Files
STM32F4-Base/docs/内存管理/RAM预算台账.md
T
super_agent_bot fff961d803
CI / 静态门禁 (pre-commit) (push) Failing after 49s
CI / 主机侧单测 (MSVC) (push) Failing after 30s
CI / 静态门禁 (pre-commit) (pull_request) Failing after 45s
CI / 主机侧单测 (MSVC) (pull_request) Failing after 44s
feat(net/udp): UDP 数据面并入 netMsgQueue 串行执行(#73)
前置来自 #57 SNTP 调研:旧 net_sendto / net_recvfrom 由调用方直调
SPI 且无限自旋收包,既违约「netTask 是芯片唯一访问者」,又把 IWDG
预算吃在自旋里。

改造面
- 新增 Drivers/BSP/NET/net_udp.c/.h(真机专属,模拟器不编译):
  bind/set_peer/sendto/recvfrom 四条执行体 + 挂起收包表 + tick;
  net_msg_type_t 加四型,公开 API 一律「入队 → 睡在通知上」。
- 源地址出参不搭 net_msg_t(按值拷贝,AGENTS 禁加回传字段):改住
  net_udp.c 的 per-fd 槽,netTask 就地写回调用方内存,通知值只带
  结果码;每条出口都清槽,泄漏 = 该 fd 永久 BUSY。
- 发送复用 net_send_locked,不写第二份分块逻辑;「会话是否已死」
  收成一条判据 net_send_state_down()(TCP 看 ESTABLISHED、UDP 看
  UDP_OPEN),原先 4 处各写一遍。
- 顺带修掉真缺陷(新条 TRAP-NET-22):旧 sendto 把 DesIP 写成具体
  IP,芯片静默切 UDP Client,而旧 recvfrom 无条件剥 8 字节 → SNTP
  这类 48 B 应答丢载荷前 8 字节并交出垃圾源地址。加 udp_mode(塞进
  原有 padding,sizeof 不变)、bind 恒 SERVER、显式对端 sendto 切
  CLIENT、set_peer(fd, NULL) 轻量回 SERVER,仅 SERVER 且 avail >= 8
  才剥头。
- 截断定案:一次调用交付一个数据报,buf 装不下的尾巴用 64 B 栈上
  scratch 排空(不用 clear_recv_buf——它连后面已到达的包一起丢)。
- 取消点接齐:net_init 重建 cancel_all、net_socket 分配 fd clear、
  net_close settle_close + clear、重 bind 前先结算等包者,
  net_process_messages 第 5 个 tick 位挂 net_udp_tick。
- 收紧两处契约(原实现无生产调用者):UDP 未 bind 一律 -5;
  net_recv / _nb / _to 拒 DGRAM(绕过剥头就是静默吃 8 字节);
  NET_ERR_NOT_IN_NETTASK(-12) 退役为历史常量并写明原因。

验证
- 主机单测 test/host/net_socket 全套 616/616 绿(改造前 470):新
  分片 ns_s7_udp.c 20 组,改写 440 / 555 / 560 组;覆盖率
  net_udp.c 234/236(99.2%)、net_socket.c 956/969(98.7%),
  scripts/test_coverage_baseline.json 随本提交登记新文件。
- 测试抓到 4 个被测码真 bug:自等守卫误用调用侧谓词、芯片长度被读
  两次、槽指针取在 fd 合法性检查之前、重 bind 静默作废等待者。
- Keil ARMCC 0 Error(s) 0 Warning(s);net_udp.o Code 1,358 / ZI 224
  (8 fd × 28 B,其余模块零增长),全仓 RW_IRAM1 72.2%;内存台账
  受管区按门禁提示用 --write / --update 机器回填,未手改数字。
- pre-commit 全量钩子(含 doc-links、coding-standard、mem-budget、
  generated-fresh、bsp-err、registration、nested-comment)全绿。

限度
- 本轮无板子:真机回归 5 条(两端互通、set_peer(NULL) 能否恢复收
  广播、截断排空后下一包完整性、挂起 recv 期间 IWDG 余量、bind 写
  DesIP 与 open 先后的真芯片效果)已写进覆盖率口径「台架必验」。
- scripts/stack_report.py 退出码 1 是 10-26 起挂在账上的 iec104Task
  栈债(margin 1,016 < 1,024,见 docs/代码规范/pre-commit使用说明.md:
  122);本轮只让 net_bind 的 UDP 分支多一层静态帧(1,544 → 1,600),
  netTask margin 1,888 与 timeSyncTask 1,152 不受影响。抬栈要过
  mem-budget 台账,不在本分支自行处理。
- 登记簿销项按仓库约定留给主工作树,本分支不动 docs/任务规划/**。
2026-11-03 18:44:01 +08:00

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# RAM 预算台账(配额 · 趋势 · 门禁)
> **定位**:`docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md` §8.2 模板与
> 内存治理三件套的**落地件**(2026-10-12,登记簿条目「缩堆迁 CCM 后半(暂缓)」的已落地前半)。
> 回答三个问题:**每个子系统还能用多少 RAM**(配额)、**总量趋势往哪走**(基线 TSV)、
> **超了怎么拦**(92% 门禁)。
>
> **数字不手抄**:下方受管区由 `scripts/ram_baseline.py --write` 从 `.map` 生成,
> pre-commit `mem-budget` 钩子校验一致性(同 `mem-numbers` 的"事实源唯一"思路)。
> 配额是**规划值**,**本文件 §2 是配额与阈值的唯一权威**(2026-09 体系评审提出、2026-10-12 落地后报告侧条目已销项),改动 = 先登记本文件 §6 变更记录,再改 `ram_baseline.py` 的 `QUOTAS`。
> 区域放置与 DMA 可达性规则 → `内存内容分配策略.md`(本文件不重复)。
## 1. 区域预算与门禁(受管区)
<!-- MEM_BUDGET:BEGIN generated by scripts/ram_baseline.py -->
| 区域 | 用量 | 容量 | 占比 | 门禁(≤92%) |
|---|---|---|---|---|
| ER_IROM1 (Flash) | 278,960 B | 1,048,576 B | 26.6% | 参考 |
| RW_CCM | 57,376 B | 65,280 B | 87.9% | PASS |
| UNINIT_CCM | 48 B | 256 B | 18.8% | 参考 |
| RW_IRAM1 | 94,624 B | 131,072 B | 72.2% | PASS |
| 子系统(静态 RW+ZI;除 RTOS 堆在 CCM 外均在 SRAM1) | 现值 | 配额 | 状态 |
|---|---|---|---|
| 网络 | 13,958 B | 12 KB | ⚠ 超 1.6 KB |
| 存储 | 7,072 B | 12 KB | OK |
| UI | 36,473 B | 16 KB | ⚠ 超 19.6 KB |
| RTOS 堆 | 57,376 B | 56 KB | 堆=配额 |
| 应用 | 26,333 B | 8 KB | ⚠ 超 17.7 KB |
| 其它 | 10,780 B | — | 参考 |
<!-- MEM_BUDGET:END -->
- **门禁**:pre-commit `mem-budget` 钩子(`scripts/ram_baseline.py --gate`)——
RW_IRAM1 / RW_CCM 任一 >92% 即拦提交,并打印 Top-10 RW+ZI 对象定位增量;
无 `.map` 时自适应跳过(CI 侧跳过 `mem-numbers` 的边界 = `scripts/check_size_gate.py` 的 docstring,唯一正文)。
- **阈值依据**:92% 由 2026-09 体系评审提出、2026-10-12 落地为门禁(提出时的报告条目已随销项删除,闭环说明见 `RAM使用分析与优化方案.md` §4 阶段 3「长效机制」与本文)——留 ~8% 给突发缓冲与栈抬升,
触线即触发排期,而不是静默逼近溢出。
- **软提醒**(不拦提交):tsv 末行落后于 `.map`(忘跑 `--update`)、`.map` 早于最新源码(忘 `/keil-build`)。
- **子系统归集为参考值**:按对象名前缀归集(口径见 §2),合计与区域总量可差几十字节
(链接器填充行与 `UNINIT_CCM` 等小区分段所致);区域行才是门禁事实源。
## 2. 子系统配额口径
配额值(`ram_baseline.py` 的 `QUOTAS`,**本文件即唯一权威**;
RTOS 堆 2026-10-12 保护任务 扩容 48→56 KB 见 §6):**网络 12 KB / 存储 12 KB /
UI 16 KB / RTOS 堆 56 KB / 应用 8 KB**。归集口径(按 `.map` 对象名,首匹配):
| 子系统 | 计入对象(前缀/精确名) | 不计入 |
|---|---|---|
| 网络 | `ch395f*` `net_*` `lftpd*` `ftp_task*` | `ui_net_sink`(算 UI) |
| 存储 | `gd5f*` `nand_*` `ff*` `diskio*` `vol_lock*` + dhara 裸名(`map/journal/nand/fctl/era.o`) | `cfg_*`(算应用) |
| UI | `lv_*` `ui_*`(含 `ui_net_sink`、`ui_task`) | — |
| RTOS 堆 | `heap_4.o`(CCM)——配额 = `configTOTAL_HEAP_SIZE` 本身 | 内核对象(`tasks/queue/timers/...` 归"其它") |
| 应用 | `App/` 其余——**前缀清单以 `scripts/ram_baseline.py` 的 `subsystem_of()` 为准**:`adc_*` `tpafe*` `sd2506` `prot_*` `protect_task` `phasor` `sample_ring` `wave_*` `meas` `freq` `run_par` `iec104*` `soe_*` `cfg_*` `sys_*` `dbg_*` `console_log` `time_sync*` `sys_clock` `task_watchdog` `sha256` `default_task` `test_task` `task_prof` `boot_stats` `vol_idle_sync` | `App/task/ui_task*`(首匹配算 UI) |
| 其它 | 内核对象、HAL、CMSIS、启动文件、C 库、链接器填充——**不含 `App/` 任何对象**:漏登记会被 `--gate` 的兜底 WARN 逐条点名(2026-10-29 加) | — |
**现状判读(2026-10-12 建档)**:
- **UI ⚠ 超配额 = 已知长期挂账,不是新增违规**:LVGL 池 16 KB(2026-10-15 落地,由 40 KB 收缩)+
帧/远显缓冲 ≈12.8 KB,实测 30,412 B。配额 16 KB 描述的是 **把 UI 侧缓冲迁进 CCM 之后的目标态**,
而 **该搬迁的后半已按用户裁定 2026-10-15 整簇暂缓**(`docs/任务规划/登记簿.md` §5 保留重启条件)→
**这条 ⚠ 会长期挂着**,判读时按已知挂账处理,别每轮当新问题追;重开条件 → `RAM使用分析与优化方案.md` §4。
- **RTOS 堆 = 配额本身**:56 KB 即 `configTOTAL_HEAP_SIZE`(2026-10-12 保护任务 由 48 KB 扩容,见 §6;
`heap_4.o` 另含 32 B 元数据,不计超);**改堆 = 改配额**,必须先过本文件 §6 登记。
- **应用 ⚠ 超配额**(现值见 §1 受管区):8 KB 为报告规划值;2026-10-10 栈整改把 3 处 `FIL` 从栈搬进 BSS
(静态 +4,128 B,见 `docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md` §4"2026-10-10 复测")——
属已评审的"以空间换栈安全";2026-10-29 故障录波落盘道又把 `default_task.o` 推高 1,204 B。
**同日修正归集口径**:`subsystem_of()` 此前没有 `wave_` `iec104*` `soe_` `meas` `freq` `run_par`
等前缀,12 个 `App/` 对象 9,445 B 被静默算进「其它」(当时「应用」行只有 16,888 B,看着离配额不远);
补齐后本行才真含录波环 `wave_ring.o`(约 5.3 KB)。per-file 全貌 → `docs/内存管理/内存内容分配策略.md` §6。
## 3. CCM 分配台账(谁能用 CCM)
| 项 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| CCM 容量 | `RW_CCM` Max 见受管区 | scatter `RW_CCM`;**仅 CPU 可达,DMA 不可达**(RM0090 §3.1.1) |
| 现占用 | 仅 FreeRTOS 堆 `heap_4`(56 KB,2026-09-21 迁入;2026-10-12 保护任务 扩容 48→56 KB) | 其余候选全部仍在 SRAM1 |
| 现余量 | 受管区 RW_CCM 容量 − 占用 = **7,904 B** | **不够** 迁 CCM 后半的 UI 侧待迁体量(缩池后 **29,570 B**)——⏸ 该搬迁已暂缓,见下行 |
| 迁 CCM 后半解锁链 | ⏸ **整簇暂缓(用户裁定 2026-10-15)**,本行保留作重开时的现状基线:① **缩池 ✅ 2026-10-15**:`LV_MEM_SIZE` 40→16 KB → 待迁体量 54,146 → **29,570 B**(SRAM1 74.9% → **56.1%**,实测池峰值 6,568 B)→ ② ~~现在卡在这一步~~:堆 56→32 KB(`docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md` §4.2.2(阶段 2 第 2 项"缩堆"),再腾 24 KB;⚠ 2026-10-12 保护任务 反向扩容至 56 KB——9 任务栈 + 队列实测需要,缩回 32 KB 前必须重跑 `stack_report.py` + 上板 min_ever 复测)→ ③ CCM 余 ≈31.9 KB ≥ 29,570 B → 迁入 | **暂缓期间不启动**;重开条件 → `RAM使用分析与优化方案.md` §4。**若重开,顺序不可颠倒**;每步前后跑 `stack_report.py` / `ram_report.py`(铁律) |
| 迁入前置 | 目标缓冲必须过 DMA 可达性清单(`内存内容分配策略.md`) | 违例 = 静默传错(越界不校验的同类坑);克隆芯片 CCM 可靠性风险见 `docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md` §7 |
## 4. 趋势基线(`scripts/ram_baseline.tsv`)
- **每次 `/keil-build` 后**:`& '.venv\Scripts\python.exe' scripts/ram_baseline.py --update`
追加一行(Code/RO/RW/ZI + 三区水位 + Top-10 RW+ZI 对象;同日重跑覆盖当日行)。
- **看趋势 / 找增量**:`scripts/ram_baseline.py --trend`——高亮较上一行 RW+ZI 增长 >1 KB 的对象,
即 `docs/内存管理/RAM使用分析与优化方案.md` §4.0.3 "ZI 增量 >1KB 必须在提交说明中解释"的机械化;提交说明直接抄 `--trend` 输出行。
## 5. 超配额流程
新增/扩大静态缓冲导致子系统越过配额:**先登记再动手**——本文件 §6 加一行
(日期 / 子系统 / 现值→新值 / 原因 / 决定人),提交说明引用该行。
92% 门禁拦的是**总量**,配额管的是**结构**(谁挤占了谁),两者不可互替。
## 6. 变更记录
| 日期 | 变更 | 原因 / 出处 |
|---|---|---|
| 2026-10-12 | 建档:三件套落地(本台账 + `scripts/ram_baseline.py` + `scripts/ram_baseline.tsv` + pre-commit `mem-budget` 钩子) | 登记簿 N-27 前半 |
| 2026-10-12 | **RTOS 堆配额 48 KB → 56 KB**(`QUOTAS` 同步) | 保护任务 protectTask 立项:iec104Task(2.5KB)+protectTask(2KB)+TCB 入堆后 48KB 池 min_ever 预估跌破 3,072 B 告警线 → `.ioc` 语义取数与有效性参数 `configTOTAL_HEAP_SIZE` 49152→57344(CCM 水位 75.3%→87.9%,仍 <92% 门禁;CCM 空闲降至 ≈8 KB)。连带影响见 §3 迁 CCM 后半链注记 |
| 2026-10-12 | **任务栈 +1536 B(堆内用量,配额 56 KB 不变)**:defaultTask 1024→1280 words(+1024 B)、timeSyncTask 512→640 words(+512 B);产品任务栈合计 37,632→39,168 B | 登记簿 N-33 栈收口:保护定值持久化把 defaultTask 静态链推到 3016 B(余 1080 < 30% 线)、timeSyncTask 链 1264 B(余 784 < ISR 底线 1024);台架复测背书 min_ever=10000 → 抬后实测 `heap free=16400 / min_ever=8464`(与预算 −1536 完全吻合,>3072 告警线);`stack_report` 9 任务 0 FAIL + `@test` PASS,见 `RAM使用分析与优化方案.md` §1.4 |
| 2026-10-29 | **故障录波数据面入册**:新增对象 `wave_ring.o` 5,300 B(ZI 5,256 + RW 44,落 SRAM1、CCM 增量 0);`default_task.o` 静态 2,736 → 3,940 B(+1,204 B,落盘道 `FIL` 528 + 分片缓冲 256 + 段头副本 136 + 段路径 17 + 打包上下文与 `DIR`/`FILINFO`);`RW_IRAM1` 81,536 → 89,936 B(62.2 % → 68.6 %,仍远低于 92 % 门禁);`RW_CCM` 三档恒 57,376 B | 决定人 lead。实测数字出自 lead 的权威构建(本工作树 `MDK-ARM/STM32F407-Demo/STM32F407-Demo.map`,0 错误 0 警告,`scripts/ram_baseline.py --update` 同批入 tsv);预估约 5.9 KB vs 实测数据面 +6,760 B 的差额构成与三档对照见 `docs/内存管理/内存内容分配策略.md` §6;**未抬栈**(`scripts/stack_report.py` 九任务全 PASS),判据出处 `docs/子系统设计/故障录波设计说明.md` §7 |
| 2026-10-29 | **归集口径修正(非配额改动)**:`subsystem_of()` 补 `wave_` `iec104*` `soe_*` `meas` `freq` `run_par` `protect_task` `task_prof` `boot_stats` `vol_idle_sync` 等前缀——12 个 `App/` 对象 9,445 B 此前静默落「其它」;「应用」16,888 → 26,333 B、「其它」15,849 → 6,404 B,区域水位与 92% 红线均未变。同脚本加兜底:`App/**/*.c` 的对象落进「其它」时 `--gate` 逐条 WARN(不拦) | 配额表看不见录波/SOE 支路;口径依据本文件 §2「应用 = `App/` 其余」 |