DCU_APP/GD32E508_DCU_APP/sys/initial.h

#ifndef SYS_INITIAL_H
#define SYS_INITIAL_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

/**
 * @brief 应用初始化器：按固定顺序启动模块，成功位置 1，末尾汇总。
 * @note  汇总结果（模块位图 / critical 失败位图 / 复位源 / init 状态）经静态 getter 导出，
 *        供 SPI 0xA3 INIT_STATUS 命令与身份块 [15] 上报 ESP32。
 */
class AppInitializer {
public:
    /** 启动模块位（成功置 1）；与 SPI 0xA3 上报位图共用，改动须同步 ESP32 侧注释 */
    enum ModuleBit : uint32_t {
        kNvic         = 1u << 0,
        kSysTick      = 1u << 1,
        kEsp32Hold    = 1u << 2,
        kUsart0       = 1u << 3,
        kAdc          = 1u << 4,
        kCanFd        = 1u << 5,
        kOtaBootReq   = 1u << 6,
        kAppSpi       = 1u << 7,
        kTaskManager  = 1u << 8,
        kScheduler    = 1u << 9,
        kEthercat     = 1u << 10,
        kEthercatSync = 1u << 11,
        kWatchdog     = 1u << 12,
    };

    /** init 总体状态（身份块 [15] 与 0xA3 payload[9] 共用编码） */
    enum InitState : uint8_t {
        kInitOk           = 0U, /**< 全部模块成功 */
        kInitDegraded     = 1U, /**< critical 全成功，非 critical 有失败/跳过 */
        kInitCriticalFail = 2U, /**< 有 critical 模块失败 */
    };

    /** 复位源位图（0xA3 payload[8] 编码），多位置位属正常（如 POR 常伴随其它标志） */
    enum ResetCauseBit : uint8_t {
        kRstPor   = 1u << 0, /**< 上电/掉电复位 */
        kRstEpr   = 1u << 1, /**< 外部引脚复位（NRST） */
        kRstFwdgt = 1u << 2, /**< 独立看门狗复位 */
        kRstWwdgt = 1u << 3, /**< 窗口看门狗复位 */
        kRstSw    = 1u << 4, /**< 软件复位（含 OTA 跳转） */
        kRstLp    = 1u << 5, /**< 低功耗复位 */
    };

    /** 模块数量（fault code 数组长度，与 ModuleBit 位序一致：bit N → 索引 N） */
    static constexpr uint8_t kModuleCount = 13U;

    /**
     * @brief 模块故障码（0xA3 payload[12..24]，每模块 1B，0=成功）。
     *
     * 各模块码值定义位置：
     *  - nvic        : kFaultNvic*（本类下）
     *  - systick     : kFaultSystick*（本类下；实际失败时 FATAL 停机不上报，仅备查）
     *  - esp32_hold  : kFaultEsp32Hold*（本类下）
     *  - usart0      : Usart0::InitFault（device/usart0.h）
     *  - adc         : Adc::InitFault（device/adc.h）
     *  - canfd       : CanFd::SelfTestFault（device/canfd.h），
     *                  **编码 = 原因码 | (首个失败通道号 << 4)**，通道 0/1/2
     *  - ota_boot_req: 纯软件，恒 0
     *  - app_spi     : 无自证手段，恒 0
     *  - task_manager: 纯软件，恒 0
     *  - scheduler   : SchedulerTimer::InitFault（device/timer.h）
     *  - ethercat    : kFaultEthercat*（本类下）
     *  - ethercat_sync: 跟随 ethercat，恒 0
     *  - watchdog    : Watchdog::InitFault（device/watchdog.h）
     */
    enum NvicFault : uint8_t {
        kFaultNvicOk               = 0U,
        kFaultNvicPrigroupMismatch = 1U, /**< AIRCR.PRIGROUP 回读与配置不一致 */
    };
    enum SystickFault : uint8_t {
        kFaultSystickOk      = 0U,
        kFaultSystickConfig  = 1U, /**< SysTick_Config 失败（备查，实际 FATAL 停机） */
        kFaultSystickNoTick  = 2U, /**< 节拍未前进（备查，实际 FATAL 停机） */
    };
    enum Esp32HoldFault : uint8_t {
        kFaultEsp32HoldOk      = 0U,
        kFaultEsp32HoldClamped = 1U, /**< PC9 输出高后回读仍为 0（被外部钳低） */
    };
    enum EthercatFault : uint8_t {
        kFaultEthercatOk         = 0U,
        kFaultEthercatBusNotReady = 1U, /**< EXMC/HBI 总线探活失败（BYTE_TEST 未通过） */
        kFaultEthercatSscFail    = 2U, /**< SSC MainInit 返回非 0 */
        kFaultEthercatCoreNotReady = 3U, /**< EEPROM 未加载完成，EtherCAT 核心未使能（1.5.39） */
    };

    /**
     * @brief 按固定顺序完成模块初始化（过程只置位，结束统一报告成败/失败模块）。
     */
    static void init();

    /** @brief 已成功初始化的模块位图。 */
    static uint32_t moduleMask() { return s_mask; }
    /** @brief 初始化失败的 critical 模块位图（0=无 critical 失败）。 */
    static uint32_t criticalFailMask();
    /** @brief init 总体状态（InitState 编码）。 */
    static uint8_t  initState() { return s_initState; }
    /** @brief 本次上电复位源位图（ResetCauseBit 编码，init 开头采集并已清硬件标志）。 */
    static uint8_t  resetCause() { return s_resetCause; }
    /** @brief 指定模块（ModuleBit 位序索引 0..12）的故障码，0=成功。 */
    static uint8_t  faultCode(uint8_t module_index);
    /** @brief 将全部模块故障码拷贝到 out（至少 kModuleCount 字节），返回长度。 */
    static uint8_t  faultCodes(uint8_t *out);

private:
    static uint32_t s_mask;
    static uint8_t  s_initState;
    static uint8_t  s_resetCause;
    static uint8_t  s_faultCodes[kModuleCount];

    static void mark(ModuleBit b);
    static void setFault(ModuleBit b, uint8_t code);
    static void captureResetCause();
    static void report();
};

#endif /* SYS_INITIAL_H */