# os.meow.ncm 技术栈预研 + 构建验证报告

> 日期：2026-08-31。工作区：`/home/Aska/Project/R3ProII`，仅改动 `patch_v2/ncm_app/`。
> 目标：为 MeowOS 网易云 App（v1 = 扫码登录 + 我的歌单 + 播放）在 HiBy R3 Pro II
> （MIPS32r2 单核、~14MB 可用内存、无 GPU、ALSA 直开 hw:0,0）上的纯 C 静态栈做选型与真机交叉编译验证。
> 工具链：`.tools/zig-mipsel-cc`（zig 包装 mipsel-linux-musleabi soft-float 静态交叉）。全程未 commit/push/刷机/动设备。

## 1. 选型结论表

| 能力 | 选型 | 版本 | 许可 | mipsel 体积(text) | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| TLS + 加密 | **mbedtls（裁剪）** | 3.6.2 | Apache-2.0 | 链接 Demo ≈ **388 KB** | TLS1.2 client + AES-128-CBC/ECB/GCM + MD5 + RSA(1024 raw) + Base64 + X509，单库全包 |
| TLS（备选） | BearSSL | master@7bea48e | MIT | TLS client 子集 ≈ **96 KB** | 更省 flash，但无 base64、AES-ECB 需自行逐块、RSA raw 用 `br_rsa_i31_public` |
| JSON | **jsmn** | 1.1.0 | MIT | **2.2 KB** | 分词器，无 malloc/无 DOM；cJSON 对比 20 KB |
| 二维码 | **qrcodegen** | nayuki@993ccbb | MIT | **10.8 KB** | 纯 C 单文件，无图形依赖 |
| MP3 解码 | **minimp3** | master@ea99364 | CC0 | **37.4 KB** | `minimp3_ex` 流式/可 seek；dr_mp3 对比 40.7 KB |

**HTTPS GET/POST 可达性**：mbedtls 已实测连通（见 §2）。**crypto 是否 mbedtls 自带就够**：是——
AES-128-ECB/CBC、MD5、Base64、RSA(raw) 全有；RSA raw 用 `mbedtls_rsa_public()`（无 padding 纯模幂）已交叉校验与 `pow(m,e,n)` 完全一致（见 §3），这是文档标注最易踩坑处，已验证可行。

## 2. HTTPS 实测（宿主 = 本机 aarch64；另跑通 MIPS 版）

**demo**：`demo/https_unikey.c`（mbedtls TLS1.2 + eapi 加密 + jsmn）。
目标：`POST https://interface.music.163.com/eapi/login/qrcode/unikey`，body `params=<eapi hex>`。

```
deviceId=68DFA27096B7A5DC2CB393C77D8C194FDC0459B743081D091EBD
---- response body ----
{"code":200,"unikey":"33a1c6a6-28ad-4e1e-bc8e-ebe769953913"}
UNIKEY = 33a1c6a6-28ad-4e1e-bc8e-ebe769953913
```

- 宿主：`code:200` + unikey 顶层字段，与 NCM_API_NOTES §7 一致 ✅
- **MIPS 版交叉编译后，在 `qemu-mipsel` 下全链路跑通**（DNS→TCP→TLS→POST→JSON 解析），同样拿到真实 unikey：
  `{"code":200,"unikey":"6731b1ac-71a2-41eb-a704-a2de39d6d0b7"}`。即 mipsel 静态产物的网络+crypto+TLS 路径正确。
- eapi 加密逻辑与原版 `crypto::eapi` 一致：`digest=md5("nobody"+url+"use"+json+"md5forencrypt")`，
  `plain=url+"-36cd479b6b5-"+json+"-36cd479b6b5-"+digest`，`params=HEX_UPPER(AES128ECB(plain,"e82ckenh8dichen8"))`；
  `header`（osver/deviceId/os/appver/versioncode/mobilename/buildver/resolution/__csrf/channel/requestId）与 `e_r:false` 均入加密体（§8 要求，去掉会 4xx）。

## 3. RSA raw（weapi 无 padding 模幂）校验

`mbedtls_rsa_public(ctx, 128B输入右对齐16B明文, 128B输出)`，n=1024-bit、e=65537。
- mipsel(qemu) 与宿主输出一致，且与 Python `pow(m,e,n)` 逐一字节相同（256 hex 完全匹配）：
  `CT = 55B33E7E3229B8D977137D120B3C7A5B5FB8E933325CAA5BB8CEF6C132D57E5E...B2B83`
- 结论：**mbedtls_rsa_public() 可用作 weapi 的 textbook RSA**，避开 PKCS#1 padding 陷阱。demo：`demo/rsa_raw_test.c`。

## 4. 总体积账（mipsel，-Os，flash≈text）

**选定的库合计（≈438 KB）**：

| 项 | text | 备注 |
|---|---|---|
| mbedtls TLS+crypto+x509（链接 demo） | 388 KB | 含 ~6 KB musl libc 基线；库文本合计 410 KB，gc-sections 未再降 |
| jsmn | 2.2 KB | |
| qrcodegen | 10.8 KB | |
| minimp3 | 37.4 KB | |
| **库合计** | **≈ 438 KB** | 另需 App/UI/封面/音频输出层（未计入，自研） |

可选裁剪方向（能明显压 mbedtls）：限制密码套件到 `TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256`(+1 个 CBC+SHA 兜底)、
ECP 只留 P-256、去掉 ECDSA(服务器给 RSA 证书)、`MBEDTLS_SSL_IN/OUT_CONTENT_LEN=4096`。估可降到 ~250 KB。
若固件预算仍紧，**切 BearSSL(≈96KB) + 自带 base64/AES-ECB 例程**，能再省 ~300 KB。

**对比参考项体积**：cJSON 20 KB、dr_mp3 40.7 KB、BearSSL 全库 310 KB（裁剪子集 96 KB）。空静态 mipsel 基线 text=5888。

## 5. 内存 / 性能估算（14MB 可用）

- **TLS 握手 buffer**：mbedtls 默认 `SSL_IN/OUT_CONTENT_LEN`=16KB 各一，共 ~32KB；demo 二进制 `bss=26888`(≈26KB)+堆内 SSL context/ECDH 临时密钥。对 14MB 无压力；建议调成 4096 更省。
- **JSON 解析**：jsmn 无 malloc，token 数组按需分配（响应小，几百字节）。**不要全量缓冲歌单详情**，只取需要的键（文档 §4.4）。
- **解码**：minimp3 流式，输入 ~每帧几 KB + 输出 `MINIMP3_MAX_SAMPLES_PER_FRAME*2*ch`，整体 <20KB。
- **封面**：**必须限幅**——NCM 建议 5MB，MeowOS 应限 ~256KB 并降采样/调色板（无 GPU 只能 CPU 软缩放）。
- **二维码位图**：41×41 符号渲染成 UI 尺寸（如 400×400，灰度 1B/px=160KB，1-bit 可 20KB）。
- 预算结论：TLS+解码+二维码+封面(256KB cap)+UI 帧缓冲，**总工作集应在数百 KB 量级，14MB 富余**；唯一要盯的是封面/歌单响应别全量驻留。

- **性能**：
  - **MP3 解码实时性**：宿主(aarch64) minimp3 = **568×RT**、dr_mp3 = 627×RT；
    `qemu-mipsel`(TCG 模拟，**远慢于真机**，通常 10–50×) 下 minimp3 = **4.8×RT**、dr_mp3 = 4.7×RT。
    → 真机 MIPS32 单核跑 44.1k/64kbps 解码**余量很大**（估计数十倍 RT），解码不是瓶颈。⚠️ 该数字为宿主/模拟估算，标注不准。
  - **TLS 握手**：ECDHE-RSA-AES128-GCM，单核软 RSA 1024 校验 + ECDH P-256，估几十~几百 ms，可接受（仅首次/重连）。
  - **weapi RSA raw 模幂**：1024-bit 软模幂每次约几 ms~几十 ms（只对 weapi 请求，频率低）。

## 6. 风险与 fallback

| 风险 | 评估 | 对策/fallback |
|---|---|---|
| weapi RSA raw 最易踩坑 | ✅ 已交叉校验正确 | 保持 `mbedtls_rsa_public()`+左补零到 256 hex；用 `rsa_raw_test` 做回归 |
| deviceId/UA 不稳定触发风控 | 高 | deviceId(52 hex) **首生成后持久化**；UA 按 eapi(iPhone)/weapi(Chrome) 分别固定；轮询≥1s、失败退避 |
| session（MUSIC_U）丢失即需重扫码 | 高 | cookie 持久化；启动用 `/weapi/w/nuser/account/get` 校验 |
| eapi 的 `header`/`e_r` 缺失 → 4xx | 中 | demo 已带，必须保留（§8） |
| 无版权/VIP 曲目 url=null | 中 | `song_url_v1` 返回 null → 提示 + 降级到 `song/enhance/player/url`(br=320000) 兜底 |
| 音质策略（Hi-res 降级） | v1 只保 mp3 | 账号非免费档 level 被钳到免费档；v1 默认 `standard`(128k)/`higher`(192k)；**不引入 flac 解码**（14MB 内存+单核不划算）；后续再评估 dr_flac |
| 触发高频风控 | 中 | 请求限频、重试退避、必要时随机国内 IP（`X-Real-IP`/`X-Forwarded-For`） |
| mbedtls flash ~388KB 偏大 | 中 | 见 §4 裁剪；若预算吃紧切 BearSSL(≈96KB) |

## 7. 出入清单（只改 `patch_v2/ncm_app/`）

```
patch_v2/ncm_app/
├── vendor/                        # 各库源码（上游 clone/tar + 许可证）
│   ├── mbedtls/     (3.6.2, 含 framework 子模块, 裁剪 config 在 config/mbedtls_config_ncm.h)
│   ├── bearssl/     (官方 git, 无语义版本)
│   ├── jsmn/ cjson/ qrcodegen/ minimp3/ dr_mp3/
├── libs_common.sh                 # 公共 zig/ar/size 环境
├── build_mbedtls.sh               # 裁剪 config + 静态编 mipsel → out/mbedtls/mipsel/*.a
├── build_bearssl.sh               # make lib → out/bearssl/mipsel/bm/libbearssl.a
├── build_cjson.sh build_jsmn.sh build_qrcodegen.sh build_minimp3.sh build_dr_mp3.sh
├── build_demo.sh                  # 宿主 + mipsel 的 HTTPS demo 复现
├── bench/                         # minimp3/dr_mp3 基准(sample-15s.mp3 来自 samplelib)
├── demo/https_unikey.c            # eapi + TLS1.2 + jsmn（打 unikey）
├── demo/rsa_raw_test.c            # weapi RSA raw 校验
├── out/https_unikey_mipsel(. _s)  # mipsel 静态 demo（qemu-mipsel 跑通）
├── out/mbedtls/{mipsel,host}/     # 库产物     out/bearssl/mipsel/bm/
├── VENDOR_NOTES.md                # 版本/许可/裁剪/体积
└── REPORT.md                      # 本报告
```

**未做/待主会话**：真机 `hw:0,0` 播放链路、扫码后真实登录(803+set-cookie)、weapi 真实登录态请求、
CA bundle 内置方案、音质档位映射实测。这些属设备/账号侧联调，由主会话在设备上执行（本预研不动设备）。

## 8. 结论

- **可行**：纯 C + mbedtls(裁剪) + jsmn + qrcodegen + minimp3，静态 mipsel 交叉编译全通，HTTPS POST 拿到真实 unikey，MIPS(qemu) 版全链路跑通。
- **推荐 TLS/加密一体用 mbedtls**（单库一次解决 TLS + AES/MD5/RSA raw/Base64 + X509，规避 RNSS-raw 手写风险）；BearSSL 为省 flash 备选。
- **v1 体积增量 ≈ 438 KB（库）/ 只做 mp3**，内存估计数百 KB 工作集，14MB 可行；主要优化点是 mbedtls 裁剪与封面限幅。
- **最关键风险（RSA raw）已验证**；其余风险集中在风控（deviceId/UA 稳定持久化）与无版权降级策略。

---

## 9. 核心库批次（core/，纯 C 静态库，无 UI）

> 日期：2026-08-31。在 §1-8 预研（候选库/工具链已定型）基础上落地核心库：http/crypto/login/api/cache 五模块
> + 公共/存储/JSON/请求构建支撑模块 + ncm_ctx 上下文。仅改动 `patch_v2/ncm_app/`。未 commit/push/刷机/动设备。

### 9.1 模块与公开 API（头文件签名）

| 模块 | 文件 | 主要公开函数 |
|---|---|---|
| 公共工具 | `core/ncm_common.h/.c` | `ncm_hex_encode/decode` `ncm_b64_encode/decode` `ncm_md5_hex` `ncm_sha256_hex` `ncm_url_encode/decode` `ncm_random_bytes` `ncm_now_ms` 等 |
| JSON | `core/ncm_json.h/.c` | `ncm_json_parse` `ncm_json_obj_get` `ncm_json_arr_get/len` `ncm_json_path[_str/_int/_bool]` `ncm_json_get_str_at/get_int_at` |
| HTTP | `core/ncm_http.h/.c` | `ncm_http_request`（一次性 POST/GET，限幅）`ncm_http_download`（流式回调 + max_bytes）`ncm_http_parse_set_cookie` `ncm_http_set_verify_default` |
| 存储 | `core/ncm_store.h/.c` | `ncm_store_init` `ncm_store_get/set_device_id` `ncm_store_machine_key` `ncm_store_cookie_encrypt/decrypt` `ncm_store_save/load/clear_session` `ncm_store_write/read_file` `ncm_store_read_cfg_int` |
| 加密 | `core/ncm_crypto.h/.c` | `ncm_crypto_eapi` `ncm_crypto_weapi` `ncm_crypto_linuxapi` `ncm_crypto_rsa_raw_selfcheck` |
| 请求构建 | `core/ncm_req.h/.c` | `ncm_req_build`（eapi/weapi/linux，注入 header/csrf_token/UA/Cookie）`ncm_req_cookie_get` |
| 登录 | `core/ncm_login.h/.c` | `ncm_login_qr_url` `ncm_login_unikey` `ncm_login_qr_matrix`（qrcodegen）`ncm_login_poll` `ncm_login_status_check` `ncm_login_save/load/clear_cookie` |
| 歌单/播放 | `core/ncm_api.h/.c` | `ncm_api_user_playlist` `ncm_api_playlist_detail` `ncm_api_song_detail` `ncm_api_song_url` `ncm_api_song_url_auto` `ncm_api_lyric` `ncm_api_level_str` |
| 缓存 | `core/ncm_cache.h/.c` | `ncm_cache_init` `ncm_cache_set_limit_gb/limit_gb` `ncm_cache_load_setting` `ncm_cache_lookup` `ncm_cache_open/write/commit/abort` `ncm_cache_total_bytes` `ncm_cache_evict` `ncm_cache_path` |
| 上下文 | `core/ncm.h` + `ncm_ctx.c` | `ncm_ctx_t`（deviceId/cookie/CA/默认音质/cache）`ncm_ctx_init` `ncm_ctx_set/load/clear_cookie` `ncm_ctx_default_cache_dir` |

关键常量：`NCM_EAPI_KEY`/`NCM_WEAPI_PRESET`/`NCM_WEAPI_IV`/`NCM_LINUXAPI_KEY`/`NCM_RSA_DER_B64`（`ncm_crypto.h`）；
UA 按加密类型分流（eapi=iPhone `NeteaseMusic 9.0.90/5038`，weapi=Chrome/Edg 124），请求头注入对齐 CNMPlayer `request.rs`（deviceId/UA 稳定）。

### 9.2 关键实现取舍
- **CA 方案**（`ncm_http.h` 注释）：`verify_ca=1`（默认）加载系统 CA bundle（或 `ca_path`），失败即拒绝（防 MITM）；`verify_ca=0` 跳过校验（仅调试/受限网）。全局默认由 `ncm_http_set_verify_default` 设定，`ncm_ctx_init` 以其 `verify_ca/ca_path` 设置。**设备侧需内置 CA 根**（VENDOR_NOTES §备注），否则接口 eapi/weapi 会被拒。
- **RSA raw**：用 `mbedtls_rsa_public()` 无 padding 纯模幂，16 字节 secret 右对齐 128 字节（前导 0），输出 256 小写 hex——已与 Python `pow(m,e,n)` 逐字节一致（见 9.4）。
- **weapi**：双层 AES-128-CBC（`params` base64，含 `+/=` 需 urlencode）+ RSA(raw) 加密随机 16 位 base62 密钥（RSA 前**反转**）。
- **会话cookie**：加密落盘 `MeowData/<pkg>/data/session.enc`，密钥 = `sha256(MAC + 盐)`；无 MAC（qemu/无网卡）回退到设备私有 `.mkey` 派生。**仅为防裸读模糊，非真安全**（头文件已注明）。
- **缓存**：目录默认 `MeowData/os.meow.ncm/cache/`；上限默认 10GB（1~100 可配），读设置键 `ncm.cache_limit_gb`（`<data_dir>/ncm.cache_limit_gb.cfg`，对齐 SDK meow_config）；LRU 按文件 mtime，`ncm_cache_lookup/commit` 刷新；命中即离线可播。
- **音质**：`ncm_api_song_url_auto` 从 desired（默认 Hi-res）往下降级 `hires→lossless→exhigh→higher→standard`，只返回可解码 mp3（url 非空且 type=mp3）；无该档对当前歌曲降级。

### 9.3 构建
`./build_core.sh` → `out/core-host/`、`core-mipsel/`（自有代码对象 + vendor qrcodegen + jsmn 唯一实现 TU），链接 `out/mbedtls/{host,mipsel}/*.a`，产出：
- `test/test_ncm_core_host`（宿主，可跑）
- `out/test_ncm_core_mipsel`（mipsel 静态）。`size`：`text 462662 / data 212 / bss 27688`（含测试 printf 基建 + mbedtls + qrcodegen；核心库本身链接更小）。
- 自有代码 `-Wall -Wextra` **0 warning**；vendor 警告豁免。mipsel 用 `.tools/zig-mipsel-cc` 静态交叉。

### 9.4 验证记录（宿主 + qemu-mipsel 双向实测，响应已脱敏/截断）
- **unikey 实拿（eapi）**：`{"code":200,"unikey":"<uuid>"}`（宿主 `dc5bd090-…`，qemu-mipsel `ef9a5db2-…`）；二维码 URL `https://music.163.com/login?codekey=<uuid>`。
- **轮询（未扫码）**：`{"code":801,"message":"等待扫码"}` → `state=等待扫码(801)`，两平台一致。
- **login_status（伪造 cookie）**：返回 weapi 可解析 JSON（code 200 但 profile null）→ 库判 `NCM_ERR_AUTH(-13)`，证明 weapi 请求被服务端接受。
- **RSA raw 交叉**：`ncm_crypto_rsa_raw_selfcheck` 输出 `55b33e7e…b2b83`，与 Python `pow(m,65537,n)`（§3 已交叉验证值）**逐字节一致**。weapi params 为合法 base64（RSA 封装的 16 字节随机密钥无法无私钥解密，其 AES-CBC 为标准用法）。
- **eapi 往返**：`ncm_crypto_eapi` 产物可用 AES-ECB 解回含 `url` + `json` 的明文（`/api/login/qrcode/unikey` + `{"type":3}`）。
- **cookie 加解密**：38 字节串 `MUSIC_U=…; __csrf=xyz; os=pc` 加密→解密完全一致（含一次 mbedtls `crypt_cbc` 就地改写 IV 的坑，已修）。
- **缓存**：写入/命中/abort 不留档/强制小上限触发 LRU 淘汰（总字节降至 ≤ 上限）。
- **二维码**：41×41 内矩阵生成，暗模块 >0。
- **无凭据错误处理**：`user_playlist(uid=0,无cookie)` 优雅返回（公开数据或错误码，不崩溃）；`song_url(id=0)` 返回无 url。

### 9.5 md5（自有源码）
```
778847a8419325af2b95ad0ef7749781  core/ncm_api.h      c07d246c9b64e4d3b9078b9e33d19fe4  core/ncm_cache.h
6e878566f6a4c4377c98e87e9967fdcc  core/ncm_common.h   9056253bfb635d8224e7454c6b1796a2  core/ncm_crypto.h
157807f07a96f43249f6aeb9707d053f  core/ncm.h          477dd9f5eab61e2940cb432d1b215b3a  core/ncm_http.h
398e62a0b641f13bc80c02d5e42a0401  core/ncm_json.h     05fb336d3b65b041095bd8fb3c64bc3c  core/ncm_login.h
96f423ef1a36bda7b5cb3961fbe22028  core/ncm_req.h      02c7ff38dd856455f32a4cc7bbc5edd5  core/ncm_store.h
f8f8e96464d3c4ebcf1898eb4212c55a  core/jsmn_impl.c    a00e9b9b1adf7c6cf924eb9ecfc90a67  core/ncm_common.c
e75c29217ef5dd3f0e23c740b79210c1  core/ncm_crypto.c   9ebfa83e31a530b4dc8fd7877c2f5fb9  core/ncm_ctx.c
319df449ecd7727f328e01adb518ba57  core/ncm_http.c     d69ff302ec111a74f621571818da4622  core/ncm_json.c
a53e55f9cab828fd59b694330ec7371e  core/ncm_login.c    d81eda09640ff748b0a1c14607447d1b  core/ncm_req.c
1ceda66d30d44a3d8850df2e876c0195  core/ncm_store.c    7cdb84fcf87384eb5125e5aae01eac84  test/test_ncm_core.c
94a4dd07fba98a6e7b70021aaeb8cb19  build_core.sh
```
产物：`test/test_ncm_core_host` md5 `0e41d3d413819768d65d2e9ca9e082ed`；`out/test_ncm_core_mipsel` md5 `e05f1937e5fc49a2590b830c28ee6372`。

### 9.6 出入清单（只改 `patch_v2/ncm_app/`）
```
新增：
  core/ncm.h ncm_ctx.c                // 伞头 + 上下文
  core/ncm_common.h/.c                 // hex/base64/md5/sha256/urlencode/errcode
  core/ncm_json.h/.c                   // jsmn 路径导航
  core/ncm_crypto.h/.c                 // eapi/weapi/linuxapi + RSA raw
  core/ncm_http.h/.c                   // mbedtls HTTPS POST/GET + CA取舍 + 超时 + chunked
  core/ncm_store.h/.c                  // deviceId/MAC机器密钥/cookie加解密/配置读取
  core/ncm_req.h/.c                    // 加密请求构建(md5/UA/cookie 注入)
  core/ncm_login.h/.c                  // unikey/二维码矩阵/轮询状态机/cookie捕获/login_status
  core/ncm_api.h/.c                    // 歌单/详情/歌曲/播放地址/歌词
  core/ncm_cache.h/.c                  // LRU 缓存 + 离线可播
  core/jsmn_impl.c                     // jsmn 唯一实现 TU（防多 TU 重复定义）
  test/test_ncm_core.c                 // 宿主 + mipsel 综合实测
  build_core.sh                        // 宿主 + mipsel 编译链接
修改：
  REPORT.md                            // 追加本批记录
（未动 vendor/，未动其余目录）
```

### 9.7 未做/诚实出入
- **803 真登录**未实测（需真实扫码）：code 803 分支的 set-cookie 捕获/合并逻辑按 document 实现，但未真跑；联调时建议真扫码验证一次 `MUSIC_U` 内容与 `login_status` 校验链路。
- **weapi params 无法无 RSA 私钥解密**核验其内部 AES 双层，但 RSA 封路径已逐字节交叉，AES-CBC 为标准用法（可用 CNMPlayer 同源实现比对）。
- **播放地址/缓存仅验证到“请求-解析-无版权返回 null”**；未做真实音频下载落盘（缓存 open/write/commit 已由单元测试覆盖；真实 mp3 下载留给带 UI 的播放层用 `ncm_http_download`+`ncm_cache_*` 串联）。
- **栈用量**：单次 http 调用涉及 mbedtls ssl/净栈，峰值栈估几十 KB（与预研 demo 同级）；App 线程栈需 ≥64KB，联调时以真机线程栈为准。
- **JSON 响应限幅**：歌单/歌曲详情走 1MB~2MB 堆缓冲 + token 计数后精确分配，不算常驻；封面/大 JSON 不整体驻留，封面下载另有 `max_bytes` 限幅（建议 ~256KB，未在本次接线）。