ethernet.c

源文件路径：midware/ethernt/ethernet.c 所属模块：midware/ethernt（有线/无线网络接入层） 代码行数：1746

1. 文件职责

本文件是 EMS 设备与云端服务器之间唯一的网络收发实现，同时管理有线（W5500 以太网）和无线（易联 WIFI/4G 通讯棒）两条物理通道。

它向下直接驱动 W5500 芯片（SPI 读写、DHCP、DNS、Socket 状态机），向上通过 uCOS-II 消息队列 g_pEthernetQ 接收应用层（net/server.c）封装好的待发报文并在通道就绪时发出，收到数据后回调 handle_tcp_recv_data() 交给应用层解析。

文件还承担两项运维职责：一是网络自愈（DHCP/DNS/Socket/心跳任一环节长时间失败即复位 W5500 或整个系统），二是"服务器指向"策略的落地（固定域名表、用户自定义域名、非固定临时指向三级优先）。

它由两个 uCOS-II 任务驱动：task_ethernet（主收发循环，由 net/ems.h 的消息生产者喂数据）和 task_ethernet_monitor（每 500ms 巡检、故障判定与系统复位）。

2. 关键数据结构与宏

3. 函数清单

共 30 个函数（4 个 static，26 个全局）。

4. 核心逻辑解析

4.1 有线 TCP 客户端状态机（ems_server_event_pro，ethernet.c:665-738）

每次 task_ethernet 循环调用一次，先读 getSn_SR(SOCK_TCP_CLIENT)，状态变化时置 g_stNetEventLogInfo.stNewNetEvent.stBit.bSocketStatus = TRUE 供网络事件日志记录，然后分派：

重连防抖（ethernet.c:724-732）：用 static 变量 s_u16_last_port / s_u16_now_port 比较新旧本地端口号，若相同则主动 close() 强制换端口，避免 W5500 复用同一端口导致连接无法建立。这是 W5500 应用层的常见坑。

超时参数：g_stSetNetToutInfo 在 W5500_Init→network_init 时写入（retry_cnt=8、time_100us=2000），即 TCP 层 400ms 重发一次、最多 8 次。

4.2 DHCP 流程（dhcp_function → dhcp_pro_fun，ethernet.c:306-408）

dhcp_function() 用 static s_u32_dhcp_ticks 做 1s 节流（SENCOND_1S），每次调 dhcp_pro_fun() 单步推进 DHCP_run()：

• DHCP_RUNNING / DHCP_IP_ASSIGN / DHCP_IP_CHANGED：空分支，依赖注册的回调 my_ip_assign 完成网参更新；
• DHCP_IP_LEASED：置 g_stNetSysInfo.u8DHCPOk = TRUE；
• DHCP_FAILED：my_dhcp_retry 累加，超过 MY_MAX_DHCP_RETRY(3) 后 DHCP_stop() 并 network_init() 回退到静态网参；
• DHCP_STOPPED：空。

DHCP 成功后第一次（u8DNSOk == FALSE）把 IP/网关/掩码回写 IP_Address 持久化字段；无论成功失败都写 g_stNetEventLogInfo.stNewNetEvent.stBit.bDHCP。

两处都有 tick 回卷保护：else if(s_u32_dhcp_ticks > OSTimeGet()) s_u32_dhcp_ticks = OSTimeGet();（32 位 tick 约 49.7 天溢出）。这个模式在 dns_pro_fun、internet_time_handle 等处反复出现。

4.3 DNS 解析与 8 个备选服务器轮换（dns_pro_fun，ethernet.c:417-537）

每 500ms 执行一次，核心是 switch(s_u8_index % 8) 配合故意的 case 穿透（无 break）：从 case 0 开始依次向下穿透，直到某个 if (l_u8_dns[0] == 0x00) 为真才填入候选 DNS 并继续穿透到 default，最终在 default 里真正调用 DNS_run()。

候选顺序（注释给出用途）：

1. case 0：g_stNetInfo.dns[]（网关/DHCP 下发）
2. case 1：8.8.8.8 Google Public DNS
3. case 2：1.1.1.1 CloudFlare
4. case 3：9.9.9.9 Quad9
5. case 4：185.222.222.222 DNS.SB
6. case 5：223.5.5.5 阿里公共 DNS
7. case 6：119.29.29.29 DNSPod
8. case 7：77.88.8.8 Yandex DNS

DNS_run() 返回值语义：1 = 解析成功、2 = 仍在进行（return 直接退出本轮）、其它 = 失败（s_u8_index++ 换下一个 DNS）。解析成功但结果全 0 时也视为失败并换服务器。

强制旁路分支（ethernet.c:521-531）：else 分支（即 g_stNetSysInfo.u8DNSOk != FALSE 时）直接把 Domain_IP 硬编码为 192.168.8.7 并置 u8DNSOk = TRUE。注意 if((TRUE) && (g_stNetSysInfo.u8DNSOk == FALSE)) 中 TRUE 是恒真常量，等价于只判断 u8DNSOk == FALSE——这是调试便利写法却留在量产代码里的可疑点。

4.4 报文发送：有线路径（ems_server_data_comm，ethernet.c:550-630）

1. err != OS_ERR_NONE 时按错误类型分派：OS_ERR_EVENT_TYPE/OS_ERR_PEVENT_NULL 使 g_stEMSInfo.u16OSQDealFailCnt++（队列处理失败计数，后续用于判系统复位），其它错误清零；
2. 正常取到消息后：msg->u8lock = TRUE 上锁（防同一条报文被重入发送）；
3. 刷新 g_stNetSysInfo.u16_skip_port = get_ethernet_server_port(W5500, tls支持标志)；
4. 私有加密：当 get_server_data_encryption_flag() == NET_PRIVATE_ENCRYPTED 且 msg->u32Len > 9 且当前不是 APP 直连状态（g_t_app_info.u8_app_connect_flag == FALSE）时，对 pu8Info[7] 起、长度 u32Len - 9 的数据段做 Encrypt() 原地加密，然后用 GetCrcCode_Modbus(pu8Info, u32Len - 2) 重算校验并写入最后 2 字节；
5. 发送循环：外层 for (i = 0; i < 1000; i++)，内层最多 3 次 send()；send() 返回正值则前移指针、扣减剩余长度并 break 内层；剩余长度为 0 或 send() 返回负值则 break 外层。即"最多 1000 段 × 每段最多 3 次重试"的累积发送；
6. 解锁 msg->u8lock = FALSE 并把 msg->u8Type = STATUS_NONE 标记为已处理。

4.5 报文发送：无线路径（wireless_event_pro，ethernet.c:747-881）

与有线不同的三点：

• 前置守卫：g_t_wireless_info.u8_wireless_uart_flag == TRUE 时直接 return——WIFI 串口是独占资源，P1 抄表、AT 状态查询、数据发送三者互斥。原代码还有一段"距上次发送不足 30ms 则 return"的节流，已被注释掉（ethernet.c:762-767），改为在 wireless_driver.c 与 elink_parse.c 里做 30ms/100ms 节流。
• 通道就绪判据：(u8tcpstatus == TRUE) || (g_t_app_info.u8_app_connect_flag == TRUE)，即"WIFI 棒已连上云端"或"APP 已直连"任一成立即可发。就绪时置 g_stEMSInfo.bIsBuiltSocket = TRUE，否则置 FALSE。
• 5KB 分片：l_u32_loop_cnt = msg->u32Len / WIRELESS_SEND_SIZE、l_u32_remainder = msg->u32Len % WIRELESS_SEND_SIZE；先循环发 loop_cnt 个满片，每片最多重试 3 次、每次发送后刷新 u32_WIFI_uart_tick 并 IWDG_Feed() 喂狗；若有余数再发一次余数片。任一片 3 次全失败即 return（注意此时 u8lock 仍为 TRUE、u8Type 未清、u8_wireless_uart_flag 仍为 TRUE，见风险点）。

加密/CRC 处理与有线路径完全一致（ethernet.c:791-802）。

4.6 手动指定域名/端口：三级优先级（get_ethernet_server_port，ethernet.c:1658-1691）

trySkip(networkType==WIRELESS && tlsSupport, ...)   → 命中则用非固定指向 1 或 2 的端口
  else g_system_custom_info.u8_socket_flag          → 用自定义端口（是否 TLS 决定 1/2 号端口）
  else IP_Address.u8_server_point < MAX_SEVER       → 查 s_serverInfo[]，按 useTLS 取 Port2/port1
  else                                              → 兜底 FORMAL_SERVER_PORT(0) = 7777，加密方式 NET_NOT_ENCRYPTED

其中 useTLS = (networkType==WIRELESS && tlsSupport && (IP_Address.u8_server_temp_switchover != TRUE))——临时指向期间强制走非 TLS 端口。

trySkip（ethernet.c:1628-1650）按 i=1、2 顺序尝试：wantTLS 且该项加密方式为 NET_TLS_ENCRYPTED，或 !wantTLS 且该项加密方式非 TLS，则命中并回填 outPort/outEncryptionFlag/outPortSel。注意 wantTLS = wantTLS && (!IP_Address.u8_server_temp_switchover); 写在循环体内，是自赋值式覆盖（第一轮后 wantTLS 可能已变 FALSE，第二轮再与同一条件相与，结果不再改变，逻辑上等价但可读性差）。两项都不命中时，若任一 u8_skip_change_flag 为真则调 ip_add_skip_change_clear() 清空指向。

get_ethernet_server_point（ethernet.c:1699-1715）采用同样的三级顺序返回域名：非固定指向 IP_Address.s_skip_addr → CUSTOM_SERVER_NAME → s_serverInfo[u8_server_point].name → 兜底 FORMAL_SERVER_NAME。

4.7 无线域名下发格式（wireless_get_ethernet_server_point，ethernet.c:1736-1745）

用 static char s_sever_mailing_addr[75] 加 sprintf 拼 "%s://%s"：TLS 时前缀 "tcps"，否则 "tcp"。返回值指向 static 缓冲，不可重入、返回值在下次调用后失效；调用方（e_linker_wifi.c:419）都是"取值后立即用"，但嵌套调用 wireless_get_ethernet_server_point(get_ethernet_server_point(), get_server_data_encryption_flag()) 恰好没有冲突。

4.8 网络自愈体系

三层，从快到慢依次生效：

(1) task_ethernet 主循环内的即时处理（ethernet.c:986-1071）

每轮先 OSQPend(g_pEthernetQ, 10, &l_u8Err)（10 tick 超时）取消息，然后：

• 无条件调 wireless_receive_event() 保证 APP 查询帧能及时响应；
• 通道选择：g_t_app_info.u8_app_connect_flag == TRUE 或（u8linkstatus == TRUE 且有线 socket 未 OK）时走 wireless_event_pro——即 APP 直连优先于有线，有线上线后无线发送会被跳过；
• 读物理链路 ctlwizchip(CW_GET_PHYLINK, &l_u8linkstatus)，PHY_LINK_ON 时按 DHCP→DNS→TCP 顺序推进，并每次都调 ems_to_modbus_tcp()；同时置 bHardLink 事件位；
• 链路断开时：若上一轮是 ON 则置 g_stEMSInfo.b_modbus_Socket = FALSE 与 u8W5500Init = TRUE（触发 W5500 重新初始化）；清 bIsLogin/bIsBuiltSocket；
• 每轮写 g_stNetSysInfo.u32EthTaskTick = OSTimeGet() 作为任务存活心跳；
• 最后 handle_net_abnormal()。

(2) handle_net_abnormal 执行复位请求（ethernet.c:912-977）

• u8W5500Init == TRUE：清 DHCP/DNS/Socket 标志、重置三个 tick，若 b_modbus_Socket == FALSE（modbus TCP 未占用）则 W5500_Init()；
• wireless_query_restart_flag() == TRUE：wireless_init()；
• u8EMSInit == TRUE：清 DHCP/DNS/Socket/登录/建链标志，socket_abnormal_handle()，再按 b_modbus_Socket 决定 W5500_Init() 还是只 disconnect(SOCK_TCP_CLIENT)，最后 wireless_init()；
• 末尾无条件 W5500_Power_ON()（网络初始化后不再断电）。

(3) task_ethernet_monitor 每 500ms 的故障判定（ethernet.c:1538-1556）

顺序调用 wireless_status_detect()（在 wireless_driver.c）、wireless_abnormal_detect()、net_abnormal_detect()。

4.9 net_abnormal_detect 判定表（ethernet.c:1234-1529）

这是全文件最长也最关键的故障判定函数，静态变量承担状态记忆：s_u8LinkRstFlag（初值 TRUE）、s_u32TickLink、s_u8ResetFlag（初值 FALSE）、s_u8_updata_flag/s_u32_updata_tick/s_u32_updata_flag_clear_tick。

关键设计：所有"致命"判定最终都收敛到 s_u8ResetFlag，而这个标志只在 task_ethernet_monitor 里被消费一次，且会被 IsSystemUpgrade() 拦截（正在升级固件时不复位）。wireless_meter_is_all_lost() == 1 作为附加条件，避免"只断了云连接但本地抄表正常"时轻易重启无线棒。

4.10 非固定指向与临时指向管理（server_skip_support_check，ethernet.c:1151-1226）

三段逻辑：

1. 临时指向倒计时：u8_server_temp_switchover_tim != 0 && u8_server_temp_switchover != FALSE 时，每 SENCOND_1H（EMS_18031_DEBUG 下为 SENCOND_60S）减 1；减到 0 后关闭临时指向、置 g_t_config_save_flag.u8_set_net_para_flag = TRUE、调 net_init()。
2. 非固定指向功能验证：若当前选中的指向（u8PortSel 为 1 或 2）的 u8_skip_support_check_state 不等于 2（未完成）且 u8_skip_change_flag 为 TRUE，则每 SENCOND_600S（调试下 SENCOND_60S）把对应的 u8_skip_support_check_state 置 1 并置 s_u8_change_flag = TRUE。语义是"客户临时指向存活超过 10 分钟即认为验证通过"。
3. 变更落地：s_u8_change_flag == TRUE 时清零、set_info_status(ICDC_UPDATE_STATUS)（通知 ICDC 上报状态）、ip_add_skip_change_clear() 清指向、net_init() 触发重连。

注意第 2 段的 else if 链（ethernet.c:1208-1215）里两个分支体完全相同（都是 s_u32TickNetSkipChange = OSTimeGet()），属冗余但无害的写法。

4.11 W5500 初始化时序（W5500_Init，ethernet.c:251-297）

顺序为：SPI1 初始化 → W5500_Power_OFF() + 延时 1s → W5500_Power_ON() + 延时 1s → W5500_Hardware_Reset_On() + 延时 1s → W5500_Hardware_Reset_Off() + 延时 1s → 注册 CS/SPI 回调 → ctlwizchip(CW_INIT_WIZCHIP, memsize) 分配 socket buffer（{{2,2,8,2,0,0,0,0},{2,2,8,2,0,0,0,0}}，即 socket2 给 8KB TX/RX，其余各 2KB）→ Net_Para_Init() → network_init() → 若为 DHCP 模式则注册 reg_dhcp_cbfunc(my_ip_assign, my_ip_assign, net_init) 并 DHCP_init(SOCK_DHCP, g_u8DHCPBuf) → DNS_init(SOCK_DNS, g_u8DNSBuf)。

整个过程中有 4 处 1 秒 OSTimeDlyHMSM 阻塞，共 4 秒。由于 W5500_Init 在 task_ethernet 主循环和 handle_net_abnormal 里都可能被调用，这段时间任务无法处理队列消息——但看门狗由其它任务喂。

5. 对外接口

导出的函数与全局变量

导出的全局变量（供其它模块直接引用）：

• OS_EVENT *g_pEthernetQ、OS_EVENT *g_pUpdateSem（在 ethernet.h 有 extern 声明）
• STEthernetData g_stNetDataSend、STEthernetSys g_stNetSysInfo、IP_ADDR_TAB_T IP_Address、wiz_NetInfo g_stNetInfo、u8 g_u8linkstatus
• 仅本文件可见（无 extern）：g_pEthernetMsg、g_u8DHCPBuf、g_u8DNSBuf、netinfo、g_stGetNetToutInfo、g_stSetNetToutInfo

导出的函数：

• 任务入口（user/main.c 创建）：task_ethernet、task_ethernet_monitor
• 头文件已声明：net_init、internet_time_handle、get_ethernet_server_point、get_ethernet_server_port、get_server_data_encryption_flag、wireless_get_ethernet_server_point、ip_add_skip_change_clear
• 未在头文件声明但非 static（隐式外部可见，属接口泄漏）：w5500_spi_configuration、Net_Para_Init、network_init、my_ip_assign、W5500_Init、dhcp_pro_fun、dhcp_function、dns_pro_fun、ems_server_data_comm、lan_receive_event、ems_server_event_pro、wireless_event_pro、wireless_receive_event、handle_net_abnormal、wireless_abnormal_detect、net_abnormal_detect

调用的外部函数/变量

6. 依赖关系

依赖（include）：ethernet.h、spi1.h、socket.h、dhcp.h、dns.h、ems.h、system_config.h、net_event_log.h、crc.h、iwdg.h、ems_download.h、modbus.h、simple_encryption.h、meter.h（ethernet.c:13-26）。

被依赖：

• user/main.c:266-275 创建 task_ethernet 与 task_ethernet_monitor 任务
• net/server.c 通过 g_pEthernetQ 投递待发报文（g_stNetDataSend 作为描述符），并调用 handle_tcp_recv_data 的接收侧
• net/ems.h:15 包含 ethernet.h，几乎所有净层文件间接依赖
• midware/ethernt/wireless/wifi/e_linker_wifi.c:17 直接包含 ethernet.h，调用 get_ethernet_server_port、get_ethernet_server_point、get_server_data_encryption_flag、wireless_get_ethernet_server_point、ip_add_skip_change_clear
• midware/auxiliary/system_aux.c、midware/meter/meter.c 引用网络状态

7. 备注与风险点

真实缺陷 / 隐患（按严重程度排序）

1. 无线发送失败后状态机不一致（ethernet.c:820-826, 845-851）：l_u8SendRes == FALSE 时直接 return，但此时 msg->u8lock 仍为 TRUE、msg->u8Type 未清为 STATUS_NONE、g_t_wireless_info.u8_wireless_uart_flag 仍为 TRUE。同一条报文后续会被反复取到并重试（未清 type），而 u8lock 一直是 TRUE 会导致上层的锁判定失效；u8_wireless_uart_flag 不被释放则 WIFI 串口会被永久占用，直到 wireless_status_detect 下一次把它清掉（wireless_driver.c:295）。相比之下有线路径 ems_server_data_comm 无论成败都会解锁。
2. msg != NULL 判空位置错误（ethernet.c:571、785）：l_p_temp = (u8 *)msg->pu8Info;、l_u32_length = msg->u32Len;（有线，567-569）以及 l_u32_loop_cnt = msg->u32Len / WIRELESS_SEND_SIZE;（无线，782-783）都在 if(msg != NULL) 之前执行，msg 为 NULL 时已经解引用。虽然在 OSQPend 返回 OS_ERR_NONE 时理论上不会是 NULL，但该判空完全失效。
3. dns_pro_fun 的 DNS 旁路分支（ethernet.c:521-531）：else 分支（u8DNSOk == TRUE 时）会把 Domain_IP 写成 192.168.8.7。若 u8DNSOk 曾短暂为真而域名变更未重置该标志，会把服务器指向改成内网地址。同函数 if((TRUE) && (...)) 的恒真判断也是可疑写法。
4. static u16 s_u16_last_port 类 static 状态无初始化保护：ems_server_event_pro 的 static 变量初值为 0，首次进 SOCK_CLOSED 时 s_u16_now_port != 0 通常成立，但如果 W5500 恰好分配端口 0 则会误判走 close() 分支——概率极低。
5. get_ethernet_server_port 的副作用：该函数名义上"获取端口号"，实际会修改 g_stNetSysInfo.u8_skip_encryption、u8PortSel、u16_skip_port，并在 trySkip 失败时调用 ip_add_skip_change_clear()（会置 Flash 保存标志）。多处调用（ethernet.c:575/688/790、e_linker_wifi.c:283/397）都会产生这些副作用，阅读代码时易被误导。
6. trySkip 中 wantTLS 自赋值（ethernet.c:1636）：wantTLS = wantTLS && (!IP_Address.u8_server_temp_switchover); 位于 for 循环体内，第一轮之后 wantTLS 可能已被改写。逻辑上由于右侧条件不变，结果稳定，但把"循环不变量"写在循环体内是易错写法。
7. remote 分片发送缺少响应确认：wireless_event_pro 只判断 wireless_send 的返回值（串口是否发出），并不等待服务器 ACK，5KB 分片之间也无协议层确认，丢片只能靠上层超时重传。
8. net_abnormal_detect 中 s_u8_updata_flag 分支的 else-if 嵌套（ethernet.c:1477-1488）：if ((OSTimeGet() - s_u32_updata_tick) > SENCOND_30M) {...} else if (s_u32_updata_tick > OSTimeGet()) {...} —— 超时分支没有重置 s_u8_updata_flag，下一轮会重新进入超时分支并重复清 stUpt/置 timeout 标志。
9. ip_add_skip_change_clear 的 #if/else 空分支（ethernet.c:1568-1572）：EMS_18031_DEBUG == 1 时该 #if 块为空，s_skip_addr 不会被清零（调试期行为差异），量产路径正常。
10. server_skip_support_check 的重复 else-if 分支（ethernet.c:1208-1215）：两个分支体相同，疑似漏写。

魔法数字

• EMS_18031_DEBUG 下的阈值 SENCOND_60S；u8_logInCnt 阈值 18（有宏 LOGIN_NO_ACK_NUM）；u16OSQDealFailCnt >= 50（无宏，且 net/ems.h:61 定义了 OSQ_DEAL_FAIL (3) 却未被使用）；s_u8_timeout_count <= 15（P1 超时计数）；retry_cnt = 8/time_100us = 2000（TCP 超时）；SO_KEEPALIVEAUTO = 6；memsize {{2,2,8,2,0,0,0,0},...} 中的 2/8（KB）；发送重试 3 次与 1000 轮；l_u8KeepAliveCnt = 6。
• SENCOND_30M 的宏定义为 1000 * 1800（1800 秒 = 30 分钟），命名与数值的关系依赖读者自行换算，语义上正确但易被误读为 30 秒。

编码/遗留

• 第 279 行注释 // ×¢²á¶Áдº¯Êý 是 GBK 中文"注册读写函数"被以 UTF-8 保存后的乱码，属源文件编码污染残留。
• 第 763-767 行的 30ms 发送节流代码被整段注释保留。
• w5500_spi_configuration、net_init 等 16 个函数未在 ethernet.h 声明却非 static，形成隐式外部接口，缺乏编译期检查（改签名不会报错）。

并发与竞态

• wireless_event_pro（task_ethernet）与 wireless_read_P1_data（meter.c:5879，另一个任务上下文）通过 g_t_wireless_info.u8_wireless_uart_flag 争夺 WIFI 串口：两者都是"读-改-写"非原子操作，且都无锁保护。若两个任务同时通过标志检查，AT 指令与云数据会在串口上交错。wireless_read_P1_data 中还有一段 if(...)/{} 空语句块和 if 分支直接 fallthrough 到公共释放点（wireless_driver.c:495-498），逻辑上依赖后续 g_t_wireless_info.u8_wireless_uart_flag = FALSE 统一释放。
• g_stNetSysInfo 被 task_ethernet、task_ethernet_monitor、e_linker_wifi.c（由 monitor 任务调用）共享读写，无临界区保护。