控制台日志实现迁出HAL生成文件至App/log并新增设计说明;defaultTask任务体迁至App/task,freertos.c恢复纯CubeMX接线形态

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2026-09-25 01:32:09 +08:00
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@@ -474,225 +474,5 @@ void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
}
/* USER CODE BEGIN 1 */
#include <stdio.h>
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "cmsis_os.h"
#include "sys_events.h"
/* ===== 控制台单写者日志(2026-09-24 加固,HardFault 定位结论驱动)=====
* 背景:旧路径 DBG_* → printf → fputc **每字符一次** HAL_UART_Transmit。HAL 的锁只保证
* "单字节"原子,任务切换发生在字符之间 → 两行日志逐字符交错(2026-09-24 崩溃前
* 实测:"[2026-[2026-0909-24 15:2-24 15:27:37:39]…");更严重的是字符串指针一旦
* 被破坏,脏指针会直接进入 UART 缓冲遍历(同日 HardFault:BFAR=0x10010000 恰为
* CCM 末尾+1,PC 落在 HAL_UART_Transmit 的缓冲读取处)。
* 架构:**defaultTask 是唯一串口发送者**;其余任务/上下文只把文本写入环形缓冲。
* ① 行级原子:整行在一次临界区内拷入环形缓冲,写者按块一次 HAL_UART_Transmit
* 发出 → 行与行不可能再交错(UART 只有这一个调用点);
* ② 指针可控:进 UART 的缓冲恒为本文件的环形缓冲,调用方脏指针再也到不了 UART;
* ③ 写者未注册(内核启动早期/裸机)或中断上下文:回退直接阻塞发送(无并发或必须裸发)。
* 约束:不新增任务、不动态分配;环形缓冲为 BSS(SRAM1,非 CCM),无 DMA 可达性冲突。
*/
#define DBG_CON_LINE_MAX 192U /* 单行文本上限(含结尾 '\0',超出截断) */
#define DBG_CON_RING_SIZE 4096U /* 环形缓冲字节数(必须为 2 的幂) */
#define DBG_CON_CHUNK_MAX 256U /* 写者单次 HAL_UART_Transmit 字节上限 */
#define DBG_CON_WAIT_MS 200U /* 缓冲满时生产者最长等待(ms),仍满则丢弃并计数 */
static uint8_t s_con_ring[DBG_CON_RING_SIZE];
static volatile uint16_t s_con_head; /* 生产者写入位置 */
static volatile uint16_t s_con_tail; /* 写者读取位置 */
static volatile uint32_t s_con_drop; /* 因缓冲满丢弃的行数 */
static volatile uint8_t s_con_writer_up; /* 1 = 写者已注册(此后走环形缓冲) */
static TaskHandle_t s_con_writer_task; /* 写者任务句柄(自等保护用) */
void dbg_console_write_raw(const char *buf, unsigned len);
void dbg_console_writer_attach(void);
void dbg_console_drain(void);
int dbg_console_write_line(const char *line, unsigned len);
uint32_t dbg_console_dropped(void);
static uint16_t con_used(void)
{
return (uint16_t)((uint16_t)(s_con_head - s_con_tail) & (DBG_CON_RING_SIZE - 1U));
}
/*
* 函数功能:控制台裸发送(异常/早期路径专用:有界、单次、不加锁)
* 入口参数:buf - 文本缓冲;len - 字节数(超上限截断)
* 限定条件:串口已初始化;仅用于写者未注册、中断/异常上下文、崩溃上报
*/
void dbg_console_write_raw(const char *buf, unsigned len)
{
if ((buf == NULL) || (len == 0U)) {
return;
}
if (len > DBG_CON_CHUNK_MAX) {
len = DBG_CON_CHUNK_MAX;
}
(void)HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)buf, (uint16_t)len, 0xFFFFu);
}
/*
* 函数功能:注册控制台写者(defaultTask 在进入主循环前调用一次)
* 函数说明:注册后生产者改走环形缓冲;未注册时直接阻塞发送(内核启动早期)
*/
void dbg_console_writer_attach(void)
{
s_con_writer_task = xTaskGetCurrentTaskHandle();
s_con_writer_up = 1U;
}
/*
* 函数功能:排空环形缓冲(仅写者任务调用)
* 函数说明:按块一次 HAL_UART_Transmit 发出;每块完成后再推进读指针(临界区保护)
*/
void dbg_console_drain(void)
{
uint16_t used;
if (s_con_writer_up == 0U) {
return;
}
while ((used = con_used()) != 0U) {
uint16_t tail = s_con_tail;
uint16_t contig = (uint16_t)(DBG_CON_RING_SIZE - tail); /* 到环尾的连续段 */
uint16_t n = (used < contig) ? used : contig;
if (n > DBG_CON_CHUNK_MAX) {
n = DBG_CON_CHUNK_MAX;
}
(void)HAL_UART_Transmit(&huart1, &s_con_ring[tail], n, 0xFFFFu);
taskENTER_CRITICAL();
s_con_tail = (uint16_t)((uint16_t)(s_con_tail + n) & (DBG_CON_RING_SIZE - 1U));
taskEXIT_CRITICAL();
}
/* 丢弃可观测性:缓冲满丢行必须显式可见(否则会掩盖开机自检/测试标记的丢失) */
if (s_con_drop != 0U) {
char note[64];
uint32_t d = s_con_drop;
int n;
s_con_drop = 0U;
n = snprintf(note, sizeof(note), "\r\n[ERR] CONSOLE dropped %lu lines\r\n",
(unsigned long)d);
if (n > 0) {
if (n > (int)sizeof(note) - 1) {
n = (int)sizeof(note) - 1;
}
dbg_console_write_raw(note, (unsigned)n);
}
}
}
/*
* 函数功能:把一段文本放入控制台(写者已注册)/直接发出(未注册或中断上下文)
* 返回值:0 - 已入缓冲或已直发;-1 - 缓冲满丢弃(计入 dbg_console_dropped)
* 函数说明:生产者不持锁等待过久:最多 DBG_CON_WAIT_MS,仍满则丢弃该行;
* 写者自身记录日志时先排空缓冲,避免自等。
*/
static int con_append(const char *buf, uint16_t len)
{
uint32_t waited = 0U;
if ((buf == NULL) || (len == 0U)) {
return -1;
}
if ((s_con_writer_up == 0U) || (__get_IPSR() != 0U)) {
dbg_console_write_raw(buf, len);
return 0;
}
if (len > (DBG_CON_RING_SIZE / 2U)) {
len = (uint16_t)(DBG_CON_RING_SIZE / 2U); /* 超长保护(正常路径不会触发) */
}
if (xTaskGetCurrentTaskHandle() == s_con_writer_task) {
dbg_console_drain(); /* 写者自己记录:先腾空,避免自等 */
}
for (;;) {
uint16_t used = con_used();
uint16_t free_space = (uint16_t)((DBG_CON_RING_SIZE - 1U) - used);
if (free_space >= len) {
break;
}
if (waited >= DBG_CON_WAIT_MS) {
s_con_drop++;
return -1;
}
vTaskDelay(1);
waited++;
}
taskENTER_CRITICAL();
{
uint16_t head = s_con_head;
uint16_t first = (uint16_t)(DBG_CON_RING_SIZE - head);
uint16_t i;
if (first > len) {
first = len;
}
for (i = 0U; i < first; i++) {
s_con_ring[head + i] = (uint8_t)buf[i];
}
for (i = first; i < len; i++) {
s_con_ring[(uint16_t)((uint16_t)(head + i) & (DBG_CON_RING_SIZE - 1U))] =
(uint8_t)buf[i];
}
s_con_head = (uint16_t)((uint16_t)(head + len) & (DBG_CON_RING_SIZE - 1U));
}
taskEXIT_CRITICAL();
if (sys_evtHandle != NULL) {
(void)osEventFlagsSet(sys_evtHandle, SYS_EVT_CONSOLE_TX); /* 唤醒写者 */
}
return 0;
}
/*
* 函数功能:把一行已格式化的文本交给单写者控制台(生产者入口,**非可变参数**)
* 入口参数:line - 整行文本(含结尾换行);len - 字节数
* 返回值:写入字节数;-1 - 参数非法或被丢弃
* 函数说明:整行一次入环形缓冲 → 行级原子(不会与他行交错);调用方缓冲随即可复用。
* 刻意不用自研可变参数函数(规范 S12 7.6);格式化由 DBG_PRINT 宏内
* 库 snprintf 在调用点完成。
*/
int dbg_console_write_line(const char *line, unsigned len)
{
if ((line == NULL) || (len == 0U)) {
return -1;
}
if (len > DBG_CON_LINE_MAX) {
len = DBG_CON_LINE_MAX; /* 截断(丢尾,保开头的标记信息) */
}
if (con_append(line, (uint16_t)len) != 0) {
return -1;
}
return (int)len;
}
/*
* 函数功能:已丢弃的日志行数(诊断用)
*/
uint32_t dbg_console_dropped(void)
{
return s_con_drop;
}
/*
* 函数功能:MicroLIB printf 底层重定向(库内部/遗留 printf 调用)
* 函数说明:同样只把字节交给单写者路径;未注册写者时直发(与旧行为一致)
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
uint8_t b = (uint8_t)ch;
(void)f;
(void)con_append((const char *)&b, 1U);
return ch;
}
/* USER CODE END 1 */