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按登记簿"完成即销项"规则删除 docs/问题记录/UI任务看门狗停摆分析.md (560 行)。结案依据:累计 38 次上板启动 0 复现(原 L2 基线 3/10), P0/P1-4a/P1-5/P2/方案 A 全部落地,方案 B 已评估决定不做。 并入 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md 新增 §11(只留可复用部分): - §11.1 三条易误读的判读口径:启动期 MISS start 0x67 是良性 episode; miss= 是累计不是连续(连续数饱和在 WD_MISS_TOLERANCE=8); reset cause 不能区分 IWDG 溢出与台架软件复位 - §11.2 诊断四步:先看掩码缺几位(只缺 1 位 = 定点打击,多位 = 全局 饥饿)→ 逐项量化占空比(实测 10%~13%,否掉"CPU 饱和"直觉)→ 用计数速率反证空转(ring 恰好 1000/s)→ 用 [PROF] 指认占用者 - §11.3 三条结构性脆弱点(uiTask 唯一 BelowNormal/心跳曾依赖 netTask 往返/自定截止期不可恢复)+ 两个顺带修掉的正确性缺陷(无新帧仍压环 ≈3% 频率失配、失败拍静默沿用旧值) - §11.4 [PROF]/[PROF2] 全字段语义 + v2.8 实测基线(netp=0 是真实值、 adcm 峰值来自心跳日志、uip 地板 = LVGL 帧周期)与三机理判读口诀 - §11.5 三条教训:门控类优化必须保留低频兜底;门控会顺手消灭暴露路径; 事件驱动要核对节拍源启动时刻 vs 消费者创建时刻 - §11.6 明确不做的四条及理由(提 uiTask 优先级会掩盖真缺陷、net_* 有界 等待版会串回执、推流搬出 uiTask、推流塞进 netTask) UI 推流门控与方案 B 否决理由收进 RemoDispBus 协议说明 §3(该处原本已有 摘要,改为自洽不再回指);就绪门控 API 的约束已在 BSD Socket 指南 §10.1。 引用改指 12 处:ui_task.c、task_prof.c/.h、ui_net_sink.c/.h、docs/README、 RemoDispBus、看门狗设计说明 R7 行、ADC 采样节拍设计说明、BSD Socket 指南 ×2、项目审查报告 N-10 ×2。 ⚠ ui_task.c / ui_net_sink.c / ui_net_sink.h 是带 BOM 文件,Edit 剥掉了 BOM,已按原样补回 3 字节 EF BB BF(未整文件重写)。 验证:check_doc_links --all 通过(127 个文档,无悬空引用); @build 0 错 0 警,Code=257660 与删除前一字不差(纯注释改动)。
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12 KiB
C
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/*
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* 模块名称:Task Profiler(任务耗时最坏值探针)实现
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* 模块功能:接口见 task_prof.h。本文件只做三件事:
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* ① 惰性使能 DWT CYCCNT 并读值;② 维护每探针的 count/max/last/glitch
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* 与"在段内"标志;③ 把全部字段格式化成一整行 `[PROF]` 交给控制台单写者。
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* 适用平台:STM32F407ZGTx(仅 MCU 端)
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* 作者:王建锋
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* 创建日期:2026-10-10
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* 修改记录:
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* v1.0 2026-10-10 王建锋 创建(Task #32 的 P2 测量埋点)
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||
*
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* 设计依据:docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §11.4(探针字段语义与实测基线)
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*/
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#include "task_prof.h"
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#include <stdio.h>
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#include "main.h" /* DWT / CoreDebug / SystemCoreClock / HAL_GetTick() */
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#include "console_log.h" /* dbg_console_write_line / dbg_console_write_raw */
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/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
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/* 报告节奏:首次延后(bring-up 深链期间不占串口),此后周期一行。
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* 2 s 与 defaultTask 的 [STACK] 报告同节奏,便于两条序列交叉比对。 */
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#define TASK_PROF_FIRST_MS 5000u
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#define TASK_PROF_PERIOD_MS 2000u
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||
/* 合理耗时上界(周期数)。超过即判为"CYCCNT 中途被重置"造成的无符号回绕
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* (差值 ~2^32),丢弃而不污染 max。取 10 s 对应周期数:远高于真实最坏段
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||
* 耗时(停摆窗口 < 2.5 s 即复位),又远低于 2^32,不会误杀真实数据。
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||
* 168 MHz 下 10 s = 1.68e9 < 2^32,本身不溢出。 */
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#define TASK_PROF_GLITCH_CYC (SystemCoreClock * 10u)
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/* Private types -------------------------------------------------------------*/
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typedef struct {
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volatile uint32_t count; /* 已结算样本数 */
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volatile uint32_t max; /* 最坏耗时(周期数) */
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||
volatile uint32_t last; /* 最近一次耗时(周期数) */
|
||
volatile uint32_t glitch; /* 丢弃的样本数(DWT 不可用 / 计数器被重置) */
|
||
volatile uint32_t t_start; /* 进段时刻(周期数;仅 enter/exit 类探针使用) */
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||
volatile uint32_t in_seg; /* 1 = 此刻仍在段内(读侧据此算"已停留多久") */
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} task_prof_slot_t;
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/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
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static task_prof_slot_t s_prof[TASK_PROF_ID_COUNT];
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static uint8_t s_dwt_ok; /* 1 = DWT CYCCNT 已使能 */
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||
static uint8_t s_prof_reported; /* 1 = 已首次报告(节流状态) */
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||
static uint32_t s_prof_last; /* 上次报告时刻(ms) */
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||
static char s_prof_line[DBG_CON_LINE_MAX]; /* 报告行缓冲(仅 defaultTask 用) */
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||
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/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
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||
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||
static uint32_t prof_cyc_to_us(uint32_t cyc);
|
||
static void prof_send(int n, uint32_t raw);
|
||
static void prof_emit(uint32_t raw);
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能:周期数 → 微秒
|
||
* 入口参数:cyc - 周期数
|
||
* 返回值:微秒数(SystemCoreClock 低于 1 MHz 时返回 0)
|
||
* 限定条件:任意上下文可调(纯算术)
|
||
* 函数说明:MicroLIB 的 snprintf 不支持 %f → 一律以整数微秒上报。
|
||
*/
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||
static uint32_t prof_cyc_to_us(uint32_t cyc) {
|
||
uint32_t per_us = SystemCoreClock / 1000000u;
|
||
|
||
if (per_us == 0u) {
|
||
return 0u;
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||
}
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||
return cyc / per_us;
|
||
}
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能:把已格式化在静态行缓冲里的行按指定通道发出
|
||
* 入口参数:n - snprintf 返回的长度(<= 0 = 格式化失败,丢弃)
|
||
* raw - 0 = 入环形缓冲;非 0 = 裸 UART 直发
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:仅 defaultTask 调用(唯一串口写者)
|
||
* 函数说明:长度按静态缓冲容量夹取,防 snprintf 截断后越界。
|
||
*/
|
||
static void prof_send(int n, uint32_t raw) {
|
||
const unsigned cap = (unsigned)sizeof(s_prof_line);
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||
unsigned len;
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||
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||
if (n <= 0) {
|
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return;
|
||
}
|
||
len = ((unsigned)n >= cap) ? (cap - 1u) : (unsigned)n;
|
||
|
||
if (raw != 0u) {
|
||
dbg_console_write_raw(s_prof_line, len);
|
||
} else {
|
||
(void)dbg_console_write_line(s_prof_line, len);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:格式化并输出 `[PROF]` + `[PROF2]` 两行(静态行缓冲,零栈开销)
|
||
* 入口参数:raw - 0 = 入环形缓冲(周期报告);非 0 = 裸 UART 直发(停摆现场)
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:仅 defaultTask 调用(唯一串口写者,无并发;故可复用静态缓冲)
|
||
* 函数说明:字段含义(括号内为打印单位):
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||
* [PROF] t HAL tick(ms)
|
||
* uic/uip/uipn/uil uiTask 循环次数 / 周期最坏 / 本轮已进行 / 周期最近(us)
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||
* uiw/uis/uisn uiTask 单轮工作最坏 / 推流往返最坏 / 仍在推流段内(us)
|
||
* adc/adcm/adcn adcTask 单拍次数 / 单拍最坏 / 仍在拍内(us)
|
||
* [PROF2] defd/defs defaultTask 控制台排空最坏 / syslog 落盘最坏(us)
|
||
* netp/netn netTask 驱动轮询最坏 / 仍在轮询内(us)
|
||
* adcp/adcq adcTask ADC 单次最坏 / 仍在 ADC 内(us)
|
||
* 两行的 gl 丢弃样本数(DWT 不可用或计数器被重置)
|
||
* "仍在段内"为 0 表示不在该段内——某任务若永久阻塞在某段,该段的
|
||
* count 不再增长,只有这个字段能证明它卡在哪里。
|
||
*/
|
||
static void prof_emit(uint32_t raw) {
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||
const uint32_t t = HAL_GetTick();
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||
const uint32_t now = task_prof_cyc();
|
||
uint32_t uipn = 0u;
|
||
uint32_t uisn = 0u;
|
||
uint32_t adcn = 0u;
|
||
uint32_t netn = 0u;
|
||
uint32_t adcq = 0u;
|
||
uint32_t gl = 0u;
|
||
uint32_t i;
|
||
int n;
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||
|
||
if (s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].in_seg != 0u) {
|
||
uipn = now - s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].t_start;
|
||
}
|
||
if (s_prof[TASK_PROF_UI_SINK].in_seg != 0u) {
|
||
uisn = now - s_prof[TASK_PROF_UI_SINK].t_start;
|
||
}
|
||
if (s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].in_seg != 0u) {
|
||
adcn = now - s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].t_start;
|
||
}
|
||
if (s_prof[TASK_PROF_NET_POLL].in_seg != 0u) {
|
||
netn = now - s_prof[TASK_PROF_NET_POLL].t_start;
|
||
}
|
||
if (s_prof[TASK_PROF_ADC_POLL].in_seg != 0u) {
|
||
adcq = now - s_prof[TASK_PROF_ADC_POLL].t_start;
|
||
}
|
||
for (i = 0u; i < (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT; i++) {
|
||
gl += s_prof[i].glitch;
|
||
}
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||
|
||
/* 行 1:任务级(uiTask / adcTask) */
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||
n = snprintf(s_prof_line, sizeof(s_prof_line),
|
||
"[PROF] t=%lu uic=%lu uip=%lu uipn=%lu uil=%lu uiw=%lu uis=%lu "
|
||
"uisn=%lu adc=%lu adcm=%lu adcn=%lu gl=%lu\r\n",
|
||
(unsigned long)t,
|
||
(unsigned long)s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].count,
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(uipn),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_PERIOD].last),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_WORK].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_UI_SINK].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(uisn),
|
||
(unsigned long)s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].count,
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_ADC_BEAT].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(adcn),
|
||
(unsigned long)gl);
|
||
prof_send(n, raw);
|
||
|
||
/* 行 2:段级(占用者指认:defaultTask 排空/落盘、netTask 驱动、adcTask ADC) */
|
||
n = snprintf(s_prof_line, sizeof(s_prof_line),
|
||
"[PROF2] t=%lu defd=%lu defs=%lu netp=%lu netn=%lu adcp=%lu "
|
||
"adcq=%lu gl=%lu\r\n",
|
||
(unsigned long)t,
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_DEF_DRAIN].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_DEF_SYSLOG].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_NET_POLL].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(netn),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(s_prof[TASK_PROF_ADC_POLL].max),
|
||
(unsigned long)prof_cyc_to_us(adcq),
|
||
(unsigned long)gl);
|
||
prof_send(n, raw);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:读 DWT 周期计数器(懒使能;见 task_prof.h 的契约说明)
|
||
* 入口参数:无
|
||
* 返回值:当前 CYCCNT 值(周期数)
|
||
* 限定条件:任意上下文可调(幂等;纯寄存器读写)
|
||
* 函数说明:只置使能位、**不清零** CYCCNT——本模块只用差值,清零无意义,
|
||
* 且会与 console_log.c 的同名惰性使能互相干扰(该模块对 CYCCNT
|
||
* 清零后,在途的差值会变成一次无符号回绕,由 glitch 守卫丢弃)。
|
||
*/
|
||
uint32_t task_prof_cyc(void) {
|
||
if (s_dwt_ok == 0u) {
|
||
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
|
||
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
|
||
if ((DWT->CTRL & DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk) != 0u) {
|
||
s_dwt_ok = 1u;
|
||
}
|
||
}
|
||
return DWT->CYCCNT;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:记录一次耗时样本(周期数)
|
||
* 入口参数:id - 探针 ID;cyc - 耗时(周期数)
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:单写者(每个 ID 只由一个任务调用)
|
||
* 函数说明:不可用样本(cyc 为 0 或超出合理上界)只累加 glitch,不更新
|
||
* max/last/count——否则一次计数器重置就会把最坏值抬到 ~2^32 周期。
|
||
*/
|
||
void task_prof_sample(task_prof_id_t id, uint32_t cyc) {
|
||
task_prof_slot_t *p;
|
||
|
||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
p = &s_prof[id];
|
||
|
||
if ((cyc == 0u) || (cyc >= TASK_PROF_GLITCH_CYC)) {
|
||
p->glitch++;
|
||
return;
|
||
}
|
||
p->count++;
|
||
p->last = cyc;
|
||
if (cyc > p->max) {
|
||
p->max = cyc;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:标记"进入某段"(观测"此刻仍在段内已多久")
|
||
* 入口参数:id - 探针 ID
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:单写者;须与 task_prof_exit 成对
|
||
* 函数说明:写序为先 t_start 后 in_seg——读侧见 in_seg 为 1 时 t_start 必已有效。
|
||
*/
|
||
void task_prof_enter(task_prof_id_t id) {
|
||
task_prof_slot_t *p;
|
||
|
||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
p = &s_prof[id];
|
||
p->t_start = task_prof_cyc();
|
||
p->in_seg = 1u;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:结算一段耗时(与 task_prof_enter 成对)
|
||
* 入口参数:id - 探针 ID
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:单写者;须与 task_prof_enter 成对
|
||
* 函数说明:先清"在段内"标志再结算,避免读侧把已结算的段误报为"仍在段内"。
|
||
* **未 enter 过则直接返回**:让"先 exit 再 enter"的周期测量写法
|
||
* 在首轮不把 0 当作起点(否则会记下一次虚假的超大样本)。
|
||
*/
|
||
void task_prof_exit(task_prof_id_t id) {
|
||
uint32_t t0;
|
||
|
||
if ((uint32_t)id >= (uint32_t)TASK_PROF_ID_COUNT) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
if (s_prof[id].in_seg == 0u) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
t0 = s_prof[id].t_start;
|
||
s_prof[id].in_seg = 0u;
|
||
task_prof_sample(id, task_prof_cyc() - t0);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:周期性打印 [PROF] 行(内部节流)
|
||
* 入口参数:无
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:仅 defaultTask 主循环调用
|
||
* 函数说明:首次 5 s 后报告(bring-up 深链已跑过),此后每 2 s 一行。
|
||
*/
|
||
void task_prof_report(void) {
|
||
const uint32_t now = HAL_GetTick();
|
||
|
||
if (s_prof_reported == 0u) {
|
||
if (now < TASK_PROF_FIRST_MS) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
s_prof_reported = 1u;
|
||
} else if ((uint32_t)(now - s_prof_last) < TASK_PROF_PERIOD_MS) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
s_prof_last = now;
|
||
prof_emit(0u);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能:停摆现场快照(同一 [PROF] 行,走裸 UART 直发)
|
||
* 入口参数:无
|
||
* 返回值:无
|
||
* 限定条件:仅 defaultTask 调用(此时它就是唯一串口写者,无并发)
|
||
* 函数说明:用于"首次心跳缺席"瞬间;缺席窗口内环形缓冲可能积压,
|
||
* 裸直发保证这一行能出去。
|
||
*/
|
||
void task_prof_report_raw(void) {
|
||
prof_emit(1u);
|
||
}
|