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11 KiB
C
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C
/*
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* 模块名称：System Log (MCU 后端) — 运行/自检记录落盘
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* 模块功能：FatFS /log 目录日志文件（run.log/selftest.log）单写者落盘；启动前静态待发数组 + FreeRTOS 消息队列，
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* defaultTask（唯一写者）排空落盘；容量满删除重建；上电/重启分类
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* 适用平台：STM32F407ZGTx
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-09-14
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-09-14 王建锋 创建初始版本（设计见 docs/运行与自检记录设计说明.md §4.4）
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* v1.1 2026-09-21 王建锋 消息队列改为内核启动后由 syslog_drain 惰性创建
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* （修复 osKernelStart 前创建 FreeRTOS 内核对象导致的启动失败）
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*/
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/* 头文件包含区 */
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#include <stdio.h>
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#include <string.h>
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#define DBG_TAG "[SYSLOG]"
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#include "dbg_log.h"
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#include "sys_log.h"
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#include "ff.h"
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#include "cmsis_os.h"
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#include "sys_clock.h"
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/* 静态变量定义区 */
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static const char *const s_paths[SYSLOG_COUNT] = { "/log/run.log", "/log/selftest.log" };
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static const uint32_t s_caps[SYSLOG_COUNT] = { SYSLOG_RUN_MAX, SYSLOG_SELFTEST_MAX };
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#define SYSLOG_QUEUE_MAX 8u
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/* 待发条目：desc 为调用方静态串（Flash 字面量），只存指针不拷贝 */
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typedef struct {
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uint8_t id;
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const char *desc;
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} syslog_entry_t;
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static syslog_entry_t s_preboot[SYSLOG_QUEUE_MAX]; /* 启动前待发数组（RTOS 前单生产者/后单消费者，免锁） */
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static volatile uint8_t s_preboot_cnt; /* 数组条目数 */
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static osMessageQueueId_t s_queue; /* 运行期消息队列（syslog_drain 首次调用时惰性创建） */
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static const osMessageQueueAttr_t s_queue_attr = { .name = "syslog" };
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static volatile uint8_t s_fs_ready; /* 卷挂载 + /log 目录就绪后置位 */
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/* 函数定义区 */
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/*
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* 函数功能：追加一条记录（格式化 64B + FA_OPEN_APPEND；容量满先删除重建）
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* 入口参数：id - 日志 ID syslog_id_t
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* desc - 描述串（UTF-8，超长截断至 SYSLOG_DESC_MAX） const char *
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* 返回值：0 - 成功；-1 - 写失败 int
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* 限定条件：仅 defaultTask（唯一写者）调用；卷已挂载
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*/
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static int s_append(syslog_id_t id, const char *desc) {
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FIL f;
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FRESULT fr;
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UINT bw = 0u;
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uint8_t rec[SYSLOG_REC_SIZE];
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char ts[SYSLOG_TS_LEN + 1u];
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uint32_t epoch;
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size_t dl;
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if ((uint32_t)id >= (uint32_t)SYSLOG_COUNT || desc == NULL) {
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return -1;
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||
}
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if (syslog_count(id) >= s_caps[id]) {
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fr = f_unlink(s_paths[id]);
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||
DBG_INFO("cap full, recreate %s", s_paths[id]);
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||
if (fr != FR_OK && fr != FR_NO_FILE) {
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return -1;
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}
|
||
}
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memset(rec, 0u, sizeof(rec));
|
||
if (sys_clock_get_str(ts, sizeof(ts)) == NULL) {
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memcpy(ts, "1970-01-01 08:00:00", SYSLOG_TS_LEN);
|
||
}
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||
ts[SYSLOG_TS_LEN] = '\0';
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epoch = sys_clock_get();
|
||
if (epoch == UINT32_MAX) {
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epoch = 0u;
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||
}
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memcpy(rec, ts, SYSLOG_TS_LEN);
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||
rec[SYSLOG_TS_LEN] = ' ';
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(void)snprintf((char *)(rec + SYSLOG_EPOCH_OFFS), SYSLOG_EPOCH_LEN + 1u, "%010u", (unsigned int)epoch);
|
||
rec[SYSLOG_DESC_OFFS - 1u] = ' ';
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||
dl = strlen(desc);
|
||
if (dl > SYSLOG_DESC_MAX) {
|
||
dl = SYSLOG_DESC_MAX;
|
||
}
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memcpy(rec + SYSLOG_DESC_OFFS, desc, dl);
|
||
|
||
fr = f_open(&f, s_paths[id], FA_OPEN_APPEND);
|
||
if (fr != FR_OK) {
|
||
DBG_ERROR("open %s fail (%d)", s_paths[id], (int)fr);
|
||
return -1;
|
||
}
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fr = f_write(&f, rec, SYSLOG_REC_SIZE, &bw);
|
||
(void)f_close(&f);
|
||
if (fr != FR_OK || bw != SYSLOG_REC_SIZE) {
|
||
DBG_ERROR("write %s fail (%d)", s_paths[id], (int)fr);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
return 0;
|
||
}
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||
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/*
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* 函数功能：读取第 idx 条原始记录（64B）
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* 入口参数：id - 日志 ID syslog_id_t
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* idx - 记录序号（0 起） uint32_t
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||
* p_rec- 输出缓冲（SYSLOG_REC_SIZE 字节，不可为 NULL） uint8_t *
|
||
* 返回值：0 - 成功；-1 - 越界/读失败 int
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||
*/
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static int s_read_raw(syslog_id_t id, uint32_t idx, uint8_t *p_rec) {
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||
FIL f;
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||
FRESULT fr;
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UINT br = 0u;
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||
|
||
if (p_rec == NULL || idx >= syslog_count(id)) {
|
||
return -1;
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||
}
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||
fr = f_open(&f, s_paths[id], FA_READ);
|
||
if (fr != FR_OK) {
|
||
return -1;
|
||
}
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||
fr = f_lseek(&f, (FSIZE_t)idx * SYSLOG_REC_SIZE);
|
||
if (fr == FR_OK) {
|
||
fr = f_read(&f, p_rec, SYSLOG_REC_SIZE, &br);
|
||
}
|
||
(void)f_close(&f);
|
||
return (fr == FR_OK && br == SYSLOG_REC_SIZE) ? 0 : -1;
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||
}
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/*
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* 函数功能：日志引擎初始化（内核启动前安全空操作）
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* 入口参数：无
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||
* 返回值：0 - 成功 int
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* 限定条件：app_main_init() 起始处调用（osKernelStart 之前）；
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||
* 不得调用任何 FreeRTOS API（内核对象须在内核启动后才可创建）
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||
* 函数说明：启动前投递走 s_preboot 静态数组（syslog_post 按内核状态自动分流）；
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||
* FreeRTOS 消息队列由 syslog_drain 在运行期（defaultTask 上下文）惰性创建。
|
||
* 历史缺陷：此处曾 osMessageQueueNew 创建队列，早于 osKernelInitialize
|
||
* 提前拉起内核，其后任务创建在未完成初始化的内核状态上执行，导致启动失败
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||
*/
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||
int syslog_mcu_init(void) {
|
||
return 0;
|
||
}
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||
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/*
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||
* 函数功能：卷挂载成功后的一次性处理（建 /log 目录 + 写"上电/重启"分类记录）
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||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：defaultTask f_mount/f_mkfs 成功且置位 SYS_EVT_STORAGE_READY 前调用一次
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||
*/
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||
void syslog_mcu_mounted(void) {
|
||
FILINFO finfo;
|
||
uint32_t last = 0u;
|
||
const char *desc = "装置上电记录";
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||
|
||
if (f_stat("/log", &finfo) != FR_OK) {
|
||
FRESULT fr = f_mkdir("/log");
|
||
if (fr != FR_OK && fr != FR_EXIST) {
|
||
DBG_ERROR("mkdir /log fail (%d)", (int)fr);
|
||
return;
|
||
}
|
||
}
|
||
s_fs_ready = 1u;
|
||
|
||
/* 上电/重启分类：末条 epoch 距 now < SYSLOG_REBOOT_WINDOW_S → 重启，否则上电 */
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||
if (syslog_last_epoch(SYSLOG_RUN, &last) == 0 && sys_clock_get() != UINT32_MAX) {
|
||
if ((uint32_t)(sys_clock_get() - last) < SYSLOG_REBOOT_WINDOW_S) {
|
||
desc = "装置重启记录";
|
||
}
|
||
}
|
||
(void)s_append(SYSLOG_RUN, desc);
|
||
DBG_INFO("runlog boot entry: %s", desc);
|
||
}
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能：排空待发日志并落盘（启动前数组 + 运行期队列，FIFO）；首次调用时惰性创建运行期队列
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||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：仅 defaultTask（唯一写者）调用；卷未就绪时直接返回（条目滞留待重试）
|
||
*/
|
||
void syslog_drain(void) {
|
||
syslog_entry_t e;
|
||
|
||
/* 运行期惰性创建消息队列：本函数仅由 defaultTask（调度器运行中）调用，
|
||
保证内核对象创建发生在 osKernelStart 之后 */
|
||
if (s_queue == NULL) {
|
||
s_queue = osMessageQueueNew(SYSLOG_QUEUE_MAX, sizeof(syslog_entry_t), &s_queue_attr);
|
||
if (s_queue == NULL) {
|
||
DBG_ERROR("queue create fail");
|
||
}
|
||
}
|
||
if (!s_fs_ready || s_queue == NULL) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
while (s_preboot_cnt > 0u) {
|
||
e = s_preboot[0];
|
||
if (s_append((syslog_id_t)e.id, e.desc) != 0) {
|
||
break; /* 落盘失败：保留剩余条目，下轮重试 */
|
||
}
|
||
memmove(&s_preboot[0], &s_preboot[1], sizeof(syslog_entry_t) * (size_t)(s_preboot_cnt - 1u));
|
||
s_preboot_cnt--;
|
||
}
|
||
for (;;) {
|
||
if (osMessageQueueGet(s_queue, &e, 0u, 0u) != osOK) {
|
||
break; /* 队列空 */
|
||
}
|
||
if (s_append((syslog_id_t)e.id, e.desc) != 0) {
|
||
DBG_ERROR("drop entry id=%d", (int)e.id);
|
||
break; /* 落盘失败：停止排空，避免连续丢弃 */
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能：投递一条日志（任意上下文；非阻塞，队列满则丢弃）
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||
* 入口参数：id - 日志 ID syslog_id_t
|
||
* desc - 描述串（UTF-8，静态存储期，超长截断） const char *
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：FreeRTOS 启动前走静态待发数组；desc 必须为静态/常量串
|
||
*/
|
||
void syslog_post(syslog_id_t id, const char *desc) {
|
||
syslog_entry_t e;
|
||
|
||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)SYSLOG_COUNT || desc == NULL) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
e.id = (uint8_t)id;
|
||
e.desc = desc;
|
||
if (s_queue != NULL && osKernelGetState() == osKernelRunning) {
|
||
if (osMessageQueuePut(s_queue, &e, 0u, 0u) != osOK) {
|
||
DBG_ERROR("queue full, drop: %s", desc);
|
||
}
|
||
} else {
|
||
uint8_t n = s_preboot_cnt;
|
||
if (n < SYSLOG_QUEUE_MAX) {
|
||
s_preboot[n] = e;
|
||
s_preboot_cnt = n + 1u;
|
||
} else {
|
||
DBG_ERROR("preboot full, drop: %s", desc);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：获取记录条数（= filesize / SYSLOG_REC_SIZE，O(1)）
|
||
* 入口参数：id - 日志 ID syslog_id_t
|
||
* 返回值：条数；文件缺失/未挂载返回 0 uint32_t
|
||
*/
|
||
uint32_t syslog_count(syslog_id_t id) {
|
||
FILINFO finfo;
|
||
|
||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)SYSLOG_COUNT) {
|
||
return 0u;
|
||
}
|
||
if (f_stat(s_paths[id], &finfo) != FR_OK) {
|
||
return 0u;
|
||
}
|
||
return (uint32_t)finfo.fsize / SYSLOG_REC_SIZE;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：读取第 idx 条记录（时间戳 + 描述，均 NUL 结尾）
|
||
* 入口参数：id - 日志 ID syslog_id_t
|
||
* idx - 记录序号（0 起） uint32_t
|
||
* p_ts - 时间戳输出缓冲（≥SYSLOG_TS_LEN+1 字节，不可为 NULL） char *
|
||
* ts_len - p_ts 容量 size_t
|
||
* p_desc - 描述输出缓冲（≥SYSLOG_DESC_MAX+1 字节，不可为 NULL） char *
|
||
* desc_len - p_desc 容量 size_t
|
||
* 返回值：0 - 成功；-1 - 越界/读失败 int
|
||
*/
|
||
int syslog_get_record(syslog_id_t id, uint32_t idx, char *p_ts, size_t ts_len, char *p_desc, size_t desc_len) {
|
||
uint8_t rec[SYSLOG_REC_SIZE];
|
||
size_t dl = 0u;
|
||
|
||
if (p_ts == NULL || p_desc == NULL || ts_len <= SYSLOG_TS_LEN || desc_len <= SYSLOG_DESC_MAX) {
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
if (s_read_raw(id, idx, rec) != 0) {
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
memcpy(p_ts, rec, SYSLOG_TS_LEN);
|
||
p_ts[SYSLOG_TS_LEN] = '\0';
|
||
while (dl < SYSLOG_DESC_MAX && rec[SYSLOG_DESC_OFFS + dl] != '\0') {
|
||
dl++;
|
||
}
|
||
if (dl >= desc_len) {
|
||
dl = desc_len - 1u;
|
||
}
|
||
memcpy(p_desc, rec + SYSLOG_DESC_OFFS, dl);
|
||
p_desc[dl] = '\0';
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：读取末条记录的 epoch 秒（上电/重启分类用）
|
||
* 入口参数：id - 日志 ID syslog_id_t
|
||
* p_epoch- 输出缓冲（不可为 NULL；无记录时置 0） uint32_t *
|
||
* 返回值：0 - 成功读到末条；-1 - 文件缺失/空 int
|
||
*/
|
||
int syslog_last_epoch(syslog_id_t id, uint32_t *p_epoch) {
|
||
uint8_t rec[SYSLOG_REC_SIZE];
|
||
uint32_t v = 0u;
|
||
uint32_t i;
|
||
|
||
if (syslog_count(id) == 0u) {
|
||
if (p_epoch != NULL) {
|
||
*p_epoch = 0u;
|
||
}
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
if (s_read_raw(id, syslog_count(id) - 1u, rec) != 0) {
|
||
if (p_epoch != NULL) {
|
||
*p_epoch = 0u;
|
||
}
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
for (i = 0u; i < SYSLOG_EPOCH_LEN; i++) {
|
||
char c = (char)rec[SYSLOG_EPOCH_OFFS + i];
|
||
if (c >= '0' && c <= '9') {
|
||
v = v * 10u + (uint32_t)(c - '0');
|
||
}
|
||
}
|
||
if (p_epoch != NULL) {
|
||
*p_epoch = v;
|
||
}
|
||
return 0;
|
||
}
|