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杂项系统 API

docs/zh_CN/api-reference/system/misc_system_api.rst

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杂项系统 API

:link_to_translation:en:[English]

{IDF_TARGET_BASE_MAC_BLOCK: default="BLK1", esp32="BLK0"} {IDF_TARGET_CPU_RESET_DES: default="CPU 复位", esp32="两个 CPU 均复位", esp32s3="两个 CPU 均复位", esp32p4="两个 CPU 均复位", esp32h4="两个 CPU 均复位"}

软件复位

函数 :cpp:func:esp_restart 用于执行芯片的软件复位。调用此函数时,程序停止执行,{IDF_TARGET_CPU_RESET_DES},应用程序由引导加载程序加载并重启。

函数 :cpp:func:esp_register_shutdown_handler 用于注册复位前会自动调用的例程(复位过程由 :cpp:func:esp_restart 函数触发),这与 atexit POSIX 函数的功能类似。

复位原因

ESP-IDF 应用程序启动或复位的原因有多种。调用 :cpp:func:esp_reset_reason 函数可获取最近一次复位的原因。复位的所有可能原因,请查看 :cpp:type:esp_reset_reason_t 中的描述。

堆内存

ESP-IDF 中有两个与堆内存相关的函数:

  • 函数 :cpp:func:esp_get_free_heap_size 用于查询当前可用的堆内存大小。
  • 函数 :cpp:func:esp_get_minimum_free_heap_size 用于查询整个过程中可用的最小堆内存大小(例如应用程序生命周期内可用的最小堆内存大小)。

请注意,ESP-IDF 支持功能不同的的多个堆。上文中函数返回的堆内存大小可使用 malloc 函数族来进行分配。有关堆内存的更多信息,请参阅 :doc:堆内存分配 <mem_alloc>

.. _MAC-Address-Allocation:

MAC 地址

以下 API 用于查询和自定义支持的网络接口(如 Wi-Fi、蓝牙、以太网)的 MAC 地址。

要获取特定接口(如 Wi-Fi、蓝牙、以太网)的 MAC 地址,请调用函数 :cpp:func:esp_read_mac

在 ESP-IDF 中,各个网络接口的 MAC 地址是根据单个 基准 MAC 地址 (Base MAC address) 计算出来的。默认情况下使用乐鑫指定的基准 MAC 地址,该基准地址在产品生产过程中已预烧录至 {IDF_TARGET_NAME} eFuse。

.. only:: not esp32s2

.. list-table::
    :widths: 20 40 40
    :header-rows: 1

    * - 接口
      - MAC 地址(默认 4 个全局地址)
      - MAC 地址(2 个全局地址)
    * - Wi-Fi Station
      - base_mac
      - base_mac
    * - Wi-Fi SoftAP
      - base_mac 最后一组字节后加 1
      - :ref:`本地 MAC <local-mac-addresses>` (由 Wi-Fi Station MAC 生成)
    * - 蓝牙
      - base_mac 最后一组字节后加 2
      - base_mac 最后一组字节后加 1
    * - 以太网
      - base_mac 最后一组字节后加 3
      - :ref:`本地 MAC <local-mac-addresses>` (由蓝牙 MAC 生成)

.. note::

    :ref:`配置选项 <CONFIG_{IDF_TARGET_CFG_PREFIX}_UNIVERSAL_MAC_ADDRESSES>` 配置了乐鑫提供的全局 MAC 地址的数量。

.. only:: esp32s2

.. list-table::
    :widths: 20 40 40
    :header-rows: 1

    * - 接口
      - MAC 地址(默认 2 个全局地址)
      - MAC 地址(1 个全局地址)
    * - Wi-Fi Station
      - base_mac
      - base_mac
    * - Wi-Fi SoftAP
      - base_mac 最后一组字节后加 1
      - :ref:`本地 MAC <local-mac-addresses>` (由 Wi-Fi Station MAC 生成)
    * - 以太网
      - :ref:`本地 MAC <local-mac-addresses>` (由 Wi-Fi SoftAP MAC 生成)
      - :ref:`本地 MAC <local-mac-addresses>` (在 base_mac 最后一组字节后加 1 生成,不推荐)

.. note::

    :ref:`配置选项 <CONFIG_{IDF_TARGET_CFG_PREFIX}_UNIVERSAL_MAC_ADDRESSES>` 配置了乐鑫提供的全局 MAC 地址的数量。

.. only:: not SOC_EMAC_SUPPORTED

.. note::

  {IDF_TARGET_NAME} 内部未集成以太网 MAC 地址,但仍可以计算得出该地址。不过,以太网 MAC 地址只能与外部以太网接口(如 SPI 以太网设备)一起使用,具体请参阅 :doc:`/api-reference/network/esp_eth`。

自定义接口 MAC ^^^^^^^^^^^^^^^^

有时用户可能需要自定义 MAC 地址,这些地址并不由基准 MAC 地址生成。如需设置自定义接口 MAC 地址,请使用 :cpp:func:esp_iface_mac_addr_set 函数。该函数用于覆盖由基准 MAC 地址设置(或尚未设置)的接口 MAC 地址。一旦设置某个接口 MAC 地址,即使更改基准 MAC 地址,也不会对其产生影响。

自定义基准 MAC ^^^^^^^^^^^^^^^

乐鑫已将默认的基准 MAC 地址预烧录至 eFuse {IDF_TARGET_BASE_MAC_BLOCK} 中。如需设置自定义基准 MAC 地址,请在初始化任一网络接口或调用 :cpp:func:esp_read_mac 函数前调用 :cpp:func:esp_base_mac_addr_set 函数。自定义基准 MAC 地址可以存储在任何支持的存储设备中(例如 flash、NVS)。

分配自定义基准 MAC 地址时,应避免 MAC 地址重叠。请根据上面的表格配置选项 :ref:CONFIG_{IDF_TARGET_CFG_PREFIX}_UNIVERSAL_MAC_ADDRESSES,设置可从自定义基准 MAC 地址生成的有效全局 MAC 地址。

.. note::

也可以调用函数 :cpp:func:`esp_netif_set_mac`,在网络初始化后设置网络接口使用的特定 MAC。但建议使用此处介绍的自定义基准 MAC 地址的方法,以避免原始 MAC 地址在更改前短暂出现在网络上。

eFuse 中的自定义 MAC 地址 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

ESP-IDF 提供了 :cpp:func:esp_efuse_mac_get_custom 函数,从 eFuse 读取自定义 MAC 地址时,调用该函数将从 eFuse BLK3 加载 MAC 地址。用户也可以调用 :cpp:func:esp_read_mac 函数,此时需使用 ESP_MAC_EFUSE_CUSTOM 参数。:cpp:func:esp_efuse_mac_get_custom 函数假定自定义基准 MAC 地址的存储格式如下:

.. only:: esp32

.. list-table::
    :widths: 20 15 20 45
    :header-rows: 1

    * - 字段
      - 比特数
      - 比特范围
      - 说明
    * - Version
      - 8
      - 191:184
      - 0:无效;其他:有效
    * - Reserved
      - 128
      - 183:56
      -
    * - MAC address
      - 48
      - 55:8
      -
    * - MAC address CRC
      - 8
      - 7:0
      - CRC-8-CCITT,多项式 0x07

.. note::

    如果启用了 3/4 编码方案,则必须同时烧写该块中的所有 eFuse 字段。

.. only:: not esp32

.. list-table::
    :widths: 30 30 30
    :header-rows: 1

    * - 字段
      - 比特数
      - 比特范围
    * - MAC address
      - 48
      - 200:248

.. note::

    eFuse BLK3 在烧写时使用 RS 编码,这意味着必须同时烧写该块中的所有 eFuse 字段。

调用 :cpp:func:esp_efuse_mac_get_custom 或 :cpp:func:esp_read_mac 函数获得自定义 eFuse MAC 地址后,请将此 MAC 地址设置为基准 MAC 地址。有以下两种方法:

  1. 使用原有 API:调用 :cpp:func:esp_base_mac_addr_set
  2. 使用新 API:调用 :cpp:func:esp_iface_mac_addr_set,此时需使用 ESP_MAC_BASE 参数。

.. _local-mac-addresses:

本地 MAC 地址和全局 MAC 地址 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

在 {IDF_TARGET_NAME} 中,乐鑫已预烧录足够数量的有效乐鑫全局 MAC 地址,供所有内部接口使用。上文中的表格已经介绍了如何根据基准 MAC 地址计算出具体接口的 MAC 地址。

当使用自定义 MAC 地址时,可能并非所有接口都能被分配到一个全局 MAC 地址。此时,接口会被分配一个本地 MAC 地址。请注意,这些地址仅用于单个本地网络。

本地 MAC 地址和全局 MAC 地址的定义,请参见 此处 <https://en.wikipedia.org/wiki/MAC_address#Universal_vs._local_(U/L_bit)>_。

内部调用函数 :cpp:func:esp_derive_local_mac,可从全局 MAC 地址生成本地 MAC 地址。具体流程如下:

  1. 在全局 MAC 地址的第一个字节组中设置 U/L 位(位值为 0x2),创建本地 MAC 地址。
  2. 如果该位已存在于全局 MAC 地址中(即现有的“全局”MAC 地址实际上已经是本地 MAC 地址),则本地 MAC 地址的第一个字节组与 0x4 异或。

芯片版本

:cpp:func:esp_chip_info 函数用于填充 :cpp:class:esp_chip_info_t 结构体中的芯片信息,包括芯片版本、CPU 数量和芯片中已启用功能的位掩码。

.. _idf-version-h:

SDK 版本

调用函数 :cpp:func:esp_get_idf_version 可返回一个字符串,该字符串包含了用于编译应用程序的 ESP-IDF 版本,与构建系统中通过 IDF_VER 变量所获得的值相同。该版本字符串的格式即 git describe 命令的运行结果。

也有其它的版本宏可用于在构建过程中获取 ESP-IDF 版本,它们可根据 ESP-IDF 版本启用或禁用部分程序。

  • :c:macro:ESP_IDF_VERSION_MAJOR、 :c:macro:ESP_IDF_VERSION_MINOR 和 :c:macro:ESP_IDF_VERSION_PATCH 分别被定义为代表主要版本、次要版本和补丁版本的整数。

  • :c:macro:ESP_IDF_VERSION_VAL 和 :c:macro:ESP_IDF_VERSION 可在确认版本时使用:

    .. code-block:: c

    #include "esp_idf_version.h"
    
    #if ESP_IDF_VERSION >= ESP_IDF_VERSION_VAL(4, 0, 0)
        // 启用 ESP-IDF v4.0 中的功能
    #endif
    

.. _app-version:

应用程序版本

应用程序版本存储在 :cpp:class:esp_app_desc_t 结构体中。该结构体位于 DROM 扇区,有一个从二进制文件头部计算的固定偏移值。该结构体位于 :cpp:class:esp_image_header_t 和 :cpp:class:esp_image_segment_header_t 结构体之后。字段 Version 类型为字符串,最大长度为 32 字节。

若需手动设置版本,需要在项目的 CMakeLists.txt 文件中设置 PROJECT_VER 变量,即在 CMakeLists.txt 文件中,在包含 project.cmake 之前添加 set(PROJECT_VER "0.1.0.1")

如果设置了 :ref:CONFIG_APP_PROJECT_VER_FROM_CONFIG 选项,则将使用 :ref:CONFIG_APP_PROJECT_VER 的值。否则,如果在项目中未设置 PROJECT_VER 变量,则该变量将从 $(PROJECT_PATH)/version.txt 文件(若有)中检索,或使用 git 命令 git describe 检索。如果两者都不可用,则 PROJECT_VER 将被设置为 “1”。应用程序可通过调用 :cpp:func:esp_app_get_description 或 :cpp:func:esp_ota_get_partition_description 函数来获取应用程序的版本信息。

应用示例

  • :example:system/base_mac_address 演示了如何从非易失性存储器中检索、设置和派生 {IDF_TARGET_NAME} 上每个网络接口的基准 MAC 地址,可以使用 eFuse 或外部存储。

API 参考

.. include-build-file:: inc/esp_system.inc .. include-build-file:: inc/esp_idf_version.inc .. include-build-file:: inc/esp_mac.inc .. include-build-file:: inc/esp_chip_info.inc .. include-build-file:: inc/esp_cpu.inc .. include-build-file:: inc/esp_app_desc.inc