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super_agent_bot b45f50569b docs(serial-tool): 清理过时的「待 CH340」说法，A1–A8 编号改语义短语，销登记簿跟踪行

依据 Issue #52：CH340 一直都在、/serial-boot-test 已跑通（boot_log_data 有 2026-10 大批日志），
「等 CH340 接入」是 2026-09 建档时的过时状态；字母+数字编号按 docs/编号规范.md §0 已废。

- 串口助手设计说明.md：§5 状态改 CH340 已接入（COM3）+ 正路径已具备验收条件；
  §9.2 验收表 A1–A8 全部换语义短语；§10 步骤 4/5 同步。
- 登记簿.md §7：销掉「串口助手正路径补验」跟踪行（CH340 一直在、流程已跑通，无需再等）。

2026-11-02 23:58:18 +08:00

20 KiB

Raw Permalink Blame History

Python 串口助手（serial_tool）设计说明

版本：v1.1（需求 + 设计 + 实施记录）日期：2026-09-15 状态：已实施（步骤 1–6 完成；本机无硬件自检项全部通过；CH340 已接入 = COM3，「拔线容错」与「烧录+抓开机日志全流程」两条正路径的硬件前提已具备，后者已由 /serial-boot-test 台架持续跑通） 关联文档：串口助手使用指南.md（命令用法/工作流/排障） · 自动化测试流程.md · serial-assistant skill（命令速查/陷阱） · .serialtest/config.json（端口单一配置源，2026-10-10 由 .opencode/serial_config.json 迁入）取代：serial-mcp-server_串口调试.md（实施时删除，工具历史并入本文 §12）

1. 背景与目标

1.1 为什么重写

现串口调试 = Adancurusul/serial-mcp-server（Rust 二进制，手编译置于用户档案）+ MCP/CLI 双形态。两个致命缺陷（2026-09-15 本机实测）：

#	缺陷	影响
F1	二进制绑定用户档案：`opencode.json` 的 `mcp.serial` 指向 `C:\Users\16241\AppData\Local\serial-mcp-server\.exe`，本机实际用户为 Administrator*（该档案不存在，二进制缺失）	serial MCP 工具不可用、/serial-boot-test 采集步骤断裂；换机器/换用户无法复现
F2	无历史缓冲：`read` 只能读调用之后到达的字节	抓开机日志被迫走"采集窗口 + first-byte 触发 + EOF 重试"仪式（6 个参数 + JSON 解析 + CH340 释放后重开陷阱特判）

Python 重写一并解决：依赖收敛到仓库 .venv + pyserial（任意机器/用户可复现）；常驻 daemon 把全量 RX/TX 持续写入日志文件，历史 = 日志文件本身，采集窗口仪式整体消失。

1.2 目标

#	目标
G1	Agent 可枚举 COM 口、连接；失败 ≤1s 快速返回，绝不阻塞
G2	RX/TX 全量写入纯文本日志文件，Agent 直接读文件即得完整历史
G3	Agent 一切操作 = 带硬超时（5s）的短命令；串口所有权归常驻 daemon
G4	一条 `status` 命令看全状态（daemon/端口/计数/最后 RX/日志文件/错误）
G5	随时清空日志（原子 + 代际号，新旧内容可区分）
G6	/serial-boot-test 一键流程切换新工具：open → clear → 烧录 → 读文件 → verify，无采集窗口
G7	全流程不关端口（ST-Link 烧录不占 COM），从根上规避 CH340 释放/重开陷阱

2. 需求清单

#	需求	优先级	来源
R1	`ports`：枚举 COM 口（名称/友好名/厂商，标注配置目标口）	P0	用户 #1
R2	`open`：连接端口；不存在/被占用 ≤1s 返回明确错误；参数 port/baud/DTR/RTS	P0	用户 #1
R3	RX/TX 全量时间戳日志（单文件，纯文本，行格式见 §5）	P0	用户 #2
R4	全部命令硬超时 5s + 失败返回 JSON（exit code 区分），CLI 永不挂起	P0	用户 #3
R5	`status`：单条 JSON 全状态	P0	用户 #4
R6	`clear`：原子清空 + 代际递增 + 文件内标记行	P0	用户 #5
R7	常驻 daemon + 单实例 + CLI 自动拉起（Agent 无需记生命周期）	P0	补充
R8	日志 20MB 上限，超限原地截头保留尾部 10MB（不重开端口/不 rename）	P0	补充（用户确认）
R9	开端口不翻转 DTR/RTS（防 STM32 自动复位电路误复位），可配置	P0	补充
R10	串口读错/拔线 → daemon 存活，state=error，可重开；daemon 被杀可自恢复	P0	补充
R11	/serial-boot-test 集成：`run_boot_test.py` 采集步改写 + `verify_log.py` 兼容 + 旧文档/配置迁移	P0	用户场景
R12	`send`（TX 进日志）、`log --tail/--grep`、`start/stop/restart`、`selftest` 无头自检	P1	补充

3. 总体方案

3.1 形态：常驻 daemon + 薄 CLI + "日志文件即接口"

flowchart LR
    A["Agent（opencode bash 工具）"] -->|"短命令（硬超时 5s）"| C["serial_tool.py CLI"]
    C -->|"HTTP 127.0.0.1:18765（JSON）"| D["daemon 进程（detached 单实例）"]
    D --> S["串口读线程（pyserial，后台）"]
    S --> W["行拆分/解码/flush"]
    W --> F[("state/serial.log<br/>纯文本，Agent 直接读")]
    D --> M[("state/meta.json<br/>pid/gen/版本")]
    D --> L[("state/daemon.log<br/>daemon 自身 stderr")]

单文件实现：.dsh/skills/serial-assistant/scripts/serial_tool.py（stdlib + pyserial，约 1000 行）；解释器统一 .venv\Scripts\python.exe
Agent 调用式：& '.venv\Scripts\python.exe' '.dsh/skills/serial-assistant/scripts/serial_tool.py' <命令> [参数]（任意 cwd；state 目录按脚本位置解析，与 cwd 无关）
历史 = 日志文件：Agent 用 Read/Grep 直接看历史，无需专门 API（log 命令只是便捷封装）
配置沿用 .serialtest/config.json（portName/baudRate 为默认值；新增可选字段 httpPort，默认 18765）

3.2 "不卡死"的归属（对用户 #3 的重新表述）

串口读是长时操作，归 daemon 后台线程；Agent 侧只存在短命令。"不卡死" = 命令层契约：每条 CLI 命令有 5s 硬截止（--timeout 可覆盖），到期即返回超时 JSON 与 exit 2，不做任何无限等待。

4. 命令契约

4.1 子命令一览

命令	用途	关键参数	返回（stdout，恒 JSON）
`ports`	枚举 COM 口	—	`{"ok":true,"ports":[{"name":"COM6","description":"USB 串行设备 (CH340)"},…],"configured":"COM6"}`
`open`	开端口（幂等：同端口已开 = 直接成功，不重开）	`--port` `--baud` `--dtr 0/1` `--rts 0/1`（默认取配置文件；DTR/RTS 默认 0）	`{"ok":true,"port":"COM6","baud":115200,"gen":7,"since":"…ISO…"}`
`close`	关端口（flush 后释放）	—	`{"ok":true}`
`send`	发 TX 字节（进日志）；默认精确字节不加换行	位置参数文本（UTF-8）或 `--hex 0D0A`；`--nl` 追加 CRLF	`{"ok":true,"bytes":12}`
`status`	全状态（见 §4.2）	—	见 §4.2
`log`	读日志（先过滤后截尾，2026-10-10）	`--tail N`（默认 50；`0` = 全部）`--grep P` `-i` `--regex`	`{"ok":true,"gen":8,"lines":["…"],"scanned":N,"matched":M}`
`wait-idle`	等 RX 静默（/serial-boot-test 收尾判据）	`--settle-ms`（默认 8000）`--max-ms`（默认 30000）`--first-timeout-ms`（默认同 max）	`{"ok":true,"rx_bytes":本次增量,"idle":bool,"waited_ms":N,"reason":"idle\|no_data\|timeout"}`
`clear`	清空日志：原地截断 + 写 `[SYS] log cleared (gen=N+1)`	—	`{"ok":true,"gen":8}`
`start` / `stop` / `restart`	daemon 生命周期	—	`{"ok":true,"pid":…}` / stop 后 `{"ok":true,"stopped":true}`
`selftest`	无头自检（行拆分器/解码回退/截头算法单测回环，无需硬件）	—	0=PASS

4.2 `status` 返回示例

{
  "ok": true,
  "daemon": {"pid": 1234, "version": "1.0.0", "uptime_s": 61},
  "port": {"ready": true, "name": "COM6", "baud": 115200, "dtr": false, "rts": false,
           "since": "2026-09-15T10:29:58.112+08:00"},
  "counters": {"rx_bytes": 1834, "tx_bytes": 12, "rx_lines": 57, "errors": 0},
  "last_rx": {"ts": "2026-09-15T10:31:02.441+08:00", "line": "UI menu init: OK", "age_ms": 320},
  "log": {"path": "D:\\…\\tools\\serial_tool\\state\\serial.log", "size": 4523, "gen": 7},
  "state": "active",
  "error": null
}

state ∈ {stopped, active, error}；port.ready = 已开 && state≠error。Agent 轮询等待只用本命令。

4.3 CLI 退出码契约

exit	含义
0	命令成功（`ok:true`）
1	领域错误（`ok:false` + `error`：端口不存在/被占用/参数错…）——快速失败，≤1s
2	daemon 不可达或命令超时（5s 硬截止）
3	参数/用法错误

4.4 自动拉起

任何命令（除 start 本身）发现 daemon 未运行 → CLI 以 sys.executable（同一 .venv 解释器）detached 拉起 daemon（CREATE_NO_WINDOW，stderr → state/daemon.log），轮询 HTTP 就绪（≤5s）后重试原命令一次；仍失败按 exit 2 返回。Agent 无需任何显式 start 步骤。

5. 日志文件规范

5.1 位置与配套文件（目录整体 gitignore）

以下均为运行时产物，未创建于仓库（首次运行工具后自动生成）：

文件	用途
`.dsh/skills/serial-assistant/scripts/state/serial.log`	RX/TX/SYS 全量日志（Agent 直接读）
`.dsh/skills/serial-assistant/scripts/state/meta.json`（运行时未创建）	daemon 元数据（pid / 版本 / 当前 gen）
`.dsh/skills/serial-assistant/scripts/state/daemon.log`	daemon 自身 stderr（排障用）

5.2 行格式

[SYS] 2026-09-15T10:29:58.112+08:00 port opened COM6 115200 (gen=7)
[SYS] 2026-09-15T10:29:58.301+08:00 log cleared (gen=8)
[RX] 2026-09-15T10:30:03.445+08:00 App init OK
[RX] 2026-09-15T10:30:07.912+08:00 UI menu init: OK
[TX] 2026-09-15T10:30:09.872+08:00 AT+PING
[SYS] 2026-09-15T10:31:00.000+08:00 log truncated to 10MB (cap=20MB)

规则	规定
方向标记	`[RX]` 串口入 / `[TX]` Agent 发出 / `[SYS]` 工具事件（open/close/error/cleared/truncated）
时间戳	本地 ISO8601 含毫秒与偏移（`2026-09-15T10:30:03.445+08:00`）；行时间戳 = 该行首字节到达时刻
完整行不变量	文件只含完整行：残行留 daemon 内存，`200ms` 无后续数据即冲刷成行（或 clear/close 时强制冲刷）→ Agent 读文件永不见半行。两条补充（2026-10-10 第三批）：① 无换行残行 64KB 封顶（`PARTIAL_MAX_BYTES`）——板子跑飞/烧录期吐二进制垃圾时旧实现会无限攒在内存里（长会话可到几十 MB），且后续每条正常行都被拼在这坨垃圾尾巴上变成不可读长行；超限即当一行落地（解码回退成 `HEX:`）并自动重新对齐换行。② `open` / `close` / `clear` 是会话边界，残行一并丢弃（`splitter_gen` 计数，串口线程下一轮循环生效）——旧实现残行跨会话留存，上一段末尾被复位截断的半行会粘进新会话第一行，开机日志首行因此不可读
分行	按 `\n` 分（`\r` 剥除）；纯二进制流（无换行）按 200ms 窗口成行
解码回退	UTF-8 → GBK → 仍失败则该行文本域写 `HEX:<原始字节 hex>`（MCU 流 = ASCII 为主 + UTF-8 中文，前两级足够）
flush	每行即 flush（串口速率低，无缓冲压力）→ 文件随时可读、内容即时可见

5.3 清空与代际

clear = 写句柄上原地截断（seek(0)+truncate）+ 写 [SYS] log cleared (gen=N+1) 标记行；对写线程原子（单写者，截断与写入同一线程串行）
代际 gen 持久化于 meta.json（daemon 重启不丢）；Agent 以"最后一个 cleared/opened 标记行"或 status.log.gen 区分新旧内容

5.4 体积上限（20MB，用户确认）

每次写后检查：size > 20MB → 原地截头：在同一写句柄上读尾部 10MB → 截空 → 写回（Windows 无"丢弃头部"单系统调用，ftruncate 只能截尾；单写者线程内执行，无并发风险）。按行边界对齐（2026-10-10）：取到的尾部会丢掉首个换行之前的残片——旧实现按字节偏移切，截出来的第一行是半行，直接破坏"文件只含完整行"这条不变量（Grep / verify_log 读到的首行是垃圾）
禁止 rename 轮转（Windows 下写句柄跟随被 rename 的文件）与重开文件/端口（CH340 释放后立即重开 → 读 0 字节 EOF 陷阱）
截头后写 [SYS] … log truncated to 10MB (cap=20MB)；文件头内容可能随时消失 → Agent 读日志应看尾部（log --tail 或直接读文件末段）

6. daemon 行为规范

项	规定
单实例	HTTP 端口（默认 18765，`.serialtest/config.json` 的 `httpPort` 可改）绑定即锁；端口被占 = 已有实例。Windows 上真独占靠 `SO_EXCLUSIVEADDRUSE`（真名，值 -5；2026-10-10 修：旧代码写成 `SO_EXCLUSIVEADDRPLACE` + 数值 `0x0040`，`setsockopt` 抛 `WinError 10042` 被静默吞掉，"独占绑定"从未生效），失败现打 WARN，`status.daemon.exclusive_bind` 可验。⚠️ 进程列表里出现两个 `--serve` 是正常的：`.venv\Scripts\python.exe` 是 venv stub，会派生基解释器（本机 anaconda）子进程跑真 daemon（`status.daemon.pid` = 子进程），不是多实例
拉起方式	CLI detached 子进程（`CREATE_NO_WINDOW`），解释器 = `sys.executable`（保证同一 .venv）
`open` 语义	幂等（同端口已开 = 成功返回，不重开）；端口不存在 → ≤1s 报错并附可用端口列表；被占用 → ≤1s 报错（Windows 共享冲突即时返回）并提示持有者
DTR/RTS	默认不翻转（`dtr=False, rts=False`，防 STM32 自动复位电路误复位目标板）；`--dtr/--rts` 可显式置位
读线程容错	串口读异常/设备拔出 → 记 `[SYS] … serial error: …`，`state=error`（`status.error` 非空），daemon 不退出；重插后 `open` 重开恢复
重开退避	错误恢复路径重开端口前 ≥1.5s 退避（CH340 特性）；正常流程不重开
`stop`	关端口（flush 尾行）→ 写 `[SYS] port closed` → 退出
进程被强杀	Windows 进程退出自动释放 COM 端口；下次命令自动拉起新实例（`open` 幂等路径）
`wait-idle` 判据（2026-10-10 修）	`no_data` = 本次等待期间零字节（旧实现比的是 daemon 累计 `rx_bytes` 是否为 0 → 常驻 daemon 下永不触发，板子全程静默也误报 `idle:true`，/serial-boot-test 的 no_data 拦截形同虚设）；首字节到达前不启动 settle 计时（`first_timeout_ms` 兜底，默认 = `max_ms`）；返回 `rx_bytes` = 本次增量
CLI 超时与断连噪声（2026-10-10）	`wait-idle` 未显式带 `--timeout` 时按 `max_ms/1000 + 5` 自动推导（旧版固定 5s 会在 daemon 还在等时掐断连接）；handler 侧 `ConnectionError`（客户端已断开）不再往 daemon.log 打 traceback（本机曾累积 16 次）；`daemon.log` 超 1MB 在拉起新实例前原地保尾 256KB
配置读取（2026-10-10）	按 `utf-8-sig` 读（容忍 BOM，与 `run_boot_test.py` 同口径）；文件缺失 / JSON 语法错 / `baudRate`·`httpPort` 非整数不再静默回退成"没配端口"，错误文本进 `configError`，由 `status` / `ports` / `open` 显式回显

7. 集成与迁移（/serial-boot-test 切换）

7.1 新 /serial-boot-test 流程（`run_boot_test.py` 采集步改写，退出码约定不变：0/1/2/3）

flowchart LR
    A["open（自动拉起 daemon；幂等）"] --> B["clear → gen=N"]
    B --> C["stlink-flash skill（stlink_flash.py flash：ST-Link 烧录+复位，端口全程打开）"]
    C --> D["wait-idle：rx 静默 8s（-SettleMs）或超时 30s（-MaxWaitMs）"]
    D --> E["提取本代际 [RX] 行，剥 [RX] 时间戳前缀 → boot txt"]
    E --> F["verify_log.py（标记匹配）"]

对比旧流程：6 个采集窗口参数 + JSON 解析 + EOF 重试 全部删除；采集 = 端口常开 + 读文件
verify_log.py 与纯文本日志契约一致（2026-09-20 随 /serial-boot-test 迁移 Python，判定语义不变）
参数保留：-Port -BaudRate -FlashCmd -Required -Forbidden -OutDir；删除 -DurationMs 等窗口参数，新增 -SettleMs（静默判据，默认 8000——boot 任务间有 3~4s 自然静默间隙，2000 会截断）-MaxWaitMs（默认 30000）

7.2 配套变更清单

对象	变更
`requirements.txt`	增 `pyserial`（保持纯 ASCII 注释）
`.gitignore`	增 `.dsh/skills/serial-assistant/scripts/state/`
`opencode.json`（仓库根）	删除 `mcp.serial` 段（指向缺失二进制，已失效）
`测试说明/serial-mcp-server_串口调试.md`	已删除（内容精华并入本文；工具历史见 §12）
`AGENTS.md`	"串口调试"节改写为 serial_tool（配置源仍 `serial_config.json`）；"自动化测试"节同步新流程
`.opencode/command/test.md`	Step 0/2/Notes 改写（前置检查 = serial_tool 可用性 + `ports`；流程 = §7.1）
`docs/测试说明/流程与规范/自动化测试流程.md`	采集机制描述同步（去 serial-mcp-server 表述）
`.opencode/serial_config.json`	结构不变（可选增 `httpPort`）；`note` 更新

8. 非目标与 v2 候选

v1 明确不做：多端口并发、MCP 封装、协议级 HEX 分析、硬件流控（RTS/CTS）、波特率自适应、GUI。 v2 候选：多端口（每口一 daemon 实例或子会话）、MCP wrapper（如需工具面板呈现）、按 tag 过滤的日志订阅（WebSocket/SSE）。

9. 测试与验收

9.1 无头自检（`selftest`，0=PASS）

行拆分器（CRLF/残行冲刷/纯二进制窗口）、解码回退链（UTF-8/GBK/HEX）、截头算法（合成大文件 → ftruncate 语义）——纯进程内，无需硬件。

9.2 端到端验收（逐项过）

用例名	用例	判据
端口枚举	`ports`	列表含 CH340 端口，`configured` 标注正确
端口被占用快速失败	端口被占用（另一进程先开 COM6）→ `open`	≤1s 返回 `ok:false`（占用），无挂起
全流程走查	`open→status→send→log→clear→close` 全走一遍	全 `ok:true`；日志含 TX 行与 cleared 标记；gen 递增
强杀 daemon 自恢复	`stop` 后强杀 daemon（taskkill）→ 再发任意命令	自动拉起成功，`open` 幂等路径无 CH340 EOF 错误
日志截头	日志灌至 >20MB	自动截头至 ~10MB，写入连续、无重开端口，`[SYS] truncated` 行存在
拔线容错	运行中拔 CH340 → `status`	daemon 存活，`state=error`；重插 + `open` 恢复
烧录+抓开机日志全流程	/serial-boot-test E2E ×3（含一轮"上轮端口未关"场景）	三轮全 PASS（Required 标记齐、无 Forbidden），boot 日志完整
无头自检	`selftest`	0=PASS

10. 实施步骤（按序执行）

#	步骤	产物	验证
步骤 1	`requirements.txt` 增 pyserial + `.venv` 安装	requirements.txt	`pip show pyserial` 有版本 ✅
步骤 2	daemon 核心：HTTP 服务 + 串口读线程 + 行日志写（含 clear/截头/DTR 策略）	`.dsh/skills/serial-assistant/scripts/serial_tool.py`（daemon 部分）	`start→status→send→stop` 手动走通 ✅
步骤 3	CLI 全子命令 + 自动拉起 + 超时契约 + `selftest`	serial_tool.py（CLI 部分）	`selftest` 0=PASS + 命令走查 ✅
步骤 4	验收各用例	测试通过记录	本机可验项全部 PASS ✅；「拔线容错」项硬件前提已由 CH340（COM3）具备
步骤 5	/serial-boot-test 集成：`run_boot_test.py` 采集步改写 + 参数收敛	run_boot_test.py	负路径（端口缺失→exit 2）+ 假烧录全链路 + verify 正/负判定 ✅；「烧录+抓开机日志全流程」正路径硬件前提已由 CH340（COM3）具备
步骤 6	文档/配置迁移（§7.2 全清单）	docs + 配置	全库 grep 无 serial-mcp-server 残留引用（本文 §12 工具历史除外） ✅

提交：全部完成后单提交（pre-commit 门禁；纯宿主侧 Python，不涉及 Keil 构建）。

11. 风险与开放问题

#	项	策略
O1	换机器缺 CH340 驱动 → `ports` 无目标口	`ports` 返回带提示（"未找到 CH340，请装驱动"）；文档列驱动要求
O2	截头瞬间 Agent 恰在读文件 → 视图错位	已知可接受：Agent 读尾部；`log` 命令经 daemon 读更稳
O3	daemon 强杀瞬间丢 ≤1 行（内存残行）	可接受（debug 日志场景）；`close` 路径保证冲刷
O4	HTTP 端口 18765 与其他服务冲突	`.serialtest/config.json` `httpPort` 可改
O5	TX 用途（本工程 USART1 单向输出）	保留能力，面向未来交互/RS485 调试；v1 仅保证进日志
O6	daemon 常驻内存（Python 进程 ~20MB）	可接受；`stop` 即释放

12. 工具历史

代	方案	结局
1	Serial Studio MCP（GUI 依赖、导出文件定位问题）	已清理（2026-09 前）
2	Adancurusul/serial-mcp-server（Rust，MCP+CLI）	被本工具取代：二进制绑定用户档案（本机缺失）+ 无历史缓冲（采集窗口仪式）
3	serial_tool（本文，Python 仓库内）	当前方案

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