask() == 0u, "未启动 → 不更新 last_mask"); +} + +int main(void) { + printf("=== Task Watchdog 主机侧单元测试 ===\n"); + printf("被测：App/util/task_watchdog.c（判定状态机）\n\n"); + + fresh(); tc_001_not_armed(); + fresh(); tc_016_stall_not_armed_no_feed(); + fresh(); tc_014_start_idempotent(); + fresh(); tc_015_start_feeds_once(); + fresh(); tc_002_throttle(); + fresh(); tc_003_all_beat_feeds(); + fresh(); tc_004_take_and_clear(); + fresh(); tc_005_mask_required(); + fresh(); tc_006_stall_8(); + fresh(); tc_007_stall_repeats_until_reset(); + fresh(); tc_008_recover(); + fresh(); tc_009_throttle_boundary(); + fresh(); tc_010_tick_wrap(); + fresh(); tc_011_observers(); + fresh(); tc_013_bad_id(); + + printf("\n=== Task Watchdog Tests: %d/%d PASSED (failed=%d) ===\n", + s_passed, s_total, s_failed); + return (s_failed == 0) ? 0 : 1; +}