STM32F4-Base/App/app/ui_data_feed.c

/*
 * 模块名称：UI 数据组装器（ui_data_feed）
 * 模块功能：App → UI 数据通道的写侧——按节拍从采集/标定/相量/测频/保护/协议/墙钟
 *           各模块取数，组装成 docs/UI设计/UI_数据供给设计说明.md §4 契约的三帧
 *           （实时量 rt / 参数 par / 装置信息 info），经 Drivers/BSP/UI/ui_data.h
 *           的发布 API 推给 UI 层；本模块是快照的**唯一填充者**，不含任何布局、
 *           格式化与 LVGL 调用（显示规格全在页面行表，同文档 §8）
 * 量纲诚实性：eng 字段按**真值**填——docs/任务规划/数据可信.md §2.6 把承诺边界定在
 *           "引脚电压"，故未做两点标定前 eng = UI_DATA_ENG_PIN（值 = ADC 引脚电压 V，
 *           不是端子二次值）；电气 8 路 adc_cal_flags() 的 VALID 全置位才升
 *           UI_DATA_ENG_SEC。TEMP 按决策不参与线性标定 → 恒带 UI_DATA_Q_RAW，
 *           页面据此不挂单位（三态口径同文档 §4.2）
 * 适用平台：STM32F407ZGTx（PC 模拟器不链接本文件，见 ui_data_feed.h 端接法）
 * 作者：王建锋
 * 创建日期：2026-10-25
 * 修改记录：
 *     v1.0  2026-10-25  王建锋  创建（道E task-14）
 */

/* 头文件包含区 */
#include <string.h>

#include "cmsis_os.h"       /* osKernelGetTickCount：与 adc_task 同一 ms 时基 */

#include "ui_data_feed.h"

/* 下层（Drivers/BSP）：快照存侧 + 两个端口/用户名常量来源（App → BSP 是合法方向） */
#include "ui_data.h"
#include "ui_net_sink.h"    /* UI_NET_SINK_PORT：远程显示（RemoDispBus）监听端口 */
#include "ftp_cfg.h"        /* FTP_CFG_USER_MAX / ftp_cfg_get() */

/* 同层（App）数据源 */
#include "adc_input.h"      /* ADC_SEM_COUNT / adc_input_raw（TEMP 码值） */
#include "adc_cal.h"        /* adc_cal_flags：VALID/CLIPPED 三态可用性 */
#include "phasor.h"         /* 基波/谐波有效值（fAmSQ） */
#include "freq.h"           /* 测频读数与新鲜度 */
#include "prot_elm.h"       /* 元件动作态（遥信位图来源） */
#include "prot_set.h"       /* 40 项定值 Q10 + 校验和 + 闭锁 + 越界位图 */
#include "sys_clock.h"      /* 墙钟字符串 */
#include "iec104_serv.h"    /* IEC104_SERV_PORT：实际监听端口（非协议层同名常量） */

/* 私有宏定义区 */

/* 实时帧与信息帧发布节拍（ms）；参数帧只在定值校验和变化时发布
 * （节拍依据 docs/UI设计/UI_数据供给设计说明.md §5.2） */
#define FEED_RT_PERIOD_MS       200u

/* 遥信位号：**与 App/protocol/iec104/iec104_pts.c 板端源的位图同源**（该文件把
 * 位号写死在函数体内、未导出，UI 侧不得 include 协议头，故在此镜像一份）。
 * 变更纪律：104 点表位号改动时必须同步这里 + 页面名表 + 主机一致性测试
 * （test/host/ui_data 的位图断言）。V0.1 有硬件来源的只有以下 6 位，
 * 其余 27 位恒无效（开入未实现）；过压/欠压/过频/低频四个元件在
 * V0.1 点表里没有对应遥信点，故本函数不产出。 */
#define FEED_YX_BIT_FAULT_ALL  14u   /* YX15 故障总（任一电压/电流段或零序动作） */
#define FEED_YX_BIT_OC1        15u   /* YX16 过流 I 段 */
#define FEED_YX_BIT_OC2        16u   /* YX17 过流 II 段 */
#define FEED_YX_BIT_OC3        17u   /* YX18 过流 III 段 */
#define FEED_YX_BIT_OL         22u   /* YX23 过载（过负荷） */
#define FEED_YX_BIT_LOCK       30u   /* YX31 保护闭锁（定值校验和自检失败） */
/* YX1~4（bit0..3）是开关位置类双点点，V0.1 无开入硬件 → 恒 0 且不在有效位图内，
 * 因此本文件不为它们定义常量（定义了也不参与任何判定 = 看着像接了线其实没有） */
/* 有效位图：YX15~18/23/31（与 104 点表 YX_VALID_MASK 同集合） */
#define FEED_YX_VALID_MASK       ((((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_FAULT_ALL) | \
                                   ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OC1) | \
                                   ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OC2) | \
                                   ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OC3) | \
                                   ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OL) | \
                                   ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_LOCK)))

/*
 * 装置身份（版本类）：仓库内**没有**产品级版本登记表，值沿用页面既有显示值
 * （docs/UI设计/内容页架构.md 的装置信息行表现值），有正式口径后只改本段一处。
 * ⚠ 软件校验不抄参考项目遗留的 "4454"：构建期没有 CRC 生成步骤，如实显示 "--"
 *   （处置口径 docs/UI设计/页面扩充详细方案.md §3.7 第 5 行）
 */
#define FEED_MODEL              "F30"
#define FEED_SW_VER             "SV0.010"
#define FEED_HW_VER             "HW0.010"
#define FEED_SW_SUM             "--"

/* 编译期一致性守卫（ARMCC C99 无 _Static_assert，用项目惯用的数组宽度法，
 * 先例 App/cfg/cfg_file.c 与 Drivers/BSP/UI/ui_menu_tab.h）：
 * 快照下标空间与各 App 枚举一旦漂移，编译即失败，不留到运行期
 * （契约 docs/UI设计/UI_数据供给设计说明.md §9.4 第 1/2 条） */
typedef char feed_chk_yc_n_t[(UI_DATA_YC_N == (uint32_t)ADC_SEM_COUNT) ? 1 : -1];
typedef char feed_chk_set_n_t[(UI_DATA_SET_N == (uint32_t)PS_ID_COUNT) ? 1 : -1];
typedef char feed_chk_fuser_t[(UI_DATA_FUSER_LEN >= FTP_CFG_USER_MAX) ? 1 : -1];

/* 静态变量定义区 */

/* 组装缓冲：三帧串行填充，共用一块存储（取最大者 = 参数帧），省两份 RAM */
static union {
    ui_data_rt_t   rt;
    ui_data_par_t  par;
    ui_data_info_t info;
} s_scr;

/* 语义通道 → 基波相量实例下标缓存（-1 = 该通道无基波实例 → 该路发 IV）；
 * 首帧惰性建表（相量实例表是 ROM 表，运行期不变，建一次即可） */
static int8_t   s_yc_phasor[ADC_SEM_COUNT];
static uint8_t  s_map_done;

/* 发布节拍与参数变化检测状态 */
static uint32_t s_last_rt_ms;
static uint32_t s_par_sum;
static uint8_t  s_par_sum_valid;
static uint8_t  s_first_done;

/* 函数定义区 */

/*
 * 函数功能：定长缓冲内拷贝字符串（跨层快照只允许定长数组，禁指针）
 * 入口参数：p_dst    - 目标缓冲（结构体内数组首地址）  char *
 *           dst_len  - 目标容量（含 NUL）  size_t
 *           a_src    - 源串（Flash 字面量或上层缓冲）  const char *
 * 返回值：无
 * 限定条件：三者非 NULL 且 dst_len > 0；截断时保证 NUL 结尾
 * 函数说明：不用 strcpy/sprintf（门禁 CODE-RULE-06 禁用不安全函数），
 *          超长**静默截断**——快照字段本就是定长显示串，截断只会少显示尾部，
 *          不会越界；本函数每 200 ms 调用个位数次，不为此加日志
 */
static void feed_copy_str(char *p_dst, size_t dst_len, const char *a_src) {
    size_t n;

    if ((p_dst == NULL) || (a_src == NULL) || (dst_len == 0u)) {
        return;
    }
    n = strlen(a_src);
    if (n > (dst_len - 1u)) {
        n = dst_len - 1u;
    }
    (void)memcpy(p_dst, a_src, n);
    p_dst[n] = '\0';
}

/*
 * 函数功能：建立"语义通道 → 基波相量实例"映射（首帧一次）
 * 入口参数：无
 * 返回值：无
 * 限定条件：uiTask 上下文，ui_data_feed_tick 首帧前调用
 * 函数说明：只认 harm == 1 的实例；一个语义通道有多个基波实例时取**首个**
 *          （现状 k_inst[] 每通道最多一个基波，取首个即唯一解）。
 *          UB/UC/IB/IC/IN 无实例（V0.1 硬件削顶，N-18）→ 留 -1，该路发 IV
 */
static void feed_map_phasor(void) {
    uint8_t n;
    uint8_t i;

    for (i = 0u; i < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; i++) {
        s_yc_phasor[i] = -1;
    }
    n = phasor_inst_count();
    for (i = 0u; i < n; i++) {
        const phasor_inst_t *p = phasor_inst(i);

        if ((p == NULL) || (p->harm != 1u) || ((uint8_t)p->sem >= (uint8_t)ADC_SEM_COUNT)) {
            continue;
        }
        if (s_yc_phasor[(uint8_t)p->sem] < 0) {
            s_yc_phasor[(uint8_t)p->sem] = (int8_t)i;
        }
    }
    s_map_done = 1u;
}

/*
 * 函数功能：算整帧量纲口径 eng
 * 入口参数：无
 * 返回值：UI_DATA_ENG_PIN 或 UI_DATA_ENG_SEC  uint8_t
 * 限定条件：无（纯读）
 * 函数说明：**全或无**——电气 8 路（TEMP 除外，它不参与线性标定）的
 *          ADC_CAL_F_VALID 全置位才升二次值。取全或无是因为整帧共用一个 eng：
 *          只要还有一路是引脚电压，页面挂"二次值"就会把那一路的读数误标
 *          （宁可整体显示"未标定"，也不给部分真值贴真值标签）
 */
static uint8_t feed_eng(void) {
    uint8_t sem;

    for (sem = 0u; sem < (uint8_t)ADC_SEM_TEMP; sem++) {
        if ((adc_cal_flags((adc_semantic_t)sem) & ADC_CAL_F_VALID) == 0u) {
            return UI_DATA_ENG_PIN;
        }
    }
    return UI_DATA_ENG_SEC;
}

/*
 * 函数功能：组装遥信位图（bit i = 第 i 点"合/动作"）
 * 入口参数：无
 * 返回值：位图  uint64_t
 * 限定条件：uiTask 上下文（读 protectTask 写的元件状态快照，读侧拷贝语义，
 *          与 App/protocol/iec104/iec104_pts.c 板端源同形）
 * 函数说明：位号镜像本文件 FEED_YX_BIT_* 一组宏的注释（含同步纪律）；
 *          双点遥信 YX1~4 无硬件 → 恒 0 且不在有效位图内
 */
static uint64_t feed_yx_bits(void) {
    prot_elm_state_t st;
    uint64_t         bits = 0u;
    uint8_t          fault_all;

    fault_all = 0u;
    prot_elm_state(PE_OC1, &st);
    if (st.asserted != 0u) {
        bits |= ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OC1);
        fault_all = 1u;
    }
    prot_elm_state(PE_OC2, &st);
    if (st.asserted != 0u) {
        bits |= ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OC2);
        fault_all = 1u;
    }
    prot_elm_state(PE_OC3, &st);
    if (st.asserted != 0u) {
        bits |= ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OC3);
        fault_all = 1u;
    }
    prot_elm_state(PE_3U0, &st);
    if (st.asserted != 0u) {
        fault_all = 1u;
    }
    if (fault_all != 0u) {
        bits |= ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_FAULT_ALL);
    }
    prot_elm_state(PE_OL, &st);
    if (st.asserted != 0u) {
        bits |= ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_OL);
    }
    if (prot_set_locked() != 0u) {
        bits |= ((uint64_t)1u << FEED_YX_BIT_LOCK);
    }
    return bits;
}

/*
 * 函数功能：组装实时量快照（遥测 9 路 + 相量实例槽 + 遥信 + 频率 + 墙钟）
 * 入口参数：p_snap   - 目标帧（调用方已清零）  ui_data_rt_t *
 *           tick_ms  - 发布时刻（tick 域）  uint32_t
 * 返回值：无
 * 限定条件：uiTask 上下文；映射表已建（feed_map_phasor）
 * 函数说明：取数口径与 104 上送同源不同路——本函数读**相量使用区**（1 ms 刷新、
 *          双区原子交换），不做死区与平均；遥测链快照（docs/任务规划/数据可信.md
 *          §4.5 的 meas 快照）落地后，本函数改成读该快照即可，页面零改动
 *          （这正是本层存在的意义：换数据源只改这里）
 */
static void feed_fill_rt(ui_data_rt_t *p_snap, uint32_t tick_ms) {
    uint32_t now_ep;
    uint8_t  sem;
    char     ts[UI_DATA_CLOCK_LEN];

    p_snap->tick_ms = tick_ms;
    p_snap->valid   = 1u;
    p_snap->eng     = feed_eng();

    /* 遥测：语义通道序的基波有效值（采样环已按 adc_cal 折算 → 当前为引脚电压域） */
    for (sem = 0u; sem < (uint8_t)ADC_SEM_COUNT; sem++) {
        int8_t pi = s_yc_phasor[sem];

        p_snap->yc[sem].val = 0.0f;
        p_snap->yc[sem].qds = 0u;

        if (sem == (uint8_t)ADC_SEM_TEMP) {
            /* 温度：不参与线性标定，透传转换器码值并打 RAW 位（页面不得挂单位） */
            int32_t code = 0;

            p_snap->yc[sem].qds = UI_DATA_Q_RAW;
            if (adc_input_raw((adc_semantic_t)sem, &code) == 0) {
                p_snap->yc[sem].val = (float)code;
            } else {
                p_snap->yc[sem].qds |= UI_DATA_Q_IV;
            }
            continue;
        }
        if (pi < 0) {
            /* 无基波实例 = V0.1 该通道无可用采样源（削顶） → 无效 */
            p_snap->yc[sem].qds = UI_DATA_Q_IV;
        } else {
            phasor_t ph;
            int      rc = phasor_get((uint8_t)pi, &ph);

            if (rc == 0) {
                p_snap->yc[sem].val = ph.fAmSQ;   /* 有效值口径（系数已折 sqrt2/N） */
            } else if (rc == -2) {
                p_snap->yc[sem].qds = UI_DATA_Q_NT;  /* 未攒满一周波 */
            } else {
                p_snap->yc[sem].qds = UI_DATA_Q_IV;
            }
        }
        if ((adc_cal_flags((adc_semantic_t)sem) & ADC_CAL_F_CLIPPED) != 0u) {
            p_snap->yc[sem].qds |= UI_DATA_Q_OV;  /* 硬件削顶：交流量不可信 */
        }
    }

    /* 相量实例槽：含谐波（Ia 二次/五次），交流量页的 Ia2/Ia5 行走这条带 */
    {
        uint8_t n = phasor_inst_count();

        if (n > UI_DATA_PH_MAX) {
            n = UI_DATA_PH_MAX;   /* 超出槽上限的实例本帧不发布（现 5 实例，余 3 槽） */
        }
        p_snap->ph_n = n;
        for (sem = 0u; sem < UI_DATA_PH_MAX; sem++) {
            p_snap->ph[sem].val = 0.0f;
            p_snap->ph[sem].qds = UI_DATA_Q_IV;
        }
        for (sem = 0u; sem < n; sem++) {
            phasor_t ph;

            if (phasor_get(sem, &ph) == 0) {
                p_snap->ph[sem].val = ph.fAmSQ;
                p_snap->ph[sem].qds = 0u;
            } else {
                p_snap->ph[sem].qds = UI_DATA_Q_NT;
            }
        }
    }

    p_snap->yx_bits  = feed_yx_bits();
    p_snap->yx_valid = FEED_YX_VALID_MASK;

    /* 测频：读数新鲜度单独走 freq_valid()（幅值门 + 收敛），两者任一不成立
     * 页面即显示 "--"——eng=0 期间幅值门恒失效，读数本就不可消费，如实反映 */
    {
        float hz = 0.0f;

        p_snap->freq_valid = 0u;
        p_snap->freq_hz    = 0.0f;
        if (freq_get(&hz) == 0) {
            p_snap->freq_hz = hz;
            if (freq_valid() != 0u) {
                p_snap->freq_valid = 1u;
            }
        }
    }

    /* 墙钟：UINT32_MAX 是 sys_clock_get() 的失败哨兵 → clock_ok=0、串清空 */
    p_snap->clock_ok = 0u;
    p_snap->clock[0] = '\0';
    now_ep           = sys_clock_get();
    if ((now_ep != UINT32_MAX) && (sys_clock_get_str(ts, sizeof(ts)) != NULL)) {
        feed_copy_str(p_snap->clock, sizeof(p_snap->clock), ts);
        p_snap->clock_ok = 1u;
    }
}

/*
 * 函数功能：组装参数快照（40 项定值 Q10 + 校验和 + 封存态 + 越界位图）
 * 入口参数：p_snap - 目标帧（调用方已清零）  ui_data_par_t *
 *           sum    - 本次发布的 prot_set_checksum() 值  uint32_t
 * 返回值：无
 * 限定条件：uiTask 上下文（读侧；写者 = iec104Task 的 set_sealed 与装载路径，
 *          读到的永远是"值区与封存一致"的完整快照）
 * 函数说明：只搬 Q10 原值不换算小数位——换算属表现层
 *          （docs/UI设计/UI_数据供给设计说明.md §8）
 */
static void feed_fill_par(ui_data_par_t *p_snap, uint32_t sum) {
    uint8_t i;

    p_snap->checksum  = sum;
    p_snap->valid     = 1u;
    p_snap->locked    = prot_set_locked();
    p_snap->bad_mask  = prot_set_bad_mask();
    /* 越界位图非 0 = 上一次整表装载/提交有越界项（prot_set_bad_mask 的既有口径），
     * 页面据此反显；为 0 时无意义位图不参与显示 */
    p_snap->bad_valid = (p_snap->bad_mask != 0u) ? 1u : 0u;
    for (i = 0u; i < (uint8_t)PS_ID_COUNT; i++) {
        p_snap->q10[i] = prot_set_get((prot_set_id_t)i);
    }
}

/*
 * 函数功能：组装装置信息快照（身份 + 运行时长 + 通讯参数）
 * 入口参数：p_snap    - 目标帧（调用方已清零）  ui_data_info_t *
 *           tick_ms   - 当前 tick（换算 uptime_s 用）  uint32_t
 * 返回值：无
 * 限定条件：uiTask 上下文
 * 函数说明：页面不得自己 include 协议/配置头取这些值，一律经本帧下发
 *          （docs/UI设计/页面扩充详细方案.md §3.5"值必须在 App 侧取"）；
 *          公共地址 CA 不在此下发——固件里 CA 是逐帧从 ASDU 头解析的，
 *          没有集中常量可取，待 104 侧给出查询点后按扩展规则追加字段
 */
static void feed_fill_info(ui_data_info_t *p_snap, uint32_t tick_ms) {
    const ftp_cfg_t *p_ftp = ftp_cfg_get();

    p_snap->valid     = 1u;
    p_snap->uptime_s  = tick_ms / 1000u;
    p_snap->port_104  = (uint16_t)IEC104_SERV_PORT;
    p_snap->port_disp = (uint16_t)UI_NET_SINK_PORT;
    feed_copy_str(p_snap->model, sizeof(p_snap->model), FEED_MODEL);
    feed_copy_str(p_snap->sw_ver, sizeof(p_snap->sw_ver), FEED_SW_VER);
    feed_copy_str(p_snap->hw_ver, sizeof(p_snap->hw_ver), FEED_HW_VER);
    feed_copy_str(p_snap->build_date, sizeof(p_snap->build_date), __DATE__);
    feed_copy_str(p_snap->sw_sum, sizeof(p_snap->sw_sum), FEED_SW_SUM);
    if (p_ftp != NULL) {
        feed_copy_str(p_snap->ftp_user, sizeof(p_snap->ftp_user), p_ftp->user);
    } else {
        p_snap->ftp_user[0] = '\0';
    }
}

/*
 * 函数功能：装配节拍入口——实时帧与信息帧满 200 ms 发布一次，参数帧仅在校验和
 *           变化时发布；首轮立即发布（免启动初期出现一闪的 "--"）
 * 入口参数：无
 * 返回值：无
 * 限定条件：uiTask 上下文，主循环每轮一次（UI 循环周期 10 ms）
 * 函数说明：每轮未到期时代价 = 一次 osKernelGetTickCount + 两次减法比较；
 *          差值法吸收 tick 回绕（同 App/algo/adc_health.h 的 now_ms 口径）
 */
void ui_data_feed_tick(void) {
    uint32_t now    = osKernelGetTickCount();
    uint32_t sum    = prot_set_checksum();
    uint8_t  due_rt;

    if (s_map_done == 0u) {
        feed_map_phasor();
    }

    due_rt = 0u;
    if ((s_first_done == 0u) || ((uint32_t)(now - s_last_rt_ms) >= FEED_RT_PERIOD_MS)) {
        due_rt      = 1u;
        s_first_done = 1u;
        s_last_rt_ms = now;
    }
    if (due_rt != 0u) {
        (void)memset(&s_scr, 0, sizeof(s_scr));
        feed_fill_rt(&s_scr.rt, now);
        (void)ui_data_publish_rt(&s_scr.rt);

        (void)memset(&s_scr, 0, sizeof(s_scr));
        feed_fill_info(&s_scr.info, now);
        (void)ui_data_publish_info(&s_scr.info);
    }

    /* 参数帧：校验和门控——定值变化是低频事件，不随 200 ms 白拷 184 B
     * （docs/UI设计/UI_数据供给设计说明.md §5.2） */
    if ((s_par_sum_valid == 0u) || (sum != s_par_sum)) {
        (void)memset(&s_scr, 0, sizeof(s_scr));
        feed_fill_par(&s_scr.par, sum);
        (void)ui_data_publish_par(&s_scr.par);
        s_par_sum       = sum;
        s_par_sum_valid = 1u;
    }
}