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8.9 KiB
C
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C
/*
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||
* 模块名称：Network Select Implementation
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* 模块功能：I/O 多路复用实现，包括 select 和 poll 两种模式，用于同时监控多个 Socket 的读写事件
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* 适用平台：STM32F407ZGTx + CH395F 以太网芯片
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||
* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-18
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* 修改记录：
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* 2026-07-18 王建锋 创建初始版本
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*/
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#include <string.h>
|
||
#include <stdio.h>
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#include "cmsis_os.h" /* CMSIS-RTOS2 API: osDelay() */
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||
#include "FreeRTOS.h"
|
||
#include "task.h"
|
||
|
||
#include "net_select.h"
|
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#include "net_socket.h"
|
||
#include "ch395f.h"
|
||
#include "main.h"
|
||
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||
/*
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||
* 私有函数声明区
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||
*/
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||
static int check_socket_readable(int sockfd);
|
||
static int check_socket_writable(int sockfd);
|
||
static int check_socket_error(int sockfd);
|
||
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||
/*
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||
* 公共函数实现区
|
||
*/
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||
|
||
/*
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||
* 函数功能：I/O 多路复用（select 模式），等待多个 Socket 的读写事件就绪
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||
* 入口参数：nfds - 最大文件描述符数 +1 int > 0
|
||
* readfds - 读事件集合指针 net_fd_set *（可为 NULL）
|
||
* writefds - 写事件集合指针 net_fd_set *（可为 NULL）
|
||
* exceptfds- 异常事件集合指针 net_fd_set *（可为 NULL）
|
||
* timeout - 超时时间结构体指针 net_timeval *（NULL=无限等待）
|
||
* 返回值：就绪的 Socket 数量 int >= 0 || -1
|
||
* -1 - 参数无效 int
|
||
* 限定条件：net_init() + MX_FREERTOS_Init() 已执行；必须在 netTask 上下文中调用
|
||
* 函数说明：轮询所有 Socket，检查读/写/异常事件是否就绪。阻塞等待直到有事件或超时
|
||
*/
|
||
|
||
int net_select(int nfds, net_fd_set *readfds, net_fd_set *writefds,
|
||
net_fd_set *exceptfds, net_timeval *timeout) {
|
||
uint32_t start_tick;
|
||
uint32_t timeout_ms = 0;
|
||
net_fd_set result_read = {0};
|
||
net_fd_set result_write = {0};
|
||
net_fd_set result_except = {0};
|
||
int ready_count = 0;
|
||
int i;
|
||
|
||
/* 计算超时时间 */
|
||
if (timeout != NULL) {
|
||
timeout_ms = (uint32_t)(timeout->tv_sec * 1000) +
|
||
(uint32_t)(timeout->tv_usec / 1000);
|
||
}
|
||
|
||
start_tick = HAL_GetTick();
|
||
|
||
while (1) {
|
||
/* 轮询所<E8AFA2>?Socket */
|
||
net_poll();
|
||
|
||
ready_count = 0;
|
||
|
||
/* 检查哪<E69FA5>?Socket 有事<E69C89>?*/
|
||
for (i = 0; i < nfds && i < NET_MAX_SOCKETS; i++) {
|
||
net_sock_t *p_sock = net_get_sock(i);
|
||
|
||
if (p_sock == NULL) {
|
||
continue;
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查可读事<E8AFBB>?*/
|
||
if (readfds != NULL && NET_FD_ISSET(i, readfds)) {
|
||
if (check_socket_readable(i)) {
|
||
NET_FD_SET(i, &result_read);
|
||
ready_count++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查可写事<E58699>?*/
|
||
if (writefds != NULL && NET_FD_ISSET(i, writefds)) {
|
||
if (check_socket_writable(i)) {
|
||
NET_FD_SET(i, &result_write);
|
||
ready_count++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查异常事<E5B8B8>?*/
|
||
if (exceptfds != NULL && NET_FD_ISSET(i, exceptfds)) {
|
||
if (check_socket_error(i)) {
|
||
NET_FD_SET(i, &result_except);
|
||
ready_count++;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 有事件就绪，返回 */
|
||
if (ready_count > 0) {
|
||
break;
|
||
}
|
||
|
||
/* 超时检<E697B6>?*/
|
||
if (timeout != NULL) {
|
||
if (timeout_ms > 0 &&
|
||
(HAL_GetTick() - start_tick) >= timeout_ms) {
|
||
break; /* 超时返回 0 */
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 让出 CPU：FreeRTOS osDelay() 会正确进入休眠，允许其他任务运行 */
|
||
osDelay(1); /* 1ms 周期轮询，平衡实时性和 CPU 利用率 */
|
||
}
|
||
|
||
/* 复制结果 */
|
||
if (readfds != NULL) {
|
||
readfds->fd_bits = result_read.fd_bits;
|
||
}
|
||
if (writefds != NULL) {
|
||
writefds->fd_bits = result_write.fd_bits;
|
||
}
|
||
if (exceptfds != NULL) {
|
||
exceptfds->fd_bits = result_except.fd_bits;
|
||
}
|
||
|
||
return ready_count;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：I/O 多路复用（poll 模式），等待多个 Socket 的读写事件就绪
|
||
* 入口参数：fds - pollfd 数组指针 net_pollfd *
|
||
* nfds - 数组元素数量 int > 0
|
||
* timeout - 超时时间（毫秒） int >= 0
|
||
* 返回值：就绪的 fd 数量 int >= 0 || -1
|
||
* -1 - 参数无效 int
|
||
* 限定条件：net_init() + MX_FREERTOS_Init() 已执行；必须在 netTask 上下文中调用
|
||
* 函数说明：轮询所有 Socket，检查读/写/错误/挂起事件是否就绪。阻塞等待直到有事件或超时
|
||
*/
|
||
int net_poll_events(net_pollfd *fds, int nfds, int timeout) {
|
||
uint32_t start_tick;
|
||
int ready = 0;
|
||
int i;
|
||
|
||
if (fds == NULL || nfds <= 0) {
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
start_tick = HAL_GetTick();
|
||
|
||
while (1) {
|
||
/* 轮询 */
|
||
net_poll();
|
||
|
||
ready = 0;
|
||
|
||
for (i = 0; i < nfds; i++) {
|
||
fds[i].revents = 0;
|
||
|
||
/* 检<>?fd 有效<E69C89>?*/
|
||
if (fds[i].fd < 0 || fds[i].fd >= NET_MAX_SOCKETS) {
|
||
fds[i].revents |= NET_POLLNVAL;
|
||
ready++;
|
||
continue;
|
||
}
|
||
|
||
net_sock_t *p_sock = net_get_sock(fds[i].fd);
|
||
|
||
if (p_sock == NULL) {
|
||
fds[i].revents |= NET_POLLNVAL;
|
||
ready++;
|
||
continue;
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查可<E69FA5>?*/
|
||
if (fds[i].events & NET_POLLIN) {
|
||
if (check_socket_readable(fds[i].fd)) {
|
||
fds[i].revents |= NET_POLLIN;
|
||
ready++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查可<E69FA5>?*/
|
||
if (fds[i].events & NET_POLLOUT) {
|
||
if (check_socket_writable(fds[i].fd)) {
|
||
fds[i].revents |= NET_POLLOUT;
|
||
ready++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查错<E69FA5>?*/
|
||
if (check_socket_error(fds[i].fd)) {
|
||
fds[i].revents |= NET_POLLERR;
|
||
ready++;
|
||
}
|
||
|
||
/* 检查挂起（连接断开<E696AD>?*/
|
||
if (p_sock->state == NET_SOCK_STATE_TCP_ACCEPT ||
|
||
p_sock->state == NET_SOCK_STATE_CLOSED) {
|
||
fds[i].revents |= NET_POLLHUP;
|
||
ready++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
if (ready > 0) {
|
||
break;
|
||
}
|
||
|
||
/* 超时检<E697B6>?*/
|
||
if (timeout >= 0) {
|
||
if ((HAL_GetTick() - start_tick) >= (uint32_t)timeout) {
|
||
break;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 让出 CPU：FreeRTOS osDelay() 会正确进入休眠，允许其他任务运行 */
|
||
osDelay(1); /* 1ms 周期轮询，平衡实时性和 CPU 利用率 */
|
||
}
|
||
|
||
return ready;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 私有函数实现<E5AE9E>? */
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：检<EFBC9A>?Socket 是否可读
|
||
* 返回值：1 可读<E58FAF>? 不可<E4B88D>? */
|
||
static int check_socket_readable(int sockfd) {
|
||
net_sock_t *p_sock;
|
||
uint16_t recv_len;
|
||
|
||
p_sock = net_get_sock(sockfd);
|
||
if (p_sock == NULL) {
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/* 监听 Socket 有新连接时可<E697B6>?*/
|
||
if (p_sock->state == NET_SOCK_STATE_LISTENING) {
|
||
return 1;
|
||
}
|
||
|
||
/* 已建立连接的 Socket 有数据可<E68DAE>?*/
|
||
if (p_sock->state == NET_SOCK_STATE_ESTABLISHED) {
|
||
recv_len = ch395f_get_recv_len(sockfd);
|
||
if (recv_len > 0) {
|
||
return 1;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：检<EFBC9A>?Socket 是否可写
|
||
* 返回值：1 可写<E58FAF>? 不可<E4B88D>? */
|
||
static int check_socket_writable(int sockfd) {
|
||
net_sock_t *p_sock;
|
||
|
||
p_sock = net_get_sock(sockfd);
|
||
if (p_sock == NULL) {
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/* 已建立连接的 Socket 发送缓冲区空闲时可<E697B6>?*/
|
||
if (p_sock->state == NET_SOCK_STATE_ESTABLISHED) {
|
||
if (p_sock->send_ready) {
|
||
return 1;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
* 函数功能：检<EFBC9A>?Socket 是否有错<E69C89>? * 返回值：1 有错误，0 无错<E697A0>? */
|
||
static int check_socket_error(int sockfd) {
|
||
net_sock_t *p_sock;
|
||
|
||
/* 无效 fd 视为错误 */
|
||
if (sockfd < 0 || sockfd >= NET_MAX_SOCKETS) {
|
||
return 1;
|
||
}
|
||
|
||
p_sock = net_get_sock(sockfd);
|
||
if (p_sock == NULL) {
|
||
return 1; /* 未使用的 Socket 视为错误 */
|
||
}
|
||
|
||
return 0;
|
||
}
|