STM32F4-Base/App/task/ui_task.c

/*
 * 模块名称：UI Task
 * 模块功能：UI 主任务，等待网络就绪后初始化显示/菜单/推流并周期刷新
 * 适用平台：STM32F407 系列（LVGL + CH395F 以太网）
 * 作者：王建锋
 * 创建日期：2026-08-30
 * 修改记录：
 *   v1.1  2026-09-14  王建锋  新增待机显示页初始化（ui_standby_init，空闲 60s 切入）
 *   v1.2  2026-10-10  王建锋  任务耗时测量埋点：主循环加常开探针
 *                          （循环周期 / 单轮工作耗时 / ui_net_sink_poll 往返），
 *                          用于把"心跳缺席"拆成 饿死 / 阻塞在往返 / 自身拖长
 *                          三种互斥机理（判读见 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §11.4）
 *   v1.3  2026-10-10  王建锋  解耦心跳（docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §11.3）：把 task_wd_beat
 *                          (TASK_WD_UI) 提到 ui_net_sink_poll() **之前**。原写法心跳
 *                          在推流往返之后 → 心跳周期 = 渲染 + 一次 netTask 往返 + 10ms，
 *                          实测 uiw≈uis≈50ms（心跳被 netTask 往返主导），心跳实际测的是
 *                          "netTask 响应性"而非"UI 活着"。提到往返之前后，心跳测的是
 *                          "UI 自己被调度到了"。注：若往返**永久**阻塞，本改仍不能救
 *                          （心跳只发一次）→ 真要彻底去掉依赖须走事件驱动 accept
 *                          （NET_EVENT_CONNECTED 回调），待复现快照确认阻塞机理后再定。
 *   v1.4  2026-10-25  DTU 项目组  F3（大窗判读）：向 ui_net_sink 注册心跳回调
 *                          （ui_task_sink_beat）——推流段内**每个可等待 net 往返**
 *                          （accept/recv/send/close/重建）返回点即喂本任务心跳，
 *                          风暴期「单轮多个慢往返之和」不再串成 800ms 缺席链
 *                          （2026-10-25 实测 bit4 8 连击、uisn=154ms 仍在段内；
 *                          按位连击判据 = docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §5.3）。
 *                          单个往返自身仍无上界——该上界与彻底解耦（事件驱动
 *                          accept）归登记簿「net 层跨上下文收口」（批 3），本票只做心跳续命。
 */
#include "ui_task.h"

#include <string.h>

#include "cmsis_os.h"
#include "sys_events.h"

#include "ui_port.h"
#include "ui_menu.h"
#include "ui_net_sink.h"
#include "ui_standby.h"
#include "ui_w_records.h"  /* task-6 记录 reader 注入点（UI 页面不再 include sys_log.h） */
#include "ui_w_soe.h"     /* task-15 SOE 记录 reader 注入点（同上：UI 不 include soe_store.h） */
#include <stdio.h>        /* task-15 snprintf：CP56 → UI 视图里的 char[20] 时标 */
#include "ui_data.h"        /* task-14 快照存侧（BSP）：本任务只负责先复位再喂帧 */
#include "ui_data_feed.h"   /* task-14 数据装配节拍入口（App/app，UI 侧唯一发布者） */
#include "sys_log.h"
#include "soe_store.h"    /* task-15 SOE 只读遍历（count/read）；写侧仍归 protectTask/defaultTask */
#include "ui_tokens.h"      /* UI 设计令牌：循环周期 UI_TASK_TICK_MS / 待机阈值 UI_STANDBY_IDLE_MS */
#include "sys_clock.h"
#include "test_config.h"      /* TEST_LATENCY_PROBE（链路时延探针编译开关） */
#include "net_latency_test.h" /* M3 探针：ui_loop（生产循环实测周期） */
#include "task_watchdog.h"
#include "task_prof.h"        /* P2 常开探针：循环周期 / 工作耗时 / 推流往返 */

/*
 * 函数功能：待机屏底部时钟提供回调（平台差异：MCU = sys_clock_get_str）
 * 入口参数：buf - 时间串输出缓冲  char *
 *           len - buf 容量  size_t
 * 返回值：无
 */
static void ui_task_time_cb(char *buf, size_t len) {
    if (sys_clock_get_str(buf, len) == NULL && len > 0u) {
        buf[0] = '\0';    /* 墙钟无效：空串（待机屏时钟行留白） */
    }
}

/*
 * 函数功能：记录 reader 适配（task-6 注入）——UI 不透明编号 0/1 → syslog_id_t 映射
 * 入口参数：log_id - UI 记录源编号（UI_W_REC_LOG_*）  uint8_t
 * 返回值：记录条数；未知编号返回 0（页面退化为空态）  uint16_t
 * 限定条件：uiTask 上下文同步调用（记录页绘制路径，与合并前直调同形）
 */
static uint16_t ui_task_rec_count(uint8_t log_id) {
    if (log_id == UI_W_REC_LOG_RUN) {
        return (uint16_t)syslog_count(SYSLOG_RUN);
    }
    if (log_id == UI_W_REC_LOG_SELFTEST) {
        return (uint16_t)syslog_count(SYSLOG_SELFTEST);
    }
    return 0u;
}

/*
 * 函数功能：记录 reader 适配（task-6 注入）——读记录字段直通 sys_log（错误码不改写）
 * 入口参数：log_id/idx/ts/ts_len/desc/desc_len - 契约见 ui_w_records.h ui_rec_reader_t
 * 返回值：0 成功；-1 编号/序号越界（未知编号同 -1）；-2 读失败  int
 * 限定条件：同上
 */
static int ui_task_rec_get(uint8_t log_id, uint32_t idx, char *ts, uint32_t ts_len,
                           char *desc, uint32_t desc_len) {
    if (log_id == UI_W_REC_LOG_RUN) {
        return syslog_get_record(SYSLOG_RUN, idx, ts, (size_t)ts_len, desc, (size_t)desc_len);
    }
    if (log_id == UI_W_REC_LOG_SELFTEST) {
        return syslog_get_record(SYSLOG_SELFTEST, idx, ts, (size_t)ts_len, desc, (size_t)desc_len);
    }
    return -1;
}

static const ui_rec_reader_t s_rec_reader = { ui_task_rec_count, ui_task_rec_get };

/*
 * 函数功能：SOE 记录条数适配（道E task-15 reader 注入）——读落盘文件的完整槽数
 * 入口参数：无
 * 返回值：条数；超过 uint16 上限时钳到 65535（组件契约是 uint16_t）  uint16_t
 * 限定条件：uiTask 上下文同步调用（SOE 记录页绘制路径）
 */
static uint16_t ui_task_soe_count(void) {
    uint32_t n = soe_store_count();

    return (n > 65535u) ? 65535u : (uint16_t)n;
}

/*
 * 函数功能：读第 idx 条 SOE 记录并翻成 UI 视图（二进制 → 不透明显示字段）
 * 入口参数：idx    - 记录序号  uint32_t
 *           p_out  - UI 侧记录视图（契约见 Drivers/BSP/UI/ui_w_soe.h）  ui_w_soe_rec_t *
 * 返回值：0 - 成功；-1 - 读失败 / 卷忙 / 校验和不过（页面这行退化显示，不猜）  int
 * 限定条件：uiTask 绘制路径；soe_store_read() 是 try 锁非阻塞，绝不拖住 UI 节拍
 * 函数说明：时标**取记录内的 CP56**（事件自己的时间），不用"现在"换算。两条口径
 *          叠起来正好与文本记录页一致，别"顺手补 8 小时"：
 *          ① sys_clock 的 epoch 域本身就是本地时间（App/util/sys_clock.h 的
 *             sys_clock_set_unix 注明"Unix epoch time (秒，本地时间)"）；
 *          ② App/log/soe_rec.c 的 epoch→CP56 分解不加任何时区偏移。
 *          所以这里打出来的墙上时钟 == 运行/自检记录页里 sys_clock_get_str() 的口径；
 *          哪天真要引入显式时区，两侧必须一起改（跨模块陷阱，注释即防线）。
 *          时钟无效（IV）不写在这里：它是显示语义，由 UI 侧按 SOE_FLG_IV 决定
 *          （组件把那行名字打"--"、值打"时钟无效"），App 只交代原始记录。
 */
static int ui_task_soe_get(uint32_t idx, ui_w_soe_rec_t *p_out) {
    soe_rec_t rec;
    uint32_t  sec;

    if ((p_out == NULL) || (soe_store_read(idx, &rec) != 0)) {
        return -1;
    }
    /* CP56 字节表见 App/log/soe_rec.c 的 s_soe_epoch_to_cp56：
     * [0..1]=分内毫秒（秒域时基 → 恒为秒×1000，亚秒不造假）[2]=分 [3]=时
     * [4]=日 [5]=月 [6]=年-2000 */
    sec = (((uint32_t)rec.cp56[1] << 8) | (uint32_t)rec.cp56[0]) / 1000u;
    (void)snprintf(p_out->ts, sizeof(p_out->ts), "%04u-%02u-%02u %02u:%02u:%02u",
                   (unsigned)(2000u + ((uint32_t)rec.cp56[6] & 0x7Fu)),
                   (unsigned)((uint32_t)rec.cp56[5] & 0x0Fu),
                   (unsigned)((uint32_t)rec.cp56[4] & 0x1Fu),
                   (unsigned)((uint32_t)rec.cp56[3] & 0x1Fu),
                   (unsigned)((uint32_t)rec.cp56[2] & 0x3Fu),
                   (unsigned)sec);
    p_out->type  = rec.type;
    p_out->elm   = rec.elm_id;
    p_out->flags = rec.flags;
    p_out->seq   = rec.seq;
    p_out->value = rec.value;
    return 0;
}

static const ui_soe_reader_t s_soe_reader = { ui_task_soe_count, ui_task_soe_get };

/*
 * 函数功能：推流往返边界的心跳续命钩（F3，注册给 ui_net_sink）
 * 入口参数：无
 * 返回值：无
 * 限定条件：uiTask 轮询上下文（sink 在往返返回处调用），只做置位、不阻塞
 * 函数说明：为何经回调注入而非 sink 直调 task_wd_beat()——分层边界（BSP 不得
 *           include App 头，layer-deps 门禁）；心跳属主仍是本任务。
 */
static void ui_task_sink_beat(void) {
    task_wd_beat(TASK_WD_UI);
}

#define DBG_TAG "[UI_TASK]"
#include "dbg_log.h"

/*
 * 函数功能：等待网络就绪事件
 * 入口参数：无
 * 返回值：无
 * 限定条件：sys_evtHandle 为 NULL 时直接返回
 * 函数说明：无限期等待 SYS_EVT_NET_READY 标志
 */
static void ui_task_wait_net_ready(void) {
    if (sys_evtHandle != NULL) {
        /* osFlagsNoClear：就绪位是状态，不能被本任务消费掉（否则其它等待者永不唤醒）。
         * 2026-10-02 台架修复：等待改 100ms 分片 + 每片喂心跳（与 timeSync/netTask/
         * ftpTask 入口同模式）——IWDG 必需掩码含 UI 位，原 osWaitForever 无心跳：
         * IWDG 启动（存储就绪）时网络未必就绪 → 掩码 800ms 不可达 → 停喂 → 复位循环。
         * 100ms 分片 = 抽样窗，纯任务睡眠零队列开销。 */
        for (;;) {
            uint32_t r = osEventFlagsWait(sys_evtHandle, SYS_EVT_NET_READY,
                                          osFlagsWaitAny | osFlagsNoClear, 100u);
            if ((r & osFlagsError) == 0u) {
                break;                    /* NET_READY 已置位（状态位，未被消费） */
            }
            task_wd_beat(TASK_WD_UI);     /* 看门狗：分片喂心跳（屏障等待态） */
        }
    }
}

/*
 * 函数功能：UI 主任务入口，初始化显示/菜单/推流并进入刷新主循环
 * 入口参数：argument - FreeRTOS 任务参数（未使用）                void *
 * 返回值：无
 * 限定条件：FreeRTOS 已启动
 * 函数说明：1. 等待 SYS_EVT_NET_READY 后依次初始化 ui_port/ui_menu/ui_net_sink
 *           2. 主循环周期调用 ui_port_step 与 ui_net_sink_poll 刷新界面
 */
void ui_task_func(void *argument) {
    (void)argument;

    task_wd_bind(TASK_WD_UI);   /* FTL 心跳路由：登记本任务句柄（入口一次） */

    /* 等待网络就绪期间不可能喂狗：本任务此时尚未进入主循环，而就绪位由 netTask 置位。
     * 该段若长期不成立，看门狗会复位——这是期望行为（网络 bring-up 卡死须暴露）。
     * 注意本任务在 required_mask 内，主循环跑起来后须保证每 100ms 窗口内至少喂一次。 */
    DBG_INFO("UI task: started, wait net ready");
    ui_task_wait_net_ready();
    DBG_INFO("UI task: net ready, init port");

    DBG_INFO("UI task: ui_port_init enter");
    if (ui_port_init() != 0) {
        DBG_ERROR("UI port init: FAIL");
        for (;;) { osDelay(1000); }
    }
    DBG_INFO("UI port init: OK");
    /* 记录 reader 注入：必须在 ui_menu_init 之前（记录页在此前不可能被打开，
     * 但契约把"启动期先绑定"写死；未绑定窗口组件按空态防御——见 ui_w_records.h） */
    ui_w_records_bind(&s_rec_reader);
    ui_w_soe_bind(&s_soe_reader);   /* task-15：SOE 记录页数据入口（未绑定按"无记录"空态） */
    /* 快照层复位：必须先于 ui_menu_init（首帧之前任何页面被打开都按"无数据"
     * 渲染 "--"，不会读到上电残留）——UI_数据供给设计说明.md §5.3 */
    ui_data_init();
    /* 首帧立即发布：待机屏/菜单屏在启动早期就可能被远端推流打开，等 200 ms
     * 会闪一下 "--"（同文档 §5.3）；本调用在 ui_menu_init 之前，页面尚未建立，
     * 发布路径不触 LVGL，安全 */
    ui_data_feed_tick();
    DBG_INFO("UI task: ui_menu_init enter");
    if (ui_menu_init() != 0) {
        DBG_ERROR("UI menu init: FAIL");
        for (;;) { osDelay(1000); }
    }
    DBG_INFO("UI menu init: OK");
    if (ui_standby_init(UI_STANDBY_IDLE_MS, ui_task_time_cb) != 0) {
        DBG_ERROR("UI standby init: FAIL");
    } else {
        DBG_INFO("UI standby: ready (idle=60s)");
    }
    if (ui_net_sink_start(UI_NET_SINK_PORT) != 0) {
        DBG_ERROR("UI net sink: start FAIL");
    } else {
        DBG_INFO("UI net sink: started (port %u)", (unsigned)UI_NET_SINK_PORT);
    }
    /* F3：往返边界心跳钩（契约见 ui_net_sink.h；须在首轮 poll 之前注册）。
     * start 失败也要注：失败路径的 close/重建重试同样经往返 */
    ui_net_sink_set_beat_cb(ui_task_sink_beat);

#if defined(TEST_LATENCY_PROBE)
    /* M3 探针 ui_loop：主循环实测周期（= LVGL 渲染 + 推流轮询 + osDelay(10)）。
     * 每轮开头先结算"上一轮到此轮"的间隔，再重置标记 → 得到真实循环周期。
     * 单写者（本任务）/单读者（testTask），样本经 lat_probe_add 落静态缓冲。 */
    lat_tmark_t tm_loop;
    uint8_t     tm_loop_valid = 0U;
#endif

    /* 常开探针：TEST_LATENCY_PROBE 只在 CH395F 套件构建下打开，
     * 且样本消费者是 testTask（产品构建里不跑）→ 产品构建拿不到任何 UI 周期数据。
     * 故此处独立埋点，恒定生效、只写本模块的静态计数，由 defaultTask 周期上报。 */

    while (1) {
        /* 循环周期用 enter/exit 测：exit 结算"上轮起点 → 本轮起点"，enter 记本轮起点。
         * 首轮 exit 时尚未 enter 过 → 内部直接返回，不会拿 0 当起点。
         * 选 enter/exit 而非"自己存一个 prev"的额外收益：两次循环之间段内标志保持为 1
         * → 报告可读出"本轮已进行多久"。**这正是'uiTask 是否被饿住'的直接证据**：
         * 若该值在两次报告间持续增长而 uic 不动，就是被调度饿死/阻塞，而非渲染拖长。 */
        task_prof_exit(TASK_PROF_UI_PERIOD);
        task_prof_enter(TASK_PROF_UI_PERIOD);

        const uint32_t prof_t0 = task_prof_cyc();   /* 单轮工作耗时基准 */

#if defined(TEST_LATENCY_PROBE)
        if (tm_loop_valid != 0U) {
            lat_probe_add_seg("ui_loop", lat_mark_us(&tm_loop));
        }
        lat_mark(&tm_loop);
        tm_loop_valid = 1U;
#endif
        /* 数据装配节拍（200 ms 内部自分频，未到期时只比一次 tick）：
         * 排在渲染之前，本轮绘制的就是本轮刚发布的那一帧
         * （UI_数据供给设计说明.md §5.1 单写者同上下文的前提就在这儿） */
        ui_data_feed_tick();
        ui_port_step(UI_TASK_TICK_MS);
        /* 心跳**先于**推流往返发出（判读口径 docs/子系统设计/看门狗设计说明.md §11.3）：UI 心跳测的是
         * "UI 自身被调度到了"，而非"netTask 回执快慢"。原写法心跳在 sink 之后，
         * 致实测 uiw≈uis≈50ms（心跳被 netTask 往返主导）。提到往返之前后，
         * 即使往返偶发变慢，心跳也不被其拖垮。
         * ⚠ 若往返**永久**阻塞（xTaskNotifyWait portMAX_DELAY 不返回），本改只能发
         * 一次心跳，救不了 → 彻底解耦须走事件驱动 accept，见文件头修改记录 v1.3。
         * v1.4 补充：sink 内每个往返**返回点**已各自补喂（set_beat_cb 注入），
         * 「单轮多个慢往返之和」不再构成缺席链；剩单往返 >800ms 才报——那是
         * netTask 自身停摆，按位判据抓对了人（上界归「net 层跨上下文收口」）。 */
        task_wd_beat(TASK_WD_UI);
        /* 推流轮询段单独 enter/exit：它内部经 net_accept → net_wait_result 走到
         * xTaskNotifyWait(portMAX_DELAY) 的**无限期阻塞**。若 uiTask 永久卡在这里，
         * 样本永不结算，只有 task_prof 的"仍在段内已 X us"能证明它卡在何处 */
        task_prof_enter(TASK_PROF_UI_SINK);
        ui_net_sink_poll();
        task_prof_exit(TASK_PROF_UI_SINK);

        /* 单轮工作耗时（不含 osDelay）：与循环周期对比即得"调度延迟" */
        task_prof_sample(TASK_PROF_UI_WORK, task_prof_cyc() - prof_t0);

        osDelay(UI_TASK_TICK_MS);
    }
}