Ulog使用硬件RTC时间戳信号量锁死分析
一、现象描述
在使能硬件rtc，初始化阶段未设置时间的情况下【测试环境为4.1.0版本env创建的keil工程】
如果开启ulog时间戳，打印日志导致线程锁死
根本原因为打印时间戳日志的过程中由于未设置时间，导致再次调用日志打印，在以下函数中挂起线程
/* drv_rtc.c 文件 /
if (hal_rtcex_bkupread(&rtc_handler, rtc_bkp_dr1) != bkup_reg_data)
{
log_i(rtc hasn't been configured, please use command to config.);
/ 其他代码省略 */
}
在log_i()中再次运行log_i()导致output_lock上锁两次
output_lock上锁本质为接收信号量ulog.output_locker
ulog初始化的信号量为1
第一次上锁信号量减一
再次调用log_i导致第二次上锁
第一次的锁还没有解开
第二次上锁导致锁死现象，直接挂起线程
ulog无法输出任何信息
二、对比分析
由于之前使用rt-studio的4.0.3版本可以正常输出提示
所以将4.1.0与4.0.3对比分析并排查问题
硬件平台：stm32f407 正点原子探索者开发板
以下表格是在进入主线程之前为未设置时间的rtc初始化流程对比
三、临时解决方案
方案一：避开初始化未设置时间的提示，增加rtc初始化函数，在进入主线程之前设置时间
缺点：如果真的忘记设置时间，导致死锁又要踩坑，花时间排查原因，影响开发进度
方案二：保留始化未设置时间的提示，避开第二次上锁，将 log_i 修改为 rt_kprintf
缺点：无论是否开启ulog，依旧会有提示，其实影响不是很大，甚至在未开启ulog也会有提示
【前提条件是开启了串口或者其他控制台输出，如果没开启控制台输出不知道会发生什么】
方案三：直接将未设置时间的提示注释掉，由于不会第二次上锁，所以日志打印正常
缺点：未设置时间不会提示
方案四：使用4.0.3版本
方案五：ulog不使用时间戳格式
四、场景复现
理论上只要是stm32的单片机都会有这个问题，其他厂家的未测试过
以下测试平台以正点原子的探索者开发板为参考，场景复现大同小异
据说该开发板的启动电路的串口设置为控制台打印会有一些冲突
如果发现不能正常打印最好换一个串口或者使用rtt作为控制台输出
（1）锁死环境复现
打开 ···rt-threadbspstm32stm32f407-atk-explorer
右键打开env 输入scons —dist
打开dist文件夹中新生成的bsp工程
右键打开env 输入menuconfig
进入 rt-thread kernel -> kernel device object 修改可以使用的控制台设备【如：uart1，jlinkrtt】
rt-thread comonents -> device drivers using rtc device drivers
rt-thread comonents -> utilities enable ulog
log format -> enbale timestamp format for time
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers enablertc rtc_using_lse
esc 然后选择yes保存配置
打开 ···boardcubemx_config文件夹，配置cubemx
打开keil，复制生成的时钟配置，注释掉msp文件的error_handler()已防止后续编译错误
复制一下内容到 main.c 仅供参考
#include
#include
#include
#define dbg_tag main
#define dbg_lvl dbg_log
#include
/* defined the led0 pin: pf9 /
#define led0_pin get_pin(f, 9)
int main(void)
{
/ set led0 pin mode to output */
rt_pin_mode(led0_pin, pin_mode_output);
while (1)
{
rt_pin_write(led0_pin, pin_high);
rt_thread_mdelay(500);
rt_pin_write(led0_pin, pin_low);
rt_thread_mdelay(500);
log_d(hello rt-thread!);
}
}
编译代码并下载到芯片，发现日志打印失败，灯不闪烁，此时 main线程已经挂起
（2）对比环境复现
测试平台为rt-studio 2.2.1【其实和studio版本关系不大】
基于芯片创建的rt-thread工程
本文就不详细说明studio的配置步骤了
以下图片为ulog配置
复制上面的main函数，一切运行正常，并有未设置时间的提示
五、ulog及rtc其它问题的吐槽
（1）部分设备注册的日志信息无法打印
主要原因是初始化顺序不可控，使用 init_board_export(ulog_init);
不能保证在设备注册之前初始化
使初始化阶段部分打印之间 return
void ulog_voutput(······)
{
/* ······ /
if (!ulog.init_ok)
{
return;
}
/ ······ */
}
例如以下打印在我的测试环境下就是直接 return
log_i(i2c bus [%s] registered, bus_name);
（2）stm32的lse和lsi不能同时开启
为什么需要同时开启？
因为独立看门狗的时钟源是lsi
当使用lse作为rtc的时钟源
如果关闭lsi是否会导致独立看门狗工作异常？【实际情况未测试，可能和初始化顺序有关】
具体看以下代码
/* drv_rtc.c */
static rt_err_t stm32_rtc_init(void)
{
__hal_rcc_pwr_clk_enable();
rcc_oscinittypedef rcc_oscinitstruct = {0};
#ifdef bsp_rtc_using_lsi
rcc_oscinitstruct.oscillatortype = rcc_oscillatortype_lsi;
rcc_oscinitstruct.pll.pllstate = rcc_pll_none;
rcc_oscinitstruct.lsestate = rcc_lse_off;
rcc_oscinitstruct.lsistate = rcc_lsi_on;
#else
rcc_oscinitstruct.oscillatortype = rcc_oscillatortype_lse;
rcc_oscinitstruct.pll.pllstate = rcc_pll_none;
rcc_oscinitstruct.lsestate = rcc_lse_on;
rcc_oscinitstruct.lsistate = rcc_lsi_off;
#endif
hal_rcc_oscconfig(&rcc_oscinitstruct);
if (rt_rtc_config() != rt_eok)
{
log_e(rtc init failed.);
return -rt_error;
}
return rt_eok;
}
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if (hal_rtcex_bkupread(&rtc_handler, rtc_bkp_dr1) != bkup_reg_data)
{
log_i(rtc hasn't been configured, please use command to config.);
/ 其他代码省略 */
}
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ulog初始化的信号量为1
第一次上锁信号量减一
再次调用log_i导致第二次上锁
第一次的锁还没有解开
第二次上锁导致锁死现象，直接挂起线程
ulog无法输出任何信息
二、对比分析
由于之前使用rt-studio的4.0.3版本可以正常输出提示
所以将4.1.0与4.0.3对比分析并排查问题
硬件平台：stm32f407 正点原子探索者开发板
以下表格是在进入主线程之前为未设置时间的rtc初始化流程对比
三、临时解决方案
方案一：避开初始化未设置时间的提示，增加rtc初始化函数，在进入主线程之前设置时间
缺点：如果真的忘记设置时间，导致死锁又要踩坑，花时间排查原因，影响开发进度
方案二：保留始化未设置时间的提示，避开第二次上锁，将 log_i 修改为 rt_kprintf
缺点：无论是否开启ulog，依旧会有提示，其实影响不是很大，甚至在未开启ulog也会有提示
【前提条件是开启了串口或者其他控制台输出，如果没开启控制台输出不知道会发生什么】
方案三：直接将未设置时间的提示注释掉，由于不会第二次上锁，所以日志打印正常
缺点：未设置时间不会提示
方案四：使用4.0.3版本
方案五：ulog不使用时间戳格式
四、场景复现
理论上只要是stm32的单片机都会有这个问题，其他厂家的未测试过
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右键打开env 输入scons —dist
打开dist文件夹中新生成的bsp工程
右键打开env 输入menuconfig
进入 rt-thread kernel -> kernel device object 修改可以使用的控制台设备【如：uart1，jlinkrtt】
rt-thread comonents -> device drivers using rtc device drivers
rt-thread comonents -> utilities enable ulog
log format -> enbale timestamp format for time
hardware drivers config -> on-chip peripheral drivers enablertc rtc_using_lse
esc 然后选择yes保存配置
打开 ···boardcubemx_config文件夹，配置cubemx
打开keil，复制生成的时钟配置，注释掉msp文件的error_handler()已防止后续编译错误
复制一下内容到 main.c 仅供参考
#include
#include
#include
#define dbg_tag main
#define dbg_lvl dbg_log
#include
/* defined the led0 pin: pf9 /
#define led0_pin get_pin(f, 9)
int main(void)
{
/ set led0 pin mode to output */
rt_pin_mode(led0_pin, pin_mode_output);
while (1)
{
rt_pin_write(led0_pin, pin_high);
rt_thread_mdelay(500);
rt_pin_write(led0_pin, pin_low);
rt_thread_mdelay(500);
log_d(hello rt-thread!);
}
}
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{
/* ······ /
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{
return;
}
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static rt_err_t stm32_rtc_init(void)
{
__hal_rcc_pwr_clk_enable();
rcc_oscinittypedef rcc_oscinitstruct = {0};
#ifdef bsp_rtc_using_lsi
rcc_oscinitstruct.oscillatortype = rcc_oscillatortype_lsi;
rcc_oscinitstruct.pll.pllstate = rcc_pll_none;
rcc_oscinitstruct.lsestate = rcc_lse_off;
rcc_oscinitstruct.lsistate = rcc_lsi_on;
#else
rcc_oscinitstruct.oscillatortype = rcc_oscillatortype_lse;
rcc_oscinitstruct.pll.pllstate = rcc_pll_none;
rcc_oscinitstruct.lsestate = rcc_lse_on;
rcc_oscinitstruct.lsistate = rcc_lsi_off;
#endif
hal_rcc_oscconfig(&rcc_oscinitstruct);
if (rt_rtc_config() != rt_eok)
{
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return -rt_error;
}
return rt_eok;
}
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