实现独立看门狗：CubeMX 配置 IWDG + 任务心跳位图，恢复三处被覆盖定制
经 CubeMX 图形界面启用 IWDG（Prescaler=64 / Reload=1249，标称 2498ms /
最坏 1701ms），并落地心跳位图判定、各任务埋点、RCC_CSR 复位原因上报与
configASSERT 改造。重生成覆盖的既有定制已全部恢复。
P0（开机死循环）：HAL_IWDG_Init() 内部立即启动看门狗，而 CubeMX 把
MX_IWDG_Init() 插在 app_main_init() 之前——该段 NAND/RTC/ADC 初始化耗时
数秒无喂狗点，按 2.5s 超时必然复位。改 Src/iwdg.c 为只填参数不启动，
启动移交 task_wd_start()，由 defaultTask 在存储 bring-up 完成后调用。
恢复的三处定制（重生成覆盖）：
- Src/stm32f4xx_it.c：HardFault_Handler 崩溃现场采集被打回空 while(1)
- Inc/FreeRTOSConfig.h：栈溢出检测与堆失败钩子两个宏被整块删除
- Src/freertos.c：三处任务栈实测记录中文注释丢失（数值未丢）
新增：
- App/util/task_watchdog.{c,h}：心跳位图 + 抽样判定 + IWDG 延后启动
- time_sync.c 长等待切片：net_recv_to 单次可睡满 30s 预算，切成 200ms 片
- Src/main.c 复位原因锁存（读后即清 RMVF，防残留误判）
埋点：defaultTask（唯一喂狗者）/ netTask（含 PHY 等待循环）/ uiTask /
timeSyncTask。ftpTask 首期剔除掩码，待二期改 lftpd。
门禁：build 0 错误 0 警告；pre-commit 10 钩子全通过；Flash +2956B / RAM +40B。
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,201 @@
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/*
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* 模块名称：Task Watchdog（IWDG + 任务心跳位图）
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* 模块功能：把独立看门狗（IWDG）与"全部任务存活"绑定，使单任务死锁/饿死/
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* 断言挂死可自动复位恢复，而非人工断电。
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* 核心语义：喂狗 = "所有被监视任务都在抽样窗口内动过"。
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + FreeRTOS（CMSIS-RTOS V2）
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-09-29
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-09-29 王建锋 创建：心跳位图 + 抽样判定 + IWDG 延后启动
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*
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* 设计依据：docs/子系统设计/看门狗设计说明.md
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* - §3.1 为何不用"每任务各自喂狗"（那只检测全系统同时挂死）
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* - §3.3 为何用"单字位图 + 取走清零"（免临界区，天然原子）
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* - §4.3 超时与窗口的取值推导（含 LSI 偏快 47kHz 的最坏情况校验）
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* - §4.5 为何由 defaultTask 在 bring-up 完成后启动
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* - §5.3 为何"停喂"而不直接 NVIC_SystemReset（保留 IWDGRSTF 权威归因）
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*
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* ⚠ 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。
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*/
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#include "task_watchdog.h"
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#include "main.h" /* HAL_GetTick()（HAL 时基 = TIM7，1ms） */
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#include "iwdg.h" /* hiwdg 参数来源（CubeMX 生成，见 Src/iwdg.c） */
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#define DBG_TAG "[WD]"
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#include "dbg_log.h"
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/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
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/* 抽样周期：defaultTask 主循环为 50ms 基准，100ms 是其整数倍（见 §4.3） */
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#define WD_POLL_PERIOD_MS 100u
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/* 连续未达标容忍次数：8 × 100ms = 800ms。
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* 需容纳 NAND 擦写（最坏数百 ms）等长耗时操作，同时远小于 IWDG 最坏超时
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* 1701ms，保证"停喂后仍能复上电"（§4.3 的包含关系） */
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#define WD_MISS_TOLERANCE 8u
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/* IWDG 超时参数：PR=4 → 64 分频；RLR=1249
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* 标称 64 × 1249 / 32000 ≈ 2498 ms
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* 最坏 64 × 1249 / 47000 ≈ 1701 ms（LSI 偏快时超时变短，按最坏校核） */
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#define WD_IWDG_PRESCALER 4u
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#define WD_IWDG_RELOAD 1249u
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/* Private types -------------------------------------------------------------*/
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/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
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/* 心跳位图：各任务只置位，校验者"取走并清零"。
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* 单字读-改-写在 Cortex-M4 上天然原子，无需临界区（§3.3） */
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static volatile uint32_t s_hb_bits;
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static uint32_t s_miss_streak; /* 连续未达标轮数（达到容忍上限即停喂） */
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static uint32_t s_miss_total; /* 累计未达标轮数（观测用） */
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static uint32_t s_last_mask; /* 上次抽样到的位图（定位卡死任务用） */
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static uint32_t s_started; /* 1 = IWDG 已启动 */
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||||
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
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||||
static uint32_t wd_required_mask(void);
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||||
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
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||||
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||||
/*
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||||
* 函数功能：必需心跳位掩码（编译期按构建配置生成）
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* 入口参数：无
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* 返回值：本次构建要求"必须动过"的任务位集合
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* 限定条件：无
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* 函数说明：按 §4.1/§4.2 的设计，监视范围随构建配置变化：
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* - testTask 仅在启用测试套件时创建
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||||
* - netTask 在 ENABLE_HW_LAYER_TESTS 下入口即自挂起（不干活），
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* 不要求其心跳，否则该构建永不喂狗
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||||
* 注：ftpTask 当前统一纳入（其主循环为 lftpd 事件循环，需在
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||||
* lftpd 侧埋点；若某构建下 ftpTask 不创建，句柄检查兜底）。
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||||
*/
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||||
static uint32_t wd_required_mask(void) {
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||||
uint32_t m = (1u << (uint32_t)TASK_WD_DEFAULT)
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||||
| (1u << (uint32_t)TASK_WD_NET)
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||||
| (1u << (uint32_t)TASK_WD_FTP)
|
||||
| (1u << (uint32_t)TASK_WD_UI)
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||||
| (1u << (uint32_t)TASK_WD_TIMESYNC);
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||||
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||||
/* netTask 自挂起（CH395F 由 testTask 独占）：不要求心跳 */
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||||
#if defined(ENABLE_HW_LAYER_TESTS)
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||||
m &= ~(1u << (uint32_t)TASK_WD_NET);
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||||
#endif
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||||
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||||
return m;
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||||
}
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||||
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||||
/* Public functions ----------------------------------------------------------*/
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||||
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||||
/*
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* 函数功能：任务心跳置位
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* 入口参数：id - 任务 ID（见 task_watchdog.h）
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||||
* 返回值：无
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||||
* 限定条件：可在任意上下文调用（单字写，无内核对象依赖）
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||||
* 函数说明：各任务在自己的主循环里调用。仅 1~2 条指令。
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*/
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||||
void task_wd_beat(task_wd_id_t id) {
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||||
if ((uint32_t)id < (uint32_t)TASK_WD_ID_MAX) {
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||||
s_hb_bits |= (1u << (uint32_t)id);
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||||
}
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||||
}
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||||
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||||
/*
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||||
* 函数功能：启动 IWDG（延后启动，由 defaultTask 在 bring-up 完成后调用）
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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；须在 osKernelStart 之后（本函数只用 HAL/寄存器）
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||||
* 函数说明：MX_IWDG_Init() 已把参数填入全局 hiwdg（Prescaler/Reload 由 CubeMX
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* 在 Src/iwdg.c 生成区维护），但不启动（见该文件 IWDG_DEFER_START 注释）。
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||||
* 此处才真正写 IWDG_Key 启动——使"启动段不喂狗"成立（§4.5）。
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||||
* IWDG 一旦启动不可停，只能靠复位终止。
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*/
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void task_wd_start(void) {
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||||
if (s_started != 0u) {
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return;
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}
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s_started = 1u;
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||||
/* 启动前先喂一次：让首个抽样窗口从"启动时刻"起算，
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||||
* 而非从 MX_IWDG_Init 的时刻起算（避免启动后立即超时） */
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IWDG->KR = 0x0000AAAAu; /* 重装计数器（喂狗） */
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||||
IWDG->KR = 0x0000CCCCu; /* 启动看门狗 */
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||||
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||||
DBG_INFO("[WD] armed: timeout ~2498ms (worst ~1701ms), miss_tol=800ms");
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||||
}
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||||
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||||
/*
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||||
* 函数功能：心跳抽样与喂狗判定（defaultTask 主循环调用）
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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（唯一喂狗者）；内部节流到 100ms 一次
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* 函数说明：取走并清零位图 → 与必需掩码比较：
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* 全中 → 清零缺失计数并喂狗；
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||||
* 有缺 → 累计；连续达到 WD_MISS_TOLERANCE 次后**停止喂狗**，
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||||
* 让 IWDG 自然溢出复位（这样 RCC_CSR 记录的是权威的
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||||
* IWDGRSTF，而不是 NVIC_SystemReset 留下的 SFTRSTF —— §5.3）。
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*/
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void task_wd_poll(void) {
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||||
static uint32_t s_last_tick;
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||||
uint32_t now;
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||||
uint32_t snapshot;
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||||
if (s_started == 0u) {
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||||
return; /* 未启动：不做任何判定 */
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}
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now = HAL_GetTick();
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||||
if ((now - s_last_tick) < WD_POLL_PERIOD_MS) {
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return; /* 节流：非 100ms 边界直接返回 */
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||||
}
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||||
s_last_tick = now;
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||||
snapshot = s_hb_bits; /* 读 */
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||||
s_hb_bits = 0u; /* 清：语义 = "自上次抽样以来谁动过" */
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||||
s_last_mask = snapshot;
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||||
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||||
if (snapshot == wd_required_mask()) {
|
||||
s_miss_streak = 0u;
|
||||
IWDG->KR = 0x0000AAAAu; /* 全员健康：喂狗 */
|
||||
return;
|
||||
}
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||||
|
||||
/* 有任务缺席：累计（不喂狗） */
|
||||
s_miss_total++;
|
||||
if (s_miss_streak < WD_MISS_TOLERANCE) {
|
||||
s_miss_streak++;
|
||||
}
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||||
|
||||
if (s_miss_streak >= WD_MISS_TOLERANCE) {
|
||||
/* 连续 800ms 有任务未动过 → 已停喂 → 约 2.5s 后 IWDG 复位。
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||||
* 最后遗言走裸 UART（不依赖内核、不遍历指针、有界长度）。 */
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||||
DBG_ERROR("[WD] task stall: mask=0x%08X req=0x%08X miss=%lu",
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||||
(unsigned)snapshot,
|
||||
(unsigned)wd_required_mask(),
|
||||
(unsigned long)s_miss_total);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：读上次抽样到的位图（观测/自检用）
|
||||
*/
|
||||
uint32_t task_wd_last_mask(void) {
|
||||
return s_last_mask;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：读累计未达标轮数（观测/自检用）
|
||||
*/
|
||||
uint32_t task_wd_miss_count(void) {
|
||||
return s_miss_total;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：查询 IWDG 是否已启动（观测/自检用）
|
||||
*/
|
||||
uint32_t task_wd_is_armed(void) {
|
||||
return (s_started != 0u) ? 1u : 0u;
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,76 @@
|
||||
/*
|
||||
* 模块名称：Task Watchdog（IWDG + 任务心跳位图）
|
||||
* 模块功能：独立看门狗与"全部任务存活"绑定的对外接口
|
||||
* 适用平台：STM32F407ZGTx + FreeRTOS（CMSIS-RTOS V2）
|
||||
* 作者：王建锋
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||||
* 创建日期：2026-09-29
|
||||
* 修改记录：
|
||||
* v1.0 2026-09-29 王建锋 创建
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||||
*
|
||||
* 设计依据：docs/子系统设计/看门狗设计说明.md
|
||||
*/
|
||||
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||||
#ifndef TASK_WATCHDOG_H
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#define TASK_WATCHDOG_H
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||||
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||||
#include <stdint.h>
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||||
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||||
#ifdef __cplusplus
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||||
extern "C" {
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||||
#endif
|
||||
|
||||
/*
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||||
* 任务 ID（位序号 = 心跳位图上的位置，与必需掩码一一对应）
|
||||
* 顺序一旦确定不要插空/改动，掩码是编译期常量
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||||
*/
|
||||
typedef enum {
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||||
TASK_WD_DEFAULT = 0,
|
||||
TASK_WD_NET = 1,
|
||||
TASK_WD_FTP = 2,
|
||||
TASK_WD_TEST = 3,
|
||||
TASK_WD_UI = 4,
|
||||
TASK_WD_TIMESYNC = 5,
|
||||
TASK_WD_ID_MAX
|
||||
} task_wd_id_t;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：任务心跳置位（各任务在自己主循环里调用）
|
||||
* 入口参数：id - 任务 ID
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：任意上下文可调（单字原子写、无内核对象依赖）
|
||||
* 函数说明：仅 1~2 条指令，无锁、无阻塞，可放在中断外任意位置。
|
||||
*/
|
||||
void task_wd_beat(task_wd_id_t id);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：启动 IWDG（**延后启动**）
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：仅 defaultTask 在存储 bring-up 完成后调用一次
|
||||
* 函数说明：MX_IWDG_Init() 只填参数不启动（原因见 Src/iwdg.c 的
|
||||
* IWDG_DEFER_START 注释：HAL_IWDG_Init 内部会立即启动，而它被
|
||||
* CubeMX 插在 app_main_init 之前，那段无喂狗点且耗时可达数秒）。
|
||||
* 本函数才真正启动，使"启动段不喂狗、主循环段才喂"成立。
|
||||
*/
|
||||
void task_wd_start(void);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* 函数功能：心跳抽样与喂狗判定
|
||||
* 入口参数：无
|
||||
* 返回值：无
|
||||
* 限定条件：仅 defaultTask 主循环调用（唯一喂狗者）
|
||||
* 函数说明：内部节流至 100ms 一次。全员到位才喂狗；连续 800ms 有任务
|
||||
* 缺席则停止喂狗，由 IWDG 自然溢出复位（保留 IWDGRSTF 权威归因）。
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||||
*/
|
||||
void task_wd_poll(void);
|
||||
|
||||
/* 观测接口（自检 / 串口报告用） */
|
||||
uint32_t task_wd_last_mask(void); /* 上次抽样到的位图（0 位 = 缺席任务） */
|
||||
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 */
|
||||
|
||||
#ifdef __cplusplus
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#endif /* TASK_WATCHDOG_H */
|
||||
Reference in New Issue
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