Replace task/batch shorthand IDs and residual layer labels in human-facing docs with semantic phrases. Add the new cleanup policy to docs/编号规范.md and update the entry docs. Machine keys (TC/CODE-RULE/MENU-STATE/TRAP/FR), hardware designators/pins/MAC, protocol/version numbers and frozen historical evidence are intentionally kept. Docs only; no code behavior change. Verified with check_doc_links.py --all and git diff --check.
76 KiB
网络自愈架构设计
定位:CH395F 网络自愈架构的现状权威描述——架构与机制、为什么这样设计、关键参数及其 实证锚点、红线与延后项。 不写历史:审计过程、分阶段实施勾选清单、台架原始记录、重构过程账目一律不入本文; 需要考古见 §12。正文只描述当前如何组织与为什么这样组织。 编号是冻结标识:
I*/E*/F-*/形态*/U*/TRAP-NET-*/D*被代码注释、test/host/探针与docs/问题记录/直接引用——看懂即可,勿重排改名,对照见下方导读。
导读:本文用到的编号与术语
| 记号 | 是什么 | 在哪查 |
|---|---|---|
I1~I8 |
本架构的不变量(Invariant)——违反即有实测后果 | §2 |
E0~E19 |
台架实验编号(E = Experiment):每个实验是「假设 → 方法 → 判据 → 门禁哪个决策」 | §5.2(原始记录已归档,见 §12) |
F-NET-nn / F-DRV-nn / F-MS-nn |
审计的编号发现:NET 层 / 驱动层 / 状态镜像层(2026-10-27 停发,指代一律用 §7 表的「条目名」列) | §7(保留 12 条历史对照 + 条目名对照) |
M1~M5 |
实验固件里的候选修改代号:M1 沉降无条件化 · M2 门控换 net_listener_armed · M3 可疑门 · M4/M4-lite 删沉降段全局读即清 · M5 sock_reset quiescent 排空 |
§4.1、§4.3 |
形态①~形态⑤ |
net_reconcile_tick 的五类失同步判据 |
§4.1 |
U1~U15 |
状态迁移的**"无人负责"组合**(架构欠债清单) | docs/问题记录/CH395F_Trap_Records.md 审计遗留章节 |
TRAP-NET-nn |
陷阱记录条目 | 同上 |
N-nn |
docs/任务规划/登记簿.md 的任务/发现编号(⚠ 已销项的号不再可查,本文引用处即其最终事实描述) |
该登记簿 |
D1~D7 |
本文决策记录 | §10 |
自愈收敛阶段 N |
2026-10 的分阶段实施标签,只存在于历史文档与归档(2026-10-29 起全仓仅剩 5 篇保留的变更记录真台账)(代码注释已全部改为平实语言);勾选清单已归档(§12)——勿用它叙述设计,也勿再写回注释 | §12 |
TSL / TSC / TSD |
SPI 命令与数据之间的时序间隔要求 | docs/芯片手册/CH395F.md §7.4 |
n30 |
压测脚本 n30_repro.py(:21 背靠背 STOR 30 轮),自愈回归的主判据 |
test/host/ |
| 沉降窗 / 隔离期 | 释放会话后、重建监听前的最短等待(GRACEFUL 100 ms / QUARANTINE 400 ms) | §4.3 |
| 让位窗 | M3 可疑门交给形态① 电平二次确认的 400 ms | §4.1 |
| 镜像 | net 层持有的 8 态 net_sock_state_t——会话投影,不是芯片事实源 |
§3.3 |
⚠ 字母
E有两套编号,靠连字符区分:
E0~E19(无连字符)= 本文的自愈实验编号,逐条见 §5.2;- 带连字符的
E-<nn>= 历史审计发现编号(属主文档已于 2026-10-15 删除, 编号冻结于docs/编号规范.md§4.3)—— §5.2 末行引用它是为了记录该发现的收口台架,不是实验编号 (证据:test/host/e02_probe.py的文档串自述它是该审计发现的 timeSync 触发形态探针);- 该审计编号族已冻结、不再新增,引用一律改说人话。
1. 为什么是这个架构
三个芯片事实决定架构形态(全部台架实证,见 docs/问题记录/CH395F_Trap_Records.md
TRAP-NET-09/-17/-18/-20 与 §5.2 锚点):
- 芯片永不自动回 LISTEN——单连接复用模型(监听与数据通道复用同一 Socket), "监听常驻"只能是软件承诺(I4)。
- 事件面不是可靠唯一信源——事件可被其它合法读者消费,且状态面存在事件覆盖不了的幽灵 (E7b;E15:幽灵 = 芯片如实报告旧连接拆链进行中,非谎报)→ 正确性必须靠回读芯片事实 + 有界超时兜底(I3)。
- close 有沉降窗、RX 残渣有害——带非空 RX 关闭会拆链停滞、吞下一会话 SYN 且自持 (E4 变体 C 0/20);沉降窗不定长(TRAP-NET-09/-20)→ 复用前清理必须内联进事务(I5)。
主流 offload 驱动(WIZnet ioLibrary / Zephyr / FreeRTOS+TCP / mbed / lwIP 移植)里没有任何 一家维护第二份 socket 状态镜像,也没有"周期修正镜像"的对账;芯片怪癖一律内联进事务、 收在驱动层、以有界超时兜底。本架构按同一形态收敛(§2~§4),代码级对照见 §1.5。
由此确定本层不做的三件事:不把中断事件当正确性来源(I3)、不把软件镜像当事实源(I1)、 不把监听重建散给多个所有者(I2)。
1.1 芯片层事实:LISTEN 不是能力,是一个会被消耗掉的槽位状态
| 事实 | 出处 |
|---|---|
| LISTEN 与 ESTABLISHED 是同一 TCP 状态字节的互斥取值(01H/04H) | docs/芯片手册/CH395F.md §5.22 L535-545 |
| 「Socket 会一直检测连接事件,直到连接成功后……每个 Socket 只可以建立一个连接」 | docs/芯片手册/CH395F.md §5.29 L609 |
| 连接结束后芯片永不自动回 LISTEN——全手册无此条款;重连必须"重新打开 Socket 再 CONNECT" | docs/芯片手册/CH395F.md §5.30 L615、§9.2.5 L1266 |
断开后芯片行为由 FUN_PARA bit3 分流:=0 芯片自动关 Socket(→0x00/0x00);=1 芯片什么都不做(→0x05/0x00),MCU 必须自己 CLOSE |
docs/芯片手册/CH395F.md §5.23 L572、§5.52 L795② |
⚠ 本仓 ch395f_set_fun_para(0x08)(Drivers/BSP/NET/net_socket.c,bit3 SOCKET_CLOSE=1,
定案为"保留排空现场",论证见 §4.9 / D4)⇒ 断开后芯片必然停在 0x05/0x00。
探针看到的"孤儿芯片态"不是芯片异常,而是这个配置的直接且合法的后果。
1.2 规范层:本仓做法与 TCP/POSIX 的所有权契约正面冲突
- RFC 1122 §4.2.2.18:被动 OPEN「MUST NOT affect any previously created connection record」。
- POSIX
accept():「The original socket remains open and can accept more connections」。 - lwIP 把"监听器归谁"直接写进
tcp_close()文档:只有 socket 层创建的监听器才会被连带关闭, raw API 自建的不会——所有权是 API 契约的一部分,不是调用方的自觉。
本仓让同一个 fd 兼任"监听器"和"连接"两个角色(handle/resource aliasing),
于是"关掉一条连接"和"毁掉一个监听器"在类型上无法区分——这正是红线 8
(「EOF 时不得 net_close 监听 fd」,§6)存在的唯一原因。
需要靠铁律维持的正确性,就是架构欠债的凭证。
1.3 实现层:fd 别名 → 边沿通知 → 多所有者
EOF 只在 recv 那一刻本层为 CLOSED 才给出(net_recv_locked,Drivers/BSP/NET/net_socket.c);
若该 fd 已被别的路径 relisten 回 LISTENING,同一个 recv 恒返 WOULDBLOCK。
这是一个边沿,不是一个电平——正是不变量 I2/I3 要消除的形状。
fd 别名让这个边沿必须有人接,而"谁重建监听"在类型上无法唯一化:同一 fd 既当监听器又当 连接时,任何持有 fd 的路径都"看起来有资格"重建。本架构的解法是把两件事彻底拆开(§4.1 / §4.2):
- 判据唯一:周期性"该不该重建"只在
net_reconcile_tick形态③④; - 动作唯一:真正下发 open+listen 只在
net_listener_tick一处,其余路径一律net_listener_request()只登记意图; - 消费者驱动即时登记 3 处(accept CLOSED 分支 / recv EOF / 挂起 recv 断连)与周期兜底 构成双层,不可删(§4.2)。
三个已实测的派生失效(保留作症状判读:I2/I3 被违反时就是这个样子):
| 失效 | 机理 | 现状机制 |
|---|---|---|
| 孤儿监听(第三方送检验收) | 边沿没人接 → net 层等应用重建、应用等 net 层给 EOF、对账只裁 ESTABLISHED/LISTENING 直接跳过、芯片不会自己回 LISTEN → 四方互等 | 对账形态④ 认领孤儿(§4.1)+ 应用侧 net_drop_conn(§4.6) |
| 消费者卡死 | 抢先 relisten 把慢消费者的 EOF 永久吞掉 → g_client 不清、新连接被旧会话静默吸收 |
session_dead 粘滞电平消除(§3.3) |
| 监听被误关 | net_can_read 在非 ESTABLISHED(含 LISTENING)返 1 → 消费者 recv 得 WOULDBLOCK → 判"真错误"后无护栏 net_close 等于关掉监听 fd |
应用侧 g_client != g_listen 护栏(Drivers/BSP/UI/ui_net_sink.c)+ 红线 8(§6) |
1.4 为什么不走"芯片原生多连接模式"(A′ 出局)
芯片确实自带 lwIP 式模型:FUN_PARA bit1(≥0x44,本仓实测 0x4A)下
「服务器的 Socket 仅用来监听,单片机需要分配其它 Socket 用于该连接」(docs/芯片手册/CH395F.md §9.2.6 L1295)。
但本产品不可用,三条硬证据:
- 不支持多监听——
docs/问题记录/CH395F_Trap_Records.md附 FTP 改造清单第 4 条 「CH395F 多连接模式不支持多监听(类型:架构)」,处置即fun_para=0x00。 本产品有 21/8888/7003 三个常驻监听 + 会话期动态 PASV 监听。 - 池分配按源端口匹配(
docs/芯片手册/CH395F.md§9.2.6 L1295),多监听器的池会互相串。 - 实测:「多连接模式下最多接受 3 个客户端(Socket 1
3),Socket 47 的 CONNECT 中断从不触发」、 「多个 Socket 数据互相覆盖」——即 TRAP-NET-02/-11。
且 FUN_PARA 初始化后不可改(docs/芯片手册/CH395F.md §5.52 L795⑥),这是开机一次性决策,
不能运行时降级。结论:A′ 出局;根治只能在单连接复用模型内做(红线 2,§6)。
1.5 与主流 offload 驱动的代码级对照("是不是过度设计"的正面回答)
对照对象:WIZnet ioLibrary Ethernet/socket.c(W5100~W6300 官方驱动,TCP offload
芯片的事实标准)。其关闭/重开路径原文:
int8_t close(uint8_t sn) {
setSn_CR(sn, Sn_CR_CLOSE);
while (getSn_CR(sn)); /* 等命令被芯片处理 */
setSn_IR(sn, 0xFF); /* ① 复用前清中断 */
sock_is_sending &= ~(1 << sn); /* ② per-socket 记账清零 */
sock_remained_size[sn] = 0;
sock_pack_info[sn] = PACK_NONE;
while (getSn_SR(sn) != SOCK_CLOSED); /* ③ 等芯片状态真落地才返回 */
}
int8_t disconnect(uint8_t sn) {
...
while (getSn_SR(sn) != SOCK_CLOSED) { /* ③ 同样等 */
if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_TIMEOUT) { close(sn); return SOCKERR_TIMEOUT; }
} /* ④ 有界超时兜底 */
}
int8_t socket(...) { close(sn); ... while (getSn_SR(sn) == SOCK_CLOSED); } /* 重开前先关干净 */
int8_t listen(...) { while (getSn_SR(sn) != SOCK_LISTEN) { close(sn); return SOCKERR_SOCKCLOSED; } }
⇒ ① 复用前排渣 ② per-socket 记账 ③ 等状态落地 ④ 有界超时——本仓一条不少:
分别对应 listen 前排清 SINT(§4.10)、s_relisten_*[]、沉降窗(§4.3)、D10 预算(§4.2)。
这套形状不是本仓发明,是 offload 芯片驱动的通用形态。
那本仓多出来的体积从哪来——四条约束的兑换券:
| 约束 | ioLibrary | 本仓 | 复杂度落点 |
|---|---|---|---|
| 不能阻塞 | while (getSn_SR(sn) != SOCK_CLOSED); 就地死等,close() 里连超时都没有 |
netTask 绝不能冻结(IWDG + 另外 3 个常驻监听 + 消息队列同任务) | ⚠ 头号来源:他们一个 while() 的事,本仓必须翻译成可续跑状态机——s_relisten_*[] 8 个数组全部是"把 while 换成状态"的代价,无一是额外逻辑 |
| 监听器归谁 | 8 个独立硬件 socket,关数据 socket 碰不到监听 socket | 单 socket 复用(§1.1) | "监听器需重新武装"这个概念在 ioLibrary 里根本不存在 |
| 谁做 TCP 收尾 | 硬件自动:W5500 数据手册明写断开成功 → SOCK_CLOSED,否则 TCP 超时后也变 SOCK_CLOSED |
bit3=1 下芯片按设计什么都不做,等 MCU 关(§1.1) |
沉降被 WIZnet 芯片自己吸收,CH395F 明确甩给软件 |
| 清中断的代价 | setSn_IR(sn, 0xFF) 随便清(每 socket 独立 W1C) |
全局寄存器整体读即清、无按位手段 | 他们一行清干净,本仓必须守 §4.10.5 三条准入判据 |
⚠ ioLibrary 那两条死等不是"更简单",是"把代价挪到运行时":官方论坛有"系统挂死、SPI
驱动在 close() 后永远等不到回复"与"close() 只轮询 Sn_CR 不轮询 Sn_SR"的质疑帖。
本仓没有死等的自由(上表第一行),复杂度只是换了个地方存着。
lwIP / Zephyr / FreeRTOS+TCP 为什么没有这套机器:完整 TCP 栈跑在 MCU 里,
TIME_WAIT/2MSL 藏在栈内部,应用永远看不见 FIN_WAIT_2;监听器所有权是显式 API(lwIP raw API
把"tcp_close() 只对 socket 层创建的监听器生效"写进文档)。⇒ 它们把复杂度付在 RAM/CPU
上,本仓付在驱动代码上——用 offload 芯片就是为了省那颗栈,复杂度不会消失,只会搬家
(§1.2 那句"需要靠铁律维持的正确性就是架构欠债的凭证"的另一面:欠债要还,但还债的货币
由芯片选型决定)。
本仓可安全减的部分(诚实清单)——本节只管"这台机器该不该存在",内部组织度见 §11:
net_listener.c = 7 个函数(4 公开 + 3 内部)/ 8 个 per-socket 数组。
可省:s_relisten_settle_dead[](恒 = settle_start + NET_RELISTEN_SETTLE_MS,
可就地算)、s_relisten_capped[](可压成 quarantine 的一个 bit)——合计 16 B。
不可省:沉降窗(E4 变体 C 带残渣关闭 0/20)、D10(= ioLibrary 的 TIMEOUT 等价物)、
listen 前排清(§4.10)、登记/执行分离(§4.2,E17)。
真要大幅减掉这套机器,唯一杠杆是芯片——而 §1.4 已用三条硬证据否掉多连接模式,且
FUN_PARA 初始化后不可改。WCH 官方博客原话(E15 已引):"客户端主动断连并立即重新发起
连接请求,此时 CH395 会拒绝该连接请求,因此需要程序中做一些特殊处理"——官方口径的
"特殊处理"就是本文件。
出处:ioLibrary Ethernet/socket.c(github.com/Wiznet/ioLibrary_Driver);
W5500 数据手册 W5500_ds_v110e.pdf(Sn_SR 断开 / TCP 超时条款);WIZnet maker 论坛
帖 13028(close 后永久等待致挂死)与 10305(轮询口径质疑);lwIP 2.0.x Raw API 文档;
WCH 官方博客 cnblogs sw111/18451802。
2. 设计原则(不变量)
| # | 不变量 | 违反的后果 |
|---|---|---|
| I1 | 单一事实源:芯片状态的权威副本 = 驱动每 Socket 缓存,唯一刷新点 = net_poll 每轮全量刷新;net 层 8 态 net_sock_state_t 只是"会话投影"(展示/门控),决策点读缓存或主动回读 |
有损镜像产生"镜像说 A、芯片是 B"的决策窗口(§7「有损镜像决策窗口」) |
| I2 | 单一重建所有者:唯一周期性监听重建决策者 = net_reconcile_tick 形态③④;事件处理器与沉降登记只置事实、不动作 |
多所有者竞争——"谁先看到 DISCONNECT 谁重建"→ 抢先 relisten 吞掉慢消费者的 EOF(第三方送检验收) |
| I3 | 事件只负责提前唤醒,正确性靠回读 + 有界超时 | 纯事件驱动 → 事件被读清消费竞态吞掉后监听静默死亡(TRAP-NET-17;E14 复核:事件非芯片侧丢失,是被消费) |
| I4 | 监听常驻 = 软件承诺(auto_relisten),不是芯片属性 |
出向连接被误判孤儿 / 监听永久失效 |
| I5 | 复用前清理内联进事务:sock_reset = 排空 RX → CLOSE → 排空事件(quiescent)→ 等 byte0=00H |
带非空 RX 关闭 → 拆链停滞、SYN 被吞、级联自持(E4 变体 C 0/20) |
| I6 | 分层:驱动持事实与机械;net 层持策略与所有权;应用层零自愈责任 | 应用层重试/手动自愈 = 又一层补丁(原引用号在 §7 无定义行,删号留事实) |
| I7 | 全局中断寄存器唯一读者 = net_poll(§7「全局读即清搁浅事件」;测试/台架代码同样禁自行读取,等事件一律直读本 Socket SINT) |
吞掉其它 Socket 的 CONNECT/DISCONNECT/RECV_OK 边沿事件(网络自愈 级事故) |
| I8 | 不留未证明的复杂度(TRAP-NET-20 铁律) | 正面执行:U15 内化不立项(E6 命中=0);TSL 变体只作待用补丁(E12) |
去抖 + 冷却:失配连续 N 轮才动手(分级,见 §4.1)+ 动手后 1s 冷却。去抖与冷却本是 "镜像世界"的自偿成本(§7「去抖冷却自偿成本」)——判据改读驱动缓存后,探针侧去抖已无必要(缓存无瞬态噪声); reconciler 保留分级去抖,因为形态① 要让位 M3 窗、形态② 要覆盖芯片 10ms 级可见窗(E2)。
3. 架构总览
3.1 分层职责
| 层 | 持有什么 | 关键接口 |
|---|---|---|
驱动层 Drivers/BSP/CH395F/ch395f.c/.h |
每 Socket 状态缓存 + 类型化回读/谓词;每 Socket 事件读即清护栏;复合复位状态机;命令完成判据(状态回读);链路态缓存 | ch395f_sock_state_cached / ch395f_sock_events / ch395f_sock_reset_begin / ch395f_sock_reset_poll / ch395f_cmd_done / ch395f_glob_event_feed / ch395f_link_up_cached |
net 层 net_socket.c / net_events.c / net_listener.c / net_pending.c(netTask 单所有者) |
fd↔Socket 映射、消息队列串行化、挂起 recv/send;事件分发与回调;会话投影与粘滞电平;单一 reconciler;监听生命周期(armed/D10/settle);同步复位包装 | net_poll / net_reconcile_tick / net_listener_request / net_listener_settle / net_listener_tick / net_sock_reset_sync / net_drop_conn |
应用/服务层(ui_net_sink / iec104_serv / lftpd / time_sync) |
只管 fd 与数据;放弃会话走 net_drop_conn;EOF 不得 net_close 监听 fd |
— |
3.2 主循环自愈三 tick
| tick | 节奏 | 职责 |
|---|---|---|
net_poll |
主循环每轮(≈1ms) | INT# 引脚 → 全局事件汇聚(唯一读者)→ SINT 分派 → 驱动缓存全量刷新 → 链路位喂驱动 → 步进 ch395f_sock_reset_poll |
net_process_messages |
每轮 | 开头按序跑三个非阻塞 tick:net_listener_tick(D10 重建唯一执行者)→ net_pending_tick(结束挂起 recv)→ net_send_pending_tick(推进挂起 send),随后排空 RPC 消息队列 |
net_reconcile_tick |
100ms | 唯一周期对账——判据在此,重建动作在 §4.2 唯一执行者(§4.1) |
3.3 状态模型(会话投影)
net_sock_state_t8 态 = 本层会话投影,非芯片状态事实源(I1)。session_dead:"会话已结束"的粘滞电平——消费者不再被抢先 relisten 饿死; relisten / 形态④ / listen / RESYNC 刻意不清它(契约注释在net_types.h)。lost_conn_seen:M3 可疑电平(§4.1.6)。last_peer_port+released_abnormal:幽灵甄别与异常释放簿记。
3.4 全景图
——七个叠加的芯片怪癖与现架构的拆法落点(证据链见陷阱记录与 §5.2)。
4. 机制详解
4.1 net_reconcile_tick——单一 100ms tick(唯一周期性自愈入口)
4.1.1 为什么需要它:状态有两个所有者
| 所有者 | 是什么 | 谁更新 |
|---|---|---|
本层 p_sock->state |
软件枚举(CLOSED=0 / LISTENING=3 / ESTABLISHED=5)= 会话投影,非芯片事实源(I1) |
中断事件流:CONNECT / DISCONNECT / RECV_OK |
芯片 c.open + c.tcp_state |
CH395F 两个真实状态字节,net_poll 每轮刷进驱动缓存(新鲜度 ≤1ms) |
芯片自己的 TCP 状态机 |
主路径是事件流:芯片状态一变就发中断、本层跟随。中断没送到 netTask(被门控丢弃 / 时序窗口错过 / 芯片压根不发——形态⑤ 台架实证)→ 两侧脱钩,只有两类坏结果:
- 连接已死而本层以为活着 → 消费者挂在 recv 上,而对端再也不会发数据;
- 监听器已没而本层以为在听 → 端口对 SYN 不响应,表现是"连接被拒"。
本 tick = 每 100ms 把两侧摆在一起比对的那只手,5 种失配组合 = 5 个形态。
4.1.2 读判据前必须知道的四个词
chip_listening=(open != CLOSED) && (tcp_state == LISTEN),即0x05/0x01。 ⚠0x05/0x00(Socket 开着、TCP 已关的二段关闭中间态)不算在听——这个区分很关键。listener_fd=auto_relisten && type==STREAM && local_port!=0:监听型 fd 门。少了它, 出向连接(本层 CLOSED + 已绑端口)会被误判成监听器而被 relisten。- 去抖三档(连续失配几轮才动手,一轮 = 100ms):② 1 轮(E2:LISTEN 可见 ≤10ms 无长尾)|③④⑤ 2 轮|① 4 轮(≈400ms,M3 让位窗——① 动作最重,要给正常事件流 先自己收口的机会)。动手后置 1s 冷却防风暴;U11 被动重同步不去抖、不占冷却。
- 判据在对账、动作在别处(I2):③④ 只
net_listener_request()登记意图,真正执行 重建的是net_listener_tick一处(§4.2)。
4.1.3 形态表(判据 → 动作)
判据读驱动缓存(零 SPI;例外见表注),统一 1s 冷却:
| 形态 | 判据(本层 ↔ 芯片) | 动作 | 去抖 | 芯片命令 |
|---|---|---|---|---|
| ① | ESTABLISHED ↔ 芯片 CLOSED / TCP_CLOSED | 复用 handle_disconnect_event(置事实 + GRACEFUL 沉降) |
4 轮(≈400ms,M3 让位窗) | 无(置事实) |
| ② | LISTENING ↔ 芯片已握手(TCP=ESTABLISHED) | GET_REMOT_IPP 幽灵甄别 → 补 accept(handle_connect_event) |
1 轮(E2:LISTEN 可见 ≤10ms 无长尾) | 1 次 SPI 读 |
| ③ | LISTENING ↔ 监听型 fd 而芯片不在 LISTEN | 登记重建请求(动作在 I2 唯一执行者 net_listener_tick) |
2 轮 | 无(转交) |
| ④ | 本层 CLOSED(auto_relisten)而芯片不在 LISTEN | 登记重建请求(同 ③) | 2 轮 | 无(转交) |
| ⑤ | ESTABLISHED ↔ 芯片已回 LISTEN(静默回收;§7「静默回收无人认领」) | RESYNC 语义只修本层(转登端口 + 取消挂起 recv/send),零命令 | 2 轮 | 零 |
| U11 | 本层 CLOSED ↔ 芯片正在 LISTEN | 只重同步本层为 LISTENING(转登端口) | 不去抖、不占冷却 | 零 |
⚠ U11 不是形态④。两者判据同族(本层 CLOSED + 监听型 fd)而结论相反: 芯片在听 = 本层滞后 → 只改状态;芯片不在听 = 监听真没了 → 登记重建。搞混的代价就是 U12 同源事故——对正听着的 Socket 重下发 open+listen 会吃 USE 错、走进关闭分支, 把健康监听器关掉。
表注:形态② 命中时的对端端口回读是本 tick 唯一按需 SPI。
4.1.4 每个形态为什么长这样
① 连接已失:成因 = 连接被拆而 DISCONNECT 没被 netTask 收到,本层停在 ESTABLISHED、
消费者挂在 recv 上等永远不会来的数据。动作复用断开状态机(含陈旧事件甄别 + 状态迁移 +
事件派发),只置事实、不做重建(重建交 ③④)。判据是**"或"(open 仍可为 0x05、
tcp_state=0x00 即成立)。⚠ 判读只认设备日志**的 chip closed 行,端口可达性不是判据
(E18 方法论第一条)。
② 握手已完成、事件没收到:成因 = 芯片做完三次握手而 CONNECT 没送到,本层以为在听、
应用不会 accept,数据全堆在芯片 RX,应用侧完全看不见这条连接。⚠ 幽灵甄别
(TRAP-NET-20)是本形态最凶处:拆链收尾窗口里芯片状态会如实显示 ESTABLISHED
(旧连接未拆净,E15 契约,非谎报),此时补 accept 就把新数据发给已死的旧连接 = 生产数据被
吞的直接成因;故仅当"对端端口非零且 = last_peer_port"时拦截,peer==0 不拦截
(对端端口提交有滞后,不得因此挡掉救援)。去抖 1 轮 = 最激进,因为它是"白捡的救援"、代价小。
⚠ 本形态未经负向注入验证(需吞 CONNECT 事件),依据是幽灵甄别 + E2/E10 台架记录,
勿写成"已验证"。
③ 监听器失位:成因 = 芯片上的监听器没了(close / 超时 / 回收)且没发事件,本层还以为 在听 → 端口拒连。最干净的靶 = 空闲监听器(无连接、无消费者)。
④ 孤儿监听:成因 = 会话结束、本层已收口 CLOSED,但监听没重建成功(或重建事件丢了)。 与 ③ 的差别只在本层状态:③ 是"以为还在听",④ 是"知道会话结束了、但监听器本该在"。 它是常态唯一在干活的形态(归因见 §4.1.5)。
⑤ 芯片静默回收:成因 = 芯片自己把 Socket 收回 LISTEN 且不发 DISCONNECT 中断
(台架实证),本层挂着一个已不存在的"活连接"。动作纪律 = 零芯片命令:只改本层
state、转登 last_peer_port、清 lost_conn_seen、取消挂起 recv/send(必通知,防调用方
挂死)。为什么绝不能顺手 close + 重 open:芯片那个监听器是健康的,重下发会摧毁它 →
端口长期拒绝连接(实测 170 s 拒连;与 U11 同一条纪律)。
注入验证还顺带量出两个硬事实(§5.2 E18):状态机漏步进会 SPI 风暴 → [ERR][WD] task stall;芯片 close 后停在 FIN_WAIT_2(0x05/0x06)≈1 s(E15 的 2MSL 长尾)——这条时间
尺度就是 §4.3 沉降上限必须存在的理由。
4.1.5 为什么 ①③⑤ 常态 0 命中
消费者驱动的挂起 recv / recv EOF 比 100 ms 对账更快,多数场景先把本层收口成
CLOSED → 由形态④ 接手。关键在两条快路径的判据(net_pending.c 的挂起 recv 结束判定 +
net_socket.c 的 recv 快路径):只看本层 state、从不读芯片——所以只要"有人在等",
事件流就先赢,①③⑤ 永远轮不到。推论就是职责边界:①③⑤ 管的是"没有人在等"的场景
(空闲监听器被静默 close、连接被静默拆掉而无人 recv、芯片静默回收),与 ④ 互补而非
重复。→ 三条均不可降级为只留痕;⑤ 的"取消挂起 recv/send"尤其不可省,否则消费者在
死连接上干等到 deadline。
4.1.6 M3 可疑门
handle_disconnect_event ESTABLISHED 分支:芯片 0x05/0x00(Socket OPEN 但 TCP 槽 0x00——
活连接应为 0x04,逻辑矛盾态)且 lost_conn_seen==0 且 recv_bytes==0 且芯片 RX 有在途
数据(不可毁的消费者资产,与 closed-with-data 救回同源)→ 不释放,置可疑电平,
交形态① 电平二次确认;双锁存 = 强证据直接放行。
风暴态免疫(E9 R3:预置残渣后 n30 0/50;:21 @0ms×50 50/50 零误伤——健康 FIN 芯片为
0x07、静默回收为 0x00/0x00,均不命中判据)。
4.2 监听生命周期(单一所有者:登记 / 执行分离)
auto_relisten:net_listen成功即置位;所有重建路径的门控标志(I4)。net_listener_armed:唯一监听门控。⚠ 必须放行 ESTABLISHED——它是单连接模型 的"待 accept"电平;漏放行时 i104 的 200ms 轮询抢不过形态② 去抖而整场饿死(E10)。- 登记侧
net_listener_request(fd, reason):只置意图(reason仅用于留痕归因), 不碰芯片,因此不需要状态门。登记点 5 处:reconciler 形态③④ / accept CLOSED 分支 / recv EOF /net_drop_conn/ 挂起 recv 断连。已在请求中不重置重试时刻(防饥饿)。 - 执行侧
net_listener_tick()(netTask 每轮):唯一调用net_relisten_locked的地方, 门集集中一处——控制块有效 +in_use+ 状态 ∈ {LISTENING, CLOSED} + 监听型 (auto_relisten/ STREAM /local_port≠0)+ 芯片已在 LISTEN 即视为请求已达成、静默了结 (U12 的结构性防护,读驱动状态缓存零 SPI)+ 挂起保险(net_pending_active/net_send_pending_active命中则跳过,防重开 Socket 摧毁在途连接与在途传输)+ 30ms 节奏 / 2s 预算(D10)。"预算耗尽"不是终态——reconciler 形态③④ 周期重新登记。 ⚠ 门集只在这一处:任何"当场动作 + 自带门"的写法都等于把 U12 风险复制到每个调用点 (漏一处即事故)。 - 消费者驱动即时登记 ×3(accept CLOSED 分支 / recv EOF / 挂起 recv 断连):与周期兜底
构成双层——不可删(台架实测:删掉后 CLOSED 窗口拉长到对账周期 + 隔离期,期间调用方
高频
net_accept→[WD] task stall)。动作延后一轮(≤1ms)执行,恢复窗与当场动作 持平(E17)。 net_listener_settle(fd, mode):登记"会话已结束,重建前需沉降/隔离"——只置事实, 动作只在net_listener_tick发生(I2)。
4.3 沉降与排渣隔离(TRAP-NET-18)
- 两档:GRACEFUL 100ms 底(正常释放)/ QUARANTINE 400ms 底(异常释放:芯片 TIMEOUT、FTP ABORT);800ms 上限只留痕、不放行。
- 800ms 上限为什么不放行(E19 反事实 A/B):芯片未回 CLOSED 时强行
open注定吃 USE 错(TRAP-NET-09),放行与不放行的端口恢复时刻同一分布——恢复由"芯片何时回 CLOSED"决定。"监听器不会永久失效"的真正兜底 = D10 预算到期 + 对账形态④ 重新登记, 不是放行;勿再把本处当兜底。上限到点只打一行keep waiting且隔离标志不清 (下一轮继续排空残渣);留痕只留首末(每轮都打会 30ms 刷两行)。 - 隔离期持续排空 RX:中止后残渣(实测 rxdrain=2048 = 芯片单 Socket RX 缓冲满容, E4)会被下一条连接读走 → 隔离期边等沉降窗边排空。
- GRACEFUL 无条件化(M1;§7「沉降门放大器」):
recv_bytes≠0门是背靠背失效循环的放大器 ——被陈旧 DISCONNECT 杀死的零数据会话免沉降 → 残渣杀下一条连接、自持循环;无条件化后n308%→96.7%(E7b)。⚠ M1 必须与 M4-lite(删沉降段全局读即清)同批,否则沉降成为 每次断连热路径后放大「全局读即清」的搁浅面(E7 实测教训)。
4.4 驱动原语
- 类型化回读 + 缓存:
ch395f_sock_state_cached(sn)/ch395f_get_sock_state(sn)/ch395f_sock_is_listening(sn);open=0时tcp_state返回哨兵0xFF(byte0 门控 byte1 的收口);sn>7 边界返回 CLOSED+哨兵。唯一刷新点 =net_poll每轮全量(单次回读 18.1µs,E2)。 - 事件护栏:
ch395f_sock_events(sn)只读本 Socket SINT(读即清),永不触碰全局 寄存器(I7)。测试/台架代码等事件同样直读ch395f_get_sock_int_status(sn)—— 不用全局位图门控(门控观察分不清"芯片未锁存"与"全局位被读清")。 ⚠ listen/relisten 的排事件读清必须在 LISTEN 命令之前(E14:post-listen 读清会吞掉 即时到达的新连接 CONNECT——生产与台架同源根除)。 - 复合复位状态机:
ch395f_sock_reset_begin(sn, mode)/ch395f_sock_reset_poll(sn)——非阻塞、net_poll每轮步进(同步包装 600ms 放弃后复位机也不搁浅)。 序列(E4 定案):① 读空 RX(取读空——字节数可观测可留痕,保芯片"读出残留数据后再 关闭"的契约,docs/芯片手册/CH395F.md§5.52 bit3=1)② CLOSE_SOCKET ③ 排空本 Socket 事件 (drain-until-quiescent:连续两轮无新位)④ 轮询 byte0=00H。LISTEN 态 Socket 的 CLOSE 是 二段(E2:一次 CLOSE 只拆监听,byte0 恒留 05H 不自落)——状态机内置二段补发(只补发 一次)。GRACEFUL 100ms / QUARANTINE 400ms 底,600ms 封顶。 - 命令完成判据:
ch395f_cmd_done= 状态回读(open 完成→byte0=05H;listen 完成→TCP=01H;close 完成→byte0=00H)——GET_CMD_STATUS 对这三条命令无判别力且陈旧 错误码(0x17)跨命令持续存活(E3);GET_CMD_STATUS 仅保留内核前慢命令与"命令级被拒" 检测(被拒码是新值覆盖残留,方向不受歧义影响)。 - 链路态缓存:
net_poll读全局后把 bit0~3 喂ch395f_glob_event_feed;PHY_CHANGE → 重读 PHY 更新link_up缓存 + 变化计数;reconciler 订阅留痕(运行期拔网线不再静默)。 - net 层同步包装
net_sock_reset_sync(listen/connect open 失败重试、close 快路径) ——忙等统一,close/connect 路径不再读清全局寄存器(I7)。 - ⚠ 监听重建(relisten)不接进本原语:现序列 = 一次 CLOSE + CLOSE 前排空 + 等 CLOSED,
不等价于监听隔离段的"隔离窗内持续排空/关闭"(残渣在 CLOSE 之后才落进 RX),也不与
"同一芯片 Socket 被上层立即复用"共存(复位机会拆掉刚建的监听)。E16 实测回退,
三条前置语义与回归数据见 §8 延后项 1;在此之前
net_listener.c保留自建序列。
4.5 recv 语义与挂起(pending)
net_recv()默认无限阻塞;net_recv_nb()+net_setblocking(fd, on)(模式是 socket 属性);net_recv_to()= 显式预算便捷入口(timeout_ms=0仍拒 INVAL)。- 唤醒源 = 数据 / EOF / close / 网络重建 CONNRESET;会话死亡兜底 = 形态①(≈400ms)。
- 挂起 recv / send:阻塞 recv/send 不独占 netTask(挂起登记 + 主循环节拍完成),
架构与完成语义 →
docs/网络/Net层阻塞模型架构设计.md。 挂起超时留痕探针(编译期开关NET_PENDING_TRIPWIRE,默认关):挂起超阈值只[ERR]留痕一次(完成逻辑缺位),不伪造 TIMEDOUT。 - 术语:"结束挂起 recv" =
net_pending_complete把结果(字节数 / EOF(0) / 错误码) 回传给调用任务并唤醒它,挂起槽随之释放。 - 文档契约(嵌入式特有):IWDG
required_mask内任务禁止无限阻塞 recv—— 必须net_select超时或net_recv_to显式预算。 - 上层 32 轮盲收(
ui_net_sink/iec104_serv)保留现状(E6 裁决,§4.8)。
4.6 net_drop_conn——应用主动拆会话保监听(队头阻塞收口;异步收口 2026-10-25)
- 语义(返回值 = 拆除与重建已登记,不代表芯片已拆完):
net_pending_settle_close先结束挂起 recv(回传结果 + 唤醒调用方)→ 监听型(auto_relisten)fd:net_listener_settle(QUARANTINE)+net_listener_request(REQ_DROP)登记即返, 芯片拆除(FIN 关闭 + 排渣 + 排空事件 + 等 byte0=00H)与重建由net_listener_tick按 30ms 节奏执行(与被动超时/断连释放同一台机器),失败交 D10 + 形态④; 非监听 client fd 无监听可保,仍同步net_sock_reset_sync(600ms 封顶)。 端口恢复窗0.41s,与被动断连恢复窗(E1 发现 A)同型。 - 为什么监听型不得同步等待(探针窗口心跳缺口定位时的论证,随结论一并留档):旧形态在
NET_MSG_DROP_CONN处理器内同步跑net_sock_reset_sync(QUARANTINE)(2ms 节奏、 400ms 底/600ms 顶,自家注释原记「等待期 netTask 有界占用400-600ms」),netTask 的 1ms 主循环冻结在同一迭代内:NET 位心跳停摆 + 串行总线整窗停摆(UI 推流/FTP/ 104 在途消息回执顺延、调用方在其分片/无限等待中不见回执)+ 对时调用方自己睡在1s,距 IWDG 最坏超时 1701ms 余量仅 ~0.7s;同场隔离负载(纯 FTP 120s)0 次——因为被动拆链走的本就是 异步沉降机(D10「重建必须非阻塞」条令),只有主动 drop 一条路径留在同步原语里。net_wait_result等回执、期间无分片心跳——五位同窗缺席 → 连续 8 个 100ms 抽样 停喂 → 声明[WD] task stall(V5 时代 req=0x37,缺席位恰为 NET/FTP/UI/对时, 快照只剩 bit0,即日志中的mask=0x00000001),缺口 800ms - 评估否决的方向——「缩短重建重试(5×2s)」:该退避链在
time_sync_open_listener()的 bind/listen 失败路径,全程走time_sync_delay_fed()≤50ms 分片喂心跳,且不在 drop→拆链→重监听的心跳缺口 链上;缩短它不消除本缺口,反而加大对芯片沉降窗的撞车风险(TRAP-NET-09:关闭 后需沉降才能重开),故不采。 - 竞态与信源核对:① 主路径置 CLOSED 后迟到的 DISCONNECT/TIMEOUT 事件被
net_events的状态门拦截(只认活会话态),不会把刚登记的 QUARANTINE 降级为 GRACEFUL;② 零新增读清点——隔离窗内两处本 Socket 读清仍在net_listener_tick原位置(§4.10.2),全局寄存器唯一读者仍是net_poll;③ 生产调用者全仓仅time_sync.c(不消费返回值,accept 轮询天然容忍 WOULDBLOCK 窗)。 - 幂等(非 ESTABLISHED/CONNECTING 直接返 0);EOF 路径不得调
(
auto_relisten已接管,再调属重复拆)。 - 芯片物理边界(台架定案,异步收口逐字不变——只移动「等待发生在哪」):
close无 RST 语义——对端配合(收到 FIN 后其内核 close):TIME_WAIT~150ms → 形态④ relisten(恢复全程500ms);对端内核存活但不 close:芯片停90s(E13)——不是应用可加速的路径。FIN_WAIT_2长尾,监听恢复受限于对端 close,兜底 = 芯片 TIMEOUT/KeepAlive 拆 僵尸 30 - 回归锚点:
TC-NETSOCK-240efg / 321 全组 / 460ef(登记式、netTask 零占用、 client fd 旧形态保留);台架判据 = V5 复跑(e02_probe + FTP ≥30min)零 stall, 见docs/测试说明/板级测试/实机测试实施指南.md§4。
4.7 KeepAlive(服务器侧)
handle_connect_eventLISTENING 分支开启,参数 60s/5s/3(规定位置见docs/芯片手册/CH395F.md§5.56; 参数须 500ms 倍数且 IDLE>INTVL,TRAP-NET-06)。- 实测判死 ≈30s(早于手册公式 75s——芯片定时语义与公式不符,以实测为准;短参数 6s/2s/2 → ≈5.1s 证明参数可按需缩放);静默但存活的对端不误杀(对端会 ACK 探测)。
- 消费链路:
TIM_OUT→handle_timeout_eventQUARANTINE → relisten → 端口恢复。 - 僵尸会话自愈窗(E13):对端静默死亡(拔线 / PC 崩溃 / 进程被杀,无 FIN/RST)→ 芯片侧 ESTABLISHED 僵尸占住单连接监听——有在途 TX ≈30s(重传耗尽)/ 纯空闲 ≈75-90s(KeepAlive)自动清除;无需冷启动(板上 RSTI←NRST,烧录/MCU 复位即芯片 硬件复位)。台架做连接类实验的控制手段 = 下一组开跑前静置 ≥90s 让僵尸清窗。
4.8 U15 探针(观察项,宏=0)
NET_U15_PROBE插桩留仓(产品构建编译消失):net_poll每 32 轮对在用 fd 探测GET_RECV_LEN>0 && !readable(两段确认),armed 日志 + 命中低频日志。- E6 裁决:命中=0 → 内化不立项,上层盲收保留现状(I8);将来出现数据面失配再武装重裁。
4.9 FUN_PARA bit3=1 的必要性与安全边界(D4)
结论:必须保留
0x08。本节以手册原文 + 实测证据回答"bit3=1 引出这么多问题, 是否该改回 0",并给出软件侧的收口位置。
① 必要性 = 硬性必需,不是可调项。 手册对 bit3 的分流写得很直白:
docs/芯片手册/CH395F.md§5.52 注释②:「此位为 0 表示在产生 SINT_STAT_DISCONNECT 或者 SINT_STAT_TIM_OUT 中断后, CH395 会主动关闭 Socket。……关闭 Socket 就意味着 CH395 会将此 Socket 内部缓冲区和 一些相关变量清除,在某些应用中,如果 CH395 内部自行关闭 Socket 可能会导致残留的数据 被强行清除。这种情况下可以将该位置 1,由单片机将数据读出来,然后再关闭 Socket。」docs/芯片手册/CH395F.md§5.23 L572 同向:「为 0 则……主动将 Socket 状态置为关闭状态并将相关缓冲区全部清除; 反之则不会对 Socket 状态和相关缓冲区做任何操作,以方便外部单片机……将残留的数据读出。」
实测现场(TRAP-NET-20 判别探针):st=0x05/0x00 且 recv_len=1027——
Socket 仍 OPEN、芯片 TCP 已 CLOSED、RX 缓冲里 STOR 载荷一个不少。这正是 bit3=1 按规格
保留现场,不是芯片异常(docs/问题记录/CH395F_Trap_Records.md TRAP-NET-20「定案二」)。
② bit3=0 的代价是「硬件保证的数据丢失」,且不可在软件层补救。
本产品最典型的流量形态是「发完即 FIN」:ftplib storbinary 语义 = sendall 发完立即关
数据连接、回控制通道等 226。芯片把最后一段数据落进 RX 的同时抛出 DISCONNECT:
- bit3=1:RX 数据在,MCU 来得及读(TRAP-NET-18 的「排空 RX 再 close」修复才成立);
- bit3=0:芯片当场关 Socket 并清缓冲 → MCU 永远读不到尾部 → 文件被截断却仍回报 226 (静默损坏)。这是 bit3=0 的必然结果,不是概率问题。
即:改 bit3=0 等于用「一个硬件保证、不可修的数据丢失」去换「一个软件侧可修的关闭义务」, 严格更差。:8888 对时包、:7003 远显推流同样是「数据 + 随即关闭」形态,一并受害。
③ bit3=0 也并不能真正消除孤儿态。 芯片自动关以收到 DISCONNECT/TIM_OUT 为前提, 而 TRAP-NET-17(E14 复核)已实证快速复连场景这两个中断会被读清消费掉 → 事件丢了, bit3=0 同样停在已关/半关态,孤儿 Socket 照样存在。它只是降低出现概率,代价却是第②条。
④ 所以「这么多问题」不归 bit3=1。 断开后停 0x05/0x00 是 bit3=1 的合法后果(D4);
真正造成永久拒连、消费者卡死、EOF 被吞没的,是软件侧没把「该由 MCU 关 Socket」这条义务
落到唯一所有者(§1.3),以及 U12 的「relisten 的 LISTEN 失败不 close 芯片 Socket」与 open
失败路径不对称。bit3=1 只是把义务显式化,把原本被芯片掩盖的架构欠债照了出来。
⑤ 安全处理 = 把 bit3=1 的契约在软件侧收口(逐条对应上面的缺口):
| 契约要求 | 对应缺口 | 收口手段(现状) |
|---|---|---|
| 「会话结束」必须谁都能看见,不能只在边沿那一刻 | EOF 边沿化:抢先 relisten → recv 永久 WOULDBLOCK |
net_sock_t.session_dead 粘滞电平,net_recv_locked 判据 state==CLOSED || session_dead(§3.3) |
| 关闭 Socket 必须一定有人做、且只做一次 | 重建所有者无法唯一化 + U12 的 LISTEN 失败不回 close | 重建判据唯一化 = net_reconcile_tick 形态③④;重建动作唯一化 = net_listener_tick(§4.1 / §4.2) |
| 关闭姿势必须正确 | TRAP-NET-12:陈旧 DISCONNECT 锁存秒断下一条连接 | sock_reset 序列 = 排 RX → CLOSE → 排事件 → 等 byte0=00H(§4.4) |
| 异常释放须先排空残渣再关 | TRAP-NET-18:~2KB RX 残渣被下条连接当自己的数据读走 | 隔离期持续排空 RX + 主动 close + 等 CLOSED/TCP_CLOSED(§4.3) |
4.10 读即清信源审计(谁在读、会不会互吞)
口径散在多处代码注释里,没有总表时"想再加一处读清"的人不会先去读那几处。 本节就是那张挡人的表:现存读清点全量清单 + 新增读清的准入判据。
4.10.1 两个读即清寄存器与两级门控
| 寄存器 | 命令 | 宽度 | 语义 | 合法读者 |
|---|---|---|---|---|
| 全局中断状态 | GET_GLOB_INT_STATUS_ALL |
16 位 | 含全部 8 个 Socket 的事件位(Socket n = bit(n+4));整体读即清,芯片无按位清除手段 | net_poll 唯一(AGENTS 模块约定) |
| 本 Socket 中断状态 SINT | GET_INT_STATUS_SN |
8 位 | 单个 Socket 的事件位;读即清 | net_poll 分派 + §4.10.2 的定点排渣 |
net_poll 是两级门控:先读全局位,某 Socket 位为 0 就 continue、不去读它的 SINT。
⇒ 任何"顺手全量清一遍"的代码,等于把别的在用 Socket 的门一并焊死——它们的
CONNECT/DISCONNECT 边沿永久丢失(RECV 属条件位、下轮可补回,TRAP-NET-08)。
这就是"全局寄存器只有一个读者"这条约定的全部理由。
4.10.2 现存读清点全量清单(产品代码 6 处)
| 位置 | 时机 | 会不会吞掉有用事件 |
|---|---|---|
net_poll 全局读清(net_socket.c) |
事件汇聚入口 | 契约本体——读完立刻按位分派,不吞 |
net_poll 分派读 SINT(同上) |
受全局位门控 | 不吞 |
net_listen_locked 预清 |
tcp_listen 之前 |
芯片此时还没在听,产生不了 CONNECT |
net_relisten_locked 预清(net_listener.c) |
tcp_listen 之前(E14 定案改法) |
同上 |
沉降/隔离窗每 30ms(net_listener.c) |
close 之后、open 之前 |
吞的是上一条会话残留 DISCONNECT/TIMEOUT = 本意排渣 |
net_connect_locked / net_close_locked 预清、sock_reset 第 3 步(驱动) |
出向连接前 / 关闭前 / 复位排空至 quiescent | "本 Socket 即将被重新使用"的定点排渣(TRAP-NET-12/-18 两级预清) |
共同点:全部只碰本 Socket,且都落在"这个 Socket 即将被重新使用"的边界上。
⇒ 当前没有已知的"事件被读清互吞"活口(test/board 台架里的读清点不算——它们剥离了
net 层,本就以"我自己是唯一读者"为前提)。
4.10.3 三条已根除的互吞形态(勿复活)
| 形态 | 危害 | 现状 |
|---|---|---|
遍历 8 个 Socket 全清 + 再读清全局(net_listen_locked / net_relisten_locked) |
见 §4.10.1——别的在用 Socket 边沿永久丢失;且它在每次断连的热路径上 | 已删(多连接时代的调试遗留被原样搬进单连接模型,不属于任何 Trap 的修复) |
| 沉降段的全局读即清 | 每 30ms 一轮就搁浅其它 Socket 的 CONNECT/DISCONNECT/RECV_OK;沉降成为每次断连热路径后放大成 FTP 控制/数据通道互杀(E7 实测 lftpd 5s 超时) | 已删(M4-lite,与 M1 同批) |
排事件放在 tcp_listen 之后 |
listen 后读清把快速复连新连接的 CONNECT 当场吞掉 | 已挪到 LISTEN 之前(生产与台架同源根除,E14) |
4.10.4 一处「看着像缺陷、其实是配对消费」
handle_connect_event 末尾有一处 (void)ch395f_get_sock_int_status(),注释只写"清除残留
TIMEOUT",极易被误读成"随手丢弃整字节"。查调用链才定性:它有三个调用点,其中
形态② 补 accept 这条路径根本没读过 SINT(CONNECT 事件本来就没送到),芯片里那个
CONNECT 位还锁着——软件已补做 accept,必须清掉,否则 net_poll 下一轮看到全局位会
二次分派同一个 CONNECT。
残留风险只剩 net_poll 路径:从分派读 SINT 到此处是微秒级窗口,其间锁存进同一字节的
DISCONNECT 会被 (void) 丢掉。但 RECV_OK 是条件位(下轮补回)、DISCONNECT 由形态① 在
400ms 内兜住 → 有界,不建议改动。⚠ 真要动它,必须先读懂形态② 那条路径再动手。
4.10.5 再加一处读清的三条准入判据
- 只碰本 Socket——绝不碰全局寄存器(唯一读者 =
net_poll)。 - 必须在
tcp_listen之前(E14:之后读清会吞掉新连接的 CONNECT)。 - 必须说清两件事:吞掉的是谁的什么位(上一条会话残留 = 合法;本 Socket 新事件 = 违规),以及万一吞错由哪条兜底(对账形态 / 条件位自愈)。
结构性残余:两级门控存在"全局位没置、SINT 却有位"的理论可能。E14 的 48 轮里 2/48 属门控观察伪象(SINT 30ms 内其实已捕获),不是已证实的漏读。兜底仍是 I3: 事件只负责提前唤醒,正确性靠回读 + 有界超时。
5. 关键参数与实证锚点
5.1 参数表
| 参数 | 值 | 依据锚点 |
|---|---|---|
NET_RECONCILE_PERIOD_MS |
100ms | E2:每轮全量刷新成本 ≈72µs;更密的周期会把 uiTask 最坏单轮推高(net_listener.c 注释留痕) |
| 去抖(分级) | ②=1 轮 / ③④⑤=2 轮 / ①=4 轮 | E2:LISTEN 可见 ≤10ms 无长尾 → ② 可单轮;①=4 轮 ≈400ms = M3 让位窗 |
| 冷却 | 1s | 防重建风暴(E8 风暴签名) |
| GRACEFUL / QUARANTINE / 留痕上限 | 100ms / 400ms / 800ms | TRAP-NET-18 二阶段实测;上限必须 < D10 2s(§4.3) |
| D10 | 30ms / 2s | TRAP-NET-09/-20:沉降窗不定长;2s 是预算不是终态 |
sock_reset_sync 封顶 |
600ms | E2:LISTEN 态二段 CLOSE ~180ms 落定 + 余量 |
| KeepAlive | 60s / 5s / 3 | E11:判死 ≈30.0s;不误杀空闲会话 |
| recv tripwire | 60s | §4.5 挂起留痕探针(不改语义) |
| 恢复窗(正常断连→监听可用) | 0.3~1s | E1 发现 A:释放只置事实 → 等周期 tick → SYN 静默丢 → 客户端 1s RTO → :7003 复连 p50≈1020ms |
5.2 实验锚点速查(E 编号 = 台架实验序号)
E+ 序号 = 台架实验编号(E = Experiment),不是错误码、也不是小节号。每个实验遵循 「假设 → 方法 → 判据 → 它门禁哪个决策」四段式;本表只给方法与结论,原始记录(假设、 原始日志、统计)已归档,取用命令见 §12。 ⚠ 这些编号是冻结标识:net_socket.c/net_events.c/net_listener.c注释、test/host/e02_probe.py、test/host/e6_soak.py、docs/问题记录/CH395F_Trap_Records.md都直接引用它们,重排或改名会断链。 ⚠ 末行 不是实验编号——它记录的是历史审计发现 (带连字符的E-<nn>族,属主文档已于 2026-10-15 删除并冻结),列在此处只为记录该发现的收口台架。 区分规则:带连字符 = 审计发现,无连字符 = 自愈实验。
| 编号 | 验证了什么(方法) | 结论(现状口径) | 落点 |
|---|---|---|---|
| E0 | 直接读生产常态串口日志(开机后 ~3.5 h,零台架成本) | 常态下对账零命中(冷路径);日志噪声主要来自 D10 逐轮留痕 | reconciler 热路径成本可接受;重试日志只留首末 |
| E1 | 现网固件 + PC 压测:n30_repro.py 背靠背 STOR、ftp_regression、:7003 快速复连、iec104 连断 |
恢复窗 0.3~1 s(:7003 复连 p50≈1020 ms);背靠背 STOR 存在失效循环 |
n30_repro 纳入常备回归 |
| E2 | 裸机 bench(ch395f_reuse_bench.c + DWT 计时):GET_SOCKET_STATUS 单次耗时;LISTEN 命令后回读看首次可见 TCP=01H 的延迟 |
单次回读 18.1 µs(全量刷新成本可忽略);LISTEN 可见延迟 ≤10 ms 无长尾;LISTEN 态 CLOSE 是二段(一次只拆监听,byte0 恒留 05H) | 驱动缓存刷新策略;形态② 去抖 1 轮;sock_reset 内置二段补发 |
| E3 | 同场固件,OPEN / LISTEN / CLOSE / SET_* 五条命令各 50 样本,测 GET_CMD_STATUS 判别力 |
OPEN / LISTEN / CLOSE 无判别力,陈旧错误码 0x17 跨命令持续存活;SET 类完全不更新 | 命令完成判据改用状态回读(ch395f_cmd_done) |
| E4 | 裸机 3 复位变体 ×20 轮:先造污染会话(发 3000B 后 RST),复位后立即重开监听并上传 4096B 图案载荷,逐字节校验 | 变体 A(排空 RX→CLOSE→排空事件→等 byte0=00H)20/20;变体 C(什么都不做)0/20 级联自持;实测 rxdrain=2048(芯片单 Socket RX 缓冲满容) |
§4.4 复位序列定案;两档沉降都必须排 RX |
| E5 | :7003 上 connect→发 1B→对端 FIN→等 3 s→复连 ×10,找"芯片静默回收回 LISTEN 却不发 DISCONNECT" |
20 次 FIN 全部正常产生 DISCONNECTED;静默回收在累计 ~110 次连接中断里零复现 |
缺口真实但触发罕见 → 形态⑤ 顺带修,不单独立项 |
| E6 | 插桩固件(NET_U15_PROBE=1 + test/host/e6_soak.py):常态 + 每小时 :7003×10 + 压测,探"GET_RECV_LEN>0 但 !readable"失配 |
命中 0(~4 h 常态) | U15 观察项不立项(I8);上层盲收保留现状(§4.8) |
| E7 / E7b | 候选修改 M1(GRACEFUL 沉降无条件化)+ M2(门控换 net_listener_armed),叠加/去掉 M4-lite(删沉降段全局读即清),跑 n30 |
M1+M2+M4-lite 把 n30 成功率 8% → 96.7%;M1 单独上会放大全局读即清的搁浅面(§7) |
三者即现状(§4.2 门控 / §4.3 沉降);纪律:M1 与 M4-lite 必须同批 |
| E8 | 同固件同负载,只变设备状态跑 n30 矩阵(全新启动 / 累积后 / 仅 ST-Link 复位) |
故障率在 2%~54% 间随状态摆动 → 故障率 ∝ 芯片侧残留存量;抓到"风暴签名"三机制(§7「风暴态三机制」) | M3 可疑门 + sock_reset quiescent 排空;"沉降让位救回"红线 |
| E9 | M3 可疑门判据三轮迭代(0x05/0x00 + lost_conn_seen==0 + recv_bytes==0 + 芯片 RX 有在途数据) |
判据定案为资产门版;风暴态免疫 + 零误伤 | §4.1.6 M3 门 |
| E10 | 不变量与机制定案后的全量台架回归 | 全绿;暴露 net_listener_armed 必须放行 ESTABLISHED——漏放行时 i104 的 200 ms 轮询抢不过形态② 去抖而整场饿死 |
§4.2 门控定案 |
| E11 | 临时固件开启服务器侧 KeepAlive(CMD_SET_KEEPALIVE_SN,60s/5s/3),用"禁用 PC 网卡"造"链路在、对端静默" |
真实可用;判死 ≈30.0 s(早于手册公式 75 s,以实测为准);静默但存活的对端不误杀 | §4.7 KeepAlive 定案 |
| E12 | SPI 缓存区 TSL 时序 A/B:手册要求"长度与数据之间"留 TSL(读 0.4 µs / 写 0.2 µs),本仓把命令头与数据打包进同一 DMA 突发(间隔=0),对照两臂 | 460 轮 / ≈58 MB 双向 SHA-256 无可复现危害、两臂无差异 | §6 红线 6;"两段+TSL"变体留作待用补丁 |
| E13 | 产品固件 + PC 网卡抖动注入,追"残渣风暴态"根因 | 根因 = 僵尸会话(对端静默死亡、芯片侧 ESTABLISHED 未清、单连接监听被占),而非跨烧录残渣;RSTI←NRST 推翻"跨烧录存活";自愈链端到端 30~90 s 有效 |
§4.7;PASV 预清缺口由 sock_reset 收口 |
| E14 | 48 轮直读 SINT 矩阵复核"丢中断"说法(drain-int 现场抓取 + SINT 补读 ×3 + 超时归类) | 芯片侧事件丢失 = 0;"丢失"实为 drain 读清消费 + 门控竞态 + 主机同步;幽灵态本轮 0/48 未复现 | §1 事实 2;生产 listen/relisten 排事件挪到 LISTEN 命令之前;TRAP-NET-17/-20 归因更正(机制保留不变) |
| E15 | 幽灵态归因复核(WCH 官网 + 手册出处) | 0x04 + 旧端口 = 芯片如实报告旧连接拆链进行中,不是谎报:bit3=1 是自家配置(手册 §5.52②);拆链走 RFC 9293 §3.3.2 状态机(FIN_WAIT_1→FIN_WAIT_2→TIME_WAIT,2MSL 驻留);WCH 官方博客确认"断连即重连被拒"、官方方案 = 关闭完成后重开 |
TRAP-NET-20 口径"谎报"→"如实报告";settle 等待 = 官方方案;幽灵甄别 = 护栏;I3 加强 |
| E16 | 把 relisten 隔离段收口到驱动 sock_reset 原语(删 net 层自建序列与参数副本),同板 A/B 跑 ftp_abort_probe + relisten_stress + n30_repro |
收口失败、已回退:失效面精确落在"中止后首笔复连";根因两条——残渣在 CLOSE 之后才落进 RX(一次排空接不住);复位机"逼回 CLOSED"的目标与上层立即复用同一 Socket 冲突 | §8 延后项 1(三条前置语义);§4.4 警告;登记「relisten 沉降段原语化受阻」 |
| E17 | 单一所有者收口:net_listener_try(当场动作、无状态门,各调用点自带门)改为 net_listener_request(只登记意图)+ net_listener_tick(唯一执行者,门集含"芯片已在 LISTEN 即了结"),同板全量回归 |
全绿;延后一轮(≤1 ms)执行不伤即时性(恢复窗 p50 与当场动作持平);relisten 留痕减半 | §4.2 登记/执行分离;§9.2 门集;§11.1 判据 |
| E18 | 负向注入打靶 · 三轮(注入代码不入库):① 吞掉 DISCONNECT(在 i104 的 200 ms accept 轮询窗内 RST);③ 绕过本层簿记直接 close 芯片空闲监听;⑤ 开盲区吞掉芯片自发的中断 + 等芯片真 CLOSED 再 open+listen | ①③⑤ 全部命中并救回;①⑤ 的前提会被更快的消费者路径消解 → 常态 0 命中;⑤ 还要先越过芯片 FIN_WAIT_2(E15 的 2MSL 长尾,实测 ≈1 s) |
§4.1.4 / §4.1.5:三条均不可降级为只留痕;⑤ 的取消挂起 recv/send 不可省 |
| E19 | force open 反事实 A/B(本层已收口 CLOSED + 芯片停 FIN_WAIT_2 0x05/0x06 + 对端挂住不关 = 队头阻塞场景;A = 现状放行,B = 只留痕不放行) |
放行与不放行的端口恢复时刻同一分布 → 动作在全部可产现场景内无可测收益;真正兜住"监听器永久失效"的是 D10 预算 + 形态④ 重新登记。两条实测坑:① 本层直接改 state 不会进沉降窗(窗只由 net_listener_settle 开启);② relisten retry budget exhausted 在此被稳定复现 = 对端不配合拆链的签名,非回归 |
§4.3:800 ms 上限降级为只留痕(keep waiting 只留首末、隔离标志不清 → 继续排渣) |
| 队头阻塞审计(非实验编号) | test/host/e02_probe.py 台架定案 net_drop_conn 收口后的时序 |
对端配合(收到 FIN 后其内核 close):TIME_WAIT ~150 ms → 形态④ relisten,恢复全程 ~500 ms;对端内核存活但不 close:芯片停 FIN_WAIT_2 长尾,监听恢复受限于对端 close |
§4.6 |
6. 红线(明确不做的事)
- 不改 EXTI/ISR:全局事件寄存器整体读即清,ISR 读寄存器会把事件从 netTask 抢走 ——正是 网络自愈 事故形状。
- 不启用多连接模式(FUN_PARA bit1):不支持多监听(A′ 出局);监听常驻只能软件承诺。
- 不删消费者驱动即时登记 ×3(§4.2;删除 → CLOSED 窗口拉长 →
[WD] task stall)。 - 不改单连接复用模型:硬 TCP 栈原生主流形态(ioLibrary 无 accept、FreeRTOS reuse 同形),不是对 BSD 的偏离。
- SPI 分频 8、中断经
net_poll集中读清:PCB 约束 + I7(护栏是收窄读法,不是改路径)。 - 不改 TSL 单突发:E12 实测 460 轮/≈58MB 无危害;B 变体(两段+TSL)留作待用补丁 (已证明无吞吐/正确性回退)。
- 不做盲收内化 / 不加 U15 对账:E6 命中=0(I8)。
- EOF 时不得
net_close监听 fd:模块约定铁律(会连监听一起毁掉)。 - 不把 DONE_CLOSE 当单次 CLOSE 的充分条件:LISTEN 态 Socket 需二段(E2)
——走
sock_reset(内置补发)或保留 TRAP-NET-09 式重试。 - 不把监听重建接进
sock_reset原语:三条前置语义未补齐(§8 延后项 1,E16)。
7. 编号发现速查(12 条,历史对照表)
⚠ 本节的条目号已于 2026-10-27 停发(编号规范 §9 批次一),正文/注释改用下表「条目名」列指代; 下表保留编号列仅作历史对照(删表会让历史行的引用报「未登记前缀」假错), 全仓不得再新增对这些号的引用——代码注释与关联文档已改写为「条目名 + §7 落点」的语义形式(2026-10-27 批次一收口: 本文件残留 9 处正文引用(其中孤儿号
F-DRV-9就地删号留事实)+ 1 处主机侧单测注释已全部转语义)。
| 编号(历史对照) | 条目名(现行指代) | 一句话结论 | 收口落点 |
|---|---|---|---|
| F-NET-2 | 静默回收无人认领 |
"本层 ESTABLISHED 而芯片已回 LISTEN"无机制认领 | 对账形态⑤(§4.1) |
| F-NET-3 | 冗余监听 API 面 |
net_relisten / net_resync_listen / net_can_accept 是冗余或过期 API 面 |
全部删除;监听门控统一 net_listener_armed(§4.2) |
| F-NET-4 | iec104 过期门控 |
iec104 过期门控 → 丢 CONNECT 探针对 :2404 从不运行 | 门控统一 net_listener_armed(§4.2) |
| F-NET-7 | 全局读即清搁浅事件 |
全局寄存器读即清残留会搁浅其它 Socket 事件 | I7 + ch395f_sock_events 护栏(§4.10) |
| F-NET-15 | 沉降门放大器 |
GRACEFUL 沉降门 recv_bytes≠0 = 背靠背失效循环放大器 |
沉降无条件化(与删沉降段全局读即清同批,§4.3) |
| F-NET-17 | 风暴态三机制 |
风暴态三机制(沉降自再生锁存 / 泵与救回互抢 RX / 芯片 OPEN 卡死放大) | M3 可疑门 + sock_reset quiescent + 让位红线(§4.1.6) |
| F-DRV-1 | 七处独立回读 |
同一芯片事实 7 处独立回读、三套去抖参数——单一事实源缺失是补丁膨胀的地基 | 驱动状态缓存 = 单一事实源(I1,§4.4) |
| F-DRV-4 | close 序列两套变体 |
"close+排空+等 CLOSED"两套同构变体参数漂移 | ch395f_sock_reset 统一(§4.4) |
| F-DRV-8 | 命令完成阻塞原语 |
命令完成等待是阻塞原语(HAL_Delay 忙等、4s 上限) |
cmd_done 状态回读判据 + 非阻塞状态机(§4.4) |
| F-DRV-13 | 链路事件无人消费 |
链路事件四个全局位读清后无人消费,运行期拔网线完全静默 | glob_event_feed + link_up 缓存(§4.4) |
| F-MS-8 | 有损镜像决策窗口 |
芯片 11 态 → net 层 8 态有损投影,有损镜像必生决策窗口 | 镜像降级为会话投影(I1、§3.3) |
| F-MS-9 | 去抖冷却自偿成本 |
去抖/冷却是镜像世界的自偿成本 | 探针去抖已删(读缓存无瞬态);reconciler 保留分级去抖(让位窗需求) |
8. 延后项
- relisten 沉降段统一到驱动
sock_reset原语(受阻):原语要能承接监听重建,先补三条 语义(缺一即回归,E16 实测数据见 §5.2): ① 窗口内持续清:残渣在 CLOSE 之后才落进 RX,只在 CLOSE 前排一次接不住——旧序列 每个 30 ms 重试轮都 CLOSE + 排空 + 排事件,整个隔离窗持续清,原语的"一次 CLOSE + 一次排空"与之不等价; ② 复用让位:复位机的目标是把本 Socket 逼回 CLOSED,而 FTP 数据通道每笔传输都在同一 芯片 Socket 上重建监听;复位机未了结时它会去拆刚建的监听(WAIT_CLOSE 的二段 CLOSE 补发),并让net_sock_reset_sync600 ms 超时 →close跳过排渣、listen的 open 重试环退化成无等待空转; ③ 槽位可加入:每 Socket 只有一个复位槽位,ch395f_sock_reset_begin返 -1(已在运行) 不等于失败——同步包装必须加入已在跑的复位机,否则net_close走 "proceed anyway"、排渣被跳过。 补齐 ①②③ 并各自回归后再接;登记docs/任务规划/登记簿.md条目「relisten 沉降段原语化受阻」。 - 部分读→再查 recv_len 定向 TC:旧"部分读归零"机理未证实(与手册 §5.34 及 TC-NET-201 相反),注释约束已降级为历史观察——以定向用例结案(陷阱记录「台架纪律」 节已挂该待办)。
- U15 观察项:若将来出现数据面失配(RX>0 但
!readable),重新武装探针重裁(§4.8)。 - 链路事件业务消费:缓存与留痕已就绪;PHY_CHANGE → 自动重配的触发待产品需求。
9. 代码级事实清点
判读本架构或做决策时需要的源码事实。⚠ 只给符号名、不固化行号与行数——它们随重构 漂移,是"读代码前的地图"而不是判据;要判据请数符号,别数行。
9.1 会话投影的状态写入面
net_sock_t.state 的全仓唯一写者是 net_socket.c(13 处显式赋值 + 2 处 memset);
net_types.h 只定义、不写。因此"镜像说 A、芯片是 B"的窗口只可能由这一个文件制造——
这是 I1(镜像降级为会话投影)收敛成本低的根本原因。
9.2 关键状态门(做决策必须知道)
| 函数 | 状态门 |
|---|---|
net_listen_locked |
只允许 BOUND / CREATED——对已 CLOSED 的监听 fd 直接 net_listen 返 INVAL |
net_connect_locked |
无状态门(可在 LISTENING 上改成 CONNECTING) |
net_recv_locked 快路径 |
无状态门 |
net_listener_armed |
唯一监听门控;必须放行 ESTABLISHED(§4.2) |
net_listener_tick(唯一执行者) |
门集只在这一处:状态 ∈ {LISTENING, CLOSED} + 监听型 + 芯片已在 LISTEN 即视为达成、绝不 open(U12 结构性防护)+ 挂起保险。登记侧 net_listener_request 因此不需要状态门——任何"当场动作 + 调用点各自补门"的写法都会把 U12 风险复制 N 份(对已 LISTENING 的 fd 再 open+listen 会因 USE 错误走进关闭分支、关掉正听着新 SYN 的 Socket) |
9.3 三个服务的连接结束契约(现状)
| 服务 | 连接结束信号 | 监听重建者 | 备注 |
|---|---|---|---|
lftpd 控制 :21 |
read_line != 0;阻塞挂起 recv 保证 CLOSED 时必被结束(FIN→0 / 异常→CONNRESET) |
net 层;应用永不 close 控制 fd | 契约一致,正面样板 |
time_sync :8888 |
EOF / 预算耗尽 → net_drop_conn 拆会话保监听 |
net 层(形态④) | 同 fd 即监听 fd,应用侧不得 net_close(红线 8)→ 走 §4.6 |
ui_net_sink :7003 |
net_recv 返 0 或真错误;非阻塞收帧 |
net 层 | 重建条件不得写成 net_get_sock(g_listen)==NULL(fd 不释放 → 恒假);靠 session_dead 电平 + 形态④ |
| 模拟器后端 | recv 0 恒可得、fd 分离 |
无需 | Winsock 原生;对上述全部失效模式零覆盖(D6:双模型分裂暂不消除) |
10. 决策记录
| # | 决定 | 依据 |
|---|---|---|
| D1 | A′(启用芯片多连接模式)出局,根治必须在单连接复用模型内做 | §1.4:多监听不支持 / 池按源端口匹配会互串 / 实测 TRAP-NET-02、-11 / FUN_PARA 初始化后不可改 |
| D2 | 采用电平化 + 单一所有者路线,不做监听器一等对象化(listener 独立对象 + accept 返回虚拟句柄) |
后者需控制面重写 15~25 函数、RAM/Flash 上升,只有"同端口并发多连接"需求才值得 |
| D3 | 周期对账保留,其副作用由不变量消除 | TRAP-NET-17 实证事件面不是可靠唯一信源(E14 复核:非芯片侧丢失,是读清消费)→ 周期对账不可删 |
| D4 | FUN_PARA 保持 0x08,不因孤儿态改配置 |
bit3=1 是"保留排空现场"契约;bit3=0 会令芯片在 DISCONNECT/TIM_OUT 时当场清缓冲 →「发完即 FIN」的尾部数据必被硬件擦除、不可补救。完整论证见 §4.9 |
| D6 | 真机/模拟器双模型分裂暂不消除 | 消除即等于做监听器一等对象化;先靠不变量把应用侧契约对齐 |
| D7 | 同族残留不在监听生命周期根治范围,各自单列:U1(CONNECTING 滞留)、U11、U12、U14、U15,以及审计项 IEC 104 上行~SOE 记录 | 与监听生命周期不同因,混做会让回归面失控 |
D5是"分阶段实施顺序"的决策,实施完成后不再构成任何设计含义 → 已删除;编号不回收 (沿用docs/编号规范.md§5.5 的游标不回退约定)。
11. 模块化边界(net_listener.c / net_events.c)
本节只回答"组织度":搬什么、边界在哪、接口多窄。若问的是"这套沉降 / 重试机器本身 是不是我们想多了"——那是合法性问题,见 §1.5 与 ioLibrary 的代码级对照。 前提:先收敛,再搬移——§4.1 先把周期性重建收敛到唯一决策者,搬移边界才清晰。
11.1 可机械检验的判据(现状值)
| # | 判据 | 现状 |
|---|---|---|
| 1 | 模块外调用「重建监听」的入口 | 单一登记入口 net_listener_request + 单一执行者 net_listener_tick;5 个登记点(形态③④ / accept CLOSED 分支 / recv EOF / net_drop_conn / 挂起 recv 断连),0 处模块外执行 |
| 2 | s_relisten_* 静态状态被模块外直接读写 |
0(外部经 net_listener_settle) |
| 3 | 依赖方向 | 新模块 → net_socket.c 单向(不反向 include) |
⚠ 明确不承诺:模块化不消除 fd 别名(同一 Socket 既当监听器又当连接)。 那是 CH395F 单连接模型 + bit1 多连接模式不支持多监听(§1.4)锁死的,属硬件上限。 重构只提升组织度,不改变架构上限——别指望补丁消失,只指望补丁不再重复。
11.2 边界划分
在 Drivers/BSP/NET/net_listener.c(真机专属,sim 不编):
| 内容 | 理由 |
|---|---|
net_relisten_locked / net_listener_request / net_listener_tick / net_listener_clear / net_relisten_done |
「维持 fd 处于 LISTEN 态」的全部机制 |
net_drain_chip_rx |
重建前的排空(只被 relisten 调用) |
8 个 s_relisten_* 数组 + 7 个 NET_RELISTEN_* 常量 |
状态与策略私有化(s_relisten_capped 属 §1.5「可省清单」) |
在 Drivers/BSP/NET/net_events.c(真机专属,sim 不编):
| 内容 | 理由 |
|---|---|
net_reconcile_tick(形态①②③④⑤/U11) |
周期面的失同步判据 |
5 个 handle_*_event |
边沿面的事件处理 |
net_lost_connect_probe |
形态② 的补 accept 动作(与对账同职责) |
留在 net_socket.c(并说明理由,避免"看着像就搬"):
| 内容 | 理由 |
|---|---|
net_listen_locked |
是应用 API 路径(首次监听,含 BOUND/CREATED 状态门与缓冲)——属"连接层建监听",不是"维持监听" |
net_accept_locked |
产出的是连接(LISTENING→ESTABLISHED 迁移),属连接层;它只调用新模块 |
net_listener_armed |
双端公开 API(sim 也实现);纯 RAM 查询、很薄,留在原处避免 sim 缺符号 |
net_sock_t 全部字段 |
数据归 net_types.h(双端共享核心),不随模块走 |
⚠
net_sock_t的last_peer_port/lost_conn_seen是跨层字段:net_relisten_locked要写它们(转登幽灵甄别基准),net_lost_connect_probe与对账②也要读写。 这是无法消除的残余耦合(单连接模型的固有结果),明确登记而非假装不存在。
11.3 对外接口(4 函数 + 2 枚举,全部窄接口)
/* net_listener.h —— 只被 net_socket.c include(内部头,不进公开 net_socket.h,故 sim 无依赖) */
typedef enum {
NET_LISTENER_SETTLE_QUARANTINE = 1, /* 异常释放(TIMEOUT/RST):隔离 400ms + 排空 RX 残渣 */
NET_LISTENER_SETTLE_GRACEFUL = 2, /* 正常释放(DISCONNECT/FIN):沉降 100ms */
} net_listener_settle_t;
typedef enum { /* 登记来源:仅用于留痕归因,不改变动作 */
NET_LISTENER_REQ_RECON = 0, /* 对账形态③④:芯片侧监听失位 / 孤儿监听 */
NET_LISTENER_REQ_ACCEPT, /* 消费者 accept 撞上 CLOSED 的监听 fd */
NET_LISTENER_REQ_EOF, /* 消费者 recv 读到 EOF */
NET_LISTENER_REQ_DROP, /* net_drop_conn 拆会话保监听 */
NET_LISTENER_REQ_PENDING, /* 挂起 recv 因断连结束 */
} net_listener_req_t;
void net_listener_settle(int sockfd, net_listener_settle_t level); /* 只置事实,不动作 */
void net_listener_request(int sockfd, net_listener_req_t reason); /* 只登记意图,不碰芯片 */
void net_listener_clear(int sockfd); /* 清本 fd 的重建/沉降状态(新 fd 或 close 时) */
void net_listener_tick(void); /* 唯一执行者(netTask 每轮,非阻塞;30ms/2s) */
反向依赖(新模块需要宿主提供的):net_sock_t 定义(net_types.h,共享头,不算反向
依赖)、net_set_errno / NET_ERR_RETURN_1、net_pending_active、net_sock_raw、
ch395f_* 驱动、HAL_GetTick。net_listener.c 不访问 s_net_socks——一律用
p_sock->ch395_sock 或调用方传入的 sockfd。
11.4 当前代码形状的由来(四条非搬移约束)
net_set_errno由static提升为模块间可见 —— 否则新模块链接期报L6218E: Undefined symbol;NET_ERR_RETURN_1宏随之迁到net_socket.h(它依赖前者,不能只移宏)。net_pending_active(fd)/net_send_pending_active(fd)薄访问器 —— 监听器的 「本 fd 有在途挂起则跳过」保险(防重开 Socket 摧毁在途连接/在途传输)不得直读挂起 static 表,语义原样保留。net_sock_raw()—— 对账必须看到in_use==0/state==CLOSED的槽位(形态④ 认领 孤儿监听正依赖 CLOSED 态),而net_get_sock()对未在用槽位返回 NULL 会漏掉这一类。 声明放配对头net_socket.h而非内部头net_events.h——规范 S17 2.2 要求非 static 函数声明在配对头文件。- 两个新模块都真机专属 —— 依赖
ch395f_*SPI 驱动与驱动状态缓存,而 sim 是 Winsock 后端(无ch395f_*、无孤儿态、无"事件未收到/静默回收"概念)→ 无法在 sim 编译。 故只注册 Keil 端,并在scripts/check_registration.py的SIM_EXEMPT显式点名 (遵"显式清单 + 每行理由"原则)。
11.5 为什么对账与事件处理是一个模块(net_events.c)
判据(net_reconcile_tick 形态①②③④⑤/U11)与边沿事件处理(5 个 handle_*_event)是同一
职责的两半——一个周期面、一个事件面,都在做"芯片状态面 ↔ 本层镜像"的收敛。
为什么不是一个模块拆成两个:剥掉注释后实测对账区真实调用事件处理器 2 处(形态② 补
accept 走 handle_connect_event),且 NET_RECON_STABLE_DEATH 两边共用。拆成
net_events.c + net_reconcile.c 会造出跨模块调用;合起来这 2 处变模块内直调,
跨模块导出为零。
两条可复用的方法论:
- ⚠ 依赖扫描必须先剥注释——未剥时
alloc_socket/net_close_locked/net_relisten_locked全被误报成依赖(其实只是注释里的提及),足以把人引向错误的边界。 - 搬移类改动要配机械证明:剥注释后取代码行多重集,新旧之和比对,差异必须恰好等于
声明的改动集(fd 取法替换、
static去除、前向声明、新文件自身头部、新增访问器), 无一处意外——否则"注释和代码混在一起改"无法区分意外丢失。
12. 引用与归档约定
- 本文引用格式:
docs/网络/网络自愈架构设计.md§N.M(紧邻写法);E 编号引 §5.2 (如"§5.2 E12"),F 编号引 §7。 - 勿引用已删除的过程章节。过程考古:
- N34 自愈审计(三路审计、39 条编号发现全文、E0~E15 原始记录、分阶段实施清单):
git show 1a35b36^:docs/网络/N34-自愈审计/(目录合并前 7 份文档)或git log --oneline -- docs/网络/N34-自愈审计/; - 监听生命周期(本文 §1.1~§1.4 / §4.9 / §9~§11 的来源,含 P0~P3 勾选清单与台架验收记录):
git log --oneline -- docs/子系统设计/网络Socket监听生命周期设计说明.md; 自愈收敛阶段 N只出现在历史文档与归档里(变更记录节已清理,全仓只剩 5 篇真台账)(代码注释已清理为平实语言)—— 勿再引入,设计含义一律以本文 §2~§4 为准。
- N34 自愈审计(三路审计、39 条编号发现全文、E0~E15 原始记录、分阶段实施清单):