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固件 C2：OTA 双槽 + 失败回滚（已上板实测正常 / 哈希错 / 回滚三条路径）

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- 分区重排（16 MB，nvs 0x9000 不动）：ota_0 / ota_1 各 3 MB、otadata 0x610000、evlog 挪到 0x612000；
  flash 大小改正为 16 MB；开 CONFIG_BOOTLOADER_APP_ROLLBACK_ENABLE
- ota.{h,c}（宿主机可测）：URL / sha256 校验、判定（下载中 busy、待验证拒、同镜像不重下）、健康判据
- ota_esp.{h,c}：t_ota 任务经 HTTP 下载、边下边算 sha256、核 project_name 后切启动分区；
  新固件 120 s 内连不上 broker 就回滚（t_link 判 + esp_timer 兜底）；重启前等回应发出、事件落盘
- 新命令 ota = 13（两条链路都收，reboot 默认 false：复位 = 五台手机断电一次）；status 加 ota 一块；
  新事件 LOG_EV_OTA = 18；PROJECT_VER 取 PHONERAIL_FW_VERSION
- test_ota.c 13 例，全工程 442 例全绿；版本 0.1.0-c2
- 服务器：nginx 7765 只放行 /fw/<16 hex>.bin（不过门户，路由器转发已加）；tools/ota_push.py 推送；
  rack protocol.py 加事件 18 / 命令 13（已部署）
- 板 B：推送到自证健康 19 s；错哈希不切分区；删掉 broker 账号后 120 s 回滚，bad 报出被回滚的版本

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <[email protected]>
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zhou yang
2026-09-27 14:03:13 +08:00
共同撰写人 Claude Opus 5.5
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firmware/main/ota_esp.c
+376
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@@ -0,0 +1,376 @@
/* OTA 的 ESP 胶水（C2）。**只进 IDF 目标**；三条规矩（明文 HTTP + sha256、不签名、
120 s 自证健康）与「重启 = 五路全断一次」在 ota.h。
---- 谁在哪个任务里跑 ------------------------------------------------------
| 事 | 任务 |
|---|---|
| `ota` 命令判定、把请求交出去 | 执行器任务（命令处理器 → `ota_request()` → `start()`，只入队） |
| HTTP 下载、算 sha256、写 flash、切启动分区 | **本文件自己的 `t_ota` 任务**，优先级与 `t_link` 同（最低一档） |
| 健康判据、到点重启 | `t_link`（`ota_esp_poll()`） |
| 兜底回滚 | esp_timer（app_main 卡死、`t_link` 永远起不来时也能回滚） |
下载要几秒到几十秒，放进执行器任务就是让按键序列等 TCP；放进 `t_link` 就是让遥测停摆。
---- 写 flash 对巡检的影响 ----------------------------------------------
擦一个 4 KB 扇区要几十 ms，期间 cache 关掉、两个核上跑 flash 代码的任务都停。
`OTA_WITH_SEQUENTIAL_WRITES` 让擦除跟着写走（一次一个扇区），而不是在 esp_ota_begin 里
一口气擦 1 MB（那是秒级的停顿）；每写一块再让出一个 tick。代价是 t_safety 偶尔晚一两拍，
上板看 status 的 `safety.skipped` 与巡检日志里的「最迟」。
---- 重启前等一下 --------------------------------------------------------
回应要先发出去（命令处理器调 reboot 回调时回应还没写），事件要先落盘（t_log 攒批最多 1 s）。
所以重启一律是「排到 `REBOOT_DELAY_MS` 之后」，由 `t_link` 执行。 */
#include <string.h>
#include "esp_app_desc.h"
#include "esp_http_client.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_ota_ops.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_timer.h"
#include "evlog.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "freertos/task.h"
#include "hal_time.h"
#include "mbedtls/sha256.h"
#include "netcfg.h"
#include "ota.h"
#include "ota_esp.h"
#include "tasks.h"
static const char *TAG = "ota";
#define REBOOT_DELAY_MS (EVLOG_MAX_AGE_MS + 1000u) /* 回应发出去 + 事件落盘 */
#define HTTP_TIMEOUT_MS 15000
#define CHUNK 4096
#define STATUS_EVERY (64u * 1024u) /* 进度多久更新一次 status（每块都更新也行，只是没必要） */
#define BACKSTOP_EXTRA_MS 30000u /* 兜底定时器比判据晚这么久：正常路径先走 */
static QueueHandle_t s_q;
static volatile bool s_boot_done;
static volatile uint32_t s_reboot_at; /* 0 = 没排；否则 = 上电毫秒 */
static volatile bool s_rollback; /* 排的是回滚（标记无效再重启），不是普通重启 */
static bool s_pending; /* 只在 t_link 里读写（初始化之后） */
static esp_timer_handle_t s_backstop;
static void status_edit(void (*fn)(ota_status_t *, uint32_t), uint32_t v)
{
ota_status_t st;
ota_status_get(&st);
fn(&st, v);
ota_status_set(&st);
}
static void set_got(ota_status_t *st, uint32_t v) { st->got = v; }
static void schedule_reboot(bool rollback)
{
s_rollback = rollback;
uint32_t at = hal_time_now_ms() + REBOOT_DELAY_MS;
s_reboot_at = (at == 0) ? 1 : at;
}
/* ota.h 的 reboot 回调：已就绪的同一镜像再来一条带 reboot 的命令。执行器任务里调。 */
static void cb_reboot(void *ctx)
{
(void)ctx;
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_REBOOT, 0, 0);
schedule_reboot(false);
}
/* ota.h 的 start 回调：只入队。执行器任务里调。 */
static hal_err_t cb_start(void *ctx, const ota_req_t *req)
{
(void)ctx;
return (s_q != NULL && xQueueSend(s_q, req, 0) == pdTRUE) ? HAL_OK : HAL_ERR_STATE;
}
/* 下载 + 校验 + 写 + 切分区。返回 OTA_E_NONE = 已就绪。 */
static ota_err_t run(const ota_req_t *req)
{
static uint8_t buf[CHUNK]; /* 静态：只有本任务用 */
const esp_partition_t *running = esp_ota_get_running_partition();
const esp_partition_t *part = esp_ota_get_next_update_partition(NULL);
if (part == NULL || part == running) {
return OTA_E_NOSLOT;
}
if (req->size > part->size) {
return OTA_E_SIZE;
}
/* 上一次 READY 的是另一个镜像：先把启动分区指回自己，下到一半断电也不会去启动半个镜像。 */
const esp_partition_t *boot = esp_ota_get_boot_partition();
if (boot != NULL && boot != running) {
(void)esp_ota_set_boot_partition(running);
}
const esp_http_client_config_t hc = {
.url = req->url,
.timeout_ms = HTTP_TIMEOUT_MS,
.keep_alive_enable = true,
};
esp_http_client_handle_t cli = esp_http_client_init(&hc);
if (cli == NULL) {
return OTA_E_HTTP;
}
ota_err_t err = OTA_E_NONE;
esp_ota_handle_t h = 0;
bool begun = false;
mbedtls_sha256_context sha;
mbedtls_sha256_init(&sha);
if (esp_http_client_open(cli, 0) != ESP_OK) {
err = OTA_E_HTTP;
goto out;
}
const int64_t len = esp_http_client_fetch_headers(cli);
const int code = esp_http_client_get_status_code(cli);
if (code != 200) {
ESP_LOGE(TAG, "HTTP %d", code);
err = OTA_E_HTTP;
goto out;
}
if (len > 0 && len != (int64_t)req->size) { /* 0 / -1 = 没给 Content-Length（chunked），按字节数核 */
ESP_LOGE(TAG, "Content-Length %lld ≠ size %lu", (long long)len, (unsigned long)req->size);
err = OTA_E_SIZE;
goto out;
}
esp_err_t e = esp_ota_begin(part, OTA_WITH_SEQUENTIAL_WRITES, &h);
if (e != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_begin: %s", esp_err_to_name(e));
/* 待验证的固件去覆盖备用槽，IDF 自己也会拒（ota.c 的 PENDING 已经先挡了一道） */
err = (e == ESP_ERR_OTA_ROLLBACK_INVALID_STATE) ? OTA_E_NOSLOT : OTA_E_FLASH;
goto out;
}
begun = true;
mbedtls_sha256_starts(&sha, 0);
uint32_t got = 0;
uint32_t shown = 0;
while (got < req->size) {
const uint32_t want = (req->size - got < CHUNK) ? (req->size - got) : CHUNK;
const int n = esp_http_client_read(cli, (char *)buf, (int)want);
if (n < 0) {
err = OTA_E_HTTP;
goto out;
}
if (n == 0) {
break; /* 连接收了：字节数不够由下面判 */
}
mbedtls_sha256_update(&sha, buf, (size_t)n);
e = esp_ota_write(h, buf, (size_t)n);
if (e != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_write: %s", esp_err_to_name(e));
err = OTA_E_FLASH;
goto out;
}
got += (uint32_t)n;
if (got - shown >= STATUS_EVERY) {
shown = got;
status_edit(set_got, got);
}
vTaskDelay(1); /* 把 cache 关掉的空档摊开，巡检不至于连着晚好几拍 */
}
status_edit(set_got, got);
if (got != req->size) {
ESP_LOGE(TAG, "只收到 %lu / %lu 字节", (unsigned long)got, (unsigned long)req->size);
err = OTA_E_SIZE;
goto out;
}
uint8_t digest[32];
mbedtls_sha256_finish(&sha, digest);
if (memcmp(digest, req->sha256, sizeof(digest)) != 0) {
char hex[65];
ota_sha256_hex(digest, hex);
ESP_LOGE(TAG, "sha256 对不上：算出来 %s", hex);
err = OTA_E_HASH;
goto out;
}
begun = false; /* esp_ota_end 无论成败都释放句柄 */
e = esp_ota_end(h);
if (e != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_end: %s", esp_err_to_name(e));
err = (e == ESP_ERR_OTA_VALIDATE_FAILED) ? OTA_E_IMAGE : OTA_E_FLASH;
goto out;
}
/* 哈希对得上只说明「是服务器想发的那个文件」；再核一眼是不是本工程的固件 ——
服务器那头传错一个 .bin（别的项目的），ESP 镜像校验照样过。 */
esp_app_desc_t d;
if (esp_ota_get_partition_description(part, &d) != ESP_OK ||
strncmp(d.project_name, esp_app_get_description()->project_name, sizeof(d.project_name)) != 0) {
ESP_LOGE(TAG, "不是本工程的固件（project_name「%.32s」）", d.project_name);
err = OTA_E_IMAGE;
goto out;
}
e = esp_ota_set_boot_partition(part);
if (e != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "esp_ota_set_boot_partition: %s", esp_err_to_name(e));
err = OTA_E_BOOT;
goto out;
}
ESP_LOGI(TAG, "新固件 %.32s 已就绪（%s @0x%lx），%s", d.version, part->label,
(unsigned long)part->address, req->reboot ? "马上重启" : "下次复位生效");
out:
if (begun) {
esp_ota_abort(h);
}
mbedtls_sha256_free(&sha);
esp_http_client_close(cli);
esp_http_client_cleanup(cli);
return err;
}
static void task_ota(void *arg)
{
(void)arg;
ota_req_t req;
for (;;) {
if (xQueueReceive(s_q, &req, portMAX_DELAY) != pdTRUE) {
continue;
}
ESP_LOGI(TAG, "开始下载 %s（%lu 字节）", req.url, (unsigned long)req.size);
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_START, 0, (int32_t)req.size);
const ota_err_t err = run(&req);
ota_status_t st;
ota_status_get(&st);
st.err = err;
if (err == OTA_E_NONE) {
st.phase = OTA_READY;
ota_status_set(&st);
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_READY, 0, (int32_t)req.size);
if (req.reboot) {
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_REBOOT, 0, (int32_t)req.size);
schedule_reboot(false);
}
} else {
st.phase = OTA_IDLE;
ota_status_set(&st);
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_FAIL, 0, (int32_t)err);
ESP_LOGE(TAG, "OTA 失败：%s", ota_err_str(err));
}
}
}
/* 兜底：判据的正常路径在 t_link 里；app_main 卡死 / t_link 起不来时它来回滚。
esp_timer 任务里调，事件来不及落盘 —— 这条路本来就只在出大事时走。 */
static void backstop_cb(void *arg)
{
(void)arg;
esp_ota_img_states_t s;
if (esp_ota_get_state_partition(esp_ota_get_running_partition(), &s) == ESP_OK &&
s == ESP_OTA_IMG_PENDING_VERIFY) {
ESP_LOGE(TAG, "兜底定时器：新固件 %u s 内没自证健康，回滚",
(unsigned)((OTA_HEALTH_MS + BACKSTOP_EXTRA_MS) / 1000u));
esp_ota_mark_app_invalid_rollback_and_reboot();
}
}
hal_err_t ota_esp_init(void)
{
ota_init(NULL, NULL, NULL);
ota_status_t st;
ota_status_get(&st);
const esp_partition_t *running = esp_ota_get_running_partition();
esp_ota_img_states_t state;
if (running != NULL && esp_ota_get_state_partition(running, &state) == ESP_OK) {
s_pending = (state == ESP_OTA_IMG_PENDING_VERIFY);
}
st.pending = s_pending;
const esp_partition_t *bad = esp_ota_get_last_invalid_partition();
esp_app_desc_t d;
if (bad != NULL && esp_ota_get_partition_description(bad, &d) == ESP_OK) {
snprintf(st.bad, sizeof(st.bad), "%.*s", (int)sizeof(st.bad) - 1, d.version);
ESP_LOGW(TAG, "%s 里的固件 %s 被判过无效（回滚过）", bad->label, st.bad);
}
ota_status_set(&st);
const esp_partition_t *next = esp_ota_get_next_update_partition(NULL);
ESP_LOGI(TAG, "运行在 %s @0x%lx%s；备用槽 %s", running ? running->label : "?",
running ? (unsigned long)running->address : 0ul,
s_pending ? "（⚠️ 待验证：" "120 s 内要连上 broker，否则回滚）" : "",
next ? next->label : "没有（分区表不是双槽）");
if (next != NULL && next->size != OTA_SLOT_BYTES) {
ESP_LOGE(TAG, "备用槽 %lu 字节 ≠ OTA_SLOT_BYTES %lu：ota.h 与 partitions.csv 没对上",
(unsigned long)next->size, (unsigned long)OTA_SLOT_BYTES);
}
if (s_pending) {
const esp_timer_create_args_t ta = { .callback = backstop_cb, .name = "ota_backstop" };
if (esp_timer_create(&ta, &s_backstop) == ESP_OK) {
esp_timer_start_once(s_backstop, (uint64_t)(OTA_HEALTH_MS + BACKSTOP_EXTRA_MS) * 1000u);
}
}
if (next == NULL) {
return HAL_ERR_STATE; /* 命令回 state：ota_init 没登记回调 */
}
s_q = xQueueCreate(1, sizeof(ota_req_t));
if (s_q == NULL ||
xTaskCreate(task_ota, "t_ota", 6144, NULL, task_desc(TASK_LINK)->prio, NULL) != pdPASS) {
return HAL_ERR_STATE;
}
ota_init(cb_start, cb_reboot, NULL);
ota_status_set(&st); /* ota_init 清了状态，把 pending / bad 放回去 */
return HAL_OK;
}
void ota_esp_boot_done(void) { s_boot_done = true; }
void ota_esp_poll(void)
{
const uint32_t now = hal_time_now_ms();
if (s_pending) {
netcfg_t cfg;
net_status_t ns;
netcfg_get(&cfg);
net_status_get(&ns);
const ota_health_in_t in = {
.pending = true,
.now_ms = now,
.boot_done = s_boot_done,
.wifi_set = cfg.ssid[0] != '\0',
.wifi_up = ns.wifi == NET_UP,
.mqtt_set = cfg.uri[0] != '\0',
.mqtt_up = ns.mqtt == NET_UP,
};
const ota_health_t h = ota_health(&in);
if (h == OTA_H_VALID) {
const esp_err_t e = esp_ota_mark_app_valid_cancel_rollback();
s_pending = false;
if (s_backstop != NULL) {
esp_timer_stop(s_backstop);
}
ota_status_t st;
ota_status_get(&st);
st.pending = false;
ota_status_set(&st);
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_VALID, 0, (int32_t)e);
ESP_LOGI(TAG, "新固件 %s 自证健康（%lu ms），取消回滚：%s", esp_app_get_description()->version,
(unsigned long)now, esp_err_to_name(e));
} else if (h == OTA_H_ROLLBACK && s_reboot_at == 0) {
s_pending = false; /* 不再判；下面到点回滚 */
evlog_put(0, LOG_EV_OTA, OTA_EV_ROLLBACK, 0, 0);
ESP_LOGE(TAG, "新固件 %u s 内没自证健康（WiFi %s / MQTT %s），回滚",
(unsigned)(OTA_HEALTH_MS / 1000u), net_state_str(ns.wifi), net_state_str(ns.mqtt));
schedule_reboot(true);
}
}
if (s_reboot_at != 0 && (int32_t)(now - s_reboot_at) >= 0) {
if (s_rollback) {
esp_ota_mark_app_invalid_rollback_and_reboot(); /* 成功就不返回 */
ESP_LOGE(TAG, "回滚失败（没有可回的旧版？），就地重启");
}
ESP_LOGW(TAG, "为换固件重启：五路全断一次，起来后按意图恢复");
esp_restart();
}
}