wandering1
67d26ac37a
第二次重生成验证了审计机制，并证伪了上一轮的一处假设： - 审计脚本 check_cubemx_survival.py 准确检出全部 5 处覆盖（16 项中 5 FAIL）， 机制有效；Src/main.c 复位原因锁存（USER CODE BEGIN Init 区）完好， 是"USER CODE 区有效"的正向证据。 - 关键发现：CubeMX 本次换了一代中断函数模板（旧 HardFault_Handler / HardFault_Report 自造区 → 新函数体内 HardFault_IRQn 0 / W1_HardFault_IRQn 0）， "生成区之外的自造标记区"同样不被保留，旧假设被证伪。 恢复方案（第二次升级）： - stm32f4xx_it.c：报告实现迁入 USER CODE BEGIN 0（区名从未变过的标准保护位）； Handler 本体改为生成区整函数替换，用 #define HardFault_Handler HardFault_Handler_Gen 把生成实体改名保留，链接器自动移除（.map 实证 Removing ... (2 bytes)），向量表指向手工 __asm 版（0x080001a1，18 字节）。 - iwdg.c：去掉 HAL_IWDG_Init() 调用，补 IWDG-DEFER-START-ANCHOR 锚点注释。 - FreeRTOSConfig.h：恢复 FREE_RTOS_CONFIG_HARDENING 块（两个加固宏）。 - freertos.c：补回两处任务栈中文注释（栈值未丢，.ioc 已同步）。 配套： - check_cubemx_survival.py：hardfault-handler 改 wholefile + 锚点检查； UNPROTECTED_LEGACY 清单更新。 - AGENTS.md：新增"CubeMX 换模板"与"ARMCC 内联汇编语法"两条铁律， 以及"uvprojx 被 Keil 自动改写不入库"条目。 - 看门狗设计说明.md：§10.1 补第二次重生成验证结论与模板换代发现， §10.2 L2/L3 全面改写（自造区名不可依赖）。 验证：@build 0 错误 0 警告；pre-commit 13 钩子全通过；审计 16 通过 / 2 警告 / 0 失败。
456 lines
18 KiB
Python
456 lines
18 KiB
Python
#!/usr/bin/env python3
|
||
# -*- coding: utf-8 -*-
|
||
"""
|
||
CubeMX 重生成存活审计（check_cubemx_survival.py）
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||
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||
模块名称：CubeMX 重生成存活审计
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作者：王建锋
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创建日期：2026-09-29
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||
背景
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`.ioc` 的 `ProjectManager.KeepUserCode=true` **只保护** `USER CODE BEGIN/END`
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标记之间的内容。标记之外的任何手工改动，在 CubeMX 重新生成时会被模板覆盖，
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||
且**多数不会立刻报编译错误**（典型：崩溃采集函数被打回空 while(1)、
|
||
加固宏被整块删除）——只在真出故障时才暴露，排查代价极高。
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||
2026-09-29 实测：一次重生成覆盖了 4 处定制（P0×1 + P1×2 + P2×1）。
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本脚本做两件事
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--------------
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1. **存活审计**：检查"重生成易失清单"里的每一项是否仍在预期位置，
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||
对标记区外的存量给出显式警告（存量无法消除，只能靠人记）。
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||
2. **漂移检测**：把关键位置的哈希写入 `.cubemx_survival_baseline.json`，
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`--check` 比对，任一项变化即 FAIL——用于"重生成后立刻发现被改了什么"。
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用法
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python scripts/check_cubemx_survival.py # 审计（人读报告）
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python scripts/check_cubemx_survival.py --check # 门禁模式（默认，供 pre-commit）
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||
python scripts/check_cubemx_survival.py --write # 重建基线（确认改动无误后）
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退出码：0 = 通过；1 = 有 FAIL 项。
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设计依据：docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §10.1；AGENTS.md「平台约束」。
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注意
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`MDK-ARM/*.uvprojx` **不参与漂移检测**（`no_baseline=True`）：该文件每次
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||
`@build` 后被 Keil UV4 自动改写（XML 格式归一化 + `PackID` 降级到本机 DFP
|
||
版本），内容每次构建都不同。若参与检测，则**每次构建后提交都会被拦**。
|
||
本项只保留 `must_contain` 断言（"源文件仍挂载"）。
|
||
"""
|
||
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||
import argparse
|
||
import hashlib
|
||
import json
|
||
import os
|
||
import re
|
||
import sys
|
||
|
||
REPO = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
|
||
BASELINE = os.path.join(REPO, ".cubemx_survival_baseline.json")
|
||
|
||
# ---------------------------------------------------------------------------
|
||
# 重生成易失清单
|
||
#
|
||
# kind:
|
||
# "protected" — 位于 USER CODE 标记区内，CubeMX 会保留；审计只验"区还在"
|
||
# "unprotected" — 位于标记区外，CubeMX **会**覆盖；审计给 WARN（存量风险）
|
||
# "generated" — 必须由 CubeMX 生成；审计验"没被删"
|
||
# "ioc" — 必须写在 .ioc 里；否则重生成会丢失（这是根治手段）
|
||
# ---------------------------------------------------------------------------
|
||
|
||
CHECKS = [
|
||
# ---------------- P0：开机死循环防线 ----------------
|
||
# ⚠ 这一项是**生成区内的手工改动**（无 USER CODE 区可用）：
|
||
# 需要改的是 `hiwdg.Init.*` 赋值与 `HAL_IWDG_Init()` 调用之间的位置，
|
||
# 而 CubeMX 只在该调用**之前**（IWDG_Init 0/1）和**之后**（IWDG_Init 2）
|
||
# 生成标记区——正中间没有。塞进 IWDG_Init 1 区也不能阻止区外那行被覆盖
|
||
# （另见 `usr init 1` 区的注释）。
|
||
# 故本项按"文件整体 + 特征串"检查，并靠一个稳定锚点注释定位。
|
||
dict(
|
||
id="iwdg-defer-start",
|
||
kind="wholefile",
|
||
path="Src/iwdg.c",
|
||
must_contain=["IWDG-DEFER-START-ANCHOR"], # 手工锚点注释，重生成后会消失
|
||
must_not_contain=["HAL_IWDG_Init(&hiwdg)"], # 真实调用不得存在
|
||
severity="FAIL",
|
||
hint="MX_IWDG_Init() 不得调 HAL_IWDG_Init()（内部立即启动，"
|
||
"而它跑在 app_main_init 之前 → 开机必复位）。启动移交 task_wd_start()。"
|
||
"恢复后补回 `IWDG-DEFER-START-ANCHOR` 锚点注释。",
|
||
),
|
||
# ---------------- P1：崩溃可观测性 ----------------
|
||
# ⚠ 2026-09-29 重要变更：CubeMX 把本文件的中断函数模板**换了一代**——
|
||
# 旧模板在函数前后给自造区（HardFault_Handler / HardFault_Report），
|
||
# 新模板改成函数体**内部**的 `HardFault_IRQn 0` / `W1_HardFault_IRQn 0`。
|
||
# 实测"生成区之外的自造标记区"**不会被保留**。故现在的落点是：
|
||
# Handler 实体 → 生成区内整函数替换（无 USER CODE 位可用），
|
||
# 靠 `HARD-FAULT-ANCHOR` 锚点注释检出丢失；
|
||
# 生成实体用 `#define HardFault_Handler HardFault_Handler_Gen`
|
||
# 改名保留，链接器自动移除（map 已验证 2 bytes removed）
|
||
# 报告实现 → `USER CODE BEGIN 0`（生成区内的标准保护位，重生成不丢）
|
||
dict(
|
||
id="hardfault-handler",
|
||
kind="wholefile",
|
||
path="Src/stm32f4xx_it.c",
|
||
must_contain=[
|
||
"HARD-FAULT-ANCHOR", # 手工锚点注释，重生成后会消失
|
||
"__asm void HardFault_Handler", # 手工汇编 Handler
|
||
"hard_fault_report", # 跳转目标
|
||
],
|
||
must_not_contain=["HardFault_Handler(void)\r\n{\r\n while (1)"],
|
||
hint="HardFault_Handler 须为手工汇编版（取 MSP/PSP 交 hard_fault_report），"
|
||
"生成实体改名 HardFault_Handler_Gen。被打回空 while(1) 后死机将完全静默。"
|
||
"恢复后补回 `HARD-FAULT-ANCHOR` 锚点注释。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="hardfault-report-impl",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Src/stm32f4xx_it.c",
|
||
region="0",
|
||
must_contain=["hard_fault_report", "CFSR"],
|
||
hint="HardFault 现场报告实现（打印 PC/LR/xPSR/CFSR/HFSR/BFAR/MMFAR）"
|
||
"须在 USER CODE BEGIN 0 区内（生成区内的标准保护位）。",
|
||
),
|
||
# ---------------- P1：FreeRTOS 加固 ----------------
|
||
dict(
|
||
id="stack-overflow-check",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Inc/FreeRTOSConfig.h",
|
||
region="FREE_RTOS_CONFIG_HARDENING",
|
||
must_contain=["configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW"],
|
||
hint="栈溢出机械检测必须开启（模式 2）。关闭后溢出静默腐蚀堆相邻块。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="malloc-failed-hook",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Inc/FreeRTOSConfig.h",
|
||
region="FREE_RTOS_CONFIG_HARDENING",
|
||
must_contain=["configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK"],
|
||
hint="堆分配失败钩子必须开启（1）。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="assert-not-deadloop",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Inc/FreeRTOSConfig.h",
|
||
region="1",
|
||
must_contain=["vApplicationAssertFailed"],
|
||
must_not_contain=["taskDISABLE_INTERRUPTS(); for( ;; );}"],
|
||
hint="configASSERT 须走 vApplicationAssertFailed（打印后复位），"
|
||
"不得回到关中断死循环。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="assert-impl",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Src/freertos.c",
|
||
region="Application",
|
||
must_contain=["vApplicationAssertFailed"],
|
||
hint="vApplicationAssertFailed() 实现须在 Src/freertos.c 的 USER CODE Application 区。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="stack-overflow-hook-impl",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Src/freertos.c",
|
||
region="Application",
|
||
must_contain=["vApplicationStackOverflowHook"],
|
||
hint="栈溢出钩子实现（打印任务名后复位）。",
|
||
),
|
||
# ---------------- 看门狗模块 ----------------
|
||
dict(
|
||
id="watchdog-module",
|
||
kind="generated",
|
||
path="App/util/task_watchdog.c",
|
||
must_contain=["task_wd_poll", "IWDG->KR"],
|
||
hint="看门狗模块（App/util/），非 CubeMX 管辖，但须确认未被误删。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="watchdog-in-project",
|
||
kind="generated",
|
||
path="MDK-ARM/STM32F407-Demo.uvprojx",
|
||
must_contain=["task_watchdog.c"],
|
||
no_baseline=True, # 见下方说明：本文件每次 @build 后被 Keil 改写
|
||
hint="task_watchdog.c 须挂在 MDK 工程 App 组；CubeMX 重生成可能重建 .uvprojx。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="reset-cause-latch",
|
||
kind="protected",
|
||
path="Src/main.c",
|
||
region="Init",
|
||
must_contain=["g_rcc_csr_latched", "RCC_CSR_RMVF"],
|
||
hint="复位原因锁存：HAL_Init() 后立即读 RCC->CSR 并写 RMVF 清除。",
|
||
),
|
||
# ---------------- 必须由 CubeMX 生成（缺 = 配错或误删） ----------------
|
||
dict(
|
||
id="iwdg-hal-driver",
|
||
kind="generated",
|
||
path="Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_iwdg.c",
|
||
hint="HAL IWDG 驱动须由 CubeMX 勾选 IWDG 后生成（手工补入会被重生成删掉）。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="hal-iwdg-enabled",
|
||
kind="generated",
|
||
path="Inc/stm32f4xx_hal_conf.h",
|
||
must_contain=["#define HAL_IWDG_MODULE_ENABLED"],
|
||
hint="HAL_IWDG_MODULE_ENABLED 须为**生效**状态（非注释）。",
|
||
),
|
||
# ---------------- .ioc 必须持有（根治：写进 .ioc 才不怕重生成） ----------------
|
||
dict(
|
||
id="ioc-keepusercode",
|
||
kind="ioc",
|
||
key="ProjectManager.KeepUserCode",
|
||
want="true",
|
||
hint="KeepUserCode 必须为 true，否则 USER CODE 区不再受保护。",
|
||
severity="FAIL",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="ioc-iwdg-present",
|
||
kind="ioc",
|
||
key="IWDG.IPParameters",
|
||
hint="IWDG 须在 .ioc 中激活（否则重生成会删掉 iwdg.c 与 HAL 驱动）。",
|
||
),
|
||
dict(
|
||
id="ioc-task-stacks",
|
||
kind="ioc",
|
||
key="FREERTOS.Tasks01",
|
||
must_contain=["1024", "2048", "4096"],
|
||
hint="任务栈大小必须写在 .ioc（FREERTOS.Tasks01）里——写入 .ioc 的栈值"
|
||
"会被 CubeMX 直接生成到 freertos.c，是最彻底的防丢失手段。",
|
||
),
|
||
]
|
||
|
||
|
||
def read(p):
|
||
try:
|
||
with open(os.path.join(REPO, p), encoding="utf-8", errors="replace") as f:
|
||
return f.read()
|
||
except OSError:
|
||
return None
|
||
|
||
|
||
def region_of(text, name):
|
||
"""取 `/* USER CODE BEGIN <name> */` 与 `/* USER CODE END <name> */` 之间的内容。
|
||
|
||
实测本项目生成文件的标记形态是**单行注释**：
|
||
/* USER CODE BEGIN HardFault_Handler */
|
||
... 内容 ...
|
||
/* USER CODE END HardFault_Handler */
|
||
（不是 `/* USER CODE BEGIN x` 换行再 `*/`）。故按整行匹配。
|
||
"""
|
||
m = re.search(
|
||
r"/\* USER CODE BEGIN %s \*/\n(.*?)\n[^\n]*/\* USER CODE END %s \*/"
|
||
% (re.escape(name), re.escape(name)),
|
||
text,
|
||
re.S,
|
||
)
|
||
return m.group(1) if m else None
|
||
|
||
|
||
def sha(s):
|
||
return hashlib.sha256(s.encode("utf-8")).hexdigest()[:16]
|
||
|
||
|
||
def strip_comments(code):
|
||
"""去掉 C 注释，避免把注释里提到的禁用符号误判为真实调用。
|
||
|
||
本项目多处注释**刻意**引用"原为 XX 直呼"之类的历史信息（如 Src/iwdg.c
|
||
的 IWDG_DEFER_START 区），若不过滤注释，`must_not_contain` 会恒定误报。
|
||
"""
|
||
code = re.sub(r"/\*.*?\*/", " ", code, flags=re.S)
|
||
code = re.sub(r"//[^\n]*", " ", code)
|
||
return code
|
||
|
||
|
||
def evaluate():
|
||
"""返回 (results, snapshot)。results = [(level, id, msg, hint)]"""
|
||
results = []
|
||
snap = {}
|
||
ioc = read("STM32F407-Demo.ioc") or ""
|
||
|
||
for c in CHECKS:
|
||
cid = c["id"]
|
||
path = c.get("path")
|
||
level = c.get("severity", "FAIL")
|
||
|
||
# ---- .ioc 类 ----
|
||
if c["kind"] == "ioc":
|
||
key = c["key"]
|
||
m = re.search(r"^%s=(.*)$" % re.escape(key), ioc, re.M)
|
||
if not m:
|
||
results.append((level, cid, ".ioc 缺少 %s" % key, c["hint"]))
|
||
snap[cid] = None
|
||
continue
|
||
val = m.group(1)
|
||
snap[cid] = sha(val)
|
||
if "want" in c and val.strip().lower() != c["want"].lower():
|
||
results.append((level, cid, ".ioc %s = %r（期望 %r）" % (key, val, c["want"]), c["hint"]))
|
||
continue
|
||
for needle in c.get("must_contain", []):
|
||
if needle not in val:
|
||
results.append(("WARN", cid, ".ioc %s 中未见 %r" % (key, needle), c["hint"]))
|
||
break
|
||
else:
|
||
results.append(("OK", cid, ".ioc %s 就位" % key, ""))
|
||
continue
|
||
|
||
text = read(path)
|
||
if text is None:
|
||
results.append((level, cid, "文件不存在：%s" % path, c["hint"]))
|
||
snap[cid] = None
|
||
continue
|
||
|
||
# ---- 取待检内容 ----
|
||
# `probe_neg`：用于 must_not_contain（禁项）——**总是剥注释**，
|
||
# 避免"注释里提到历史代码"被误判为真实调用。
|
||
# `probe` ：用于 must_contain（正项）——`wholefile` 模式下不剥注释，
|
||
# 因为锚点本身可能就是注释（如 IWDG-DEFER-START-ANCHOR）。
|
||
if c["kind"] == "protected":
|
||
body = region_of(text, c["region"])
|
||
if body is None:
|
||
results.append(
|
||
(level, cid, "%s 的 USER CODE BEGIN/END %s 区不存在" % (path, c["region"]), c["hint"])
|
||
)
|
||
snap[cid] = None
|
||
continue
|
||
probe = strip_comments(body)
|
||
probe_neg = probe
|
||
elif c["kind"] == "wholefile":
|
||
body = text
|
||
probe = text # 正项：整文件原文（锚点可能是注释）
|
||
probe_neg = strip_comments(text) # 禁项：仍剥注释
|
||
else:
|
||
body = text
|
||
probe = text
|
||
probe_neg = text
|
||
|
||
# ---- 基线快照 ----
|
||
# `no_baseline=True` 的项不参与漂移检测。理由：`MDK-ARM/*.uvprojx`
|
||
# 每次 `@build` 后被 Keil UV4 自动改写（XML 格式归一化 + PackID 降级到
|
||
# 本机 DFP 版本），内容每次构建都不同 → 若参与漂移检测，则**每次构建后
|
||
# 提交都会被拦**。本项只保留 must_contain 断言（"源文件仍挂载"）。
|
||
if not c.get("no_baseline"):
|
||
snap[cid] = sha(probe)
|
||
|
||
# ---- 断言 ----
|
||
bad = [n for n in c.get("must_contain", []) if n not in probe]
|
||
bad += [n for n in c.get("must_not_contain", []) if n in probe_neg]
|
||
if bad:
|
||
results.append(
|
||
(level, cid, "%s：%s" % (c["region"] if c["kind"] == "protected" else path,
|
||
"缺失/命中禁用项 " + ", ".join(repr(b) for b in bad)),
|
||
c["hint"])
|
||
)
|
||
else:
|
||
results.append(("OK", cid, "%s 就位" % (c["region"] if c["kind"] == "protected" else path), ""))
|
||
|
||
# ---- 标记区外的存量风险（无法自动修复，只提示） ----
|
||
for path, needles in UNPROTECTED_LEGACY:
|
||
text = read(path) or ""
|
||
hits = []
|
||
for name, pat in needles:
|
||
if re.search(pat, text):
|
||
hits.append(name)
|
||
if hits:
|
||
results.append((
|
||
"WARN",
|
||
"legacy:" + path,
|
||
"标记区外手工内容（重生成会覆盖）：" + "、".join(hits),
|
||
"这些内容 CubeMX 不保护。核对清单见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §10.1。",
|
||
))
|
||
|
||
return results, snap
|
||
|
||
|
||
# 已知的"标记区外"手工内容（存量，只能人工盯）
|
||
UNPROTECTED_LEGACY = [
|
||
(
|
||
"Src/freertos.c",
|
||
[
|
||
("timeSyncTask 手工定义（不在 .ioc FREERTOS.Tasks01 里）", r"timeSyncTask_attributes"),
|
||
],
|
||
),
|
||
(
|
||
"Src/stm32f4xx_it.c",
|
||
[
|
||
("MemManage_Handler 仍为空 while(1)，死机静默", r"void MemManage_Handler\(void\)"),
|
||
("BusFault_Handler 仍为空 while(1)，死机静默", r"void BusFault_Handler\(void\)"),
|
||
("UsageFault_Handler 仍为空 while(1)，死机静默", r"void UsageFault_Handler\(void\)"),
|
||
],
|
||
),
|
||
]
|
||
|
||
|
||
def main():
|
||
ap = argparse.ArgumentParser(description="CubeMX 重生成存活审计")
|
||
g = ap.add_mutually_exclusive_group()
|
||
g.add_argument("--check", action="store_true", help="门禁模式：与基线比对，任一项漂移即失败")
|
||
g.add_argument("--write", action="store_true", help="重建基线（确认改动无误后）")
|
||
g.add_argument("--report", action="store_true", help="只打印审计报告，不比对基线")
|
||
args = ap.parse_args()
|
||
|
||
results, snap = evaluate()
|
||
|
||
fails = [r for r in results if r[0] == "FAIL"]
|
||
warns = [r for r in results if r[0] == "WARN"]
|
||
oks = [r for r in results if r[0] == "OK"]
|
||
|
||
# ---------- 漂移检测 ----------
|
||
drift = []
|
||
if not args.write and not args.report:
|
||
if os.path.exists(BASELINE):
|
||
try:
|
||
with open(BASELINE, encoding="utf-8") as f:
|
||
base = json.load(f).get("snapshot", {})
|
||
except (OSError, ValueError):
|
||
base = {}
|
||
for k, v in snap.items():
|
||
if k in base and base[k] != v and base[k] is not None and v is not None:
|
||
drift.append(k)
|
||
# 基线缺失不算失败（换机/首次），但提示
|
||
|
||
# ---------- 输出 ----------
|
||
print("CubeMX 重生成存活审计")
|
||
print(" 事实源：.ioc (KeepUserCode) + 各生成文件的 USER CODE 标记区")
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print(" 通过 %d / 警告 %d / 失败 %d" % (len(oks), len(warns), len(fails)))
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print()
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if fails:
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print("[FAIL] 以下内容丢失或配置错误（重生成后必须立刻修）：")
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for _, cid, msg, hint in fails:
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print(" - %-26s %s" % (cid, msg))
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if hint:
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print(" → %s" % hint)
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print()
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if warns:
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print("[WARN] 提示（多为标记区外存量，无法自动消除）：")
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for _, cid, msg, hint in warns:
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print(" - %-26s %s" % (cid, msg))
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print()
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if drift:
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print("[FAIL] 基线漂移（这些位置的内容与上次确认的不同）：")
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for k in drift:
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print(" - %s" % k)
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print(" → 若是本次有意改动，确认无误后跑 `--write` 重建基线；")
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if args.write:
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with open(BASELINE, "w", encoding="utf-8") as f:
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json.dump(
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{"snapshot": snap, "_note": "CubeMX 存活审计基线；改动用 --write 重建"},
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f,
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ensure_ascii=False,
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indent=2,
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)
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f.write("\n")
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print("已重建基线：%s" % os.path.relpath(BASELINE, REPO))
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return 0
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if fails or drift:
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return 1
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print("通过：重生成易失清单全部就位。")
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return 0
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if __name__ == "__main__":
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sys.exit(main())
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