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8.0 KiB
C
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/*
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* 模块名称：Time Sync — PC 本地时间推送接收（TCP）
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* 模块功能：在独立任务 timeSyncTask 中以 TCP Server 方式监听端口，接收 PC 推送的本地时间包，
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* 调用 sys_clock_set_unix() 更新系统墙钟并写回 SD2506 RTC
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + CH395F
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-08-27
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-08-27 王建锋 创建初始版本（UDP 推送，netTask 内轮询）
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* v1.1 2026-08-28 王建锋 改为 TCP Server，迁入独立任务 timeSyncTask，
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* 所有 socket 操作经 net_socket 线程安全 API 走消息队列，
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* netTask 仅负责 net_poll/net_process_messages，多任务并发安全
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*/
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#include <string.h>
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#include "time_sync.h"
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#include "net_socket.h"
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#include "sys_clock.h"
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#include "sys_events.h"
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#define DBG_TAG "[TIME_SYNC]"
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#include "dbg_log.h"
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/* 监听端口：PC 推送端（TCP 客户端）需连到本端口 */
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#define TIME_SYNC_PORT 8888
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/*
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* E-02 头阻塞修复（timeSync 侧；lftpd 侧见 lftpd_inet.c）：
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* 旧实现用单次 30s 阻塞 net_recv（默认 NET_RECV_TIMEOUT_MS）等时间包——等待期间
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* netTask（全部 socket 操作的唯一执行者）被独占，其余任务的网络操作（远端显示 /
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* FTP）整体停摆（docs/问题记录/错误码传播审计.md E-02）。
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* 修法：等待切成 ≤TIME_SYNC_NET_SLICE_MS 的片（与 lftpd 同片长 = 其他任务最坏
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* 等待，见 docs/测试说明/链路延迟测试说明.md §8.3），调用方累计总预算
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* TIME_SYNC_TOTAL_BUDGET_MS——总超时语义与旧 30s 一致，任何时刻 netTask 占用
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* 有界；片间 vTaskDelay(1) 让出 CPU，防空闲忙循环饿死低优先级任务。
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*/
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#define TIME_SYNC_NET_SLICE_MS 5U
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#define TIME_SYNC_TOTAL_BUDGET_MS 30000U
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/*
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* 函数功能：创建并监听 TCP 时间同步服务端口
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* 入口参数：无
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* 返回值：监听 Socket 描述符（>=0），失败返回 -1
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* 限定条件：net_init() 已成功；可在非 netTask 上下文调用
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* 函数说明：net_socket/net_bind/net_listen 均为线程安全 API，内部经消息队列由 netTask 串行处理。
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* 单连接模式下监听 Socket 在收到连接后会转为数据通道，连接关闭后即被释放，
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* 因此每次调用都会新建监听 Socket（与 lftpd 同模式），失败自动重试。
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*/
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static int time_sync_open_listener(void) {
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int retry;
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for (retry = 0; retry < 5; retry++) {
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int s = net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM);
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if (s < 0) {
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DBG_ERROR("time_sync: net_socket FAIL");
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
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continue;
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}
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struct net_sockaddr_in addr;
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memset(&addr, 0, sizeof(addr));
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addr.sin_family = NET_AF_INET;
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addr.sin_port = net_htons(TIME_SYNC_PORT);
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addr.sin_addr.s_addr = NET_INADDR_ANY;
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if (net_bind(s, (struct net_sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) != 0) {
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DBG_ERROR("time_sync: bind port %d FAIL", TIME_SYNC_PORT);
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net_close(s);
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
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continue;
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}
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if (net_listen(s) != 0) {
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DBG_ERROR("time_sync: listen FAIL");
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net_close(s);
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
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continue;
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||
}
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DBG_INFO("time_sync: TCP listen on :%d (sock=%d)", TIME_SYNC_PORT, s);
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return s;
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}
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return -1;
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}
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/*
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* 函数功能：处理一个已建立的时间同步连接
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* 入口参数：conn_sock - 已建立的连接 Socket 描述符（单连接模式下即监听 Socket 自身）
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* 返回值：无
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* 函数说明：分片有界读取 PC 发来的时间包（"TIME"+uint32 大端 本地时间），解析后
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* 写回 RTC，然后关闭连接。读取用 net_recv_to 5ms 分片（E-02）：单片不
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* 长期占用 netTask，总预算 30s 与旧实现语义一致；跨片累积，容忍时间包
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* 被 TCP 分段送达
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*/
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static void time_sync_handle_conn(int conn_sock) {
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uint8_t buf[16];
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int got = 0;
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TickType_t t0 = xTaskGetTickCount();
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while (got < (int)sizeof(buf)) {
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/* 分片有界读（E-02）：单片 netTask 占用 ≤ TIME_SYNC_NET_SLICE_MS */
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int n = net_recv_to(conn_sock, buf + got, (int)(sizeof(buf) - got),
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TIME_SYNC_NET_SLICE_MS);
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if (n > 0) {
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got += n;
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if (got >= 8) {
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break; /* 时间包收齐，解析 */
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}
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continue; /* 包未收齐（分段送达），继续等余下字节 */
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}
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if (n == 0) {
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break; /* 对端关闭（EOF） */
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}
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if (n != -2) {
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break; /* 真错误 */
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||
}
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/* 本片超时无数据：总预算未耗尽则继续等。
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* **必须显式让出 CPU**：若某片因 net_poll 自身耗时在首轮就返回 -2，
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* 本任务（Normal）立即重排队会形成忙循环 → 饿死 BelowNormal 的 uiTask
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* （lftpd 侧同因，见链路延迟测试说明.md §8.3 第 3 条） */
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if ((xTaskGetTickCount() - t0) >= pdMS_TO_TICKS(TIME_SYNC_TOTAL_BUDGET_MS)) {
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DBG_INFO("time_sync: no TIME packet in 30s, drop conn");
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break; /* 总预算耗尽（语义同旧 30s 超时） */
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}
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));
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}
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if (got >= 8) {
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if (buf[0] == 'T' && buf[1] == 'I' && buf[2] == 'M' && buf[3] == 'E') {
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uint32_t epoch = ((uint32_t)buf[4] << 24) |
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||
((uint32_t)buf[5] << 16) |
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||
((uint32_t)buf[6] << 8) |
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||
((uint32_t)buf[7]);
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sys_clock_set_unix(epoch);
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DBG_INFO("time_sync: wall clock updated (epoch=%lu)", (unsigned long)epoch);
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}
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}
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net_close(conn_sock);
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}
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/*
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* 函数功能：时间同步任务主体（独立 FreeRTOS 任务）
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* 入口参数：argument - 未使用
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* 返回值：无
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* 限定条件：net_init() 已由 netTask 完成；netTask 正在处理消息队列
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* 函数说明：等待网络栈就绪后，循环：建监听 -> 等连接 -> 处理 -> 关闭 -> 重建监听。
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* 全部 socket 操作经消息队列由 netTask 串行执行，与本任务/其它网络任务并发安全。
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*/
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void time_sync_task(void *argument) {
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(void)argument;
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/* 等网络栈真正就绪（取代拍脑袋的 8s 魔法延时），确保 netTask 已开始处理消息；
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* osFlagsNoClear：就绪位是状态，不能被本任务消费掉（否则其它等待者永不唤醒） */
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||
if (sys_evtHandle != NULL) {
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(void)osEventFlagsWait(sys_evtHandle, SYS_EVT_NET_READY,
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osFlagsWaitAny | osFlagsNoClear, osWaitForever);
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}
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for (;;) {
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/* 记录本次监听对应的网络代次；代次变化（网络重建）则放弃旧监听重建 */
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uint32_t gen = net_get_generation();
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int ls = time_sync_open_listener();
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if (ls < 0) {
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DBG_ERROR("time_sync: open listener FAIL, retry later");
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
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continue;
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}
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/* 等待 PC 连接：net_accept 在无连接时立即返回 -1，循环重试同一监听 Socket */
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int conn = -1;
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do {
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conn = net_accept(ls, NULL, NULL);
|
||
if (conn < 0) {
|
||
if (net_get_generation() != gen) {
|
||
net_close(ls); /* 网络重建：旧监听失效，回外层重建 */
|
||
break;
|
||
}
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||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(200));
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||
}
|
||
} while (conn < 0);
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||
if (conn < 0) {
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||
DBG_INFO("time_sync: network re-init, relisten");
|
||
continue;
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||
}
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||
|
||
time_sync_handle_conn(conn);
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||
/* conn（单连接模式下即 ls）已被 net_close 释放，下次循环重建监听 */
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vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
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||
}
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}
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