STM32F4-Base/App/protocol/iec104/iec104_link.h

/*
 * 模块名称：IEC 60870-5-104 链路层（APCI + 状态机，纯逻辑）
 * 模块功能：TCP 流 → APDU 重组、U/S/I 帧编解码、STARTDT/STOPDT/TESTFR、
 *           k/w 流量窗与 t1/t2/t3 超时、发送序号 N(S)/N(R) 管理，以及应用层
 *           流程编排：总召（act→背景扫描→actterm，首召 RBT 用 COT=4）、
 *           突发上送（COV，COT=3）、周期上送（COT=1）、读单个（C_RD→COT=5）、
 *           双点遥控两段式（选择/执行，失配否定确认 PN）、定值读（C_RD）/
 *           定值写（C_SE_NC 选择=范围校验 / 执行=写入+封存）、时钟同步（C_CS
 *           → clock_sync 回调）、试验（C_TS）与进程复位（C_RP，清快照）。
 *           **零 I/O**：收 = on_rx 喂 TCP 流片段，发 = send_apdu 回调，
 *           时基 = 调用方注入 now_ms（tick ms，回绕安全：差值法）
 *           → 全栈（asdu+pts+link）主机侧 L0.5 可离线跑（分层约束）。
 * 参数（DL/T 634.5104 标准默认，§1.5 未另定）：k=12 w=8 t1=15s t2=10s t3=20s。
 * 端口：TCP **2404**（§1.5 B0 定义；本 DTU = 被控站/服务器，主站连入）。
 * 线程约定：单实例单任务上下文（板端 = 104 服务在 netTask 消息循环内驱动，
 *   见 iec104_serv 胶水层）；非线程安全，禁止多任务共享一实例。
 * 失败语义：send_apdu 内**不得阻塞**；发送失败由胶水层断链（主站会重连），
 *   本层不感知发送失败。
 * 创建日期：2026-10-12（B4）
 */
#ifndef IEC104_LINK_H
#define IEC104_LINK_H

#include <stdint.h>

#include "iec104_pts.h"

/* 服务端口（§1.5：以太网 TCP 2404） */
#define IEC104_PORT        2404U

/* 链路参数（标准默认值） */
#define IEC104_K_MAX       12U      /* 未确认 I 帧上限 */
#define IEC104_W_MAX        8U      /* 收到 I 帧未发确认的强制 S 阈值 */
#define IEC104_T1_MS   15000UL      /* 发送/确认超时（超时 = 链路故障） */
#define IEC104_T2_MS   10000UL      /* 无 I 发送时强制 S 确认超时（< t1） */
#define IEC104_T3_MS   20000UL      /* 空闲发 TESTFR 周期（< t1） */

/* TCP 流重组缓冲：APDU 上限 253 + 半帧余量 */
#define IEC104_RXBUF_SZ   512U

/* 单次 poll 发送预算（ASDU 数）——防总召大扫描饿死宿主任务 */
#define IEC104_POLL_BUDGET  4U

/* 链路状态 */
typedef enum {
    IEC104_ST_IDLE = 0,   /* TCP 未建立（或已断开） */
    IEC104_ST_OPEN,       /* TCP 已建立，等 STARTDT act */
    IEC104_ST_RUN,        /* STARTDT 已确认，数据服务开 */
    IEC104_ST_STOPPED     /* STOPDT 已确认：停数据，保 S/TESTFR */
} iec104_state_t;

/* 配置与回调（ctx 原样回传给回调） */
typedef struct {
    uint16_t ca;          /* 公共地址 = 链路地址（2B，§1.5） */
    /* 发一个完整 APDU（含 6B APCI 头）。不得阻塞；生命周期仅回调内有效 */
    void (*send_apdu)(void *ctx, const uint8_t *apdu, uint16_t len);
    /* C_CS 时钟同步：epoch 毫秒；NULL 或返回 -1 → 否定确认 */
    int  (*clock_sync)(void *ctx, uint64_t epoch_ms);
    /* 时标源（B9）：当前 epoch 毫秒（M_SP_TB_1 自发用）。
     * NULL 或返回 UINT64_MAX = 时钟无效 → CP56 IV 位如实置位。
     * 纯读（sys_clock 推算），不得阻塞、不得有副作用。 */
    uint64_t (*epoch_ms)(void *ctx);
} iec104_link_cfg_t;

/* 链路实例（胶水层静态持有，零堆） */
typedef struct {
    const iec104_link_cfg_t *cfg;
    void         *ctx;
    iec104_state_t state;
    uint8_t      init_pending;   /* 1 = 下次总召按初始化（COT=4 + RBT） */
    /* 序号（0..32767，帧内 ×2） */
    uint16_t     tx_seq;
    uint16_t     rx_seq;
    uint16_t     tx_unacked;     /* 已发 I 未获认（k 窗） */
    uint16_t     rx_unacked;     /* 已收 I 未确认（w 阈） */
    uint8_t      testfr_pending; /* 1 = TESTFR act 未获 con（t1 同样约束它） */
    /* 定时器到期时刻（now_ms 域；差值法判超时，回绕安全） */
    uint32_t     t1_deadline;
    uint32_t     t2_deadline;
    uint32_t     t3_deadline;
    uint32_t     now_ms;
    /* TCP 流重组 */
    uint8_t      rx_buf[IEC104_RXBUF_SZ];
    uint16_t     rx_len;
    /* 总召进度：0 无 / 1 背景扫描中 / 2 待发 actterm */
    uint8_t      interp_step;
    uint8_t      interp_yc_idx;  /* 背景扫描 YC 游标 */
    uint8_t      interp_yx_idx;  /* 背景扫描 YX 游标 */
    uint8_t      interp_cot;     /* 本次总召用的 COT（BG_SCAN 或 INIT） */
    /* 遥控选择暂存（执行段比对） */
    uint32_t     yk_sel_ioa;     /* 0 = 无选择 */
    uint8_t      yk_sel_dpc;
    /* 周期上送（COT=1）下次触发时刻 */
    uint32_t     period_next;
    /* COV 待发暂存（k 窗满时保留到下次 poll，变化不许丢） */
    uint64_t     pend_yx;
    uint16_t     pend_yc;
} iec104_link_t;

/*
 * 函数功能：初始化实例（置 IDLE、清序号；不发送任何帧）
 * 入口参数：lk - 实例；cfg/ctx - 配置与回调上下文
 */
void iec104_link_init(iec104_link_t *lk, const iec104_link_cfg_t *cfg, void *ctx);

/*
 * 函数功能：TCP 连接建立（新连接或重连后调用）
 * 入口参数：now_ms - 当前时基
 * 函数说明：序号清零、init_pending 置位（首召 = 初始化总召）、进 OPEN。
 */
void iec104_link_open(iec104_link_t *lk, uint32_t now_ms);

/*
 * 函数功能：TCP 断开（对端断开或胶水层发送失败主动断链时调用）
 * 函数说明：回 IDLE、清重组缓冲与选择暂存；不发送任何帧。
 */
void iec104_link_close(iec104_link_t *lk);

/*
 * 函数功能：喂入 TCP 收到的流片段（任意切分/粘帧）
 * 入口参数：data/len - 流片段；now_ms - 当前时基
 * 函数说明：内部重组，凑齐 APDU 即处理；坏帧（起始符/长度非法）→ 视同链路
 *           故障，实例回 IDLE（胶水层检测到 IDLE 跳变应断开 socket）。
 *           返回后实例仍为 RUN 不代表对端合法——仅表示未触发断链条件。
 */
void iec104_link_on_rx(iec104_link_t *lk, const uint8_t *data, uint16_t len,
                       uint32_t now_ms);

/*
 * 函数功能：周期驱动（定时器 + COV + 总召分片 + 周期上送）
 * 入口参数：now_ms - 当前时基（建议 ≤100 ms 调一次）
 * 函数说明：仅 RUN 态产生数据帧；STOPPED 态只处理 t2/t3（S/TESTFR）。
 *           单次调用发送量 ≤ IEC104_POLL_BUDGET 个 ASDU。
 */
void iec104_link_poll(iec104_link_t *lk, uint32_t now_ms);

/* 当前状态（日志/看门狗用） */
iec104_state_t iec104_link_state(const iec104_link_t *lk);

#endif /* IEC104_LINK_H */