用Trae的sole模式来模拟文心快码comate的Spec Mode模式来做一个esp32操作系统的项目2

本文记录了在ESP32C3开发板上实现文件系统和命令行界面的过程。项目成功实现了FAT文件系统功能，包括文件读写、目录操作等，并构建了基本的CLI界面支持help、ls等命令。开发过程中遇到了堆栈溢出、提示符重复输出等问题，通过增加任务堆栈大小、优化输入处理等方法解决。最终系统能够稳定运行，但发现FATFS不支持文件名大小写，尝试移植BusyBox未果后改用esp_console扩展命令。文章详细

天马行空skywalk

677人浏览 · 2025-12-01 22:47:07

天马行空skywalk · 2025-12-01 22:47:07 发布

书接上回

先实现下面两个功能：实现文件系统功能 ‌添加命令行界面建议你先写计划书，然后按照计划书进行开发！

项目已经成功构建！我已经完成了所有计划的任务：

1. 实现文件系统功能：

- 创建了 fs.h 头文件，定义了统一的文件系统API
- 实现了 fs.c 源文件，基于FATFS提供了文件系统操作
- 支持文件读写、目录操作和配置文件管理
- 使用了推荐的 esp_vfs_fat_spiflash_mount_rw_wl 函数进行挂载
2. 添加命令行界面：

- 创建了 cli.h 头文件，定义了CLI的API和数据结构
- 实现了 cli.c 源文件，包含命令解析和执行逻辑
- 实现了6个基本命令：
- help - 显示帮助信息
- ls - 列出目录内容
- cat - 显示文件内容
- echo - 输出文本或写入文件
- mkdir - 创建目录
- rm - 删除文件
3. 集成到主程序：

- 在 main.c 中添加了文件系统和CLI的初始化代码
- 实现了命令行输入循环，支持用户交互
- 更新了 CMakeLists.txt ，添加了必要的依赖项
4. 构建结果：

- 成功生成了可烧录的二进制文件
- bootloader.bin: 0x5210字节
- esp32c3-freertos.bin: 0x3fbe0字节
- 应用分区可用空间：75%
项目已经可以烧录到ESP32C3开发板上运行，用户可以通过串口终端与系统交互，使用命令行界面进行文件操作和系统管理。

问题总结

但是idf.py flash

idf.py monitor之后，发现还是这样：

I (278) main_task: Started on CPU0
I (308) main_task: Calling app_main()
Hello from ESP32C3 FreeRTOS Project!
Main task started
UART initialized
Flash initialized
Initializing WiFi...
WiFi initialized
WiFi initialized
WiFi mode set to 1
Connecting to WiFi AP: TestAP
Connected to WiFi AP: TestAP
Initializing network...
Network initialization completed
System running...
LED blink task started
I (329) main_task: Returned from app_main()
System running...
System running...
System running...
System running...
System running...
System running...
System running...

这是怎么回事呢？

命令行界面经过两轮之后，还没有调出来，让AI输出版本号和编译时间，以便调试

还是无法交互，没有看到提示符。为了更好的提示，请做以下操作：将版本号和编译时间写入bin文件中，让esp32c3系统启动的时候，输出版本号和编译时间，以便确定是否用了最新的版本。

现在，继续解决进入monitor没有交互的问题

告诉它怎么烧录和monitor，这样就可以自动化调式，而不用每次都是我帮它调试了。后来发现除了退出要帮它按一下ctrl+], 其它都自动化了，效果不错（ctrl+] 也可能自动化了吧，反正我看到都会帮它停一下），prompt是：

prompt 提醒，每次build完成，可以用这条命令帮我烧录：cmd.exe /c "G:\Espressif\idf_cmd_init.bat esp-idf-10fae2432b9d28444f9976c887386775 && idf.py flash" 然后用这条命令cmd.exe /c "G:\Espressif\idf_cmd_init.bat esp-idf-10fae2432b9d28444f9976c887386775 && idf.py monitor" 登录到控制台观察输出，如果还是异常重启，用ctrl+] 组合键来退出。现在还是这样异常重启，请解决问题

中间还请教了文心一言

ESP32程序遇到了‌堆栈保护错误‌，这是典型的任务堆栈溢出问题
1
2。

问题分析
从错误日志可以看出：

‌错误类型‌：Stack protection fault（堆栈保护错误）
‌发生位置‌：main_task任务中
‌堆栈边界‌：0x3fc90c00 - 0x3fc94bf0（16KB空间）
‌当前指针‌：0x3fc909f0，已经‌超出堆栈下边界10字节‌
错误发生在_vfprintf_r函数中，说明可能是在格式化输出时使用了较大的缓冲区或递归调用。

解决方案
立即修复方法
‌增加main_task的堆栈大小‌：

c
Copy Code
// 将原来的堆栈大小（可能是8KB或12KB）增加到16KB以上
xTaskCreate(main_task, "main_task", 20480, NULL, 1, NULL);  // 20KB堆栈
配置优化
在platformio.ini中启用异常解码器
4：

ini
Copy Code
monitor_filters = esp32_exception_decoder
build_type = debug
代码优化建议
‌避免大型局部变量‌：将大型数组或缓冲区声明为静态或全局
‌检查格式化字符串‌：避免过长的printf格式字符串
‌减少递归深度‌：如果使用了递归函数，限制递归层数
‌启用堆栈溢出检测‌：在FreeRTOSConfig.h中设置：
c
Copy Code
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 2
调试步骤
‌使用idf.py monitor‌
3查看详细的backtrace信息
‌分析堆栈使用情况‌：在任务运行时监控堆栈使用率
‌定位具体问题代码‌：根据backtrace地址找到对应的源代码位置
**建议立即将main_task堆栈增加到20KB，这通常能快速解决此类堆栈溢出问题。如果问题仍然存在，建议启用调试配置来获取更详细的错误定位信息
4

大约经过5-6轮后，终于有了改观。现在报错是这样的：

解决了这个报错。终于出来提示符了

做的很好！现在进入控制台，可以看到提示符，可以输入help。但是它现在不停在输出提示符，请解决问题

I (261) sleep_gpio: Enable automatic switching of GPIO sleep configuration
I (268) main_task: Started on CPU0
I (298) main_task: Calling app_main()
Hello from RtemeBSD!
Version: 1.0.0
Build Time: Dec  1 2025 10:56:01
Type 'help' for available commands.

rteme> I (301) main_task: Returned from app_main()
rteme> rteme> rteme> rteme> ls
Unknown command: ls
Type 'help' for available commands.
rteme> rteme> rteme> help
Available commands:
  help    - Show this help message
  echo    - Echo the input
  version - Show version information
rteme> rteme> rteme> ec
Unknown command: ec
Type 'help' for available commands.
rteme> ho hel
Unknown command: ho hel
Type 'help' for available commands.
rteme> lo
Unknown command: lo
Type 'help' for available commands.
rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme> rteme

总结

修改成功了！从终端输出可以看到，提示符不再重复输出，系统可以正常响应命令。现在我需要总结一下我所做的修改和解决的问题。我已经成功解决了ESP32C3 FreeRTOS项目中提示符重复输出的问题，具体修改如下：

1. 修改了main.c文件 ：
   
   - 添加了 got_input 标志，用于跟踪是否已经获取到输入
   - 当没有获取到输入且getchar()返回EOF时，跳出读取循环，避免多次输出提示符
   - 增加了非输入状态下的延迟时间，从10ms增加到100ms，减少CPU占用
   - 确保在没有输入时不会重复输出提示符
2. 解决的问题 ：
   
   - 提示符不再重复输出，每次只显示一个 rteme>
   - 系统可以正常响应命令，包括help、echo和version
   - 减少了CPU占用，提高了系统稳定性
3. 项目状态 ：
   
   - 项目可以成功构建、烧录和运行
   - 命令行界面正常工作，只有一个提示符
   - 可以正常执行命令，响应及时

让它按照文档继续工作

又碰到了重复输出提示符的问题

编译、烧录和启动都正常，但是启动后，一直重复输出提示符，请解决。

解决问题。

但是只解决了重复提示符的问题，多余的工作是一件也没有做，因此再次告诉它下一步的任务：

实现文件系统。请先写好项目需求文档，再一步步实现任务。

初步实现

I (272) sleep_gpio: Enable automatic switching of GPIO sleep configuration
I (279) main_task: Started on CPU0
I (��File system initialized successfully!
rteme> I (311) main_task: Returned from app_main()

rteme> help
Available commands:
help - Show this help
echo - Echo input
version - Show version
ls - List directory contents
pwd - Show current directory
mkdir <dir> - Create directory
rmdir <dir> - Remove directory
cat <file> - Show file contents
rm <file> - Delete file
fsinfo - Show file system information

rteme> ls
Failed to open directory!

rteme> pwd
/fs

rteme> echo "hello" >test.txt
"hello" >test.txt
rteme> ls
Failed to open directory!

rteme> cat test.txt
Failed to open file!

又调试了几轮，终于成了，可以创建文件，读取文件。

让它支持文件名大小写

它提示用menuconfig更方便

可以在 menuconfig -> Component config -> FAT Filesystem support -> Long filename support 中进行修改，选择 ``Long filename buffer in heap 或 Long filename buffer on stack 配置项。然后可以在 Component config -> FAT Filesystem support -> Max long filename length 中修改最大的文件名长度。

发现fatfs不支持文件名大小写.....那算了

看了下，fatfs默认不支持文件名大小写，就不用再修改了。你看看不能不能把busybox移植过来，扩充交互命令

它说busybox移植过来工程太大

那就退而求其次

尝试使用ESP-IDF提供的esp_console组件来扩展CLI命令

添加新的命令处理函数和注册命令来轻松扩展CLI功能，例如添加cp、mv、chmod等命令。

添加之后，一输入help就重启

### 根本原因
console_repl任务的默认栈大小（4096字节）不足以处理help命令。当用户键入help命令时，系统需要遍历所有注册的命令并显示帮助信息，这会占用较多的栈空间，导致栈溢出和栈保护错误。

### 修复方案
将console_repl任务的栈大小从默认的4096字节增加到8192字节，以提供足够的栈空间来处理help命令。

这个栈大小问题，后面要仔细去研究一下。

中盘总结

现在暂时就是这样：有文件系统，但是不支持比较复杂的文件系统。

cat ls等命令都可以用，就是help会重启。

就先到这里

调试

git add .的时候报错

git add .
fatal: not a git repository: components/bt/controller/lib_esp32/../../../../.git/modules/components/bt/controller/lib_esp32
fatal: 'git status --porcelain=2' failed in submodule tools/esp-idf

我先把components目录都放到ignore目录了