feat(core): 移除状态监控任务并优化系统资源

移除原有的周期性状态监控任务,减少系统负载和内存占用。

perf(relay): 优化OTA中继挑战响应验证逻辑

重构挑战响应验证流程,统一响应长度定义,并改进验证算法。

fix(wifi): 修复OTA中继重复触发问题

确保中继状态正确重置,防止在非空闲状态下重复触发中继。

perf(transport): 优化SPI通信时序参数

调整CS片选信号的前后延时参数,提高SPI通信稳定性。

refactor(ui): 分离ESP32和GD32文件上传界面

重构前端界面,为ESP32和GD32分别提供独立的文件上传区域。
This commit is contained in:
小龙虾
2026-05-28 23:40:19 +08:00
parent e014ca7704
commit 235b9c0420
7 changed files with 296 additions and 307 deletions
+1 -105
View File
@@ -1,8 +1,6 @@
/*
* ESP32-C3FH4 OTA 中继 - 程序入口
* 四个 FreeRTOS 任务:System Monitor / OTA Relay / WiFi Server / BLE GATT
*
* 新增:周期性状态监控任务,每 10 秒打印系统状态
* 三个 FreeRTOS 任务:OTA Relay / WiFi Server / BLE GATT
*/
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
@@ -20,12 +18,6 @@
#include "transport/protocol.h"
#include "monitor/debug_log.h"
/**
* @brief 状态监控任务
* @param pvParameters
*/
static void status_monitor_task(void *pvParameters);
/**
* @brief 程序主入口,初始化系统组件并创建各 FreeRTOS 任务。
*/
@@ -130,22 +122,6 @@ extern "C" void app_main(void)
DEBUG_INFO("MAIN", "BLE OTA 任务已创建");
}
// 状态监控任务(低优先级,周期性打印系统状态)
xRet = xTaskCreatePinnedToCore(
status_monitor_task,
"status_mon",
4096,
NULL,
configMAX_PRIORITIES - 5,
NULL,
0
);
if (xRet != pdPASS) {
DEBUG_ERR("MAIN", "创建 status_monitor_task 失败");
} else {
DEBUG_INFO("MAIN", "状态监控任务已创建");
}
DEBUG_INFO("MAIN", "========================================");
DEBUG_INFO("MAIN", "所有任务创建完成,OTA Relay 运行中");
DEBUG_INFO("MAIN", "调试日志输出: UDP(%s:%d) + UART0(GPIO21/TX, 115200)",
@@ -153,83 +129,3 @@ extern "C" void app_main(void)
DEBUG_INFO("MAIN", "========================================");
}
// ============================================================
// 状态监控任务 - 每 10 秒打印系统状态
/**
* @brief 周期性打印系统运行状态,包括内存、WiFi 和 OTA 中继信息。
* @param pvParameters
*/
static void status_monitor_task(void *pvParameters)
{
(void)pvParameters;
DEBUG_INFO("STAT", "状态监控任务启动");
uint32_t loop_count = 0;
while (1) {
loop_count++;
uint32_t free_heap = esp_get_free_heap_size();
uint32_t min_free_heap = esp_get_minimum_free_heap_size();
health_state_t health = health_get_current();
relay_state_t relay = ota_relay_get_state();
int8_t rssi = wifi_get_rssi();
bool wifi_conn = wifi_is_connected();
// 打印状态头
DEBUG_INFO("STAT", "========== 系统状态 #%lu ==========", (unsigned long)loop_count);
// 内存状态
DEBUG_INFO("STAT", "内存: 空闲=%lu 字节, 最低=%lu 字节",
(unsigned long)free_heap, (unsigned long)min_free_heap);
// 健康状态
const char *health_str;
switch (health) {
case SYS_NORMAL: health_str = "正常"; break;
case SYS_WARNING: health_str = "警告"; break;
case SYS_CRITICAL: health_str = "危险"; break;
case SYS_SAFE_SHUTDOWN: health_str = "安全关机"; break;
default: health_str = "未知"; break;
}
DEBUG_INFO("STAT", "健康状态: %s (%d)", health_str, health);
// WiFi 状态
if (wifi_conn) {
DEBUG_INFO("STAT", "WiFi: 已连接, RSSI=%d dBm", rssi);
} else {
DEBUG_INFO("STAT", "WiFi: 未连接");
}
// OTA 中继状态
const char *relay_str;
switch (relay) {
case RELAY_IDLE: relay_str = "空闲"; break;
case RELAY_HANDSHAKE_IDLE: relay_str = "等待握手"; break;
case RELAY_HANDSHAKE_SENT: relay_str = "握手请求已发送"; break;
case RELAY_CHALLENGE_SENT: relay_str = "挑战已发送"; break;
case RELAY_CHALLENGE_RESPOND: relay_str = "收到握手响应"; break;
case RELAY_SESSION_KEY_SENT: relay_str = "会话密钥已发送"; break;
case RELAY_AUTH_COMPLETE: relay_str = "认证完成"; break;
case RELAY_SIZE_SENT: relay_str = "大小已发送"; break;
case RELAY_SIZE_ACK: relay_str = "大小确认"; break;
case RELAY_RECEIVING: relay_str = "接收中"; break;
case RELAY_RELAY_ACTIVE: relay_str = "转发中"; break;
case RELAY_PACKET_SENT: relay_str = "数据包已发送"; break;
case RELAY_PACKET_ACK_OK: relay_str = "ACK 正常"; break;
case RELAY_PACKET_ACK_RETRY: relay_str = "需要重试"; break;
case RELAY_RECEIVE_DONE: relay_str = "接收完成"; break;
case RELAY_TRANSFER_DONE: relay_str = "传输完成"; break;
case RELAY_FINISH_SENT: relay_str = "结束已发送"; break;
case RELAY_DONE: relay_str = "OTA 完成"; break;
case RELAY_ERROR: relay_str = "错误"; break;
default: relay_str = "未知"; break;
}
DEBUG_INFO("STAT", "OTA 中继: %s (%d)", relay_str, relay);
DEBUG_INFO("STAT", "======================================");
// 每 10 秒打印一次
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10000));
}
}
+40 -42
View File
@@ -30,8 +30,7 @@ static uint8_t g_k_session[16] = {0};
static uint8_t g_gd32_uid_runtime[12] = {0};
static constexpr size_t GD32_UID_LEN = 12;
static constexpr size_t GD32_CHALLENGE_CIPHER_LEN = 32;
static constexpr size_t GD32_CHALLENGE_PAYLOAD_WITH_SESSION = 36;
static constexpr size_t GD32_CHALLENGE_RESPONSE_LEN = 36;
/** @brief OTA 命令分发队列,从 WiFi/BLE 任务接收指令。 */
QueueHandle_t g_ota_dispatch_queue = NULL;
@@ -149,54 +148,53 @@ static bool parse_and_verify_challenge_payload(const uint8_t *resp_payload, size
{
if (!resp_payload || !out_k_session || !out_uid) return false;
const uint8_t *cipher_blob = resp_payload;
size_t cipher_len = resp_len;
if (resp_len == GD32_CHALLENGE_PAYLOAD_WITH_SESSION) {
uint32_t session_num = read_u32_le(resp_payload);
DEBUG_INFO("OTA", "CHALLENGE session_num=0x%08" PRIX32, session_num);
cipher_blob = resp_payload + 4;
cipher_len = GD32_CHALLENGE_CIPHER_LEN;
}
if (cipher_len != GD32_CHALLENGE_CIPHER_LEN) {
if (resp_len != GD32_CHALLENGE_RESPONSE_LEN) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE validate failed: invalid payload length=%u", (unsigned)resp_len);
return false;
}
/*
if (cipher_len != GD32_CHALLENGE_CIPHER_LEN) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE payload长度异常: %u", (unsigned)resp_len);
/*
* GD32 响应格式 (36 bytes):
* [0..11] = UID (12 bytes)
* [12..19] = nonce_server[8:16] (8 bytes, nonce 后半段)
* [20..35] = encrypted_Ksession (16 bytes) = AES(K_master, K_session)
*
* 其中 K_session = AES(K_master, nonce_server)
*/
const uint8_t *uid = resp_payload;
const uint8_t *nonce_frag = resp_payload + 12;
const uint8_t *encrypted_ksession = resp_payload + 20;
// 校验 nonce 片段: 应与 nonce_server[8:16] 一致
if (memcmp(nonce_frag, g_nonce_server + 8, 8) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: nonce片段不匹配");
return false;
}
*/
uint8_t expected_nonce_block[16] = {0};
if (aes128_ecb_encrypt_block_local(MASTER_KEY, g_nonce_server, expected_nonce_block) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE validate failed: nonce block encrypt failed");
return false;
}
/*
if (aes128_ecb_encrypt_block_local(MASTER_KEY, g_nonce_server, expected_nonce_block) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: 计算nonce加密块失败");
// 派生 K_session = AES(K_master, nonce_server)
uint8_t K_session[16] = {0};
if (aes128_ecb_encrypt_block_local(MASTER_KEY, g_nonce_server, K_session) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: 派生K_session失败");
return false;
}
*/
if (memcmp(cipher_blob, expected_nonce_block, sizeof(expected_nonce_block)) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: nonce加密块不匹配");
// 验证 encrypted_Ksession: AES(K_master, K_session) 应匹配
uint8_t expected_encrypted[16] = {0};
if (aes128_ecb_encrypt_block_local(MASTER_KEY, K_session, expected_encrypted) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: 加密K_session失败");
return false;
}
memcpy(out_k_session, expected_nonce_block, sizeof(expected_nonce_block));
uint8_t device_info[16] = {0};
if (aes128_ecb_decrypt_block_local(out_k_session, &cipher_blob[16], device_info) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: device_info解密失败");
if (memcmp(encrypted_ksession, expected_encrypted, 16) != 0) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: encrypted_Ksession不匹配");
return false;
}
// device_info[0..11] maps to contiguous GD32 UID bytes from
// DEVICE_SERIAL_ADDR_LSB (0x1FFFF7E8) to 0x1FFFF7F3.
memcpy(out_uid, device_info, GD32_UID_LEN);
// 校验通过,输出 K_session 和 UID
memcpy(out_k_session, K_session, 16);
memcpy(out_uid, uid, GD32_UID_LEN);
if (bytes_all_value(out_uid, GD32_UID_LEN, 0x00U) ||
bytes_all_value(out_uid, GD32_UID_LEN, 0xFFU)) {
DEBUG_ERR("OTA", "CHALLENGE校验失败: UID无效(全00/全FF)");
@@ -372,8 +370,6 @@ esp_err_t meta_load(ota_meta_t *meta)
if (nvs_get_u32(handle, "chunk_count", &val) == ESP_OK) meta->chunk_count = val;
nvs_close(handle);
DEBUG_INFO("OTA", "元数据已加载: total=%u, stored=%u, seq=%u",
meta->total_size, meta->stored_size, meta->last_seq);
return ESP_OK;
}
@@ -402,8 +398,6 @@ esp_err_t meta_save(const ota_meta_t *meta)
if (err != ESP_OK) {
DEBUG_ERR("OTA", "NVS commit 失败: %s", esp_err_to_name(err));
} else {
DEBUG_INFO("OTA", "元数据已保存到 NVS");
}
return err;
}
@@ -488,8 +482,12 @@ static void request_gd32_app_enter_bootloader(void)
DEBUG_INFO("OTA", "尝试通知 GD32 APP 进入 Bootloader OTA 窗口");
esp_err_t err = gd32_app_request_bootloader(500);
if (err == ESP_OK) {
DEBUG_INFO("OTA", "GD32 APP 已确认进入 Bootloader,等待复位完成");
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3500));
/* 收到确认:可能来自 APP(即将跳转 BOOT)或 BOOT 本身(已在 BOOT)。
* 如果来自 APP,GD32 需要复位并重新初始化 SPI 外设,需等 ~1-2s;
* 如果已在 BOOT,SPI 已经就绪,200ms 足够。
* 等待 1000ms 给 GD32 足够时间完成系统复位和 Bootloader 初始化。 */
DEBUG_INFO("OTA", "GD32 已确认进入 Bootloader,等待就绪");
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
} else {
DEBUG_WARN("OTA", "GD32 APP 未确认进入 Bootloader,继续尝试直接握手: %s", esp_err_to_name(err));
}
@@ -513,7 +511,7 @@ static ota_result_t send_handshake_req(void)
&resp_type, resp_payload, sizeof(resp_payload), &resp_len, 3000);
log_resp_payload("HANDSHAKE_REQ", resp_type, resp_payload, resp_len);
if (err == ESP_OK) {
err = wait_until_not_wait("HANDSHAKE_REQ", &resp_type, resp_payload, sizeof(resp_payload), &resp_len, 1000, 8);
err = wait_until_not_wait("HANDSHAKE_REQ", &resp_type, resp_payload, sizeof(resp_payload), &resp_len, 1000, 15);
}
if (err != ESP_OK || resp_type != SPI_OTA_RSP_ACK || resp_len < 2 ||
resp_payload[0] != 0x00 || resp_payload[1] != 0xAC) {
+9 -3
View File
@@ -768,10 +768,13 @@ static esp_err_t ota_relay_trigger_handler(httpd_req_t *req)
return ESP_FAIL;
}
if (s_relay_triggered) {
if (s_relay_triggered && g_relay_state != RELAY_IDLE &&
g_relay_state != RELAY_DONE && g_relay_state != RELAY_ERROR) {
httpd_resp_send_err(req, HTTPD_400_BAD_REQUEST, "relay already triggered");
return ESP_FAIL;
}
/* 上一轮中继已结束/失败/空闲,重置标志允许重新触发 */
s_relay_triggered = false;
if (!g_ota_dispatch_queue) {
httpd_resp_send_err(req, HTTPD_500_INTERNAL_SERVER_ERROR, "relay queue not ready");
@@ -1404,10 +1407,13 @@ void wifi_ota_signal_relay(void)
return;
}
if (s_relay_triggered) {
DEBUG_WARN("WIFI", "转发已经触发过");
if (s_relay_triggered && g_relay_state != RELAY_IDLE &&
g_relay_state != RELAY_DONE && g_relay_state != RELAY_ERROR) {
DEBUG_WARN("WIFI", "转发正在执行中,状态: %d", g_relay_state);
return;
}
/* 上一轮中继已结束/失败/空闲,重置标志 */
s_relay_triggered = false;
/** @brief OTA 中继是否已触发标志。 */
s_relay_triggered = true;
+62 -9
View File
@@ -246,8 +246,36 @@ esp_err_t spi_master_init(void)
dev_cfg.command_bits = 0;
dev_cfg.address_bits = 0;
dev_cfg.dummy_bits = 0;
dev_cfg.cs_ena_posttrans = 0;
dev_cfg.cs_ena_pretrans = 0;
/* CS↑ 后保持 CS 高的时间(SPI 时钟周期数)。
*
* 0 = 最小 CS 高时间(仅满足 SPI 时序)。
* 设大一点让 GD32 EXTI ISR 有足够时间完成 onCsRelease() 处理:
* 切 internal NSS HIGH + 清 RBNE FIFO + 帧解析 + 准备响应帧。
*
* 10 × 250ns = 2.5µs,加上 SPI 驱动本身的 CS 间隮(~1µs),
* GD32 实际有 ~3.5µs 的 CS 高窗口。足够完成关键操作。
*/
dev_cfg.cs_ena_posttrans = 10;
/* CS↓ 后等待 20 个 SPI 时钟周期再开始发 SCK。
*
* 4MHz SPI → 20×250ns = 5µs 延时。
*
* GD32 SPI 从机在 CS↓ 时需要 EXTI ISR 执行 onCsAssert():
* 设置 s_csActive=true → 清空接收缓冲 → 切 internal NSS LOW → 配置 DMA。
*
* 但 SPI0 RBNE 中断优先级 (1,0) 高于 EXTI (1,1),
* 首字节 RBNE 会打断正在执行的 EXTI ISR →
* s_csActive 还没设为 true → s_rxStreamLen 还没清零 →
* 首字节存到旧位置 → EXTI 返回后清零 → 首字节丢失。
*
* cs_ena_pretrans=20 让 ESP32 在 CS↓ 后多等 5µs,
* GD32 EXTI ISR 只需 ~1µs 就能完成关键初始化,
* 5µs 足够让 onCsAssert() 执行完 s_csActive=true + s_rxStreamLen=0U。
*
* 代价:每次 SPI 事务多 5µs 延时。
* 一次 OTA 事务 = 1次请求 + ~10次轮询 = ~55µs 额外开销,可接受。
*/
dev_cfg.cs_ena_pretrans = 20;
ret = spi_bus_add_device(SPI2_HOST, &dev_cfg, &g_spi_device);
if (ret != ESP_OK) {
@@ -351,7 +379,7 @@ esp_err_t spi_ota_poll_response(uint8_t *resp_type, uint8_t *resp_payload,
esp_err_t ret = spi_transfer_clocked(dummy, sizeof(dummy), rx_raw, sizeof(rx_raw));
if (ret != ESP_OK) {
DEBUG_WARN("SPI", "SPI OTA 响应读取失败[%u]: %s", attempt, esp_err_to_name(ret));
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2));
continue;
}
@@ -385,7 +413,7 @@ esp_err_t spi_ota_poll_response(uint8_t *resp_type, uint8_t *resp_payload,
rx_raw[0], rx_raw[1], rx_raw[2], rx_raw[3],
rx_raw[4], rx_raw[5], rx_raw[6], rx_raw[7],
rx_raw[8], rx_raw[9]);
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2));
}
DEBUG_ERR("SPI", "OTA响应超时: timeout=%ums", (unsigned)timeout_ms);
@@ -422,18 +450,43 @@ esp_err_t spi_ota_transfer(uint8_t type, const uint8_t *payload, size_t payload_
DEBUG_INFO("SPI", "OTA事务: req_type=0x%02X req_len=%u", type, (unsigned)payload_len);
/* ============================================================
* 第1次 CS 周期:发送请求帧(只发不收)
*
* ESP32 发完请求帧后 CS↑,GD32 在 CS↑ 的 onCsRelease 中
* 或 RBNE 中断的 tryProcessCompleteFrame 中处理帧,
* 将 ACK 写入 s_txBuf 并启动 DMA。
*
* 注意:不能在同一个 CS 周期内发请求+读响应,因为:
* 1. SPI 全双工:ESP32 发请求时 MISO 同时在输出旧数据
* 2. GD32 收到请求帧后才能准备 ACK,需重启 DMA
* 3. DMA 重启期间 MISO 会输出 0x00/0xFF,导致帧断裂
* ============================================================ */
esp_err_t ret = spi_transfer_clocked(tx_frame, tx_len, NULL, 0);
if (ret != ESP_OK) {
DEBUG_ERR("SPI", "SPI OTA 请求事务失败: %s", esp_err_to_name(ret));
DEBUG_ERR("SPI", "SPI OTA 请求发送失败: %s", esp_err_to_name(ret));
return ret;
}
/* 给 GD32 从机一点时间在 ISR 中处理请求帧并准备响应帧。
* GD32 在 CS 释放的 EXTI ISR 中完成处理(微秒级),
* 但 EXTI ISR 到 TBE 中断启用之间有微小延迟。
* 500µs 足够覆盖所有中断响应延迟。 */
/* 等 GD32 处理帧 + 准备响应。
*
* GD32 在 CS↑ 的 onCsRelease() 中处理帧:
* isrProcessFrame() → OTA handler 回调 → queueTxFrame() → DMA 启动
* 总耗时约 10-20µs(ISR 内执行,无调度延迟)。
*
* 但 EXTI ISR 可能被更高优先级的 RBNE 中断短暂抢占,
* 实际完成时间可能到 30-50µs。
*
* 500µs 提供了 10x 以上的安全余量,
* 同时对 OTA 事务延迟影响可忽略(一次 OTA 事务 ~1ms 级别)。 */
esp_rom_delay_us(500);
/* ============================================================
* 第2次 CS 周期:发 0xFF dummy 产生时钟,读 MISO 上的响应帧
*
* GD32 的 onCsAssert 会重启 DMA,将 s_txBuf(ACK帧)
* 推到 MISO,ESP32 在 96 字节中扫描定位响应帧。
* ============================================================ */
return spi_ota_poll_response(resp_type, resp_payload, resp_max, resp_len, timeout_ms);
}