STM32F4-Base/test/host/adc_input/adc_input_test.c

/*
 * 模块名称：ADC 输入层（L1）主机侧单元测试
 * 模块功能：在 PC 上对 App/algo/adc_input.c 做离线验证（8 个公开函数 + 2 个静态函数）。
 *
 * 被测对象：真实源文件 ../../../App/algo/adc_input.c（以 #include 原样纳入，
 *           保证测的是生产代码而非副本）。平台依赖由本文件提供的**可注入桩**实现：
 *             - adc.h      -> HAL_ADC_Start_DMA（可注入挂载失败）；DMA 完成由测试
 *                             直接调用被测代码实现的 HAL_ADC_Conv[Half]CpltCallback
 *                             注入（dma_beat()），并可往乒乓缓冲写任意码值
 *             - tpafe5160.h-> tpafe5160_snapshot（可注入 新帧/无新帧/参数错 + 帧内容）
 *
 * 为什么要主机侧单测（而不是只用板端套件）：
 *   1. 本层核心是"**通道号 <-> Rank 顺序 <-> 语义**"三者的映射正确性。板端**无信号源**
 *      （见 docs/硬件平台/ADC通道映射说明.md §8），无法注入已知电压去验证"读到的是
 *      哪只脚"；主机侧可直接给每个 Rank 注入互不相同的码值，从而**逐通道钉死映射**
 *      （这是唯一能在离线端证伪"通道宏写错 -> 读到另一只脚"的手段）。
 *   2. HAL 启动失败 / 转换超时 / 参数错等分支在真机上极难稳定复现，主机侧一次钉死。
 *   3. 不占 MCU 的 RAM，毫秒级完成。
 *
 * 覆盖点（对应 docs/算法/继电保护功能复现规划.md §2.1 的 L1-3 / L1-4）：
 *   —— adc_input_init（TC-ADCIN-001..006）——
 *   TC-ADCIN-001 poll 失败后失败计数可见（前置状态构造）
 *   TC-ADCIN-002 poll 成功后 TPAFE 侧可取数（前置状态构造）
 *   TC-ADCIN-003 init 返回 0（映射表自检通过）
 *   TC-ADCIN-004 init 后 STM32 状态码 = NOT_RUN
 *   TC-ADCIN-005 init 后失败计数归零
 *   TC-ADCIN-006 init 后 TPAFE / STM32 两侧均无有效数据（有效标志被清）
 *   —— adc_input_desc（TC-ADCIN-010..01A）——
 *   TC-ADCIN-010..018 九个语义通道 -> (来源, 下标) 与权威映射表逐项一致
 *   TC-ADCIN-019/01A 越界（ADC_SEM_COUNT）与负数语义 -> NULL
 *   —— map_check（TC-ADCIN-020）——
 *   TC-ADCIN-020 真实映射表自洽（反向路径结构上不可达，见文件末说明）
 *   —— stm32_take（TC-ADCIN-021..078，v2.0 DMA 模型）——
 *   TC-ADCIN-021..025 取到新帧：返回 0 / 状态码 / 不计失败 / DMA 只挂一次 / seq=1
 *   TC-ADCIN-026..02B **Rank -> 通道号映射**：UB->CH14(rank9) / UC->CH3(rank4) /
 *                  IB->CH6(rank7) / IC->CH1(rank2) / IN->CH2(rank3) / TEMP->CH5(rank6)
 *   TC-ADCIN-02C stm32_take 不置 TPAFE 有效标志（两来源独立）
 *   TC-ADCIN-080..089 **乒乓双缓冲**：消费侧读"刚完成的半区"，即使另一半正被 DMA
 *                  改写也不得读到（撕裂帧防线）；两拍交替半区、seq 推进；
 *                  超拍未消费 -> 记一次丢帧（gap），与停摆（err）分开计数
 *   TC-ADCIN-090..09A HAL 错误回调计数 + 三个回调的 `hadc == &hadc1` 句柄守卫
 *                  （别的句柄不得污染本层 seq / hw_errs）
 *   TC-ADCIN-030..034 HAL_ADC_Start_DMA 失败：init 返回 -2 / 状态码 RC_START / 计数 +1
 *   TC-ADCIN-035..039 本拍无新帧：返回 RC_STALL / **单拍不计故障**（相位伪影）/ seq 不前进
 *   TC-ADCIN-03A..03E 连续两拍无新帧才计停摆；停摆与丢帧分开计数；恢复拍自愈
 *   TC-ADCIN-070..078 **停摆拍不得沿用上一拍旧值**（2026-10-10 补，真机实测发现的
 *                  正确性缺陷；DMA 版改由"无新帧"触发同一路径）：先成功一拍让
 *                  STM32 侧进入有效态，再注入无新帧拍 -> adc_input_raw() 必须返 -2；
 *                  恢复拍重新置有效。TC-ADCIN-034 只覆盖"挂载失败即无数据"，
 *                  照不出"成功过之后停摆 → 静默沿用旧值"，故单独立一组。
 *   —— adc_input_raw（TC-ADCIN-040..04B）——
 *   TC-ADCIN-040..043 参数守卫：out=NULL / 越界 / 负数 -> -1，且不写 out
 *   TC-ADCIN-044/045 无有效数据 -> -2（两来源分别）
 *   TC-ADCIN-046..048 poll 快照契约：返回码透传 / 请求 8 通道 / 目的缓冲非空
 *   TC-ADCIN-049..04B TPAFE 按**下标**取数（UA=6 / UN=5 / IA=2）且补码负值原样保留
 *   —— adc_input_poll（TC-ADCIN-050..058）——
 *   TC-ADCIN-050..052 无新帧(0)：返回 0 / TPAFE 无效 / STM32 侧照常扫描
 *   TC-ADCIN-053/054 参数错(-1)：返回 -1 / TPAFE 无效
 *   TC-ADCIN-055 已有有效帧后再"无新帧"**不清零**（保持上次有效值）
 *   TC-ADCIN-056..058 STM32 失败**不阻断** TPAFE、**不影响** poll 返回值，另由状态码暴露
 *   —— adc_input_stm32_rc / _errs（TC-ADCIN-060..066）——
 *   TC-ADCIN-060/061 init 后 = NOT_RUN / 计数 0
 *   TC-ADCIN-062 成功: rc=OK 且 errs 不变
 *   TC-ADCIN-063/064 两次失败累计 = 2，rc = 最近一次（TIMEOUT）
 *   TC-ADCIN-065/066 恢复成功 rc=OK，errs 单调不回退
 *
 * 通过：全部 TC PASS（main 返回 0）。
 * 入口：int main(void)，返回 0=PASS / 1=FAIL（由 run 脚本判读）。
 *
 * 创建日期：2026-10-10
 */

#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

/* ===================== 平台桩（先纳入，覆盖真实头） ===================== */
#include "adc.h"
#include "tpafe5160.h"
#include "adc_input.h"   /* 取 ADC_INPUT_STM32_CH_NUM 等常量（桩辅助函数在被测源之前） */

/* ===================== HAL ADC1 桩（DMA 模型） =====================
 * 被测代码经 HAL 只做一件事：init 时挂一次 DMA。此后"一帧完成"由 DMA 中断的
 * HAL 回调告知——回调本体由被测代码实现，测试直接调它们即可注入节拍。
 *   s_start_dma_rc     HAL_ADC_Start_DMA 返回值（注入挂载失败）
 *   s_start_dma_calls  挂载次数（正常应恒为 1：本层不反复重启 DMA）
 *   s_dma_buf          被测代码交下来的乒乓缓冲地址（测试据此写"采样值"）
 *   s_dma_len          被测代码请求的搬运长度（应为 2 x 9 = 18）
 */
static HAL_StatusTypeDef s_start_dma_rc = HAL_OK;
static int      s_start_dma_calls = 0;
static uint32_t *s_dma_buf = NULL;
static uint32_t s_dma_len = 0u;

/* 被测代码把 &hadc1 透传给 HAL 桩；桩不读其字段 */
ADC_HandleTypeDef hadc1;
/* 用于验证回调里的 `hadc == &hadc1` 守卫：别的句柄不得影响本层计数 */
ADC_HandleTypeDef hadc_other;

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t *pData, uint32_t Length) {
    (void)hadc;
    s_start_dma_calls++;
    s_dma_buf = pData;
    s_dma_len = Length;
    return s_start_dma_rc;
}

/* ===================== TPAFE5160 快照桩 ===================== */
static int16_t  s_fake_tpafe[8];
static int      s_snapshot_rc = 0;
static int      s_snapshot_calls = 0;
static uint8_t  s_snapshot_count = 0u;
static int16_t *s_snapshot_dst = NULL;

int tpafe5160_snapshot(int16_t *dst, uint8_t count) {
    uint8_t i;

    s_snapshot_calls++;
    s_snapshot_count = count;
    s_snapshot_dst = dst;
    if (s_snapshot_rc == 1) {
        for (i = 0u; (i < count) && (i < 8u); i++) {
            dst[i] = s_fake_tpafe[i];
        }
    }
    return s_snapshot_rc;
}

/* ===================== 断言 ===================== */
static int s_total = 0, s_passed = 0, s_failed = 0;

#define CHECK(cond, name) do { \
    s_total++; \
    if (cond) { s_passed++; printf("  [PASS] %s\n", name); } \
    else      { s_failed++; printf("  [FAIL] %s  (line %d)\n", name, __LINE__); } \
} while (0)

/* ===================== 被测代码（原样纳入生产源） ===================== */
#include "adc_input.c"

/* ===================== 工具 ===================== */

/*
 * 函数功能：把全部桩复位到"健康"初值
 * 入口参数：无
 * 返 回 值：无
 * 限定条件：无
 * 函数说明：默认 DMA 挂载成功、TPAFE 快照无新帧。DMA 缓冲由 adc_input_init() 交下来，
 *          复位时清空指针（此时不得调用 dma_fill / dma_beat）。
 */
static void fakes_reset(void) {
    uint8_t i;

    s_start_dma_rc = HAL_OK;
    s_start_dma_calls = 0;
    s_dma_buf = NULL;
    s_dma_len = 0u;
    s_snapshot_rc = 0;
    s_snapshot_calls = 0;
    s_snapshot_count = 0u;
    s_snapshot_dst = NULL;
    for (i = 0u; i < 8u; i++) {
        s_fake_tpafe[i] = 0;
    }
}

/*
 * 函数功能：往乒乓缓冲的指定半区写入一帧"采样值"（base + Rank 序号）
 * 入口参数：half - 半区下标（0 / 1）；base - 该帧首通道的码值
 * 返 回 值：无
 * 限定条件：须在 adc_input_init() 之后（缓冲地址由 Start_DMA 交下来）
 * 函数说明：值按 **Rank 序号** 递增，故第 i 个 Rank = base+i；配合
 *          k_stm32_rank_ch=[CH0..CH7,CH14] 可逐通道钉死映射（如 UB=base+8）。
 */
static void dma_fill(uint8_t half, uint16_t base) {
    uint16_t *p = (uint16_t *)(void *)s_dma_buf;
    uint8_t  i;

    for (i = 0u; i < ADC_INPUT_STM32_CH_NUM; i++) {
        p[((uint32_t)half * ADC_INPUT_STM32_CH_NUM) + i] = (uint16_t)(base + i);
    }
}

/*
 * 函数功能：模拟"一拍 DMA 搬运完成"（写对应半区 + 触发对应 HAL 回调）
 * 入口参数：base - 本帧首通道码值
 * 返 回 值：无
 * 限定条件：须在 adc_input_init() 之后
 * 函数说明：DMA 长度 18、每拍搬 9 个 → 奇数次完成落在前半区（半传输回调）、
 *          偶数次落在后半区（传输完成回调）。半区下标由"已完成帧数"的奇偶推出，
 *          与被测代码 stm32_take() 的口径互为镜像（两边独立推导，能互相证伪）。
 */
static void dma_beat(uint16_t base) {
    uint8_t half = (uint8_t)(adc_input_stm32_seq() & 1u);

    dma_fill(half, base);
    if (half == 0u) {
        HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback(&hadc1);
    } else {
        HAL_ADC_ConvCpltCallback(&hadc1);
    }
}

/* ===================== TC-ADCIN-001..006：init ===================== */

static void tc_init(void) {
    int32_t v = -999;

    fakes_reset();
    /* 前置：制造"STM32 失败一次 + TPAFE 有效一帧"的状态，再验 init 是否清干净 */
    s_snapshot_rc = 1;
    s_fake_tpafe[6] = 4321;
    (void)adc_input_poll();          /* 单拍无新帧 = 相位伪影，不计故障 */
    (void)adc_input_poll();          /* 连续第二拍无新帧 = 真停摆 */

    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 1u, "TC-ADCIN-001 two rounds in a row with no new frame -> stall count = 1");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == 0) && (v == 4321),
          "TC-ADCIN-002 after poll UA is readable and the value is right");

    CHECK(adc_input_init() == 0, "TC-ADCIN-003 adc_input_init returns 0 (mapping self-check passed)");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_NOT_RUN,
          "TC-ADCIN-004 after init the STM32 status code = NOT_RUN");
    CHECK(s_start_dma_calls == 1, "TC-ADCIN-003B init arms DMA exactly once");
    CHECK(s_dma_len == (2u * ADC_INPUT_STM32_CH_NUM), "TC-ADCIN-003C DMA length = 2 x 9 (ping-pong double buffer)");
    CHECK(s_dma_buf != NULL, "TC-ADCIN-003D the DMA destination buffer address was handed down");
    CHECK(adc_input_stm32_seq() == 0u, "TC-ADCIN-005B after init the DMA completion counter = 0");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 0u, "TC-ADCIN-005 after init the STM32 failure counter is zeroed");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == -2) && (adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == -2),
          "TC-ADCIN-006 after init neither TPAFE nor STM32 side holds valid data");
}

/* ===================== TC-ADCIN-010..01A：desc 映射表 ===================== */

static void tc_desc(void) {
    const adc_channel_desc_t *d;

    d = adc_input_desc(ADC_SEM_UA);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_TPAFE) && (d->index == 6u),
          "TC-ADCIN-010 UA -> TPAFE buf[6]");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_UB);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32) && (d->index == 14u),
          "TC-ADCIN-011 UB -> STM32 CH14");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_UC);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32) && (d->index == 3u),
          "TC-ADCIN-012 UC -> STM32 CH3");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_UN);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_TPAFE) && (d->index == 5u),
          "TC-ADCIN-013 UN -> TPAFE buf[5]");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_IA);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_TPAFE) && (d->index == 2u),
          "TC-ADCIN-014 IA -> TPAFE buf[2]");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_IB);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32) && (d->index == 6u),
          "TC-ADCIN-015 IB -> STM32 CH6");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_IC);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32) && (d->index == 1u),
          "TC-ADCIN-016 IC -> STM32 CH1");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_IN);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32) && (d->index == 2u),
          "TC-ADCIN-017 IN -> STM32 CH2");
    d = adc_input_desc(ADC_SEM_TEMP);
    CHECK((d != NULL) && (d->source == ADC_SRC_STM32) && (d->index == 5u),
          "TC-ADCIN-018 TEMP -> STM32 CH5");

    CHECK(adc_input_desc(ADC_SEM_COUNT) == NULL, "TC-ADCIN-019 out of range (ADC_SEM_COUNT) -> NULL");
    CHECK(adc_input_desc((adc_semantic_t)(-1)) == NULL, "TC-ADCIN-01A negative index -> NULL");
}

/* ===================== TC-ADCIN-020：map_check ===================== */

static void tc_map_check(void) {
    /* 真实映射表自洽：TPAFE 下标 < 8 且每个 STM32 通道号都出现在扫描 Rank 内。
     * 反向路径（表不自洽 -> -1）需在运行时改表，而 k_adc_map / k_stm32_rank_ch 均为
     * 编译期 static const、无运行时输入可使其不自洽 -> 结构上不可达（见文件末说明）。 */
    CHECK(map_check() == 0, "TC-ADCIN-020 mapping table is self-consistent (TPAFE index and STM32 Rank both in range)");
}

/* ===================== TC-ADCIN-021..02C：stm32_scan 成功路径 ===================== */

static void tc_take_ok(void) {
    int32_t v = 0;

    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    dma_beat(100);                          /* 前半区一帧：Rank i -> 100+i */

    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-021 stm32_take got a new frame -> 0");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-022 status code = RC_OK");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 0u, "TC-ADCIN-023 a success is not counted as a failure");
    CHECK(s_start_dma_calls == 1, "TC-ADCIN-024 DMA is armed once at init (never restarted per round)");
    CHECK(adc_input_stm32_seq() == 1u, "TC-ADCIN-025 DMA completion counter = 1");

    /* Rank -> 通道号映射：第 i 个 Rank = 100+i。
     * k_stm32_rank_ch = [CH0..CH7, CH14]，故 CH3->103 / CH5->105 / CH6->106 / CH14->108。 */
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == 0) && (v == 108), "TC-ADCIN-026 UB reads CH14(rank9)=108");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UC, &v) == 0) && (v == 103), "TC-ADCIN-027 UC reads CH3(rank4)=103");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_IB, &v) == 0) && (v == 106), "TC-ADCIN-028 IB reads CH6(rank7)=106");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_IC, &v) == 0) && (v == 101), "TC-ADCIN-029 IC reads CH1(rank2)=101");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_IN, &v) == 0) && (v == 102), "TC-ADCIN-02A IN reads CH2(rank3)=102");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_TEMP, &v) == 0) && (v == 105), "TC-ADCIN-02B TEMP reads CH5(rank6)=105");

    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == -2, "TC-ADCIN-02C stm32_take does not set the TPAFE valid flag");
}

/* ============ TC-ADCIN-080..085：乒乓双缓冲（读刚完成半区，不读正在写的半区） ============
 * 这是 DMA 方案最关键的一条：消费侧必须读"上一拍刚完成的那一半"，而 DMA 此刻正在
 * 写另一半。若读错半区，取到的是**正在被改写**的数据 → 半新半旧的撕裂帧。 */

static void tc_dma_pingpong(void) {
    int32_t v = 0;

    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();

    dma_beat(100);                          /* 第 1 帧 -> 前半区（半传输回调） */
    dma_fill(1u, 900u);                     /* 模拟 DMA 正在写后半区（值 900 系） */
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-080 first round fetch succeeded");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == 0) && (v == 108),
          "TC-ADCIN-081 reads the just completed half (108), not the half being written");

    dma_beat(200);                          /* 第 2 帧 -> 后半区（传输完成回调） */
    dma_fill(0u, 800u);                     /* 模拟 DMA 正在写前半区（值 800 系） */
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-082 second round fetch succeeded");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == 0) && (v == 208),
          "TC-ADCIN-083 second round reads the later half (208)");
    CHECK(adc_input_stm32_seq() == 2u, "TC-ADCIN-084 DMA completion counter = 2");

    /* 半区奇偶口径：seq=1 -> 前半区，seq=2 -> 后半区（与 dma_beat 独立推导，互相证伪） */
    CHECK(((adc_input_raw(ADC_SEM_UC, &v) == 0) && (v == 203)), "TC-ADCIN-085 UC stays consistent within the frame (203)");

    /* 消费者超拍：两拍都没取 -> 中间那帧已被乒乓缓冲覆盖 -> 记 1 点丢帧 */
    dma_beat(300);
    dma_beat(400);
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-086 after skipping rounds the newest frame is still fetched");
    CHECK(adc_input_stm32_gaps() == 1u, "TC-ADCIN-087 seq advanced by 2 -> records 1 dropped frame");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == 0) && (v == 408), "TC-ADCIN-088 what came back is the newest frame (408)");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 0u, "TC-ADCIN-089 a drop is not counted as a stall (two fault classes stay apart)");

    /* 第二档：上面只跨了 1 帧（前进 2 记 1 点），"次数"与"点数"数值相同、钉不出单位。
     * 这里连投三帧不消费 = 一次跨 2 帧，必须记 2 点（累计 1+2=3），把 2026-10-21 改的
     * 「帧点数」口径钉死。断言不另立编号，仍属上面那条用例的覆盖点 */
    dma_beat(500);
    dma_beat(600);
    dma_beat(700);
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "second overrun still returns latest frame");
    CHECK(adc_input_stm32_gaps() == 3u, "delta 3 -> 2 points, total 3 (point unit)");

}

/* ============ TC-ADCIN-090..093：HAL 错误回调与句柄守卫 ============ */

static void tc_hw_errs(void) {
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();

    HAL_ADC_ErrorCallback(&hadc1);
    HAL_ADC_ErrorCallback(&hadc1);
    CHECK(adc_input_stm32_hw_errs() == 2u, "TC-ADCIN-090 error callback total = 2");

    HAL_ADC_ErrorCallback(&hadc_other);
    CHECK(adc_input_stm32_hw_errs() == 2u, "TC-ADCIN-091 other ADC handles must not count (hadc guard)");

    HAL_ADC_ConvHalfCpltCallback(&hadc_other);
    HAL_ADC_ConvCpltCallback(&hadc_other);
    CHECK(adc_input_stm32_seq() == 0u, "TC-ADCIN-092 a completion callback from another handle must not advance seq");

    HAL_ADC_ErrorCallback(&hadc1);
    CHECK(adc_input_stm32_hw_errs() == 3u, "TC-ADCIN-093 hw_errs and errs count separately and never interfere");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 0u, "TC-ADCIN-09A hw_errs does not pollute errs");
}

/* ===================== TC-ADCIN-030..034：DMA 挂载失败 ===================== */

static void tc_init_dma_fail(void) {
    int32_t v = 0;

    fakes_reset();
    s_start_dma_rc = HAL_ERROR;

    CHECK(adc_input_init() == -2, "TC-ADCIN-030 HAL_ADC_Start_DMA failure -> init returns -2");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_START, "TC-ADCIN-031 status code = RC_START");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 1u, "TC-ADCIN-032 failure counter +1");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == -2, "TC-ADCIN-034 after an arming failure the STM32 side holds no valid data");
}

/* ===================== TC-ADCIN-035..03A：本拍无新帧（停摆） ===================== */

static void tc_take_stall(void) {
    int32_t v = 0;

    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    /* 没有任何 DMA 完成回调 = TIM3 未启动 / ADC 停摆 / DMA 出错 */

    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_STALL, "TC-ADCIN-035 no new frame -> RC_STALL(-2)");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_STALL, "TC-ADCIN-036 status code = RC_STALL");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 0u, "TC-ADCIN-037 a single round without a new frame is not a fault (phase artefact)");
    CHECK(adc_input_stm32_seq() == 0u, "TC-ADCIN-038 seq does not advance while stalled");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == -2, "TC-ADCIN-039 a stalled round leaves the STM32 side without valid data");

    (void)stm32_take();                     /* 连续第二拍无新帧 = 真停摆 */
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 1u, "TC-ADCIN-03A two rounds in a row with no new frame -> stall count = 1");
    (void)stm32_take();                     /* 第三拍仍无新帧 */
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 2u, "TC-ADCIN-03B an ongoing stall accumulates every round = 2");
    CHECK(adc_input_stm32_gaps() == 0u, "TC-ADCIN-03C a stall is not counted as a drop (two fault classes stay apart)");

    dma_beat(100);                          /* 恢复 */
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-03D after recovery the fetch succeeds");
    CHECK(adc_input_stm32_gaps() == 0u, "TC-ADCIN-03E the recovery round advances by 1 -> not a drop");
}

/* ============ TC-ADCIN-070..078：停摆拍不得沿用上一拍旧值（陈旧帧） ============
 * 背景（2026-10-10 真机实测发现）：本层只有一份 s_stm32_raw[]，而 s_stm32_valid
 * 此前只在成功时置 1、失败时**从不清零** → 消费侧照样取数、照样压入采样环，
 * s_frames_skip 抓不到。轮询版的触发路径是"超时拍半新半旧"，DMA 版（v2.0）改成
 * "本拍无新帧仍沿用上一拍"——**同一条缺陷、同一个防线**，故本组用例保留。
 * TC-ADCIN-034 是"挂载失败后本就无数据"（valid 一直是 0），照不出这条路径——
 * 必须先成功一拍。 */

static void tc_take_stale(void) {
    int32_t v = 0;

    /* --- 停摆支路：成功拍 -> 无新帧拍 -> 恢复拍 --- */
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    dma_beat(100);
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-070 precondition: first round succeeded");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == 0) && (v == 108), "TC-ADCIN-071 precondition: UB reads 108 (valid state)");

    /* 第二拍没有任何 DMA 完成（TIM3 停 / ADC 停摆 / DMA 出错） */
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_STALL, "TC-ADCIN-072 second round has no new frame");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == -2, "TC-ADCIN-073 a stalled round must not reuse the previous value -> -2");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UC, &v) == -2, "TC-ADCIN-074 a stalled round must not emit any other STM32 channel either");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_TEMP, &v) == -2, "TC-ADCIN-074B same as above (TEMP also -2)");

    dma_beat(200);
    CHECK(stm32_take() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-075 third round recovers successfully");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == 0) && (v == 208), "TC-ADCIN-076 the recovery round can be read again (self-healing)");

    /* --- 挂载失败支路：同样不得沿用（init 失败后整层无有效数据） --- */
    fakes_reset();
    s_start_dma_rc = HAL_ERROR;
    (void)adc_input_init();
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == -2, "TC-ADCIN-078 after an arming failure no value may be read -> -2");
}

/* ===================== TC-ADCIN-040..045：raw 参数守卫与无数据 ===================== */

static void tc_raw_guards(void) {
    int32_t v = 0;

    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();

    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UA, NULL) == -1, "TC-ADCIN-040 out=NULL -> -1");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_COUNT, &v) == -1, "TC-ADCIN-041 ch out of range -> -1");
    CHECK(adc_input_raw((adc_semantic_t)(-1), &v) == -1, "TC-ADCIN-042 ch negative -> -1");
    CHECK(v == 0, "TC-ADCIN-043 on an argument error out is not written");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == -2, "TC-ADCIN-044 TPAFE has no valid frame -> -2");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UB, &v) == -2, "TC-ADCIN-045 STM32 has no valid scan -> -2");
}

/* ===================== TC-ADCIN-046..04B：raw TPAFE 取数与补码 ===================== */

static void tc_raw_tpafe(void) {
    int32_t v = 0;

    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    /* 注入 8 路 TPAFE 码值（互不相同），UA 应取 buf[6] / UN 取 buf[5] / IA 取 buf[2] */
    s_fake_tpafe[0] = 1000;
    s_fake_tpafe[1] = 1001;
    s_fake_tpafe[2] = -1234;
    s_fake_tpafe[3] = 1003;
    s_fake_tpafe[4] = 1004;
    s_fake_tpafe[5] = 2005;
    s_fake_tpafe[6] = 3006;
    s_fake_tpafe[7] = 1007;
    s_snapshot_rc = 1;

    CHECK(adc_input_poll() == 1, "TC-ADCIN-046 poll passes through the TPAFE snapshot code 1");
    CHECK(s_snapshot_count == (uint8_t)ADC_INPUT_TPAFE_CH_NUM, "TC-ADCIN-047 snapshot requests 8 channels");
    CHECK(s_snapshot_dst != NULL, "TC-ADCIN-048 the snapshot destination buffer is not NULL");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == 0) && (v == 3006), "TC-ADCIN-049 UA -> buf[6]=3006");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UN, &v) == 0) && (v == 2005), "TC-ADCIN-04A UN -> buf[5]=2005");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_IA, &v) == 0) && (v == -1234),
          "TC-ADCIN-04B IA -> buf[2]=-1234 (two's-complement negative kept as is)");
}

/* ===================== TC-ADCIN-050..058：poll 契约 ===================== */

static void tc_poll(void) {
    int32_t v = 0;

    /* --- 无新帧(0)：返回 0，TPAFE 无效，STM32 侧照常扫描 --- */
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    s_snapshot_rc = 0;
    dma_beat(100);
    CHECK(adc_input_poll() == 0, "TC-ADCIN-050 snapshot with no new frame -> poll returns 0");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == -2, "TC-ADCIN-051 without a new frame the TPAFE side is invalid");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-052 the STM32 fetch in the same round still runs");

    /* --- 参数错(-1)：返回 -1，TPAFE 无效 --- */
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    s_snapshot_rc = -1;
    CHECK(adc_input_poll() == -1, "TC-ADCIN-053 snapshot argument error -> poll returns -1");
    CHECK(adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == -2, "TC-ADCIN-054 on an argument error the TPAFE side is invalid");

    /* --- 已有有效帧后再"无新帧"：保持上次有效值（不清零） --- */
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    s_fake_tpafe[6] = 777;
    s_snapshot_rc = 1;
    (void)adc_input_poll();
    s_snapshot_rc = 0;
    (void)adc_input_poll();
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_UA, &v) == 0) && (v == 777),
          "TC-ADCIN-055 an existing valid frame is not zeroed when no new frame arrives");

    /* --- STM32 失败不阻断 TPAFE、不影响 poll 返回值 --- */
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();
    s_fake_tpafe[2] = 55;
    s_snapshot_rc = 1;
    /* 不注入任何 DMA 完成 = STM32 侧停摆 */
    CHECK(adc_input_poll() == 1, "TC-ADCIN-056 an STM32 stall does not change the poll return value (still 1)");
    CHECK((adc_input_raw(ADC_SEM_IA, &v) == 0) && (v == 55),
          "TC-ADCIN-057 an STM32 stall does not affect TPAFE data");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_STALL, "TC-ADCIN-058 an STM32 stall is exposed through the status code instead");
}

/* ===================== TC-ADCIN-060..066：rc / errs 观测 ===================== */

static void tc_rc_errs(void) {
    fakes_reset();
    (void)adc_input_init();

    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_NOT_RUN, "TC-ADCIN-060 after init, before any scan = NOT_RUN(-3)");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 0u, "TC-ADCIN-061 after init the failure counter = 0");

    dma_beat(100);
    (void)stm32_take();                     /* 成功 */
    CHECK((adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_OK) && (adc_input_stm32_errs() == 0u),
          "TC-ADCIN-062 success: rc=OK and errs unchanged");

    (void)stm32_take();                     /* 停摆 1（单拍 = 相位伪影，不计） */
    (void)stm32_take();                     /* 停摆 2 -> 计 1 */
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 1u, "TC-ADCIN-063 two consecutive stalled rounds accumulate = 1");
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_STALL, "TC-ADCIN-064 rc = the most recent result (STALL)");

    dma_beat(200);
    (void)stm32_take();                     /* 恢复成功 */
    CHECK(adc_input_stm32_rc() == ADC_INPUT_RC_OK, "TC-ADCIN-065 after a successful recovery rc=OK");
    CHECK(adc_input_stm32_errs() == 1u, "TC-ADCIN-066 errs increases monotonically (a success never lowers it)");
    CHECK(adc_input_stm32_seq() == 2u, "TC-ADCIN-067 seq is advanced only by the DMA completion callback");
}

/* ===================== main ===================== */

int main(void) {
    printf("=== ADC Input Tests ===\n");

    printf("-- init / reset --\n");
    tc_init();
    printf("-- semantic map desc --\n");
    tc_desc();
    printf("-- map self-check --\n");
    tc_map_check();
    printf("-- stm32 take: success + rank/channel mapping --\n");
    tc_take_ok();
    printf("-- stm32 dma: ping-pong double buffer --\n");
    tc_dma_pingpong();
    printf("-- stm32 dma: HAL error callback + handle guard --\n");
    tc_hw_errs();
    printf("-- stm32 dma: Start_DMA fail --\n");
    tc_init_dma_fail();
    printf("-- stm32 take: no new frame (stall) --\n");
    tc_take_stall();
    printf("-- stm32 take: stale frame on stall beat --\n");
    tc_take_stale();
    printf("-- raw: guards / no-data --\n");
    tc_raw_guards();
    printf("-- raw: tpafe index + two's complement --\n");
    tc_raw_tpafe();
    printf("-- poll contract --\n");
    tc_poll();
    printf("-- rc / errs observability --\n");
    tc_rc_errs();

    printf("\n=== ADC Input Tests: %d/%d PASSED (failed=%d) ===\n",
           s_passed, s_total, s_failed);
    return (s_failed == 0) ? 0 : 1;
}