zhou yang和Claude Opus 5
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需求 §10.3 落地。四件事： 1. 五任务表（tasks.c）：周期与优先级写在一张 const 表里，开机自检查的是 相对顺序（safety 唯一最高、log 唯一最低、thermal 与 actuator 同级）， 外加「巡检周期必须长于 INA226 一帧转换 8.8 ms」。不过就 abort。 2. 节拍器（sched.c）：记下一次该醒的绝对时刻，回绕安全（int32_t 差判先后）。 过载时跳过错过的整周期、保住相位，不补跑。 3. 两把锁（hal_lock）：I²C 与 74HC595，禁止嵌套持有 —— 这块板上两者没有交集， 「拿着 A 去拿 B」永远是写错了。ESP 侧用 mutex 取优先级继承。 4. t_safety 的一个周期：拿锁 → 6 片 INA226 的 V+I + PCA9555 两端口 → 放锁。 不死等锁（5 ms 超时就跳过这圈），一片读失败不中断整圈、保留上一圈的值。 I²C 占用由 HAL 按线上真实字节数记账（两个目标同一份代码），静态预算与实测 必须相等：一次寄存器读 48 位，一圈 13 次事务 = 1560 µs / 20 ms = 7.8 %， 与 §10.3 手算的「约 1.5 ms / 约 8 %」相符（本节的 46 位没数 STOP 和重复 START）。 sim 侧配套两样：假 I²C 事务真的把虚拟时钟花掉（否则时序测试是空话）， 以及可强制的加锁纪律检查（配一条反向测试，防止检查本身失灵）。 11 条 ctest（161 例）全绿，idf.py build 通过；16 个注错实验全部变红。 Co-Authored-By: Claude Opus 5 <[email protected]>
62 行
2.9 KiB
C
62 行
2.9 KiB
C
/* 互斥锁 —— HAL 的第五样东西，而且**只有两把**（需求 §10.3）。
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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」。
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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
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—— I²C 总线（10 个器件在同一条上）和 74HC595 的 24 位链 —— 而「谁在用总线」
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这件事没法用前四样表达。
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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，
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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
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——「共享资源只有两个」是架构结论，不是当时懒得数。
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⚠️ **两把锁不许嵌套持有。** 595 那条链是纯 GPIO（SER/SRCLK/RCLK），
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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，
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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
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—— 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。 */
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#ifndef HAL_LOCK_H
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#define HAL_LOCK_H
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#include <stdbool.h>
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#include <stdint.h>
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#include "hal_err.h"
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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typedef enum {
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HAL_LOCK_I2C = 0, /* I²C 总线：6×INA226 + 2×DAC63204 + PCA9555（+ 载板 LM75） */
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HAL_LOCK_SR595, /* 74HC595 的 24 位链，全板共享（§10.6 的影子寄存器） */
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HAL_LOCK_COUNT,
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} hal_lock_id_t;
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/* 幂等。任何任务起来之前调一次；没 init 就 take 会返回 HAL_ERR_STATE
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（FreeRTOS 上那是个空句柄，不拦就是随机崩）。 */
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hal_err_t hal_lock_init(void);
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/* 拿锁。timeout_ms = HAL_LOCK_FOREVER 表示一直等。
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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
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并计一次数，不要死等（死等的现象是 t_safety 整个停摆）。
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HAL_ERR_STATE —— 没 init，或者违反了「不许嵌套持有两把锁」。
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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。 */
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#define HAL_LOCK_FOREVER 0xFFFFFFFFu
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hal_err_t hal_lock_take(hal_lock_id_t id, uint32_t timeout_ms);
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/* 放锁。不是自己拿的、或者根本没人拿，都会 abort ——
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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。 */
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void hal_lock_give(hal_lock_id_t id);
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/* **当前任务**是不是正持着这把锁。给断言和 sim 的强制检查用，
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不要拿它做流程控制（「没拿就拿一下」正是双重加锁的写法）。 */
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bool hal_lock_held(hal_lock_id_t id);
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/* 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。 */
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uint32_t hal_lock_timeouts(hal_lock_id_t id);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* HAL_LOCK_H */
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