/* USER CODE BEGIN Header */ /** ****************************************************************************** * File Name : freertos.c * Description : Code for freertos applications ****************************************************************************** * @attention * * Copyright (c) 2026 STMicroelectronics. * All rights reserved. * * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file * in the root directory of this software component. * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS. * ****************************************************************************** */ /* USER CODE END Header */ /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "FreeRTOS.h" #include "task.h" #include "main.h" #include "cmsis_os.h" /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ #include "test_config.h" /* 套件选择:STORAGE 套件下 defaultTask 让出存储所有权 */ #include #include "net_task.h" #include "ch395f.h" #include "dbg_log.h" #include "net_socket.h" #include "lftpd.h" #include "task_watchdog.h" #include "../test/board/ch395f_test_task.h" #include "../test/board/ch395f_test.h" /* ENABLE_NET_LAYER_TESTS:netTask 条件创建 */ #include "time_sync.h" #include "sys_events.h" #include "default_task.h" /* USER CODE END Includes */ /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PTD */ /* USER CODE END PTD */ /* Private define ------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PD */ /* * 名称指针合法性校验(栈溢出/越界可能已破坏 TCB,指针不可信): * 只接受落在 Flash / 主 SRAM / CCM 映射范围内的指针;不校验就直接交给 UART, * 钩子自身也会以同样方式崩(2026-09-24 实测 HardFault:BFAR=0x10010000 恰为 * CCM 末尾+1,PC 落在 HAL_UART_Transmit 的缓冲读取处)。 * ⚠ 本辅助函数须定义在钩子**之前**:两个钩子本体已迁入 CubeMX 生成的 * `USER CODE BEGIN 4 / 5` 区(位置在 `MX_FREERTOS_Init` 原型之后,比 * `Application` 区靠前),故 helper 一并搬到此标准保护位(L2)。 */ static int hook_ptr_ok(const void *p) { uint32_t a = (uint32_t)p; uint32_t win = 32u; /* 将要读取的最大字节数(任务名 ≤ 32) */ if ((a >= 0x08000000u) && (a <= (0x08100000u - win))) { return 1; /* Flash(RO 区) */ } if ((a >= 0x20000000u) && (a <= (0x20020000u - win))) { return 1; /* SRAM1 + SRAM2 */ } if ((a >= 0x10000000u) && (a <= (0x10010000u - win))) { return 1; /* CCM(FreeRTOS 堆:TCB/栈所在) */ } return 0; } /* USER CODE END PD */ /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PM */ /* USER CODE END PM */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Variables */ /* * ===== 任务栈核算依据(受保护记录,勿删本块)===== * ⚠ 栈**值**的事实源是 `.ioc` 的 `FREERTOS.Tasks01`——改栈改那里,CubeMX 会生成到下面各 * `.stack_size`。本块只记录"为什么是这个值":原先这些注释贴在各自 `.stack_size` 旁边, * 但那里位于生成区之外,2026-09-29 与 2026-10-09 共四次重生成里丢了三次,故集中搬进 * `USER CODE BEGIN Variables` 这个标准保护位(模板真实生成、名字从未变过 → 重生成不丢)。 * 数据来源:`scripts/stack_report.py`(Keil 静态调用图最坏链)+ 串口 `[STACK]` 运行时水位; * 底线规则:余量 ≥ max(1024 B ISR, 30%)。完整核算见 docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md, * 全表(含 ftpTask 1024 / uiTask 4096 的现值)见 AGENTS.md 任务表。 * * defaultTask 1024 words:扛 mount+mkfs+FAT 探针+cfg 加载+syslog 写+配置引擎 * (全深层 FatFS I/O)。原 512,2KB 实测峰值溢出——开启 * configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW=2 后被钩子抓到(2026-09-21)。 * netTask 960 words:静态最坏链 2664 B(发送停滞→断连→重监听→SPI 故障→日志尾, * 真实直调链,日志主导:链上 5 帧各含 192 B __con_line + 尾部 ~696 B);3840 B * 配置余量 1176 B(30.6%),过 stack_report 规则。运行时水位仅 ~1.1 KB(错误尾未 * 触发,不可作依据)。曾试 net_drain_chip_rx scratch 静态化,实测仅省 16 B 栈 * (ARMCC 已叠放不重叠局部量)反增 256 B BSS,已回退——见 net_socket.c 注释。 * testTask 2048 words:存储套件 deep call chain + 局部缓冲,原 1024(4 KB)实测溢出 * (2026-09-20)。仅启用测试套件时创建。 * timeSyncTask 512 words:本区下方手工定义(不在 `.ioc` 的 Tasks01 里 → 重生成会丢, * 靠审计 WARN 提示),只做读 RTC + 置就绪事件位,无深调用链。 */ /* 存储测试变量(g_storage_stats / s_perf_buf)已迁至 test/board/storage_test_task.c */ osThreadId_t timeSyncTaskHandle; const osThreadAttr_t timeSyncTask_attributes = { .name = "timeSyncTask", .stack_size = 512 * 4, .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal, }; /* USER CODE END Variables */ /* Definitions for defaultTask */ osThreadId_t defaultTaskHandle; const osThreadAttr_t defaultTask_attributes = { .name = "defaultTask", .stack_size = 1024 * 4, .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal, }; /* Definitions for netTask */ osThreadId_t netTaskHandle; const osThreadAttr_t netTask_attributes = { .name = "netTask", .stack_size = 960 * 4, .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal, }; /* Definitions for ftpTask */ osThreadId_t ftpTaskHandle; const osThreadAttr_t ftpTask_attributes = { .name = "ftpTask", .stack_size = 1024 * 4, .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal, }; /* Definitions for testTask */ osThreadId_t testTaskHandle; const osThreadAttr_t testTask_attributes = { .name = "testTask", .stack_size = 2048 * 4, .priority = (osPriority_t) osPriorityBelowNormal, }; /* Definitions for uiTask */ osThreadId_t uiTaskHandle; const osThreadAttr_t uiTask_attributes = { .name = "uiTask", .stack_size = 4096 * 4, .priority = (osPriority_t) osPriorityBelowNormal, }; /* Definitions for netMsgQueue */ osMessageQueueId_t netMsgQueueHandle; const osMessageQueueAttr_t netMsgQueue_attributes = { .name = "netMsgQueue" }; /* Definitions for sys_evt */ osEventFlagsId_t sys_evtHandle; const osEventFlagsAttr_t sys_evt_attributes = { .name = "sys_evt" }; /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes */ void ui_task_func(void *argument); /* USER CODE END FunctionPrototypes */ void StartDefaultTask(void *argument); void StartNetTask(void *argument); void StartFtpTask(void *argument); void start_test_task(void *argument); void StartUiTask(void *argument); void MX_FREERTOS_Init(void); /* (MISRA C 2004 rule 8.1) */ /* Hook prototypes */ void vApplicationStackOverflowHook(xTaskHandle xTask, signed char *pcTaskName); void vApplicationMallocFailedHook(void); /* USER CODE BEGIN 4 */ /* * 栈溢出钩子(configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW=2,2026-09-20 存储套件死机事故后加): * 溢出 = 内核状态已不可信,禁止走 printf/内核对象/控制台锁,裸发固定文本后复位。 * 2026-09-24 加固:任务名先经范围校验并拷入本地缓冲(不再把 TCB 指针交给 UART), * 指针不可信时打印占位文本——避免"上报崩溃的代码自己再崩一次"。 * ⚠ 落点说明(2026-10-09):整个函数放在 CubeMX 生成的 `USER CODE BEGIN 4` 区内。 * 该区的存在由 `.ioc` 启用钩子(FREERTOS.configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW=2)保证; * 若实现留在 `Application` 区、又让 CubeMX 生成空桩,两处同名定义 = 编译错。 * 签名与 CubeMX 生成的钩子原型一致(xTaskHandle → TaskHandle_t,即 void *)。 */ void vApplicationStackOverflowHook(xTaskHandle xTask, signed char *pcTaskName) { static const char msg_head[] = "\r\n[ERR] STACK OVERFLOW task="; static const char msg_bad[] = "(name unavailable)"; uint16_t len = 0u; (void)xTask; dbg_console_write_raw(msg_head, (unsigned)(sizeof(msg_head) - 1u)); if ((pcTaskName != NULL) && (hook_ptr_ok(pcTaskName) != 0)) { while ((len < 32u) && (pcTaskName[len] != '\0')) { len++; } } if (len == 0u) { dbg_console_write_raw(msg_bad, (unsigned)(sizeof(msg_bad) - 1u)); } else { char name[33]; /* 拷入本地缓冲:UART 永不接触 TCB 指针 */ memcpy(name, pcTaskName, (size_t)len); name[len] = '\0'; dbg_console_write_raw(name, (unsigned)len); } dbg_console_write_raw("\r\n", 2u); HAL_Delay(200); NVIC_SystemReset(); } /* USER CODE END 4 */ /* USER CODE BEGIN 5 */ /* * 堆分配失败钩子:只告警不复位(NULL 由各调用点自行处理并上报自检)。 * 同样走裸 UART 有界发送——钩子可能在临界区内被调,printf/信号量不可用。 * ⚠ 落点同上:整个函数在 CubeMX 生成的 `USER CODE BEGIN 5` 区内 * (由 `.ioc` 的 FREERTOS.configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK=1 保证该区存在)。 */ void vApplicationMallocFailedHook(void) { static const char msg[] = "\r\n[ERR] MALLOC FAILED (heap exhausted)\r\n"; dbg_console_write_raw(msg, (unsigned)(sizeof(msg) - 1u)); } /* USER CODE END 5 */ /** * @brief FreeRTOS initialization * @param None * @retval None */ void MX_FREERTOS_Init(void) { /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */ /* add mutexes, ... */ /* USER CODE END RTOS_MUTEX */ /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */ /* add semaphores, ... */ /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */ /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */ /* start timers, add new ones, ... */ /* USER CODE END RTOS_TIMERS */ /* Create the queue(s) */ /* creation of netMsgQueue */ netMsgQueueHandle = osMessageQueueNew (8, sizeof(net_msg_t), &netMsgQueue_attributes); /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */ /* add queues, ... */ /* USER CODE END RTOS_QUEUES */ /* Create the thread(s) */ /* creation of defaultTask */ defaultTaskHandle = osThreadNew(StartDefaultTask, NULL, &defaultTask_attributes); /* creation of netTask */ netTaskHandle = osThreadNew(StartNetTask, NULL, &netTask_attributes); /* creation of ftpTask */ ftpTaskHandle = osThreadNew(StartFtpTask, NULL, &ftpTask_attributes); /* creation of testTask */ testTaskHandle = osThreadNew(start_test_task, NULL, &testTask_attributes); /* creation of uiTask */ uiTaskHandle = osThreadNew(StartUiTask, NULL, &uiTask_attributes); /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */ /* netTask = 基础线程:上方生成区的实例是全构建唯一实例(P1-6:旧 * #ifdef ENABLE_NET_LAYER_TESTS 的重复创建已删除)。 * - 产品 / NET 层测试模式:正常运行 bring_up + net_poll * - CH395F 硬件层测试模式:net_task_func 入口自挂起(testTask 独占 CH395F) */ /* 本地时间同步任务(PC 推送 TCP):依赖 netTask 处理消息队列 */ timeSyncTaskHandle = osThreadNew(time_sync_task, NULL, &timeSyncTask_attributes); /* P2-13(2026-10-04):产品构建(未选任何 TEST_SUITE_*)不需要 testTask。 * 上方生成区按 .ioc FREERTOS.Tasks01 无条件创建它,其 2048 words(8KB) 栈 + TCB * 取自 CCM 堆;而产品构建下 start_test_task() 仅打印一行后 osDelay(1000) 永久空转, * 白白占用 8KB CCM。此处于内核启动前(MX_FREERTOS_Init 先于 osKernelStart 调用) * 立即回收:调度器未运行时 vTaskDelete 对非当前任务同步 prvDeleteTCB,栈/TCB 归还 * 堆(INCLUDE_vTaskDelete=1);置句柄 NULL 后栈水位探针(default_task.c 既有 NULL * 分支)自动跳过 test 项。不改生成区 / .ioc —— CubeMX 重生成不丢本逻辑。 */ #if !defined(TEST_SUITE_SELECTED) if (testTaskHandle != NULL) { vTaskDelete(testTaskHandle); testTaskHandle = NULL; } #endif /* USER CODE END RTOS_THREADS */ /* Create the event(s) */ /* creation of sys_evt */ sys_evtHandle = osEventFlagsNew(&sys_evt_attributes); /* USER CODE BEGIN RTOS_EVENTS */ /* add events, ... */ /* USER CODE END RTOS_EVENTS */ } /* USER CODE BEGIN Header_StartDefaultTask */ /** * @brief Function implementing the defaultTask thread. * @param argument: Not used * @retval None */ /* USER CODE END Header_StartDefaultTask */ void StartDefaultTask(void *argument) { /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */ /* 任务体已迁出至 App/task/default_task.c(2026-09-25): * 本文件只保留 CubeMX 接线(任务创建)与崩溃钩子 */ default_task_func(argument); /* USER CODE END StartDefaultTask */ } /* USER CODE BEGIN Header_StartNetTask */ /** * @brief Function implementing the netTask thread. * @param argument: Not used * @retval None */ /* USER CODE END Header_StartNetTask */ void StartNetTask(void *argument) { /* USER CODE BEGIN StartNetTask */ net_task_func(argument); /* USER CODE END StartNetTask */ } /* USER CODE BEGIN Header_StartFtpTask */ /** * @brief Function implementing the ftpTask thread. * @param argument: Not used * @retval None */ /* USER CODE END Header_StartFtpTask */ __weak void StartFtpTask(void *argument) { /* USER CODE BEGIN StartFtpTask */ task_wd_bind(TASK_WD_FTP); /* FTL 心跳路由:登记本任务句柄(入口一次) */ /* 等网络 + 存储都真正就绪后再 listen,取代拍脑袋的 7s 魔法延时 */ /* sys_evtHandle:等待哪个事件组 SYS_EVT_NET_READY | SYS_EVT_STORAGE_READY:要等哪几位(1u<<0 网络、1u<<1 存储) osFlagsWaitAll:请求的位全部置位才唤醒(即"网络且存储都就绪") 100u:单次等待分片时长——2026-10-02 台架修复由 osWaitForever 改为 100ms 分片循环:IWDG 必需掩码含 FTP 位,屏障等待态必须能喂心跳(见下方注释) */ if (sys_evtHandle != NULL) { /* osFlagsNoClear 必须带:就绪位是**状态**不是命令,消费型等待会把位清掉, * 导致后面 WaitAll(两位) 的等待者永远等不到(2026-09-21 实测:netTask 先 * 消费 STORAGE_READY、uiTask/timeSync 再消费 NET_READY → 本任务永不唤醒、 * FTP 21 端口从未监听)。 * 2026-10-02 台架修复:等待改 100ms 分片 + 每片喂心跳(与 timeSync/uiTask/ * netTask 入口同模式)——IWDG 必需掩码含 FTP 位,原 osWaitForever 无心跳, * IWDG 启动(存储就绪)时网络未必就绪 → 掩码 800ms 不可达 → 停喂 → 复位循环 */ for (;;) { uint32_t r = osEventFlagsWait(sys_evtHandle, SYS_EVT_NET_READY | SYS_EVT_STORAGE_READY, osFlagsWaitAll | osFlagsNoClear, 100u); if ((r & osFlagsError) == 0u) { break; /* 两位均就绪(状态位,未被消费) */ } lftpd_task_wd_beat(); /* 看门狗:分片喂心跳(屏障等待态) */ } } lftpd_t ftp; lftpd_start("/", 21, &ftp); /* 广播"FTP 服务就绪"(预留给依赖 FTP 的后续功能) */ if (sys_evtHandle != NULL) { osEventFlagsSet(sys_evtHandle, SYS_EVT_FTP_READY); } /* USER CODE END StartFtpTask */ } /* USER CODE BEGIN Header_start_test_task */ /** * @brief Function implementing the testTask thread. * @param argument: Not used * @retval None */ /* USER CODE END Header_start_test_task */ __weak void start_test_task(void *argument) { /* USER CODE BEGIN start_test_task */ /* Infinite loop */ for(;;) { osDelay(1); } /* USER CODE END start_test_task */ } /* USER CODE BEGIN Header_StartUiTask */ /** * @brief Function implementing the uiTask thread. * @param argument: Not used * @retval None */ /* USER CODE END Header_StartUiTask */ void StartUiTask(void *argument) { /* USER CODE BEGIN StartUiTask */ ui_task_func(argument); /* USER CODE END StartUiTask */ } /* Private application code --------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Application */ /* * 断言失败钩子(2026-09-29,配合 IWDG;见 Inc/FreeRTOSConfig.h 的 configASSERT)。 * 与栈溢出钩子同为"内核状态已不可信"路径:裸 UART 有界输出 + 主动复位, * 不走 printf / 内核对象 / 控制台锁。 * 设计取舍(docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §4.6): * - 上报 file/line 是断言唯一有价值的现场信息,故必须打印(早于 TCB 名之类); * - 打印后**主动 NVIC_SystemReset()** 而非空转:断言点未必能让 IWDG 抓到 * (若恰在启动段,IWDG 尚未启动),主动复位保证任何断言都能自恢复; * 代价是 RCC_CSR 记 SFTRSTF 而非 IWDGRSTF——故上报串里写死 ASSERT 字样, * 使"重启原因"可由日志区分(软件复位 + 上一条是 ASSERT = 断言导致)。 */ void vApplicationAssertFailed(const char *file, long line) { static const char msg_head[] = "\r\n[ERR] ASSERT FAILED "; const char *p = file; char num[16]; int i; /* 文件名只取末段(全路径太长且无信息量) */ if (p != NULL) { const char *q = p; while (*q != '\0') { if ((*q == '/') || (*q == '\\')) { p = q + 1; } q++; } /* 有界拷贝:上限 48 字符 */ { uint16_t len = 0u; char name[49]; while ((len < 48u) && (p[len] != '\0')) { name[len] = p[len]; len++; } name[len] = '\0'; dbg_console_write_raw(msg_head, (unsigned)(sizeof(msg_head) - 1u)); dbg_console_write_raw(name, (unsigned)len); } } else { dbg_console_write_raw(msg_head, (unsigned)(sizeof(msg_head) - 1u)); dbg_console_write_raw("(no file)", 9u); } dbg_console_write_raw(":", 1u); /* 行号转十进制(不用 snprintf:钩子可能在临界区,且避免库依赖) */ i = 0; if (line <= 0) { num[i++] = '0'; } else { char rev[16]; int n = 0; while ((line > 0) && (n < 15)) { rev[n++] = (char)('0' + (line % 10)); line /= 10; } while (n > 0) { num[i++] = rev[--n]; } } dbg_console_write_raw(num, (unsigned)i); dbg_console_write_raw(" (resetting)\r\n", 15u); HAL_Delay(200); /* 等 UART 移位寄存器排空 */ NVIC_SystemReset(); } /* USER CODE END Application */