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【STM32MP135F-DK测评】移植Libuv,建立网络服务器

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【STM32MP135F-DK测评】移植Libuv,建立网络服务器

在本次充电桩母桩原型设计中,核心服务之一便是网络服务器。对于子桩来说,为简化设计,节约成本,其仅保留充电控制模块,如启动序列逻辑执行,急停判断,本地局域网网络通讯模块等,即利用STM32F107等低成本MCU实现方案。而将计费,数据收集、整理,加密/解密,GUI显示等关键功能交给STM32MP135来实现。这样,对于充电场站来说,部署“1+N”模式必将节约前期投资。

基于此设计架构,STM32MP135需要对子桩提供网络服务,用于交换数据,即在C/S架构模型中,作为server的角色。在本章的实验中,我们移植libuv框架,提供TCP服务端,便于我们开发应用层程序。

我们引用一段libuv的介绍:

libuv是一个高性能的跨平台异步I/O库,它为开发者提供了一组统一的API,可以在不同的操作系统上实现高效的网络和文件传输。libuv的设计目标是提供高性能、可移植性和易用性,成为许多高性能网络和异步I/O应用程序的首选库。
libuv的设计理念是简单、高效和可扩展。它使用C语言编写,遵循简洁、易读的原则,使得开发者能够快速上手并编写高性能的异步I/O应用程序。libuv还提供了丰富的文档和示例代码,帮助开发者更好地理解和使用库的功能。

在性能方面,libuv通过使用异步I/O和事件循环模型,实现了高效的并发处理能力。它能够处理数万个并发连接,并且具有较低的延迟和较高的吞吐量。libuv还支持多种协议和传输方式,包括TCP、UDP、HTTP等,使得开发者可以根据需要选择适合的协议和传输方式。


方案确定,我们立刻开干!

先在github.com下载libuv的源代码。在交叉编译环境中重新编译即可。



我们本次使用静态库来完成测试,所以将libuv.a拷贝到我们的工程目录,同时也需要将头文件也拷贝过去,包括uv.h与uv文件夹(libuv/include)。

我们再编写TCP服务端程序,源代码如下:

#include <gtk/gtk.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include "uv.h"

uv_loop_t *loop;
#define DEFAULT_PORT 7000

#define DEFAULT_BACKLOG 128

typedef struct{
    uv_write_t req;
    uv_buf_t buf;
}write_req_t;

//负责为新来的消息申请空间
void alloc_buffer(uv_handle_t* handle,size_t suggested_size,uv_buf_t* buf)
{
    buf->len = suggested_size;
    buf->base = (char *)malloc(suggested_size);
}

void on_close(uv_handle_t* handle)
{
    if(handle != NULL)
        free(handle);
}

void free_write_req(uv_write_t *req)
{
    write_req_t *wr = (write_req_t*)req;

    free(wr->buf.base);
    free(wr);
}

void echo_write(uv_write_t* req, int status)
{
    if(status)
    {
        fprintf(stderr, "Write error %s\n", uv_strerror(status));
    }

    free_write_req(req);
}

//负责处理新来的消
void echo_read(uv_stream_t* client,ssize_t nread,const uv_buf_t* buf)
{
    if(nread > 0)
    {
        buf->base[nread] = 0;
        fprintf(stdout,"recv:%s",buf->base);

        write_req_t *req = (write_req_t *)malloc(sizeof(write_req_t));
        req->buf = uv_buf_init(buf->base,nread);

        uv_write((uv_write_t *)req,client,&req->buf,1,echo_write);

        return;
    }
    else if(nread < 0)
    {
        if(nread != UV_EOF)
        {
            fprintf(stderr,"Read error %s\n",uv_err_name(nread));
        }
        else
        {
            fprintf(stderr,"client disconnect\n");
        }
        uv_close((uv_handle_t*)client,on_close);
    }

    if(buf->base != NULL)
    {
        free(buf->base);
    }
}

void on_new_connection(uv_stream_t* server,int status)
{
    if(status < 0)
    {
        fprintf(stderr,"New connection error %s\n",uv_strerror(status));
        return;
    }
    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *)malloc(sizeof(uv_tcp_t));
    uv_tcp_init(loop,client);

    if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client) == 0)
    {
        uv_read_start((uv_stream_t*)client,alloc_buffer,echo_read);
    }
    else
    {
        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
    }
}

static void
print_hello (GtkWidget *widget,
             gpointer   data)
{
  g_print ("TCP server Test \n");
}

static void tcp_server_init(GtkWidget *widget,
             gpointer   data)
{
  printf("libuv version: %s\n", uv_version_string());
  loop = uv_default_loop();

    uv_tcp_t server;
    uv_tcp_init(loop,&server);

    struct sockaddr_in addr;

    uv_ip4_addr("0.0.0.0",DEFAULT_PORT,&addr);

    uv_tcp_bind(&server,(const struct sockaddr*)&addr,0);

    int r = uv_listen((uv_stream_t*)&server,DEFAULT_BACKLOG,on_new_connection);

    if(r)
    {
        fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r));
        return 1;
    }

    return uv_run(loop,UV_RUN_DEFAULT);
}

static void
activate (GtkApplication *app,
          gpointer        user_data)
{
  GtkWidget *window;
  GtkWidget *button;
  GtkWidget *button_box;

  window = gtk_application_window_new (app);
  gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Window");
  gtk_window_set_default_size (GTK_WINDOW (window), 200, 200);

  button_box = gtk_button_box_new (GTK_ORIENTATION_HORIZONTAL);
  gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), button_box);

  button = gtk_button_new_with_label ("libuv Demo");
  g_signal_connect (button, "clicked", G_CALLBACK (tcp_server_init), NULL);
  g_signal_connect_swapped (button, "clicked", G_CALLBACK (gtk_widget_destroy), window);
  gtk_container_add (GTK_CONTAINER (button_box), button);

  gtk_widget_show_all (window);
}

int
main (int    argc,
      char **argv)
{
  GtkApplication *app;
  int status;

  app = gtk_application_new ("org.gtk.example", G_APPLICATION_DEFAULT_FLAGS);
  g_signal_connect (app, "activate", G_CALLBACK (activate), NULL);
  status = g_application_run (G_APPLICATION (app), argc, argv);
  g_object_unref (app);

  return status;
}
我们在编译之后,将程序上传到STM32MP135,并运行。在windows下通过客户端软件模拟子桩连接母桩。




至此,充电桩母桩的网络服务器原型开发完成。











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沙发
classroom| | 2024-1-29 10:25 | 只看该作者
又一波开发板测评贴来了

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