479 lines
17 KiB
C
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17 KiB
C
/*
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* 模块名称：UI Network Sink (RemoDispBus 服务端 — 双端共用)
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* 模块功能：实现 RemoDispBus 协议服务端（TCP 监听 + 帧收发 + 1bpp 推流），
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* 底层经 net_* BSD Socket API、平台相关操作经 ui_net_sink_backend 抽象，
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* 由 MCU 端（Keil/CH395F）与 PC 模拟器（CMake/Winsock）共同编译，行为一致
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + CH395F / PC 模拟器
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-08-29
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* 修改记录：
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* 2026-08-29 王建锋 创建初始版本
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* 2026-08-29 王建锋 修正监听端口为 7003；移除连接后主动上报 INIT（避免污染客户端首帧读取）
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* 2026-09-10 王建锋 改为双端共用：底层改用 net_* API + 平台后端；接收改为逐字节
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* 状态机（失步自动重同步）；断开/网络重建后经 net_get_sock 判活
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* 并重建监听（修复 MCU 单连接模型断线后无法重连的隐患）
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*/
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#include "ui_net_sink.h"
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#include <string.h>
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#include "net_socket.h"
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#include "net_types.h"
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#include "ui_net_sink_backend.h"
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/* RemoDispBus 标签与命令（与 ui_net_sink.h 的 UI_REMO_* 常量对齐） */
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#define TAG_CLIENT UI_REMO_TAG_CLIENT
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#define TAG_DEVICE UI_REMO_TAG_DEVICE
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#define CMD_KEEPLIVE UI_REMO_CMD_KEEP
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#define CMD_INIT UI_REMO_CMD_INIT
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#define CMD_KEY UI_REMO_CMD_KEY
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#define CMD_LCDMEM UI_REMO_CMD_LCDMEM
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/* 屏幕尺寸与帧大小（160x160 1bpp = 3200 字节） */
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#define UI_W 160
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#define UI_H 160
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#define UI_MEMSIZE (UI_W * UI_H / 8)
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#define RM_MAX_RX_PAYLOAD 256 /* 客户端→服务端 payload 上限，防长度字段损坏引发失步 */
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#define RM_RX_BUF 64 /* 接收暂存区：整块 recv 后逐字节喂入解析状态机 */
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static uint8_t g_tx[4 + 4 + UI_MEMSIZE + 1]; /* 发送组帧缓冲：[TAG][CMD][LEN][DATA][CRC] */
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static uint8_t g_lcdmem_data[4 + UI_MEMSIZE]; /* LCDMEM 应答缓冲：4B 偏移 + 1bpp 位图 */
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static uint8_t g_rx[RM_RX_BUF]; /* 接收暂存区：整块 recv 后逐字节喂入状态机 */
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static int g_listen = -1; /* 监听 Socket fd（未启动或已停止时为 -1） */
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static int g_client = -1; /* 当前客户端 Socket fd（无连接时为 -1） */
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static uint16_t g_port; /* 监听端口（网络重建 / 断线后重监听用） */
|
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static uint32_t g_gen; /* 建立监听时的网络代次号（变化 = 网络已重建） */
|
||
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||
/*
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* 函数功能：计算 RemoDispBus 帧 payload 的 CRC 校验值
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* 入口参数：d - 待校验数据指针（len 为 0 时不访问）
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||
* len - 数据长度（字节）
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||
* 返回值：异或累加校验值
|
||
* 限定条件：无
|
||
* 函数说明：对全部数据字节做异或累加（协议约定的简单校验）；len 为 0 时返回 0
|
||
*/
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||
static uint8_t remo_crc(const uint8_t *d, int len)
|
||
{
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int i;
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uint8_t c = 0;
|
||
|
||
for (i = 0; i < len; i++) {
|
||
c ^= d[i];
|
||
}
|
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return c;
|
||
}
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能：将 16 位值以大端序（高字节在前）写入缓冲区
|
||
* 入口参数：p - 目标缓冲区（至少 2 字节）；v - 待写入值
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：p 指向至少 2 字节可写空间
|
||
* 函数说明：网络协议多字节字段统一采用大端序传输
|
||
*/
|
||
static void put_u16(uint8_t *p, uint16_t v)
|
||
{
|
||
p[0] = (uint8_t)(v >> 8);
|
||
p[1] = (uint8_t)(v & 0xFF);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：将 32 位值以大端序（高字节在前）写入缓冲区
|
||
* 入口参数：p - 目标缓冲区（至少 4 字节）；v - 待写入值
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：p 指向至少 4 字节可写空间
|
||
* 函数说明：网络协议多字节字段统一采用大端序传输
|
||
*/
|
||
static void put_u32(uint8_t *p, uint32_t v)
|
||
{
|
||
p[0] = (uint8_t)(v >> 24);
|
||
p[1] = (uint8_t)(v >> 16);
|
||
p[2] = (uint8_t)(v >> 8);
|
||
p[3] = (uint8_t)(v & 0xFF);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：构造并发送一帧 RemoDispBus 响应（设备→客户端）
|
||
* 入口参数：cmd - 命令码；data - payload 指针（len 非 0 时须非空）；len - payload 长度
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：g_tx 空间足够容纳 4+len+1 字节；g_client >= 0（已有连接）
|
||
* 函数说明：帧格式 [TAG_DEVICE][CMD][LEN_H][LEN_LO][DATA][CRC]；CRC 为 payload 异或；
|
||
* 无连接时直接返回
|
||
*/
|
||
static void remo_send(uint8_t cmd, const uint8_t *data, uint16_t len)
|
||
{
|
||
uint8_t *p;
|
||
|
||
if (g_client < 0) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
p = g_tx;
|
||
p[0] = TAG_DEVICE;
|
||
p[1] = cmd;
|
||
p[2] = (uint8_t)(len >> 8);
|
||
p[3] = (uint8_t)(len & 0xFF);
|
||
if (len && data) {
|
||
memcpy(p + 4, data, len);
|
||
}
|
||
p[4 + len] = remo_crc(data, len);
|
||
net_send(g_client, p, (int)(4 + len + 1), 0);
|
||
}
|
||
|
||
/*
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||
* 函数功能：回送 INIT 帧（告知客户端屏幕尺寸与帧缓冲大小）
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||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：g_client >= 0
|
||
* 函数说明：payload 为 [宽u16][高u16][缓冲字节数u32]，共 6 字节（大端）
|
||
*/
|
||
static void remo_send_init(void)
|
||
{
|
||
uint8_t init[8];
|
||
|
||
put_u16(init, UI_W);
|
||
put_u16(init + 2, UI_H);
|
||
put_u32(init + 4, UI_MEMSIZE);
|
||
remo_send(CMD_INIT, init, 6);
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：处理一帧完整的远端命令（客户端→设备），校验通过后按命令分发执行
|
||
* 入口参数：f - 完整帧 [TAG][CMD][LEN][DATA][CRC]（数据段自偏移 4 起）
|
||
* n - 帧总长度（字节）
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：f 指向至少 n 字节可读空间；由解析状态机 rm_parser_feed 在 CRC 通过后调用
|
||
* 函数说明：1. 前置校验（任一失败即静默丢弃：不应答、不断连接）：
|
||
* a) n >= 5：最短合法帧 5 字节（LEN=0 时 TAG/CMD/LEN_H/LEN_LO/CRC）
|
||
* b) 4+len+1 <= n：长度字段与帧长一致，防长度损坏引发越界读
|
||
* c) CRC 与数据段逐字节异或一致（仅覆盖数据段，不含头与 CRC 自身）
|
||
* d) TAG 必须为 TAG_CLIENT(0xAA)：服务端只收客户端方向帧
|
||
* 状态机已做过等价校验，此处复核使本函数自包含（可独立调用）
|
||
* 2. 按命令分发：
|
||
* KEEPLIVE(0) - 原样回显空心跳帧，维持连接保活
|
||
* INIT(1) - 回送屏幕几何 [宽u16][高u16][帧字节数u32]（大端，6 字节）
|
||
* KEY(2) - 数据段首字节按键码经平台后端注入 UI，回空帧作确认
|
||
* LCDMEM(3) - 数据段为 4B 大端偏移；偏移 0=整帧，经平台后端取 1bpp
|
||
* 位图后回送 [偏移u32][位图 3200B]，非 0 偏移暂不支持
|
||
* 3. 未知命令码静默丢弃
|
||
*/
|
||
static void remo_handle(const uint8_t *f, int n)
|
||
{
|
||
uint8_t tag;
|
||
uint8_t cmd;
|
||
uint16_t len;
|
||
const uint8_t *data;
|
||
uint8_t crc;
|
||
|
||
/* a) 最小帧长：TAG+CMD+LEN_H+LEN_LO+CRC 共 5 字节，不足必是残帧/噪声 */
|
||
if (n < 5) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
/* 解析帧头：TAG=方向（0xAA 客户端帧 / 0xBB 服务端帧），CMD=命令码，
|
||
* LEN=数据段长度（16 位大端），数据段自偏移 4 起 */
|
||
tag = f[0];
|
||
cmd = f[1];
|
||
len = (uint16_t)(((uint16_t)f[2] << 8) | (uint16_t)f[3]);
|
||
data = f + 4;
|
||
|
||
/* b) 长度一致性：整帧长须恰为 4+len+1，防长度字段损坏导致越界读帧缓冲 */
|
||
if ((int)(4 + len + 1) > n) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
/* c) CRC 校验：数据段逐字节异或（LEN=0 时恒 0）须与帧尾一致，坏帧静默丢弃 */
|
||
crc = f[4 + len];
|
||
if (crc != remo_crc(data, len)) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
/* d) 方向校验：只接受客户端帧 0xAA；0xBB 为服务端→客户端方向，出现在收包路径即非法 */
|
||
if (tag != TAG_CLIENT) {
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
switch (cmd) {
|
||
case CMD_KEEPLIVE:
|
||
/* 心跳保活：原样回显一个空 KEEPLIVE 帧，维持连接活性 */
|
||
remo_send(CMD_KEEPLIVE, NULL, 0);
|
||
break;
|
||
case CMD_INIT:
|
||
/* 查询屏幕参数：回送 [宽u16][高u16][帧字节数u32]（大端，共 6 字节） */
|
||
remo_send_init();
|
||
break;
|
||
case CMD_KEY:
|
||
/* 远端导航按键：数据段首字节为按键码，经平台后端注入 UI 按键队列 */
|
||
if (len >= 1) {
|
||
ui_net_sink_inject_key(data[0]);
|
||
}
|
||
/* 回空帧作“已接收”确认（LEN=0，CRC=0） */
|
||
remo_send(CMD_KEY, NULL, 0);
|
||
break;
|
||
case CMD_LCDMEM: {
|
||
/* 读取显存：数据段为 4 字节大端起始偏移，不足 4 字节判非法丢弃 */
|
||
if (len < 4) {
|
||
break;
|
||
}
|
||
{
|
||
/* 偏移按大端 32 位拼装（协议约定多字节字段大端） */
|
||
uint32_t off = ((uint32_t)data[0] << 24) |
|
||
((uint32_t)data[1] << 16) |
|
||
((uint32_t)data[2] << 8) |
|
||
((uint32_t)data[3]);
|
||
/* 目前仅支持偏移 0（整帧）请求；非 0 偏移暂不支持，静默忽略 */
|
||
if (off == 0) {
|
||
/* 整帧请求：经平台后端取 1bpp 位图（MCU: ui_port_get_framebuffer /
|
||
* 模拟器: sim_port_get_screen_mono）写入应答缓冲尾部，失败则静默丢弃 */
|
||
if (ui_net_sink_get_lcdmem(g_lcdmem_data + 4, UI_MEMSIZE) == 0) {
|
||
/* 应答数据段 = [偏移u32（回填请求原值）] + [1bpp 位图 3200B] */
|
||
memcpy(g_lcdmem_data, data, 4);
|
||
remo_send(CMD_LCDMEM, g_lcdmem_data, (uint16_t)(4 + UI_MEMSIZE));
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
break;
|
||
}
|
||
default:
|
||
/* 未知命令码：静默丢弃，保持连接等待后续帧 */
|
||
break;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* ================= RemoDispBus 接收状态机（逐字节解析） =================
|
||
* 网络接收的二进制流按字节喂入有限状态机重组帧：TAG 定界、长度定长、CRC 校验。
|
||
* 一帧可跨多次 recv；任意偏移或噪声字节后，状态机在下一个 TAG 处自动重新同步。 */
|
||
typedef enum {
|
||
RM_ST_TAG = 0, /* 等待帧头 TAG(0xAA)，非帧头字节一律丢弃 */
|
||
RM_ST_CMD, /* 等待 CMD 字节 */
|
||
RM_ST_LEN_H, /* 等待长度高字节 */
|
||
RM_ST_LEN_L, /* 等待长度低字节，据此确定 payload 长度 */
|
||
RM_ST_DATA, /* 等待 payload 数据字节 */
|
||
RM_ST_CRC, /* 等待 CRC 校验字节，帧完整 */
|
||
} rm_st_t;
|
||
|
||
typedef struct {
|
||
rm_st_t st; /* 当前状态 */
|
||
uint8_t frame[4 + RM_MAX_RX_PAYLOAD + 1]; /* 重组缓冲 */
|
||
uint16_t pos; /* frame[] 已写入字节数 */
|
||
uint16_t plen; /* 本帧 payload 长度 */
|
||
uint16_t didx; /* payload 已接收字节数 */
|
||
} rm_parser_t;
|
||
|
||
static rm_parser_t g_rm; /* 全局解析器：状态跨 poll 调用保持（一帧可跨多次 recv） */
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：复位接收解析状态机到初始（等待帧头）状态
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：无
|
||
* 函数说明：新建连接、连接断开或长度越界失步时调用，清除半帧残留
|
||
*/
|
||
static void rm_parser_reset(void)
|
||
{
|
||
g_rm.st = RM_ST_TAG;
|
||
g_rm.pos = 0;
|
||
g_rm.plen = 0;
|
||
g_rm.didx = 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：向解析状态机喂入一个字节并推进状态，凑齐合法整帧时分发
|
||
* 入口参数：b - 待处理字节
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：须在持有唯一客户端连接的上下文中调用
|
||
* 函数说明：1. 状态机 TAG→CMD→LEN_H→LEN_L→DATA→CRC 逐字节重组帧
|
||
* 2. TAG 态丢弃非帧头字节，实现失步后自动重同步
|
||
* 3. payload 长度越界（>RM_MAX_RX_PAYLOAD）判为损坏并复位
|
||
* 4. 整帧 CRC 通过才回调 remo_handle；状态跨多次 recv 保持
|
||
*/
|
||
static void rm_parser_feed(uint8_t b)
|
||
{
|
||
switch (g_rm.st) {
|
||
case RM_ST_TAG:
|
||
if (b != TAG_CLIENT) {
|
||
break;
|
||
}
|
||
g_rm.frame[g_rm.pos++] = b;
|
||
g_rm.st = RM_ST_CMD;
|
||
break;
|
||
|
||
case RM_ST_CMD:
|
||
g_rm.frame[g_rm.pos++] = b;
|
||
g_rm.st = RM_ST_LEN_H;
|
||
break;
|
||
|
||
case RM_ST_LEN_H:
|
||
g_rm.frame[g_rm.pos++] = b;
|
||
g_rm.st = RM_ST_LEN_L;
|
||
break;
|
||
|
||
case RM_ST_LEN_L:
|
||
g_rm.frame[g_rm.pos++] = b;
|
||
g_rm.plen = (uint16_t)(((uint16_t)g_rm.frame[2] << 8) | (uint16_t)g_rm.frame[3]);
|
||
if (g_rm.plen > RM_MAX_RX_PAYLOAD) {
|
||
rm_parser_reset();
|
||
} else {
|
||
g_rm.didx = 0;
|
||
g_rm.st = (g_rm.plen > 0) ? RM_ST_DATA : RM_ST_CRC;
|
||
}
|
||
break;
|
||
|
||
case RM_ST_DATA:
|
||
g_rm.frame[g_rm.pos++] = b;
|
||
if (++g_rm.didx >= g_rm.plen) {
|
||
g_rm.st = RM_ST_CRC;
|
||
}
|
||
break;
|
||
|
||
case RM_ST_CRC: {
|
||
uint16_t total;
|
||
g_rm.frame[g_rm.pos++] = b;
|
||
total = g_rm.pos;
|
||
if (b == remo_crc(g_rm.frame + 4, g_rm.plen)) {
|
||
remo_handle(g_rm.frame, (int)total);
|
||
}
|
||
rm_parser_reset();
|
||
break;
|
||
}
|
||
|
||
default:
|
||
rm_parser_reset();
|
||
break;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：创建并监听 UI 专用 TCP Socket（内部：socket+bind+listen）
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：0 - 成功，-1 - 失败
|
||
* 限定条件：net_* 网络子系统可用
|
||
* 函数说明：绑定 g_port 与任意本地地址并进入监听；成功后写回 g_listen
|
||
*/
|
||
static int bind_listen(void)
|
||
{
|
||
int ls;
|
||
struct net_sockaddr_in addr;
|
||
|
||
ls = net_socket(NET_AF_INET, NET_SOCK_STREAM);
|
||
if (ls < 0) {
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
|
||
addr.sin_family = NET_AF_INET;
|
||
addr.sin_port = net_htons(g_port);
|
||
addr.sin_addr.s_addr = NET_INADDR_ANY;
|
||
|
||
if (net_bind(ls, (struct net_sockaddr *)&addr, (int)sizeof(addr)) < 0) {
|
||
net_close(ls);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
if (net_listen(ls) < 0) {
|
||
net_close(ls);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
g_listen = ls;
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：启动 RemoDispBus 服务端（创建并监听 TCP Socket）
|
||
* 入口参数：port - 监听端口号
|
||
* 返回值：0 - 成功，-1 - 失败
|
||
* 限定条件：网络子系统已初始化（模拟器端 Winsock 已就绪）
|
||
* 函数说明：创建流式 Socket 并绑定端口进入监听；成功才记录网络代次号
|
||
*/
|
||
int ui_net_sink_start(uint16_t port)
|
||
{
|
||
g_port = port;
|
||
|
||
if (bind_listen() < 0) {
|
||
g_listen = -1;
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
g_client = -1;
|
||
g_gen = net_get_generation();
|
||
rm_parser_reset();
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：非阻塞轮询 RemoDispBus 协议（接受连接、收帧、逐字节解析）
|
||
* 入口参数：无
|
||
* 返回值：无
|
||
* 限定条件：ui_net_sink_start() 已成功调用
|
||
* 函数说明： 1. 网络代次变化（重建）时关闭旧监听/客户端并重建
|
||
* 2. 无监听（启动失败）时重试启动
|
||
* 3. 无客户端时尝试 accept，成功则复位状态机
|
||
* 4. 有客户端时非阻塞 recv 逐字节喂入状态机
|
||
* 5. 对端关闭/真错误时关闭客户端；若监听 Socket 随客户端失效
|
||
* （MCU 单连接模型）则重建监听，等待重连
|
||
*/
|
||
void ui_net_sink_poll(void)
|
||
{
|
||
int n;
|
||
int i;
|
||
int c;
|
||
|
||
/* 网络重建（代次变化）：旧监听/客户端已随芯片复位失效，重建监听 */
|
||
if (net_get_generation() != g_gen) {
|
||
if (g_client >= 0 && g_client != g_listen) {
|
||
net_close(g_client);
|
||
}
|
||
if (g_listen >= 0) {
|
||
net_close(g_listen);
|
||
g_listen = -1;
|
||
}
|
||
g_client = -1;
|
||
rm_parser_reset();
|
||
(void)ui_net_sink_start(g_port);
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
if (g_listen < 0) {
|
||
/* 尚未启动或启动失败：重试（成功则 g_listen 更新） */
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(void)ui_net_sink_start(g_port);
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return;
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}
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/* 无客户端时尝试接受连接 */
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if (g_client < 0) {
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c = net_accept(g_listen, NULL, NULL);
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if (c >= 0) {
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g_client = c;
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rm_parser_reset();
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}
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return;
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}
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/* 有客户端时非阻塞收帧，逐字节喂入解析状态机 */
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n = net_recv(g_client, g_rx, (int)sizeof(g_rx), NET_MSG_DONTWAIT);
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if (n > 0) {
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for (i = 0; i < n; i++) {
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rm_parser_feed((uint8_t)g_rx[i]);
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}
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} else if (n == 0) {
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/* 对端关闭：关闭客户端，必要时重建监听（单连接模型下监听随客户端失效） */
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net_close(g_client);
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g_client = -1;
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rm_parser_reset();
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if (net_get_sock(g_listen) == NULL) {
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(void)bind_listen();
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}
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} else {
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/* n < 0：区分"暂无数据"（继续等待）与"真错误"（断开并视情况重建监听） */
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if (net_get_errno() != NET_ERR_WOULDBLOCK) {
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net_close(g_client);
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g_client = -1;
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rm_parser_reset();
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if (net_get_sock(g_listen) == NULL) {
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(void)bind_listen();
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}
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}
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}
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}
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