固件:R2 迁移 R-0 ~ R-6(底板 + 5 片同构刀片)

2026-09-16 完成、当时未提交,这里补提交(原样,不含 09-27 上板的修改)。

- 器件层 / 拓扑层整体从 R1 换到 R2:TCA9548A 分通道、五路同址 INA226 0x40 + 输入侧 0x43、
  刀片 PCA9555(VBUS_EN 挪到 P0.4)、CH224A 只读驱动、风扇闭环 t_thermal
- 新增 i2cbus(mux 原子事务)、slot(刀片 I/O 门面)、host/qtest.sh
- 74HC595 链退役(代码与测试保留)
- 判据阈值与时间常量未动;19 个 ctest 全绿,idf.py build 通过

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <[email protected]>
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zhou yang
2026-09-27 10:26:24 +08:00
共同撰写人 Claude Opus 5.5
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共修改 51 个文件,包含 10882 行新增和 4068 行删除
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/* 互斥锁 —— HAL 的第五样东西,而且**只有两把**(需求 §10.3)。
计划 §4.1 写着「HAL 只抽象四样:I²C / GPIO / PWM-定时 / 单调时钟,不要抽象得更多」。
这里多出来的第五样是有理由的:§10.3 的五个任务共享的资源正好是两个
—— I²C 总线(10 个器件在同一条上)和 74HC595 的 24 位链 —— 而「谁在用总线」
这件事没法用前四样表达。
为了不让它长成一个通用的锁库,这里**没有创建接口**:两把锁是枚举出来的,
编译期就这么多,也不许再加第三把。要加第三把之前先回头看一眼 §10.3
——「共享资源只有两个」是架构结论,不是当时懒得数。
⚠️ **两把锁不许嵌套持有。** 595 那条链是纯 GPIO(SER/SRCLK/RCLK),
和 I²C 没有任何交集,所以「拿着 A 去拿 B」这件事在这块板子上永远是写错了,
而不是一个需要小心处理的情况。`hal_lock_take()` 直接把它判成 HAL_ERR_STATE
—— 与其定一套加锁顺序然后指望后面每个人都记得,不如让它根本不可能发生。 */
#ifndef HAL_LOCK_H
#define HAL_LOCK_H
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include "hal_err.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
typedef enum {
HAL_LOCK_I2C = 0, /* I²C 总线:6×INA226 + 2×DAC63204 + PCA9555(+ 载板 LM75) */
HAL_LOCK_SR595, /* 74HC595 的 24 位链,全板共享(§10.6 的影子寄存器) */
HAL_LOCK_COUNT,
} hal_lock_id_t;
/* 幂等。任何任务起来之前调一次;没 init 就 take 会返回 HAL_ERR_STATE
(FreeRTOS 上那是个空句柄,不拦就是随机崩)。 */
hal_err_t hal_lock_init(void);
/* 拿锁。timeout_ms = HAL_LOCK_FOREVER 表示一直等。
HAL_ERR_TIMEOUT —— 等超时了,**调用方必须自己处理**:巡检任务应当跳过这一周期
并计一次数,不要死等(死等的现象是 t_safety 整个停摆)。
HAL_ERR_STATE —— 没 init,或者违反了「不许嵌套持有两把锁」。
同一个任务重复拿同一把锁也是 HAL_ERR_STATE:这两把都不是递归锁。 */
#define HAL_LOCK_FOREVER 0xFFFFFFFFu
hal_err_t hal_lock_take(hal_lock_id_t id, uint32_t timeout_ms);
/* 放锁。不是自己拿的、或者根本没人拿,都会 abort ——
那是代码写错了,悄悄放掉会让下一个持有者莫名其妙地丢掉互斥。 */
void hal_lock_give(hal_lock_id_t id);
/* **当前任务**是不是正持着这把锁。给断言和 sim 的强制检查用,
不要拿它做流程控制(「没拿就拿一下」正是双重加锁的写法)。 */
bool hal_lock_held(hal_lock_id_t id);
/* 累计等锁失败次数(超时)。遥测里报出去,用来看总线是不是排队了。 */
uint32_t hal_lock_timeouts(hal_lock_id_t id);
/* ---- 临界区(A11)——**这不是第三把锁** ----------------------------------
事件环形缓冲的入队要在几条指令里改完两个下标,而入队方与出队方是
优先级两端的两个任务:`t_safety`(最高,而且是在**断电之后**调的)
与 `t_log`(最低)。这里不能用互斥锁,理由有两条,都不是风格问题:
· **不许阻塞。** t_safety.h 写着「接进来的东西不许阻塞」——
入队要是可能停在一把 t_log 持着的锁上,巡检的节拍就被最低优先级的任务
决定了。优先级继承能救回来,但那是「让阻塞变短」,不是「不阻塞」。
· **§10.3 的共享资源只有两个**(I²C 与 595 链),这条架构结论不该被
一个环形缓冲的下标改写。
所以给的是关中断的临界区:不阻塞、没有持有者、不参与「不许嵌套两把锁」
那条规则,也不出现在 `hal_lock_id_t` 里。
⚠️ **里面只许改内存。** 关着中断去等锁、睡、跑 I²C 事务,都是错的
—— sim 里 `sim_crit_blocking()` 会计数,`test_evlog.c` 拿它当断言。
可以嵌套(按层数计),但没有理由这么写。 */
void hal_crit_enter(void);
void hal_crit_exit(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* HAL_LOCK_H */
/* 互斥锁 —— HAL 的第五样东西,而且**只有两把**(需求 §10.3)。
计划 §4.1 写着「HAL 只抽象四样:I²C / GPIO / PWM-定时 / 单调时钟,不要抽象得更多」。
这里多出来的第五样是有理由的:§10.3 的五个任务共享的资源正好是两个
—— I²C 总线(10 个器件在同一条上)和 74HC595 的 24 位链 —— 而「谁在用总线」
这件事没法用前四样表达。
为了不让它长成一个通用的锁库,这里**没有创建接口**:两把锁是枚举出来的,
编译期就这么多,也不许再加第三把。要加第三把之前先回头看一眼 §10.3
——「共享资源只有两个」是架构结论,不是当时懒得数。
⚠️ **两把锁不许嵌套持有。** 595 那条链是纯 GPIO(SER/SRCLK/RCLK),
和 I²C 没有任何交集,所以「拿着 A 去拿 B」这件事在这块板子上永远是写错了,
而不是一个需要小心处理的情况。`hal_lock_take()` 直接把它判成 HAL_ERR_STATE
—— 与其定一套加锁顺序然后指望后面每个人都记得,不如让它根本不可能发生。 */
#ifndef HAL_LOCK_H
#define HAL_LOCK_H
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include "hal_err.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
typedef enum {
/* I²C 总线。**R2 之后这是全系统唯一还在用的一把锁**:
TCA9548A + 输入侧 INA226 + 2×DAC63204(主干)、五片刀片各自的
INA226 + PCA9555(mux 支路)。按键 / EDL / VBUS 也都在这条线上了。 */
HAL_LOCK_I2C = 0,
/* ⛔ **R2 已退役**(2026-09-16,方案 D9:74HC595 链换成刀片上的 PCA9555)。
枚举留着是因为 `sim_lock_*` 的那套「两把锁不许嵌套」的检查仍要有第二把锁
才测得动;生产代码里**没有任何一处再拿它**。
R2 只剩一把锁,于是「嵌套」在物理上不可能 —— 这是 D9 顺手带来的好处,
代价是执行器与巡检开始争用同一把锁(计划 §5.6)。 */
HAL_LOCK_SR595,
HAL_LOCK_COUNT,
} hal_lock_id_t;
/* 幂等。任何任务起来之前调一次;没 init 就 take 会返回 HAL_ERR_STATE
(FreeRTOS 上那是个空句柄,不拦就是随机崩)。 */
hal_err_t hal_lock_init(void);
/* 拿锁。timeout_ms = HAL_LOCK_FOREVER 表示一直等。
HAL_ERR_TIMEOUT —— 等超时了,**调用方必须自己处理**:巡检任务应当跳过这一周期
并计一次数,不要死等(死等的现象是 t_safety 整个停摆)。
HAL_ERR_STATE —— 没 init,或者违反了「不许嵌套持有两把锁」。
同一个任务重复拿同一把锁也是 HAL_ERR_STATE:这两把都不是递归锁。 */
#define HAL_LOCK_FOREVER 0xFFFFFFFFu
hal_err_t hal_lock_take(hal_lock_id_t id, uint32_t timeout_ms);
/* 放锁。不是自己拿的、或者根本没人拿,都会 abort ——
那是代码写错了,悄悄放掉会让下一个持有者莫名其妙地丢掉互斥。 */
void hal_lock_give(hal_lock_id_t id);
/* **当前任务**是不是正持着这把锁。给断言和 sim 的强制检查用,
不要拿它做流程控制(「没拿就拿一下」正是双重加锁的写法)。 */
bool hal_lock_held(hal_lock_id_t id);
/* 累计等锁失败次数(超时)。遥测里报出去,用来看总线是不是排队了。 */
uint32_t hal_lock_timeouts(hal_lock_id_t id);
/* ---- 临界区(A11)——**这不是第三把锁** ----------------------------------
事件环形缓冲的入队要在几条指令里改完两个下标,而入队方与出队方是
优先级两端的两个任务:`t_safety`(最高,而且是在**断电之后**调的)
与 `t_log`(最低)。这里不能用互斥锁,理由有两条,都不是风格问题:
· **不许阻塞。** t_safety.h 写着「接进来的东西不许阻塞」——
入队要是可能停在一把 t_log 持着的锁上,巡检的节拍就被最低优先级的任务
决定了。优先级继承能救回来,但那是「让阻塞变短」,不是「不阻塞」。
· **§10.3 的共享资源只有两个**(I²C 与 595 链),这条架构结论不该被
一个环形缓冲的下标改写。
所以给的是关中断的临界区:不阻塞、没有持有者、不参与「不许嵌套两把锁」
那条规则,也不出现在 `hal_lock_id_t` 里。
⚠️ **里面只许改内存。** 关着中断去等锁、睡、跑 I²C 事务,都是错的
—— sim 里 `sim_crit_blocking()` 会计数,`test_evlog.c` 拿它当断言。
可以嵌套(按层数计),但没有理由这么写。 */
void hal_crit_enter(void);
void hal_crit_exit(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* HAL_LOCK_H */