/*
 * 模块名称：屏板链路协议层实现（帧 A 解析 / 帧 B 组帧 / CRC-16）
 * 模块功能：见 sb_proto.h 的模块头。本文件只做字节级编解码，不碰寄存器、DMA、任务与时间。
 * 适用平台：STM32F4 系列（ARMCC v5）；仅依赖 stdint.h 与 string.h，主机侧可编译。
 * 作者：王建锋
 * 创建日期：2026-10-29
 * 修改记录：
 *     2026-10-29  王建锋  创建：按屏板固件 CRC16.c / MODBUS.c 对齐，并订正 CRC 字节序口径
 *
 * ============================================================================
 * CRC 的字节序：这里有一个会让人白查一天的口径陷阱，先看这段
 * ============================================================================
 * 屏板固件 Middlewares/Modbus/CRC16.c 的 Calculate_CRC() 返回的**不是**教科书上那个
 * CRC-16/MODBUS 值，而是它高低字节互换后的「线上字」。举实测值：
 *
 *   数据 "123456789"      屏板返回 0x374B   CRC-16/MODBUS 标准值 0x4B37
 *   数据 01 03 00 00 00 0A 屏板返回 0xC5CD   标准值 0xCDC5
 *
 * 于是屏板 RS485_RefreshScreenCMD() 里那句「cmdbuf[4] = crc >> 8」（注释写"CRC校验高字节"）
 * 实际写出去的是**标准 CRC 的低字节**——两处命名都是反的，但**线上字节是对的**：
 * 上面第二帧的线上 CRC 就是 C5 CD（Modbus RTU 的低字节在前）。
 *
 * 结论（本模块采用的写法）：
 *   · sb_crc16() 返回**标准 CRC-16/MODBUS 值**（可用教科书校验值 0x4B37 直接对）；
 *   · 写帧时一律 **低字节在前**：帧 A 偏移 4 = 低、偏移 5 = 高；帧 B 偏移 4206 = 低、4207 = 高。
 * 若照屏板注释的字面意思写成「高字节在前」，两侧算出的值差一次字节交换，屏板会把每一帧都
 * 判成 CRC 错（它的超时判定只看"收没收到一整包"、不看 CRC，所以现场只表现为画面不刷新），
 * 极易误判成波特率或时序问题。主机单测里钉了屏板算法的实测向量，改这两行会立刻红。
 *
 * 表：屏板用两张 8 位表（auchCRCHi / auchCRCLo），本模块用一张 16 位表（同样 512 B 常量）。
 * 两者关系是可逐项验证的恒等式：s_crc_table[i] == (auchCRCLo[i] 左移 8) 或 auchCRCHi[i]
 * ——即屏板把**低字节表叫 Hi、高字节表叫 Lo**，这也是上面那个反相的根源。
 */

#include <string.h>

#include "sb_proto.h"

/* ============================================================================
 * CRC-16/MODBUS 查表（多项式 0xA001 反转式，初值 0xFFFF）
 * 表的生成方式：对 i = 0..255，取 crc = i，做 8 次「最低位为 1 则右移后异或 0xA001，
 * 否则只右移」，所得 crc 即表项。主机单测逐项复核前 8 项与末项，并复算屏板的实测向量。
 * ==========================================================================*/
static const uint16_t s_crc_table[256] =
{
    0x0000, 0xC0C1, 0xC181, 0x0140, 0xC301, 0x03C0, 0x0280, 0xC241,
    0xC601, 0x06C0, 0x0780, 0xC741, 0x0500, 0xC5C1, 0xC481, 0x0440,
    0xCC01, 0x0CC0, 0x0D80, 0xCD41, 0x0F00, 0xCFC1, 0xCE81, 0x0E40,
    0x0A00, 0xCAC1, 0xCB81, 0x0B40, 0xC901, 0x09C0, 0x0880, 0xC841,
    0xD801, 0x18C0, 0x1980, 0xD941, 0x1B00, 0xDBC1, 0xDA81, 0x1A40,
    0x1E00, 0xDEC1, 0xDF81, 0x1F40, 0xDD01, 0x1DC0, 0x1C80, 0xDC41,
    0x1400, 0xD4C1, 0xD581, 0x1540, 0xD701, 0x17C0, 0x1680, 0xD641,
    0xD201, 0x12C0, 0x1380, 0xD341, 0x1100, 0xD1C1, 0xD081, 0x1040,
    0xF001, 0x30C0, 0x3180, 0xF141, 0x3300, 0xF3C1, 0xF281, 0x3240,
    0x3600, 0xF6C1, 0xF781, 0x3740, 0xF501, 0x35C0, 0x3480, 0xF441,
    0x3C00, 0xFCC1, 0xFD81, 0x3D40, 0xFF01, 0x3FC0, 0x3E80, 0xFE41,
    0xFA01, 0x3AC0, 0x3B80, 0xFB41, 0x3900, 0xF9C1, 0xF881, 0x3840,
    0x2800, 0xE8C1, 0xE981, 0x2940, 0xEB01, 0x2BC0, 0x2A80, 0xEA41,
    0xEE01, 0x2EC0, 0x2F80, 0xEF41, 0x2D00, 0xEDC1, 0xEC81, 0x2C40,
    0xE401, 0x24C0, 0x2580, 0xE541, 0x2700, 0xE7C1, 0xE681, 0x2640,
    0x2200, 0xE2C1, 0xE381, 0x2340, 0xE101, 0x21C0, 0x2080, 0xE041,
    0xA001, 0x60C0, 0x6180, 0xA141, 0x6300, 0xA3C1, 0xA281, 0x6240,
    0x6600, 0xA6C1, 0xA781, 0x6740, 0xA501, 0x65C0, 0x6480, 0xA441,
    0x6C00, 0xACC1, 0xAD81, 0x6D40, 0xAF01, 0x6FC0, 0x6E80, 0xAE41,
    0xAA01, 0x6AC0, 0x6B80, 0xAB41, 0x6900, 0xA9C1, 0xA881, 0x6840,
    0x7800, 0xB8C1, 0xB981, 0x7940, 0xBB01, 0x7BC0, 0x7A80, 0xBA41,
    0xBE01, 0x7EC0, 0x7F80, 0xBF41, 0x7D00, 0xBDC1, 0xBC81, 0x7C40,
    0xB401, 0x74C0, 0x7580, 0xB541, 0x7700, 0xB7C1, 0xB681, 0x7640,
    0x7200, 0xB2C1, 0xB381, 0x7340, 0xB101, 0x71C0, 0x7080, 0xB041,
    0x5000, 0x90C1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53C0, 0x5280, 0x9241,
    0x9601, 0x56C0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95C1, 0x9481, 0x5440,
    0x9C01, 0x5CC0, 0x5D80, 0x9D41, 0x5F00, 0x9FC1, 0x9E81, 0x5E40,
    0x5A00, 0x9AC1, 0x9B81, 0x5B40, 0x9901, 0x59C0, 0x5880, 0x9841,
    0x8801, 0x48C0, 0x4980, 0x8941, 0x4B00, 0x8BC1, 0x8A81, 0x4A40,
    0x4E00, 0x8EC1, 0x8F81, 0x4F40, 0x8D01, 0x4DC0, 0x4C80, 0x8C41,
    0x4400, 0x84C1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47C0, 0x4680, 0x8641,
    0x8201, 0x42C0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81C1, 0x8081, 0x4040
};

/* ============================================================================
 * 私有工具
 * ==========================================================================*/

/*
 * 函数功能：把 CRC 写到帧尾（低字节在前，见文件头那段说明）
 * 入口参数：p_frame - 帧首地址
 *           off     - CRC 域起始偏移
 *           crc     - sb_crc16() 返回的标准 CRC 值
 * 返回值：无
 * 限定条件：p_frame 至少长 off + 2。
 * 函数说明：帧 A 与帧 B 共用，两处字节序必须一致——写反了屏板会把每一帧都判成 CRC 错。
 */
static void sb_put_crc(uint8_t *p_frame, uint16_t off, uint16_t crc)
{
    p_frame[off] = (uint8_t)(crc & 0xFFU);          /* 低字节在前 */
    p_frame[off + 1U] = (uint8_t)((crc >> 8) & 0xFFU);
}

/* ============================================================================
 * 公开接口实现
 * ==========================================================================*/

uint16_t sb_crc16(const uint8_t *p_data, uint16_t len)
{
    uint16_t crc = 0xFFFFU;
    /* 32 位计数：用 uint16_t 循环变量时 ARMCC 每轮会多生成一条 UXTH（实测见
     * fromelf 反汇编），4206 B 一轮就是 4206 条无用指令。帧 B 每帧都要算满 4206 B，
     * 这条值得省（组帧预算见 docs/任务规划/屏板链路.md §3 的 2-1）。 */
    uint32_t n = (uint32_t)len;

    while (n > 0U)
    {
        crc = (uint16_t)((crc >> 8) ^ s_crc_table[(uint8_t)(crc ^ *p_data)]);
        p_data++;
        n--;
    }
    return crc;
}

/*
 * 函数功能：解析一帧帧 A（屏板发来的 6 B 召唤 / 按键帧）
 * 入口参数：p_buf - 收到的字节首地址
 *           len   - 收到的字节数
 *           p_out - 解析结果输出（成功时写 cmd / key，失败时不改）
 * 返回值：BSP_OK / BSP_ERR_CRC（帧被破坏，计数后丢弃）/ BSP_ERR_PARAM（不是合法召唤帧，直接丢）
 * 限定条件：只认固定 6 B；先校 CRC 再看字段。
 * 函数说明：细节与"为什么地址/功能码不符也报 PARAM"见 sb_proto.h 的同名声明。
 */
bsp_err_t sb_frame_a_parse(const uint8_t *p_buf, uint16_t len, sb_frame_a_t *p_out)
{
    uint16_t crc;
    uint8_t  cmd;

    if ((p_buf == 0) || (p_out == 0))
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }
    if (len != SB_FRAME_A_LEN)
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    /* 先校 CRC：字节已经乱了的话，再去解释地址/功能码没有意义 */
    crc = sb_crc16(p_buf, (uint16_t)SB_FRAME_A_CRC_OFF);
    if ((p_buf[SB_FRAME_A_CRC_OFF] != (uint8_t)(crc & 0xFFU)) ||
        (p_buf[SB_FRAME_A_CRC_OFF + 1U] != (uint8_t)((crc >> 8) & 0xFFU)))
    {
        return BSP_ERR_CRC;
    }

    if (p_buf[0] != SB_ADDR)
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }
    if (p_buf[1] != SB_FUNC_READ_HOLDING)
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    cmd = p_buf[2];
    if ((cmd != SB_CMD_KEY) && (cmd != SB_CMD_RT))
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    p_out->cmd = cmd;
    /* 周期召唤的 key 字段按协议恒为 0；真收到非 0 也按 0 处理（不为此丢一帧） */
    p_out->key = (cmd == SB_CMD_KEY) ? p_buf[3] : (uint8_t)0U;
    return BSP_OK;
}

/*
 * 函数功能：组一帧帧 B「普通图」（点阵 + 32 位 LED 掩码）
 * 入口参数：p_frame  - 输出缓冲（>= SB_FRAME_B_LEN）
 *            p_bmp    - 点阵源（>= SB_FRAME_B_BMP_LEN）
 *            led_mask - 状态灯位掩码，小端填进 info[0..3]
 * 返回值：BSP_OK / BSP_ERR_PARAM（指针为空）
 * 限定条件：整帧重写（含 998 B 填充与 CRC），调用方不必预先清零。
 * 函数说明：掩码的位语义不归本模块管（见任务规划批 3）。
 */
bsp_err_t sb_frame_b_build_image(uint8_t *p_frame, const uint8_t *p_bmp, uint32_t led_mask)
{
    if ((p_frame == 0) || (p_bmp == 0))
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    /* 整帧重写：998 B 填充与 info[4..7] 一并归零，调用方不必预先清零 */
    (void)memset(p_frame, 0, (size_t)SB_FRAME_B_LEN);
    (void)memcpy(p_frame, p_bmp, (size_t)SB_FRAME_B_BMP_LEN);

    /* info[0..3]：LED 位掩码，小端（info[0] = bit0..7） */
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 0U] = (uint8_t)(led_mask & 0xFFU);
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 1U] = (uint8_t)((led_mask >> 8) & 0xFFU);
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 2U] = (uint8_t)((led_mask >> 16) & 0xFFU);
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 3U] = (uint8_t)((led_mask >> 24) & 0xFFU);

    sb_put_crc(p_frame, (uint16_t)SB_FRAME_B_CRC_OFF, sb_crc16(p_frame, (uint16_t)SB_FRAME_B_CRC_OFF));
    return BSP_OK;
}

/*
 * 函数功能：组一帧帧 B「LOGO」（点阵 + 宽高 + 魔数 0x89 0x45）
 * 入口参数：p_frame - 输出缓冲（>= SB_FRAME_B_LEN）
 *           p_bmp   - 点阵源（>= SB_FRAME_B_BMP_LEN）
 *           width   - 图片宽度（像素），大端填进 info[0..1]
 *           height  - 图片高度（像素），大端填进 info[2..3]
 * 返回值：BSP_OK / BSP_ERR_PARAM（指针空 / 宽高为 0 / 点阵装不下）
 * 限定条件：按字节数判容量（((width + 7) / 8) * height <= 3200），不是按像素数。
 * 函数说明：本帧会覆盖屏板 Flash 扇区 126，发送时机由调用方决定。
 */
bsp_err_t sb_frame_b_build_logo(uint8_t *p_frame, const uint8_t *p_bmp, uint16_t width, uint16_t height)
{
    uint32_t need_bytes;

    if ((p_frame == 0) || (p_bmp == 0))
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }
    if ((width == 0U) || (height == 0U))
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    /* 按字节数判容量而不是像素数：161x159 只有 25599 像素，却要 21x159 = 3339 B 才装得下 */
    need_bytes = ((uint32_t)width + 7U) / 8U;
    need_bytes *= (uint32_t)height;
    if (need_bytes > (uint32_t)SB_FRAME_B_BMP_LEN)
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    (void)memset(p_frame, 0, (size_t)SB_FRAME_B_LEN);
    (void)memcpy(p_frame, p_bmp, (size_t)SB_FRAME_B_BMP_LEN);

    /* info[0..1] 宽、info[2..3] 高，均大端 */
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 0U] = (uint8_t)((width >> 8) & 0xFFU);
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 1U] = (uint8_t)(width & 0xFFU);
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 2U] = (uint8_t)((height >> 8) & 0xFFU);
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 3U] = (uint8_t)(height & 0xFFU);
    /* info[4..5] LOGO 魔数；info[6..7] 保留（已归零） */
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 4U] = SB_LOGO_MAGIC_HI;
    p_frame[SB_FRAME_B_INFO_OFF + 5U] = SB_LOGO_MAGIC_LO;

    sb_put_crc(p_frame, (uint16_t)SB_FRAME_B_CRC_OFF, sb_crc16(p_frame, (uint16_t)SB_FRAME_B_CRC_OFF));
    return BSP_OK;
}

/*
 * 函数功能：自校验一帧帧 B（重算 CRC 并与帧尾比对）
 * 入口参数：p_frame - 待校验帧首地址
 *           len     - 帧长度，必须等于 SB_FRAME_B_LEN
 * 返回值：BSP_OK / BSP_ERR_CRC（不一致）/ BSP_ERR_PARAM（指针空或长度不对）
 * 限定条件：只验 CRC，不检查填充段是否全 0、也不检查掩码位语义。
 * 函数说明：供组帧路径自查（2-4 的「组帧自校验 100%」接这里）。
 */
bsp_err_t sb_frame_b_verify(const uint8_t *p_frame, uint16_t len)
{
    uint16_t crc;

    if (p_frame == 0)
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }
    if (len != SB_FRAME_B_LEN)
    {
        return BSP_ERR_PARAM;
    }

    crc = sb_crc16(p_frame, (uint16_t)SB_FRAME_B_CRC_OFF);
    if ((p_frame[SB_FRAME_B_CRC_OFF] != (uint8_t)(crc & 0xFFU)) ||
        (p_frame[SB_FRAME_B_CRC_OFF + 1U] != (uint8_t)((crc >> 8) & 0xFFU)))
    {
        return BSP_ERR_CRC;
    }
    return BSP_OK;
}