适配新平台

RTC TCP Client 通过 PAL(Platform Abstraction Layer)实现跨平台移植。将 SDK 移植到新平台只需实现 pal.h 中定义的接口。

PAL 接口总览​

接口类别函数说明
TCPtcp_connect, tcp_send, tcp_recv, tcp_close, tcp_pollTCP 连接管理、收发与轮询
线程thread_create, thread_join后台接收线程
互斥锁mutex_create, mutex_lock, mutex_unlock, mutex_destroy线程同步
时间time_ms, wal_clock_time单调毫秒计时用于超时;Unix UTC 毫秒时间戳
内存malloc, free动态内存分配

注意: PAL 只需实现原始 TCP(tcp_*)、轮询(tcp_poll)、互斥锁(mutex_*)和时间(wal_clock_time、time_ms)等接口,无需在 PAL 中实现 TLS。TLS 现位于共享库 common/tls.c(TLS-over-TCP,被 iot-client 的 mqtt/http 与 rtc-tcp-client 共用;rtc-tcp-client 旧的 src/tai_tls.c 已删除)。TLS 握手在内部复用 PAL 的 tcp_poll / mutex_* / time_ms,因此这些 PAL 接口必须正确实现。

随机数 (RNG)​

common/rng.c 是进程级唯一的 CTR-DRBG,在启动时由 tai_ctx_init()(以及 iot-client 的初始化)调用 rng_init() 仅播种一次。它要求 PAL 提供 mutex_create(见 rng.c:51):若 PAL 缺少 mutex_create,rng_init() 会直接失败(fail closed),整个初始化随之失败。

移植步骤​

1. 实现 PAL 接口​

创建一个 pal_xxx.c 文件,实现所有 PAL 函数并填充 pal_t 结构体:

#include "pal.h"

static void *my_tcp_connect(const char *host, uint16_t port, uint32_t timeout_ms) {
// 平台相关的 TCP 连接实现;timeout_ms 内需完成连接
// (0 = 非阻塞单次尝试),超时或失败返回 NULL
return NULL;
}

// ... 实现其他函数 ...

const pal_t my_platform_pal = {
.tcp_connect = my_tcp_connect,
.tcp_send = my_tcp_send,
.tcp_recv = my_tcp_recv,
.tcp_close = my_tcp_close,
.tcp_poll = my_tcp_poll,
.time_ms = my_time_ms,
.wal_clock_time = my_wal_clock_time,
.malloc = my_malloc,
.free = my_free,
.mutex_create = my_mutex_create,
.mutex_lock = my_mutex_lock,
.mutex_unlock = my_mutex_unlock,
.mutex_destroy = my_mutex_destroy,
.thread_create = my_thread_create,
.thread_join = my_thread_join,
.sleep_ms = my_sleep_ms,
};

2. 传入配置​

tai_config_t cfg = {
.pal = &my_platform_pal,
// ... 其他配置
};

3. 编译集成​

将 modules/rtc-tcp-client/src/ 下的源文件和你的 PAL 实现一起编译即可。

平台实现参考​

ESP-IDF​

PAL 接口ESP-IDF 实现
TCPlwIP socket API
线程xTaskCreate / vTaskDelete
互斥锁xSemaphoreCreateRecursiveMutex
时间time_ms:FreeRTOS tick;wal_clock_time:libc gettimeofday()
内存pvPortMalloc / vPortFree

现成实现参考:pal/pal_freertos.c 和 examples/esp-idf/components/agentic_kit/

Linux / macOS (POSIX)​

PAL 接口POSIX 实现
TCPsocket / connect / send / recv
线程pthread_create / pthread_join
互斥锁pthread_mutex_*
时间time_ms:CLOCK_MONOTONIC;wal_clock_time:CLOCK_REALTIME(均通过 clock_gettime)
内存malloc / free

现成实现参考:pal/pal_posix.c

FreeRTOS(通用)​

PAL 接口FreeRTOS 实现
线程xTaskCreate
互斥锁xSemaphoreCreateRecursiveMutex
时间time_ms 可参考 pal_freertos.c;wal_clock_time 默认读取 libc gettimeofday(),可按平台替换

注意: pal.h 的 mutex_create 契约(见头文件注释)要求返回递归锁,因此必须使用 xSemaphoreCreateRecursiveMutex(配合 xSemaphoreTakeRecursive / xSemaphoreGiveRecursive),不能用非递归的 xSemaphoreCreateMutex,否则会在重入加锁路径上死锁。

TCP 部分取决于具体的网络协议栈(lwIP、AT 指令等)。

FreeRTOS 单调计时​

FreeRTOS 计时实现位于 pal/pal_freertos.c 内部。应用通过 pal_t 的回调读取时间,无需包含独立的计时头文件:

#include "pal.h"

static void measure_work(const pal_t *pal)
{
uint64_t start_ms = pal->time_ms();
/* 执行操作。 */
uint64_t elapsed_ms = pal->time_ms() - start_ms;
(void)elapsed_ms;
}
  • time_ms 在调度器启动后的任务上下文中调用,不支持 ISR。重启内核后重新建立计时起点。
  • 内部通过 vTaskSetTimeOutState() 读取 tick 和回绕次数,无需 tick hook 或计时任务;支持 16、32、64 位 TickType_t。快照一致性依赖 FreeRTOS V10.4.3/V11.1.0 的 TimeOut_t 布局和临界区实现,超时记账 API 不承诺稳定的扩展时钟语义;升级内核或使用厂商分支时需复核。16/32 位 tick 要求至少 32 位 UBaseType_t,且内核回绕计数仍可表示。
  • 根据 configTICK_RATE_HZ 换算毫秒,支持非整毫秒 tick 和高于 1000 Hz 的频率;避免中间乘法溢出,超出 64 位毫秒范围时饱和为 UINT64_MAX。
  • 分辨率由 tick 频率决定;Tickless idle 的睡眠时间取决于平台的内核 tick 补偿。

可通过 cmake --build build --target check_freertos_pal 复核官方头文件兼容性,或运行 python3 tools/check_freertos_pal.py --cc cc。脚本固定 V10.4.3/V11.1.0 的上游提交,检查五种 tick 位宽组合;它会下载头文件,只验证编译兼容性,不验证实际内核运行或临界区。离线检查可通过 --kernels-dir 指定两个固定版本的 Git 检出目录。

FreeRTOS UTC 时钟​

云端协议直接调用 pal->wal_clock_time() 获取 UTC 毫秒,并在协议使用处通过 (uint32_t)(pal->wal_clock_time() / 1000U) 转成 Unix 秒;RTC 媒体时间戳继续使用 UTC 毫秒。

time_ms 保留单调计时语义;新增的 wal_clock_time 返回自 1970-01-01 UTC 起的毫秒数。两项均为必填。自定义 PAL 保留原 time_ms 的 tick/uptime 实现,为 wal_clock_time 提供已同步的 UTC,并重新编译 SDK 与调用方。

pal_freertos.c 的默认 pal_wal_clock_time() 通过 libc gettimeofday() 读取 UTC,将秒和微秒换算为毫秒;读取失败或 Unix 秒数不大于 0 时返回 0。此实现要求平台/libc 提供 gettimeofday()(如 ESP-IDF 的 libc/lwIP 环境);FreeRTOS 内核本身不提供 UTC。应用通过 RTC/SNTP 维护该时钟,适用时可以直接使用工厂 PAL:

const pal_t *pal = tai_pal_freertos();
if (iot_init(pal) != OPRT_OK) {
return;
}
tai_config_t cfg = {
.pal = pal,
/* ... */
};

如果平台提供 gettimeofday(),但它的 UTC 源不适用,可在初始化前替换回调。下面的 app_utc_ms() 由应用按平台实现,返回 Unix UTC 毫秒,时间不可用时返回 0:

static pal_t app_pal;

/* 启动阶段执行一次,早于 SDK 和工作线程。 */
app_pal = *tai_pal_freertos();
app_pal.wal_clock_time = app_utc_ms;
if (iot_init(&app_pal) != OPRT_OK) {
return;
}
tai_config_t cfg = {
.pal = &app_pal,
/* ... */
};

自定义 PAL 必须在 SDK 使用期间保持有效,IoT 与 TAI 共用该 PAL,初始化后不再修改它。如果工具链没有 gettimeofday(),还需适配 pal_freertos.c 或补充 libc 兼容实现;仅在运行时替换回调不能消除该编译和链接依赖。自定义 UTC 源可直接接入硬件 RTC;没有 RTC 时也可以按“同步 UTC 基准 + 单调经过时间”计算,基准的读写需保证线程安全。

SDK 不联网校时,不创建校时任务,也不回退到单调时间;读取到正数也不代表已经完成校时,应用仍需确认 UTC 可用。POSIX 的 CLOCK_REALTIME 实现和默认初始化方式保持不变。

UTC 可向前或向后校正,不能用于计算超时。TLS、MQTT、RTC 的超时与 Keepalive 使用 time_ms;云端签名、DP 上报和 RTC 媒体时间戳使用 wal_clock_time。UTC 不加时区偏移,时区只在显示日期时处理。启用 TLS 证书时间校验时,还需让 libc/mbedTLS 使用同一 UTC 源。

ESP-IDF 特殊注意事项​

内存规划​

组件内存需求建议分配位置
tai_ctx_size()依赖编译期缓冲配置,默认约 38 KB(调大 AGENTIC_KIT_TAI_FRAG_BUF_SIZE 等缓冲后会相应增长,配置项默认值见 modules/rtc-tcp-client/include/tai_config_defaults.h)若平台支持,可优先考虑大块外部内存(如 ESP32-S3 PSRAM)
TLS 工作区~30 KBPSRAM
音频发送缓冲~4-8 KB内部 SRAM
音频接收缓冲~8-16 KB内部 SRAM 或 PSRAM
FreeRTOS 任务栈SDK worker 任务默认 6144 words ≈ 24 KB(AGENTIC_KIT_PAL_FR_TASK_STACK_WORDS,单位是字不是字节;TLS 握手在该任务上,勿按 4-8 KB 砍);其他任务 ~4-8 KB内部 SRAM
void *mem = heap_caps_malloc(tai_ctx_size(), MALLOC_CAP_SPIRAM | MALLOC_CAP_8BIT);

sdkconfig 推荐​

CONFIG_ESP32S3_SPIRAM_SUPPORT=y
CONFIG_SPIRAM_MODE_OCT=y
CONFIG_MBEDTLS_DYNAMIC_BUFFER=y
CONFIG_MBEDTLS_SSL_MAX_CONTENT_LEN=16384
CONFIG_FREERTOS_HZ=1000

任务优先级​

任务优先级
音频采集/播放高 (15-18)
RTC TCP Client 后台线程中 (10-12)
应用主逻辑中 (5-8)

通用注意事项​

  • SDK 全部编译期配置项(TAI 缓冲与调度、MQTT 超时与包大小、ATOP HTTP 缓冲、FreeRTOS 任务栈、日志级别)的默认值与说明按所属子系统存放:日志上限与集成方覆盖的统一挂载点在 common/log.h(SDK 每个编译单元都包含它),FreeRTOS 任务配置项在 pal/pal_config_defaults.h,模块配置项在各自 include/ 下——modules/iot-client/include/iot_client_config_defaults.h、modules/rtc-tcp-client/include/tai_config_defaults.h、modules/tuya-ble/include/tuya_ble_config_defaults.h(tuya-ble 目前仅一个配置项:模块日志上限)。按产品覆盖任选其一(见 common/log.h 头注释;完整说明见编译期配置):自己创建 agentic_kit_config.h(只写要改的 #define,无论配置项属于哪个子系统都写在这一个文件里),把所在目录加进编译 SDK 源码的 target 的 include 路径(CMake:target_include_directories(<target> PRIVATE <目录>))即可被自动捡起;沿用 -D<宏>=<值>;或用 -DAGENTIC_KIT_USER_CONFIG='"my_opts.h"' 指定任意文件名(无 __has_include 的工具链用这种)。注意:配置项值必须对每个编译 SDK 源码的 target 保持一致
  • PAL thread_create 需要设置足够的栈大小;pal_freertos.c 默认使用 AGENTIC_KIT_PAL_FR_TASK_STACK_WORDS(6144 words,32 位平台上约 24KB,可按平台内存情况调小或调大)
  • SDK 内部通过 mbedTLS 处理 TLS,需要正确的系统时间用于证书验证;若未提供 CA 证书,TLS 连接可能退化为不校验证书的模式
  • tcp_recv 应支持阻塞/超时语义(后台线程会循环调用)
  • tcp_poll 用于检查套接字的可读/可写状态,需正确实现 events 位掩码
  • 如使用 Opus 编码,需额外集成 Opus 库
  • 云端签名与 DP 时间戳读取 PAL 的 UTC 回调,无需 libc time(NULL)。

PAL I/O 返回值契约​

PAL 的 TCP 接口必须严格遵循以下返回值约定(见 pal.h),否则 SDK 无法正确区分超时、对端关闭与致命错误:

接口返回值含义
tcp_send / tcp_recv>0实际发送 / 接收的字节数
tcp_send / tcp_recv0无数据;tcp_recv 返回 0 表示对端已关闭连接(EOF)
tcp_send / tcp_recvPAL_ERR_AGAIN (-7)超时 / would-block,稍后重试,非致命
tcp_send / tcp_recvPAL_ERR_NET (-3)致命网络错误
tcp_poll>0就绪事件位掩码:1=可读,2=可写(可按位组合)
tcp_poll0超时(无事件就绪)
tcp_poll<0错误
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