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17 KiB
C
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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
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||
* 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];
|
||
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||
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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