小龙虾
7feef70750
- 添加 beginEsp32OtaWithRetry 统一重试逻辑，防止锁残留导致的并发问题 - 实现 finalizeForReboot 和 restartEsp32 统一封装收尾重启流程 - 修复BLE/WiFi双通道并发OTA的安全隐患，增强系统状态检查 refactor(ota): 优化SHA计算内存管理 - 使用静态缓冲区替代动态分配，减少内存碎片 - 重构OTA协调器状态机，增强错误处理机制 perf(monitor): 增强堆内存监控功能 - 添加最大空闲块大小监控，提供更详细的内存状态信息 - 更新健康监测算法，提高内存异常检测准确性
387 lines
12 KiB
C++
387 lines
12 KiB
C++
/*
|
||
* esp32_ota_core.cpp - ESP32 本机 OTA 核心流程实现（WiFi / BLE 通道共用）
|
||
*
|
||
* 设计依据 WiFi 原流程（wifi_ota.cpp 旧实现），修复已知 bug:
|
||
* - 旧 wifi_ota.cpp:625 在 esp_ota_end 成功后又调 esp_ota_abort → 用 m_ended 标志避免
|
||
* - SHA 统一从分区读回计算，不在传输过程中做增量 SHA
|
||
*/
|
||
#include <string.h>
|
||
#include <ctype.h>
|
||
#include "freertos/FreeRTOS.h"
|
||
#include "freertos/task.h"
|
||
#include "esp_system.h"
|
||
#include "esp_ota_ops.h"
|
||
#include "esp_partition.h"
|
||
|
||
#define MBEDTLS_DECLARE_PRIVATE_IDENTIFIERS
|
||
#include "mbedtls/private/sha256.h"
|
||
|
||
#include "esp32_ota_core.h"
|
||
#include "ota_mutex.h"
|
||
#include "app_config.h"
|
||
#include "monitor/debug_log.h"
|
||
|
||
#define TAG "OTA_CORE"
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 获取 Esp32OtaCore 单例实例。
|
||
* @return Esp32OtaCore 引用。
|
||
*/
|
||
Esp32OtaCore& Esp32OtaCore::instance()
|
||
{
|
||
static Esp32OtaCore inst;
|
||
return inst;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 复位所有状态变量。
|
||
*/
|
||
void Esp32OtaCore::resetState()
|
||
{
|
||
m_active = false;
|
||
m_handle = 0;
|
||
m_partition = nullptr;
|
||
m_received = 0;
|
||
m_shaComputed = false;
|
||
memset(m_sha256, 0, sizeof(m_sha256));
|
||
m_ended = false;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 开启 OTA 会话。
|
||
* @param total_size 固件总大小（字节）。
|
||
* @return ESP_OK 成功，ESP_ERR_INVALID_STATE 被占用，ESP_FAIL 其他错误。
|
||
*/
|
||
esp_err_t Esp32OtaCore::begin(size_t total_size)
|
||
{
|
||
// ★ 全局互斥：必须在清理旧会话之前检查，
|
||
// 否则 WiFi 的 begin() 会先释放 BLE 持有的锁，再自己获取，导致互斥失效
|
||
if (!esp32_ota_mutex_acquire(1000)) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "ESP32 OTA 被其他通道占用，拒绝 begin");
|
||
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||
}
|
||
|
||
// 若本核心已有未完成会话（同一通道的重试），先中止并释放全局互斥
|
||
if (m_active) {
|
||
DEBUG_WARN(TAG, "检测到未完成的 ESP32 OTA 会话，先中止旧会话");
|
||
if (!m_ended) {
|
||
esp_ota_abort(m_handle);
|
||
}
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
resetState();
|
||
// 重新获取全局互斥（刚刚释放了）
|
||
if (!esp32_ota_mutex_acquire(1000)) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "ESP32 OTA 重新获取互斥失败");
|
||
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
const esp_partition_t *boot_partition = esp_ota_get_running_partition();
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "当前启动分区: %s, size=%u, address=0x%lx",
|
||
boot_partition->label, boot_partition->size, boot_partition->address);
|
||
|
||
// 选择非当前启动的 OTA 分区（OTA_0 → OTA_1 fallback）
|
||
m_partition = esp_partition_find_first(
|
||
ESP_PARTITION_TYPE_APP, ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_0, NULL);
|
||
if (m_partition == NULL ||
|
||
m_partition->address == boot_partition->address) {
|
||
m_partition = esp_partition_find_first(
|
||
ESP_PARTITION_TYPE_APP, ESP_PARTITION_SUBTYPE_APP_OTA_1, NULL);
|
||
}
|
||
|
||
if (m_partition == NULL) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "找不到可用的 OTA 分区");
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
return ESP_FAIL;
|
||
}
|
||
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "OTA 目标分区: %s, size=%u, address=0x%lx",
|
||
m_partition->label, m_partition->size, m_partition->address);
|
||
|
||
if (total_size > m_partition->size) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "固件太大: %u > 分区大小: %u",
|
||
(unsigned)total_size, (unsigned)m_partition->size);
|
||
m_partition = nullptr;
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
return ESP_FAIL;
|
||
}
|
||
|
||
// BLE OTA 修复：传固件实际大小而非分区全尺寸，避免全分区擦除导致
|
||
// 长时间阻塞触发 Task Watchdog（ESP32-C3 单核 5s 超时）。
|
||
// esp_ota_begin 按 image_size 擦除；esp_ota_end 仅校验已写数据，
|
||
// 未擦除残留扇区不影响校验。size 对齐到 64KB 块边界确保尾部干净。
|
||
size_t erase_size = (total_size + 0xFFFF) & ~0xFFFFULL;
|
||
if (erase_size > m_partition->size) {
|
||
erase_size = m_partition->size;
|
||
}
|
||
esp_err_t err = esp_ota_begin(m_partition, erase_size, &m_handle);
|
||
if (err != ESP_OK) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "esp_ota_begin 失败: %s", esp_err_to_name(err));
|
||
m_partition = nullptr;
|
||
m_handle = 0;
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
return err;
|
||
}
|
||
|
||
m_received = 0;
|
||
m_active = true;
|
||
m_shaComputed = false;
|
||
m_ended = false;
|
||
memset(m_sha256, 0, sizeof(m_sha256));
|
||
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "ESP32 OTA 开始，目标分区: %s, 声明大小: %u 字节",
|
||
m_partition->label, (unsigned)total_size);
|
||
return ESP_OK;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 写入固件数据块。
|
||
* @param data 数据缓冲区。
|
||
* @param len 数据长度。
|
||
* @return ESP_OK 成功，否则错误码。
|
||
*/
|
||
esp_err_t Esp32OtaCore::write(const uint8_t *data, size_t len)
|
||
{
|
||
if (!m_active || m_partition == nullptr) {
|
||
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||
}
|
||
|
||
esp_err_t err = esp_ota_write(m_handle, data, len);
|
||
if (err == ESP_OK) {
|
||
m_received += len;
|
||
} else {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "esp_ota_write 失败: %s (len=%u)", esp_err_to_name(err), (unsigned)len);
|
||
}
|
||
return err;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 从 OTA 分区读回数据并计算 SHA-256。
|
||
* @return ESP_OK 成功，否则错误码。
|
||
*/
|
||
esp_err_t Esp32OtaCore::computeShaFromPartition()
|
||
{
|
||
if (m_partition == NULL || m_received == 0) {
|
||
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||
}
|
||
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "从 OTA 分区读回计算 SHA-256 (%u 字节)...", (unsigned)m_received);
|
||
|
||
mbedtls_sha256_context ctx;
|
||
mbedtls_sha256_init(&ctx);
|
||
mbedtls_sha256_starts(&ctx, 0);
|
||
|
||
// ★ static 缓冲区：OTA 操作由 OtaCoordinator 互斥串行化，无并发风险
|
||
static uint8_t s_sha_read_buf[OTA_BLOCK_SIZE];
|
||
|
||
size_t offset = 0;
|
||
while (offset < m_received) {
|
||
size_t to_read = m_received - offset;
|
||
if (to_read > OTA_BLOCK_SIZE) to_read = OTA_BLOCK_SIZE;
|
||
esp_err_t rd_err = esp_partition_read(m_partition, offset, s_sha_read_buf, to_read);
|
||
if (rd_err != ESP_OK) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "SHA 计算: 分区读失败 @offset %u: %s",
|
||
(unsigned)offset, esp_err_to_name(rd_err));
|
||
mbedtls_sha256_free(&ctx);
|
||
return rd_err;
|
||
}
|
||
mbedtls_sha256_update(&ctx, s_sha_read_buf, to_read);
|
||
offset += to_read;
|
||
}
|
||
|
||
mbedtls_sha256_finish(&ctx, m_sha256);
|
||
mbedtls_sha256_free(&ctx);
|
||
m_shaComputed = true;
|
||
|
||
char hex[65] = {0};
|
||
for (int i = 0; i < 32; ++i) {
|
||
snprintf(&hex[i * 2], sizeof(hex) - i * 2, "%02x", m_sha256[i]);
|
||
}
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "设备端 SHA-256: %s", hex);
|
||
return ESP_OK;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 计算设备端 SHA-256 并输出 hex 字符串。
|
||
* @param out_device_sha_hex 输出缓冲区，至少 65 字节。
|
||
* @return ESP_OK 成功，否则错误码。
|
||
*/
|
||
esp_err_t Esp32OtaCore::computeDeviceSha(char *out_device_sha_hex)
|
||
{
|
||
if (!m_active || m_partition == NULL) {
|
||
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||
}
|
||
// 若已计算过，直接复用
|
||
if (!m_shaComputed) {
|
||
esp_err_t err = computeShaFromPartition();
|
||
if (err != ESP_OK) return err;
|
||
}
|
||
if (out_device_sha_hex) {
|
||
for (int i = 0; i < 32; ++i) {
|
||
snprintf(&out_device_sha_hex[i * 2], 65 - i * 2, "%02x", m_sha256[i]);
|
||
}
|
||
out_device_sha_hex[64] = '\0';
|
||
}
|
||
return ESP_OK;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 收尾 OTA 会话：校验 SHA、end、set_boot、可选重启。
|
||
* @param frontend_sha_hex 前端提供的 64 字符 hex SHA-256。
|
||
* @param reboot 成功后是否重启。
|
||
* @param out_device_sha_hex 输出设备端 SHA hex 缓冲区。
|
||
* @return ESP_OK 成功，ESP_ERR_INVALID_VERSION SHA 不匹配，否则错误码。
|
||
*/
|
||
esp_err_t Esp32OtaCore::finalize(const char *frontend_sha_hex, bool reboot,
|
||
char *out_device_sha_hex)
|
||
{
|
||
if (!m_active) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "finalize: OTA 未激活");
|
||
return ESP_ERR_INVALID_STATE;
|
||
}
|
||
|
||
// ── 先读回分区计算 SHA-256，并与前端文件 SHA 比对 ──
|
||
if (frontend_sha_hex != nullptr && strlen(frontend_sha_hex) == 64) {
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "ESP32 OTA 校验 SHA-256...");
|
||
esp_err_t sha_err = computeShaFromPartition();
|
||
if (sha_err != ESP_OK) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "SHA 计算失败: %s，中止", esp_err_to_name(sha_err));
|
||
esp_ota_abort(m_handle);
|
||
m_ended = false;
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
resetState();
|
||
return sha_err;
|
||
}
|
||
|
||
char device_hex[65] = {0};
|
||
for (int i = 0; i < 32; ++i) {
|
||
snprintf(&device_hex[i * 2], sizeof(device_hex) - i * 2, "%02x", m_sha256[i]);
|
||
}
|
||
|
||
bool sha_match = true;
|
||
for (int i = 0; i < 64; i++) {
|
||
if (tolower((unsigned char)frontend_sha_hex[i]) !=
|
||
tolower((unsigned char)device_hex[i])) {
|
||
sha_match = false;
|
||
break;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
if (out_device_sha_hex) {
|
||
strncpy(out_device_sha_hex, device_hex, 64);
|
||
out_device_sha_hex[64] = '\0';
|
||
}
|
||
|
||
if (sha_match) {
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "SHA-256 校验通过");
|
||
} else {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "SHA-256 不匹配: frontend=%s device=%s",
|
||
frontend_sha_hex, device_hex);
|
||
esp_ota_abort(m_handle);
|
||
m_ended = false;
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
resetState();
|
||
return ESP_ERR_INVALID_VERSION;
|
||
}
|
||
} else if (out_device_sha_hex) {
|
||
// 未提供前端 SHA，但仍计算设备端 SHA 供输出
|
||
if (computeShaFromPartition() == ESP_OK) {
|
||
for (int i = 0; i < 32; ++i) {
|
||
snprintf(&out_device_sha_hex[i * 2], 65 - i * 2, "%02x", m_sha256[i]);
|
||
}
|
||
out_device_sha_hex[64] = '\0';
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// ── esp_ota_end ──
|
||
esp_err_t err = esp_ota_end(m_handle);
|
||
if (err != ESP_OK) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "esp_ota_end 失败: %s (0x%x)", esp_err_to_name(err), (unsigned)err);
|
||
// end 失败时仍可 abort（未真正 end）
|
||
esp_ota_abort(m_handle);
|
||
m_ended = false;
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
resetState();
|
||
return err;
|
||
}
|
||
m_ended = true; // ★ end 成功，后续不得再 abort
|
||
|
||
// ── 设置启动分区 ──
|
||
err = esp_ota_set_boot_partition(m_partition);
|
||
if (err != ESP_OK) {
|
||
DEBUG_ERR(TAG, "esp_ota_set_boot_partition 失败: %s", esp_err_to_name(err));
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
resetState();
|
||
return err;
|
||
}
|
||
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "ESP32 OTA 收尾完成，共 %u 字节", (unsigned)m_received);
|
||
|
||
// 保持 m_active 直到重启或下次 begin；resetState 由 begin/abort 处理
|
||
// （此处不 reset，以便 BLE finish task 在重启前可查询状态）
|
||
|
||
if (reboot) {
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "500ms 后重启 ESP32");
|
||
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
|
||
esp_restart();
|
||
// 不会返回
|
||
}
|
||
return ESP_OK;
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 中止 OTA 会话并清理资源。
|
||
*/
|
||
void Esp32OtaCore::abort()
|
||
{
|
||
if (!m_active) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
if (!m_ended) {
|
||
esp_ota_abort(m_handle);
|
||
}
|
||
esp32_ota_mutex_release();
|
||
resetState();
|
||
DEBUG_INFO(TAG, "ESP32 OTA 已中止并清理");
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 强制退出 OTA 状态机并释放互斥锁。
|
||
*
|
||
* 用于新通道（WiFi/BLE）发现锁被残留占用时，主动走完整的状态机退出流程：
|
||
* 1. 若会话活跃（m_active）→ 走 abort() 完整清理（esp_ota_abort + 释放锁 + 复位状态）
|
||
* 2. 若会话不活跃但锁被占（g_esp32OtaOccupied）→ 仅释放残留锁
|
||
* 3. 否则无需操作
|
||
*
|
||
* @return true 执行了清理（调用方可重试 begin），false 无需清理。
|
||
*/
|
||
bool Esp32OtaCore::forceCleanup()
|
||
{
|
||
if (m_active) {
|
||
// 会话仍活跃（前一个通道未正常结束），走完整 abort 流程
|
||
DEBUG_WARN(TAG, "强制清理: 中止活跃的 OTA 会话 (received=%u)", (unsigned)m_received);
|
||
abort();
|
||
return true;
|
||
}
|
||
|
||
// 会话不活跃，但锁可能被残留占用
|
||
if (!g_esp32OtaMutex) return false;
|
||
|
||
// 在互斥保护下检查 g_esp32OtaOccupied
|
||
if (xSemaphoreTake(g_esp32OtaMutex, pdMS_TO_TICKS(1000)) != pdTRUE) return false;
|
||
|
||
bool was_occupied = g_esp32OtaOccupied;
|
||
if (was_occupied) {
|
||
g_esp32OtaOccupied = false;
|
||
}
|
||
xSemaphoreGive(g_esp32OtaMutex);
|
||
|
||
if (was_occupied) {
|
||
DEBUG_WARN(TAG, "强制清理: 释放残留 OTA 锁（无活跃会话）");
|
||
return true;
|
||
}
|
||
|
||
return false;
|
||
}
|