/* * 模块名称：Task Watchdog（IWDG + 任务心跳位图） * 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/ * 断言挂死可自动复位恢复，而非人工断电。 * 核心语义：喂狗 = "所有被监视任务都在抽样窗口内动过"。 * 适用平台：STM32F407ZGTx + FreeRTOS（CMSIS-RTOS V2） * 作者：王建锋 * 创建日期：2026-09-29 * 修改记录： * v1.0 2026-09-29 王建锋 创建：心跳位图 + 抽样判定 + IWDG 延后启动 * v1.1 2026-10-02 王建锋 round 7 纯取证埋点：近 8 次抽样位图环 + 最大喂狗 * 间隔统计 + 停喂现场落 /log/wdev.log（掉电不丢）； * 全部在 TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST 守卫内，判定状态机 * 与主机侧单测逐字不变（见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md 2026-10-02 变更记录） * v1.2 2026-10-02 王建锋 round 8 取证：复位不丢的"进段打点"（.noinit 槽 + * PREVRUN 开机上报 + STALL 行附 seg）——round 7 结论为 * "poller 自身停摆"，需定位 defaultTask 主循环阻塞点 * v1.3 2026-10-02 王建锋 round 8b 取证：第二个 .noinit 槽"时间源存活性" * （TIM7 ISR 每 1ms 写 uwTick/FreeRTOS tick/计数）+ * TICKRUN 开机上报（含相对进段时刻的增量 duw/dfr）—— * round 8a 定位到 console 通道后，需钉死是 TIM7(HAL tick) * 还是 SysTick(FreeRTOS tick) 停摆（见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md 2026-10-02 变更记录） * * v1.4 2026-10-02 王建锋 **P0 修复**：wd_platform_start() 补写 IWDG 的 * PR/RLR（= WD_IWDG_PRESCALER / WD_IWDG_RELOAD，即设计值 * /64 + 1249 → 1701~2498ms）。此前为"延后启动"删掉 * HAL_IWDG_Init() 时，一并丢掉了**唯一**写这两只寄存器的 * 路径 → 实机停在复位默认值 PR=0/RLR=4095（≈349~512ms）， * 比设计短约 5 倍 → 800ms 容忍分支成死代码、任何 >400ms * 心跳缺口直接 IWDG 误复位（round 3~8 全部"空 STOR 必 * 复位"的共同根因）。SWD 现场改回设计值后同一用例 100% 通过 * * 设计依据：docs/子系统设计/看门狗设计说明.md * - §3.1 为何不用"每任务各自喂狗"（那只检测全系统同时挂死） * - §3.3 为何用"单字位图 + 取走清零"（免临界区，天然原子） * - §4.3 超时与窗口的取值推导（含 LSI 偏快 47kHz 的最坏情况校验） * - §4.5 为何由 defaultTask 在 bring-up 完成后启动 * - §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" #include "main.h" /* HAL_GetTick()（HAL 时基 = TIM7，1ms） */ #include "iwdg.h" /* hiwdg 参数来源（CubeMX 生成，见 Src/iwdg.c） */ #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST #include /* strlen（取证行裸 UART 直发长度） */ #include "FreeRTOS.h" /* xTaskGetCurrentTaskHandle / TaskHandle_t（FTL 心跳路由） */ #include "task.h" #include "lftpd.h" /* lftpd_task_wd_beat() 弱钩子声明（本文件提供强符号，见下方） */ #include "sys_log.h" /* SYSLOG_RUN（flush 诱导落盘）+ sys_log_evidence()（round 7 取证落盘） */ #include "console_log.h" /* dbg_console_tx_fault()（僵尸通道计数） */ #endif #define DBG_TAG "[WD]" #include "dbg_log.h" /* Private defines -----------------------------------------------------------*/ /* 抽样周期：defaultTask 主循环为 50ms 基准，100ms 是其整数倍（见 §4.3） */ #define WD_POLL_PERIOD_MS 100u /* 连续未达标容忍次数：8 × 100ms = 800ms。 * 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 * 1701ms，保证"停喂后仍能复上电"（§4.3 的包含关系） */ #define WD_MISS_TOLERANCE 8u /* IWDG 超时参数：PR=4 → 64 分频；RLR=1249 * 标称 64 × 1249 / 32000 ≈ 2498 ms * 最坏 64 × 1249 / 47000 ≈ 1701 ms（LSI 偏快时超时变短，按最坏校核） * ⚠ 这两只值**必须写进寄存器**才生效——由 wd_platform_start() 在启动前写入 * （PR/RLR 的写访问需先写 KR=0x5555 解锁）。2026-10-02 之前无人写它们， * 寄存器一直停在**复位默认值**（PR=0 → /4、RLR=4095 ≈ 349~512ms）， * 详见 wd_platform_start() 的函数说明。 */ #define WD_IWDG_PRESCALER 4u #define WD_IWDG_RELOAD 1249u /* IWDG 寄存器键值（RM0090 §21.4.4；KR 为只写寄存器，读回恒为 0） */ #define WD_IWDG_KEY_UNLOCK 0x00005555u /* 解锁 PR/RLR 写访问 */ #define WD_IWDG_KEY_FEED 0x0000AAAAu /* 重装计数器（喂狗） */ #define WD_IWDG_KEY_START 0x0000CCCCu /* 启动（此后不可停，只能靠复位） */ /* PVU/RVU 同步等待上界：PR/RLR 写入后需 ≤5 个 LSI 周期（≈0.15ms）同步到 * LSI 域，其间对应 PVU/RVU 位置 1 且**后续写会被丢弃**。此上界（168MHz 下 * 约 1ms）只为避免 LSI 异常时死等，正常路径远用不到。 */ #define WD_IWDG_SYNC_SPIN 0x10000u /* Private types -------------------------------------------------------------*/ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ /* 心跳位图：各任务只置位，校验者"取走并清零"。 * 单字读-改-写在 Cortex-M4 上天然原子，无需临界区（§3.3） */ static volatile uint32_t s_hb_bits; static uint32_t s_miss_streak; /* 连续未达标轮数（达到容忍上限即停喂） */ 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） */ static uint32_t s_stall_evidenced; /* 1 = 本停摆 episode 已落盘证据（门闩；见 task_wd_poll） */ /* ==== round 7 纯取证状态（仅 MCU 构建；判定状态机逐字不变）==== * 设计背景见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md 2026-10-02 变更记录：误复位后 RAM 态随复位消失， * 故把"停喂现场"快照落盘（/log/wdev.log）供复位后回读定性。 */ #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST #define WD_SNAP_HIST_DEPTH 8u static uint32_t s_snap_hist[WD_SNAP_HIST_DEPTH]; /* 近 8 次抽样位图（环形，定位缺席位） */ static uint32_t s_snap_hist_idx; /* 环形写索引（写入后自增） */ static uint32_t s_last_feed_tick; /* 上次喂狗时刻（ms） */ static uint32_t s_max_feed_gap; /* 观测到的最大喂狗间隔（ms） */ static uint32_t s_feed_seen; /* 1 = 已记录首个喂狗时刻 */ /* ==== round 8 取证：复位不丢的"进段打点"槽（.noinit → SRAM 保留）==== * IWDG/引脚复位不改变 SRAM 内容，故复位后仍能读出"上一轮 defaultTask 主循环 * 最后走到哪一段"。magic 用于区分"本模块写过"与上电时的随机值。 * 布局：[0]=magic [1]=段号 [2]=进段时刻(ms) [3]=循环序号 * ⚠ `zero_init` 必须与 `section` 同时给：只给 section 时 armcc 会把该段当 * "带初值 RW"（有 load 地址 → 启动 scatterload 会拷贝初值 = 抹掉保留内容）； * zero_init 使其成为 ZI，配合 scatter 的 UNINIT 执行区 → 启动**完全不碰**该段。 */ #define WD_SEG_MAGIC 0x57445347u /* 'WDSG' */ __attribute__((section(".noinit"), zero_init)) volatile uint32_t s_wd_seg_trail[4]; /* ==== round 8b 取证：复位不丢的"时间源存活性"槽（.noinit → SRAM 保留）==== * 两个槽（均在 UNINIT_CCM，复位不清）： * s_wd_tick_cur [0]=magic [1]=uwTick(最新) [2]=本轮 TIM7 中断计数 [3]=保留 * —— TIM7 ISR 每 1ms 更新（"本轮活动值"） * s_wd_tick_prev[0]=magic [1]=uwTick(上一轮最后) [2]=上一轮 TIM7 中断计数 * —— 由 task_wd_tick_snapshot() 在 main() 开头（**HAL_Init 之前**）拷一次 * ⚠ 为何必须在 HAL_Init 之前快照：TIM7 在 HAL_Init 里就 `HAL_TIM_Base_Start_IT` * 开始中断，1ms 后就会把 cur 覆盖成本轮的值；而开机上报 task_wd_seg_report() * 要等到 app_main_init（≈117ms）才跑——不先搬走，上一轮的终值就丢了 * （2026-10-02 台架实测：报告里的 uw 恒为 ~117 = 本轮开机时刻，而非上一轮终值）。 * 判读（duw = prev[1] - t，t = seg 槽的进段时刻）： * duw ≈ 0 → TIM7 与 defaultTask 同刻停摆（HAL 时基停摆） * duw ≈ 2000+ → TIM7 活到复位（冻结不是 HAL 时基停摆，另有阻塞点） * prev[2] → 上一轮 TIM7 总共跳了多少次（≈ 该轮存活毫秒数，可交叉核对） * ⚠ 严禁在本 ISR 里调用任何 FreeRTOS API（含 xTaskGetTickCountFromISR）： * TIM7 远早于 xPortStartScheduler()，此时 port.c 的 ulMaxPRIGROUPValue 仍为 0 * → vPortValidateInterruptPriority() 的 configASSERT 必失败 → 断言打印在 * "USART1 尚未初始化"（huart1.Instance == NULL）的上下文里 → 卡死在 TIM7 ISR 内、 * 开机零输出（2026-10-02 台架实测：IPSR=0x47=TIM7、uwTick 冻结于 1）。 * 本探针只写 SRAM + 读 uwTick，无任何内核对象/API 依赖。 */ #define WD_TICK_MAGIC 0x5744544Bu /* 'WDTK' */ __attribute__((section(".noinit"), zero_init)) volatile uint32_t s_wd_tick_cur[4]; __attribute__((section(".noinit"), zero_init)) volatile uint32_t s_wd_tick_prev[4]; #endif /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ static uint32_t wd_required_mask(void); #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST static void wd_feed_track(void); static void wd_stall_evidence(uint32_t snapshot); #endif /* Private functions ---------------------------------------------------------*/ /* * 函数功能：必需心跳位掩码（编译期按构建配置生成） * 入口参数：无 * 返回值：本次构建要求"必须动过"的任务位集合 * 限定条件：无 * 函数说明：按 §4.1/§4.2 的设计，监视范围随构建配置变化： * - testTask 仅在启用测试套件时创建（其不置心跳位，任何构建均不 * 入掩码；注意抽样为精确匹配，"会置位者"的位集合须恰等于掩码） * - ENABLE_HW_LAYER_TESTS 下 netTask 入口自挂起（CH395F 由 testTask * 独占）→ NET_READY 位永不置位 → ftpTask / uiTask / timeSyncTask * 永久阻塞于屏障等待，但自 2026-10-02 起等待按 100ms 分片喂心跳 * → 该构建"会置位者"= default + ftp + ui + timesync（netTask 的 * 1s 挂起心跳无法持续供位，仍剔除；抽样为精确匹配，掩码必须恰等于 * 会置位的任务集合）（2026-10-02 台架：旧版"仅剔 NET 位 + 等待者 * 不置位"两种旧状态都会导致测试构建 IWDG 复位循环） * - ftpTask 统一纳入（其主循环为 lftpd 事件循环）：驱动侧节拍点 * 调用弱钩子 lftpd_task_wd_beat()（见 lftpd.h），本文件提供强 * 符号将其路由至 TASK_WD_FTP（2026-10-02 落地，台架 IWDG 复位 * 循环的根因修复：此前 FTP 位无埋点，产品构建必需掩码永不满足） */ static uint32_t wd_required_mask(void) { uint32_t m = (1u << (uint32_t)TASK_WD_DEFAULT) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_NET) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_FTP) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_UI) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_TIMESYNC) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_ADC); /* adcTask 不依赖任何屏障，任何构建都置位 */ #if defined(ENABLE_HW_LAYER_TESTS) /* 见函数说明：CH395F 硬件层测试构建 = default + 屏障等待者（等待分片喂位） * + adcTask（其采集不依赖网络/存储屏障，任何构建都在置位） */ m = (1u << (uint32_t)TASK_WD_DEFAULT) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_FTP) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_UI) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_TIMESYNC) | (1u << (uint32_t)TASK_WD_ADC); #endif return m; } #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST /* * 函数功能：记录喂狗时刻并累计最大喂狗间隔（round 7 纯取证） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：由 wd_platform_feed() 内调用（任意喂狗路径均经过） * 函数说明：直接量化"停喂前喂狗节奏是否已变慢"——若 s_max_feed_gap 在停喂 * 前已 > 100ms，则属节奏性饥饿（喂狗周期被拉长）而非硬停摆。 * 只更新观测变量，不参与判定（判定状态机逐字不变）。 */ static void wd_feed_track(void) { uint32_t now = wd_platform_tick_ms(); if (s_feed_seen != 0u) { uint32_t gap = now - s_last_feed_tick; /* 无符号差：回绕安全 */ if (gap > s_max_feed_gap) { s_max_feed_gap = gap; } } s_last_feed_tick = now; s_feed_seen = 1u; } /* * 函数功能：把停喂现场落盘到 /log/wdev.log（round 7 纯取证） * 入口参数：snapshot - 本次抽样到的位图 uint32_t * 返回值：无 * 限定条件：task_wd_poll 停喂分支（defaultTask 上下文） * 函数说明：一行内含 snap/req（本次与必需掩码）、h（近 8 次抽样历史，定位 * 缺席位）、mg（最大喂狗间隔）、cf（console tx_fault 僵尸通道计数）。 * 经 sys_log_evidence 落盘（内部含 flush 诱导）；只取证，不改判定。 * 串口 stall 行经僵尸通道可能丢失，故此处独立于串口留盘上证据。 */ static void wd_stall_evidence(uint32_t snapshot) { char hbuf[(WD_SNAP_HIST_DEPTH * 9u) + 1u]; char line[192]; unsigned i; unsigned o = 0u; int n; /* 按时间顺序拼接历史（环形起点 = 最旧一条） */ for (i = 0u; i < WD_SNAP_HIST_DEPTH; i++) { uint32_t v = s_snap_hist[(s_snap_hist_idx + i) % WD_SNAP_HIST_DEPTH]; o += (unsigned)snprintf(hbuf + o, sizeof(hbuf) - o, (i == 0u) ? "%08X" : ",%08X", (unsigned)v); } n = snprintf(line, sizeof(line), "STALL snap=0x%08X req=0x%08X h=%s mg=%lu cf=%lu seg=%lu", (unsigned)snapshot, (unsigned)wd_required_mask(), hbuf, (unsigned long)s_max_feed_gap, (unsigned long)dbg_console_tx_fault(), (unsigned long)s_wd_seg_trail[1]); if (n > 0) { /* 裸 UART 直发（不经环形缓冲/不依赖 defaultTask 排空）：停喂窗口里 * 环形缓冲的排空本身可能停摆，裸发是本行证据的可靠通道（与盘上 * 证据互补——卷锁被阻塞方持有时盘上通道会失败，见 §0.5.4 判据缺口） */ dbg_console_write_raw(line, (unsigned)strlen(line)); dbg_console_write_raw("\r\n", 2u); (void)sys_log_evidence(line); } } /* ==================== round 8 取证：复位不丢的"进段打点" ==================== * 见 task_watchdog.h 的说明（round 7 初判"poller 自身停摆"经 round 8b 更正： * 真因是 IWDG 超时被静默配成复位默认值，见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md * 2026-10-02 变更记录）→ 需定位 defaultTask 主循环冻结在哪个调用点。 * 槽放 .noinit（scatter UNINIT_CCM）：IWDG/引脚复位不改变 SRAM，复位后仍可读。 */ /* * 函数功能：记录"即将进入的主循环段"到复位不丢的 .noinit 槽（round 8 取证） * 入口参数：seg - 段号（task_wd_seg_t） uint32_t * 返回值：无 * 限定条件：defaultTask 主循环调用（任意上下文亦可，纯 SRAM 写） * 函数说明：写 [magic, 段号, 当前 ms, 循环序号]；复位后由 task_wd_seg_report() * 读出"上一轮最后进段"。纯 4 字写，无阻塞、无内核对象依赖。 */ void task_wd_seg(uint32_t seg) { s_wd_seg_trail[0] = WD_SEG_MAGIC; s_wd_seg_trail[1] = seg; s_wd_seg_trail[2] = wd_platform_tick_ms(); s_wd_seg_trail[3] = s_wd_seg_trail[3] + 1u; } /* * 函数功能：开机快照上一轮的"时间源存活性"（round 8b 取证） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：**必须在 HAL_Init() 之前调用**（main() 的 USER CODE BEGIN 1） * 函数说明：把 s_wd_tick_cur（上一轮的终值，此刻尚未被本轮的 TIM7 中断覆盖） * 搬到 s_wd_tick_prev，再把 cur 清零开始本轮累积。 * ⚠ 时序是本函数存在的唯一理由：TIM7 在 HAL_Init 里即开始 1ms 中断， * 而开机上报要到 app_main_init（≈117ms）才跑——不先搬走，上一轮终值 * 会被本轮开机瞬间的 tick 覆盖（2026-10-02 台架实测踩坑）。 */ void task_wd_tick_snapshot(void) { if (s_wd_tick_cur[0] == WD_TICK_MAGIC) { s_wd_tick_prev[0] = WD_TICK_MAGIC; s_wd_tick_prev[1] = s_wd_tick_cur[1]; /* 上一轮最后一次 uwTick */ s_wd_tick_prev[2] = s_wd_tick_cur[2]; /* 上一轮 TIM7 中断总数 */ s_wd_tick_prev[3] = s_wd_tick_cur[3]; } else { s_wd_tick_prev[0] = 0u; /* 上电首启：无上一轮数据 */ } s_wd_tick_cur[0] = 0u; /* 本轮重新累积 */ s_wd_tick_cur[1] = 0u; s_wd_tick_cur[2] = 0u; s_wd_tick_cur[3] = 0u; } /* * 函数功能：记录"时间源存活性"到复位不丢的 .noinit 槽（round 8b 取证） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：TIM7 中断上下文调用（HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 内，每 1ms） * 函数说明：更新 s_wd_tick_cur = [magic, uwTick, 本轮中断计数, 0]。纯 3 字 SRAM 写 * + 读 uwTick，**不调用任何 FreeRTOS/CMSIS-RTOS API**——TIM7 在 HAL_Init * 阶段即开始中断，远早于 xPortStartScheduler()，此时任何 ISR 版内核 API * 都会触发 port.c 的优先级断言（ulMaxPRIGROUPValue 尚为 0）并把系统卡死 * 在"USART1 未初始化"的断言打印路径上（2026-10-02 台架实测根因）。 */ void task_wd_tick_probe(void) { s_wd_tick_cur[0] = WD_TICK_MAGIC; s_wd_tick_cur[1] = wd_platform_tick_ms(); s_wd_tick_cur[2] = s_wd_tick_cur[2] + 1u; } /* * 函数功能：开机上报上一轮最后进段 + 时间源存活性（round 8 取证） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：启动早期调用（内核启动前亦可，裸 UART 直发） * 函数说明：magic 命中才打一行 `PREVRUN seg=<段> seq=<序号> t=`（裸 UART， * 不依赖环形缓冲写者），随后清 magic（一次复位只报一次）。 * round 8b：紧接着打 `TICKRUN uw= n= duw=`——uw 为 TIM7 最后一次记下的 * HAL tick、n 为 TIM7 中断计数、duw = uw - t（时间源是否活到复位）。 */ void task_wd_seg_report(void) { char m[128]; int n; uint32_t t_seg; if (s_wd_seg_trail[0] != WD_SEG_MAGIC) { return; /* 上电首启或已被清：无上一轮轨迹 */ } t_seg = s_wd_seg_trail[2]; /* 裸 UART 直发：启动早期环形缓冲写者尚未注册，不能走 DBG_* */ n = snprintf(m, sizeof(m), "PREVRUN seg=%lu seq=%lu t=%lu\r\n", (unsigned long)s_wd_seg_trail[1], (unsigned long)s_wd_seg_trail[3], (unsigned long)t_seg); if (n > 0) { dbg_console_write_raw(m, (unsigned)strlen(m)); } s_wd_seg_trail[0] = 0u; /* 一次复位只报一次 */ /* round 8b：时间源存活性（取自开机快照 prev，增量相对上一行的 t = 最后进段时刻）。 * duw≈0 → TIM7 与 defaultTask 同刻停摆（HAL 时基停摆）；duw≈2000+ → TIM7 活到 * 复位（冻结另有阻塞点）；n = 上一轮 TIM7 中断总数（≈该轮存活毫秒数）。 */ if (s_wd_tick_prev[0] == WD_TICK_MAGIC) { uint32_t uw = s_wd_tick_prev[1]; n = snprintf(m, sizeof(m), "TICKRUN uw=%lu n=%lu duw=%lu\r\n", (unsigned long)uw, (unsigned long)s_wd_tick_prev[2], (unsigned long)(uint32_t)(uw - t_seg)); if (n > 0) { dbg_console_write_raw(m, (unsigned)strlen(m)); } } } #endif /* !TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST */ /* Public functions ----------------------------------------------------------*/ /* * 函数功能：任务心跳置位 * 入口参数：id - 任务 ID（见 task_watchdog.h） * 返回值：无 * 限定条件：可在任意上下文调用（单字写，无内核对象依赖） * 函数说明：各任务在自己的主循环里调用。仅 1~2 条指令。 */ void task_wd_beat(task_wd_id_t id) { if ((uint32_t)id < (uint32_t)TASK_WD_ID_MAX) { s_hb_bits |= (1u << (uint32_t)id); } } /* * 函数功能：启动 IWDG（延后启动，由 defaultTask 在 bring-up 完成后调用） * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：仅 defaultTask 调用；须在 osKernelStart 之后（本函数只用 HAL/寄存器） * 函数说明：MX_IWDG_Init() 只把参数填进全局 hiwdg（Prescaler/Reload 由 CubeMX * 在 Src/iwdg.c 生成区维护），**既不写寄存器也不启动**（见该文件 * IWDG-DEFER-START-ANCHOR 注释）。此处才真正启动——使"启动段不喂狗" * 成立（§4.5）。IWDG 一旦启动不可停，只能靠复位终止。 * ⚠ PR/RLR 的写入由 wd_platform_start() 一并完成（v1.4 修复）： * 生成的 HAL_IWDG_Init() 被改名成空实现后它是唯一写这两只寄存器的路径， * 否则寄存器停在复位默认值、超时只有 ~400ms（详见该函数说明）。 */ void task_wd_start(void) { if (s_started != 0u) { return; } s_started = 1u; /* 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） */ 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"); } /* * 函数功能：心跳抽样与喂狗判定（defaultTask 主循环调用） * 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）；内部节流到 100ms 一次 * 函数说明：取走并清零位图 → 与必需掩码比较： * 全中 → 清零缺失计数并喂狗； * 有缺 → 累计；连续达到 WD_MISS_TOLERANCE 次后**停止喂狗**， * 让 IWDG 自然溢出复位（这样 RCC_CSR 记录的是权威的 * IWDGRSTF，而不是 NVIC_SystemReset 留下的 SFTRSTF —— §5.3）。 */ void task_wd_poll(void) { uint32_t now; uint32_t snapshot; if (s_started == 0u) { return; /* 未启动：不做任何判定 */ } 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 */ } s_last_tick = now; snapshot = s_hb_bits; /* 读 */ s_hb_bits = 0u; /* 清：语义 = "自上次抽样以来谁动过" */ s_last_mask = snapshot; #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST /* round 7 取证：留存近 8 次抽样位图（环形），停喂时随证据落盘 */ s_snap_hist[s_snap_hist_idx] = snapshot; s_snap_hist_idx = (s_snap_hist_idx + 1u) % WD_SNAP_HIST_DEPTH; #endif if (snapshot == wd_required_mask()) { s_miss_streak = 0u; s_stall_evidenced = 0u; /* 恢复：允许下次停摆再落一次证据 */ wd_platform_feed(); /* 全员健康：喂狗 */ return; } /* 有任务缺席：累计（不喂狗） */ s_miss_total++; if (s_miss_streak < WD_MISS_TOLERANCE) { s_miss_streak++; } #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST if (s_miss_streak == 1u) { /* 停喂起点裸 UART 标记（每次缺席 episode 仅一条）：证明 poller 仍在 * 抽样、并给出**首次**缺席的位图——定位是哪一任务先停摆（round 7） */ char m[96]; int mn = snprintf(m, sizeof(m), "MISS start snap=0x%08X req=0x%08X t=%lu\r\n", (unsigned)snapshot, (unsigned)wd_required_mask(), (unsigned long)now); if (mn > 0) { dbg_console_write_raw(m, (unsigned)strlen(m)); } } #endif 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。 * 最后遗言走裸 UART（不依赖内核、不遍历指针、有界长度）。 */ DBG_ERROR("[WD] task stall: mask=0x%08X req=0x%08X miss=%lu", (unsigned)snapshot, (unsigned)wd_required_mask(), (unsigned long)s_miss_total); #ifndef TASK_WATCHDOG_UNIT_TEST /* round 7 取证：把现场落 /log/wdev.log（掉电不丢）。 * 串口 stall 行经僵尸通道可能丢失，故此处独立留盘上证据。 * ⚠ 本 episode 只写**一次**（s_stall_evidenced 门闩；注意 s_miss_streak * 达上限后会**饱和**在容忍值，不能用它判"首次"）：证据落盘经 * sys_log_evidence() 走 NAND 写 → FTL 路径调 nand_ftl_wd_feed() * **直接喂狗**。若每轮 100ms 都写，等于在"停喂"窗口里持续喂狗 → * IWDG 永不溢出 → 停喂语义被证据机制自身抵消（2026-10-03 台架 V2 * 实测：stall 已声明、miss 累至 1157≈115s 仍不复位，见 * docs/测试说明/实机测试实施指南.md §4）。写一次即可留证，此后不再 * 触碰 NAND，恢复"停喂 → IWDG 溢出复位"（§5.3 的权威归因）。 */ if (s_stall_evidenced == 0u) { s_stall_evidenced = 1u; wd_stall_evidence(snapshot); } #endif } } /* * 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; } /* 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 = WD_IWDG_KEY_FEED（0xAAAA）。100ms 级高频路径， * 故不经 HAL 封装。 */ __weak void wd_platform_feed(void) { IWDG->KR = WD_IWDG_KEY_FEED; /* 重装计数器（喂狗） */ wd_feed_track(); /* round 7 取证：记录喂狗时刻/最大间隔 */ } /* ==== 为什么 IWDG 参数必须在这里写（2026-10-02 台架实测，P0 根因）==== * `Src/iwdg.c` 为实现"延后启动"把生成的 `HAL_IWDG_Init(&hiwdg)` 改名成空实现 * （见该文件 `USER CODE BEGIN 0` 里的 IWDG-DEFER-START-ANCHOR；2026-10-09 起 * 不再靠"每次重生成后删掉那一句"），而 `HAL_IWDG_Init()` 是 HAL 里**唯一**会把 * `hiwdg.Init.Prescaler/Reload` 写进寄存器的路径——改名后 `MX_IWDG_Init()` * 只填结构体，PR/RLR 保持**复位默认值**（PR=0 → /4、RLR=4095）。 * 实测读数：`IWDG->PR = 0`、`IWDG->RLR = 4095` → 实际超时 4×4096/LSI * ≈ 349~512ms，比设计的 1701~2498ms **短约 5 倍**。后果有二： * ① `WD_MISS_TOLERANCE`（8×100ms=800ms）**永远等不到**就被 IWDG 复位 * → 停喂判定分支成为死代码（这正是 round 7 观察到"STALL 从未执行" * 的原因，当时误判为"poller 自身停摆"）； * ② 任何 >400ms 的心跳缺口都直接 IWDG 误复位。空 STOR（0 字节截断） * → dhara/FTL flush 使 NET/FTP/UI 心跳缺 ~400ms → 复位（round 3~8 * 全部"空 STOR 必复位"的共同根因，P0-B 出口阻塞点）。 * 实测验证：SWD 现场把 PR/RLR 改成 4/1249 后，同一个空 STOR 由 5/5 复位 * 变为 100% 成功（`226 Closing data connection.`）。 * ==================================================================== */ /* * 函数功能：按设计参数配置并启动 IWDG——MCU 端默认实现 * 入口参数：无 * 返回值：无 * 函数说明：解锁 PR/RLR → 写 WD_IWDG_PRESCALER / WD_IWDG_RELOAD（/64 + 1249 * → 1701~2498ms）→ 写 0xCCCC 启动（不可逆，只能靠复位停止）。 * 为何必须在此配置、否则超时短 5 倍，见上方长注释。 * ⚠ 顺序不可省：PR/RLR 有写保护，须先写 0x5555 解锁；每只寄存器写后要等 * `SR.PVU`/`SR.RVU` 清零（配置同步到 LSI 域，≤5 个 LSI 周期），否则**后写 * 的那只会被静默丢弃**（2026-10-02 SWD 实测：不等同步直接连写，RLR 未生效）。 */ __weak void wd_platform_start(void) { uint32_t spin; IWDG->KR = WD_IWDG_KEY_UNLOCK; /* 解锁 PR/RLR 写访问 */ IWDG->PR = WD_IWDG_PRESCALER; /* 4 → /64 */ spin = WD_IWDG_SYNC_SPIN; while (((IWDG->SR & IWDG_SR_PVU) != 0u) && (spin != 0u)) { spin--; /* 等 PVU 清零：PR 已同步到 LSI 域 */ } IWDG->RLR = WD_IWDG_RELOAD; /* 1249 */ spin = WD_IWDG_SYNC_SPIN; while (((IWDG->SR & IWDG_SR_RVU) != 0u) && (spin != 0u)) { spin--; /* 等 RVU 清零：RLR 已同步到 LSI 域 */ } IWDG->KR = WD_IWDG_KEY_START; /* 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(); } /* * 函数功能：lftpd 看门狗心跳钩子——MCU 端强符号实现 * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：无（IWDG 启动前置位只写位图，不影响判定状态机） * 函数说明：ftpTask 主循环 = lftpd 事件循环 / 传输等待点（埋点见 lftpd.c / * lftpd_inet.c）；驱动层只调用弱钩子 lftpd_task_wd_beat() * （声明于 lftpd.h，弱空实现于 lftpd_inet.c），在此路由到任务 * 心跳位图的 FTP 位，使驱动层不向上依赖应用层（分层铁律）。 * 强符号覆盖同名弱实现（与 wd_platform_* 钩子同机制）。 * 背景：2026-10-02 台架实机——FTP 位无埋点 → 必需掩码永不满足 * → IWDG 启动后 800ms 停喂 → 约每秒一次 IWDG 复位、无限重启， * 设备无法启动（P0-B 基线测试失败根因）。 */ void lftpd_task_wd_beat(void) { task_wd_beat(TASK_WD_FTP); } /* FTL 心跳路由表：任务句柄（0 = 未登记），下标 = 任务 ID */ static TaskHandle_t s_wd_bind[(uint32_t)TASK_WD_ID_MAX]; /* * 函数功能：NAND FTL 看门狗心跳钩子 —— MCU 端强符号实现 * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：任意上下文可调（内核启动前 / 未登记任务为空操作） * 函数说明：gd5f_wait_busy 的长耗时轮询（块擦除等待最长 5 s、GC 页拷贝、 * 日志写）都运行在调用者任务上下文（default/ftp/ui/timesync 等）， * 此处按 task_wd_bind() 登记的句柄路由到调用者任务的心跳位， * 防止长耗时窗口心跳缺席导致 IWDG 误复位。 * 背景：2026-10-02 台架——0 字节 STOR 截断 → dhara 日志块 GC * （> 2 s，期间无埋点）→ FTP 位缺席 800 ms → 停喂 → IWDG 误复位。 * testTask 刻意不绑定：它不在必需掩码内（抽样为精确匹配）， * 其上下文置位会引入多余位反而误杀。 */ void nand_ftl_wd_beat(void) { TaskHandle_t h; uint32_t i; h = xTaskGetCurrentTaskHandle(); if (h == 0) { return; /* 内核启动前：IWDG 未启动，无需心跳 */ } for (i = 0u; i < (uint32_t)TASK_WD_ID_MAX; i++) { if ((s_wd_bind[i] != 0) && (s_wd_bind[i] == h)) { task_wd_beat((task_wd_id_t)i); return; } } /* 未登记任务（如 testTask）：不置任何位（精确匹配抽样禁多余位） */ } /* * 函数功能：把当前任务句柄登记进 FTL 心跳路由表 * 入口参数：id - 任务 ID * 返回值：无 * 限定条件：任务上下文调用（内核启动后） * 函数说明：default/net/ftp/ui/timesync 五任务入口各调一次； * 每任务 ID 一个句柄槽，重复登记覆盖（幂等）。 */ void task_wd_bind(task_wd_id_t id) { s_wd_bind[(uint32_t)id] = xTaskGetCurrentTaskHandle(); } /* * 函数功能：NAND FTL 看门狗直接喂狗钩子 —— MCU 端强符号实现 * 入口参数：无 * 返回值：无 * 限定条件：任意上下文可调（IWDG 未启动时为空操作） * 函数说明：心跳钩子只维持心跳位，喂狗动作在 task_wd_poll（defaultTask 主 * 循环）。长耗时 FTL 操作（GC/整卷格式化）发生在 defaultTask 上下文 * 时，主循环阻塞在 FTL 调用内 → 喂狗点停摆 → 心跳位再新也无人喂 → * IWDG 误复位（2026-10-02 台架：console tx fault 条目落盘触发 GC， * poller 饥饿 ~2 s → IWDG 复位、无 stall 日志）。此处让 FTL 长路径 * 在操作进行中直接写 IWDG->KR，把"喂狗点自身被阻塞"的误复位形态 * 一并覆盖。语义边界（显式声明）：NAND 侧真实卡死（wait_busy 自旋 * 超时后 dhara 恢复重试再卡死）时本路径持续喂狗 = 设备存活但功能 * 冻结（与 console ORE 自愈同类边界，V5 长跑观察）。 */ void nand_ftl_wd_feed(void) { if (s_started != 0u) { wd_platform_feed(); } } #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; s_stall_evidenced = 0u; } #endif