TAIXIN/project/network.c

/**
 * @file network.c
 * @brief 网络栈初始化与 DHCP 管理
 *
 * 本文件是 TXW82x FPV SDK 的网络子系统初始化模块，负责：
 * - 初始化 LwIP TCP/IP 协议栈
 * - 注册 WiFi / 以太网网络接口
 * - 启动 DHCP 服务器（AP 模式下为客户端分配 IP）
 * - 周期性检查 DHCP 客户端状态并处理超时重试
 */

/* ========================= 头文件包含 ========================= */

/* 系统配置与平台基础头文件 */
#include "sys_config.h"                 // 系统总体配置宏定义（外设使能、功能开关等）
#include "basic_include.h"              // 基础类型和宏定义（uint8 等）
#include "hal/adc.h"                    // ADC 硬件抽象层（可能用于电源监测等）
#include "lib/rpc/cpurpc.h"             // CPU 间 RPC 通信库（多核通信）
#include "lib/atcmd/libatcmd.h"         // AT 指令解析库
#include "lib/common/atcmd.h"           // AT 指令公共定义
#include "lib/umac/ieee80211.h"         // IEEE 802.11 协议定义（WiFi 上层 MAC）
#include "lib/lmac/lmac.h"              // 低层 MAC 驱动（WiFi 下层 MAC）
#include "lib/bluetooth/uble/ble_demo.h" // BLE 蓝牙低功耗演示接口

/* LwIP 协议栈相关头文件 */
#include "lwip/err.h"                   // LwIP 错误码定义
#include "lwip/sockets.h"               // LwIP POSIX socket 兼容层
#include "lwip/netdb.h"                 // LwIP 网络主机数据库（DNS 解析等）
#include "lwip/sys.h"                   // LwIP 系统抽象层（OS 适配）
#include "lwip/ip_addr.h"               // LwIP IP 地址操作工具
#include "lwip/tcpip.h"                 // LwIP TCP/IP 核心初始化接口
#include "netif/ethernetif.h"           // 以太网网络接口适配层

/* 自定义网络工具与服务 */
#include "lib/net/dhcpd/dhcpd.h"        // DHCP 服务器实现
#include "lib/net/utils.h"              // 网络通用工具函数
#include "lib/net/skmonitor/skmonitor.h" // Socket 监控器（检测 socket 状态/异常）
#include "syscfg.h"                     // 用户可配置参数结构体（sys_cfgs）
#include "app/user_app.h"               // 用户应用层接口（sys_status 等）

/* ========================= 函数实现 ========================= */

/**
 * @brief  添加一个网络接口并注册到 LwIP 协议栈
 *
 * 根据 devid 获取对应的网络设备，设置静态 IP 或启用 DHCP 客户端，
 * 然后将该网络接口注册到 LwIP 中，使其可以收发 IP 报文。
 *
 * @param devid   设备 ID，例如 HG_WIFI0_DEVID（WiFi）或 HG_GMAC_DEVID（以太网）
 * @param name    接口名称字符串，如 "w0"（WiFi）、"e0"（以太网）
 * @param dhcpc   是否启用 DHCP 客户端：1 = 启用，0 = 使用静态 IP
 * @param setip   是否使用配置的静态 IP 地址：1 = 使用，0 = 使用默认（0.0.0.0）
 *
 * @note  该函数用 __init 修饰，表示仅在系统初始化阶段调用，
 *        运行完后其代码空间可被回收以节省 RAM。
 */
__init static void sys_network_add_netif(uint8 devid, char *name, uint8 dhcpc, uint8 setip)
{
    /* 定义 IP 地址、子网掩码、默认网关三个地址变量 */
    ip_addr_t ipaddr, netmask, gw;

    /* 根据 devid 从设备管理器中获取对应的 netdev 结构体指针 */
    struct netdev *ndev = (struct netdev *)dev_get(devid);

    if (ndev) {
        /* 从全局配置 sys_cfgs 中读取预设的静态 IP 地址参数 */
        ipaddr.addr  = sys_cfgs.ipaddr;    // 本机 IP 地址
        netmask.addr = sys_cfgs.netmask;   // 子网掩码
        gw.addr      = sys_cfgs.gw_ip;     // 默认网关地址

        /* 打印接口名称和配置的 IP/掩码/网关信息，方便调试 */
        os_printf(KERN_INFO"netif %s setttings: "IPSTR"/"IPSTR"/"IPSTR"!\r\n", name, IP2STR_N(ipaddr.addr), IP2STR_N(netmask.addr), IP2STR_N(gw.addr));

        /**
         * 将该网络接口添加到 LwIP 协议栈：
         * - 若 setip=1，传入 IP/掩码/网关指针，使用静态地址
         * - 若 setip=0，三个参数传 NULL，接口地址默认为 0.0.0.0
         *   （后续通过 DHCP 获取）
         */
        lwip_netif_add(ndev, name, (setip ? &ipaddr : NULL), (setip ? &netmask : NULL), (setip ? &gw : NULL));

        if (dhcpc) {
            /* 标记 DHCP 客户端尚未完成，供 sys_dhcpc_check() 使用 */
            sys_status.dhcpc_done = 0;     // 0 表示 DHCP 还未获取到地址

            /* 启动该接口的 DHCP 客户端，向 DHCP 服务器请求 IP 地址 */
            lwip_netif_set_dhcp(ndev, 1);  // 参数 1 表示开启 DHCP

            /* 打印日志提示 DHCP 客户端已启动 */
            os_printf(KERN_INFO"netif %s start dhcp client!\r\n", name);
        }
    } else {
        /* 设备 ID 无效或对应设备未注册，打印错误信息 */
        os_printf(KERN_ERR"No Netdev: %d\r\n", devid);
    }
}

/**
 * @brief  系统网络初始化总入口
 *
 * 依次完成以下工作：
 * 1. 初始化 LwIP TCP/IP 协议栈
 * 2. 初始化 socket 监控器
 * 3. 注册 WiFi 接口 (w0)，可选启用 DHCP 客户端
 * 4. 若以太网 (GMAC) 使能，注册以太网接口 (e0)
 * 5. 将 DHCP 客户端结果的初始值设为静态配置（作为 DHCP 失败时的回退）
 *
 * @note  由 main.c 在系统启动阶段调用，__init 修饰表示仅执行一次。
 */
__init void sys_network_init(void)
{
    /* 初始化 LwIP TCP/IP 协议栈核心，传入 NULL 表示不使用回调通知 */
    tcpip_init(NULL, NULL);

    /* 初始化 socket 监控器，用于检测和管理 socket 连接状态 */
    sock_monitor_init();

    /* 注册 WiFi 接口 "w0"，根据 sys_cfgs.dhcpc_en 决定是否启用 DHCP 客户端，
       setip=1 表示同时设置静态 IP 作为回退地址 */
    sys_network_add_netif(HG_WIFI0_DEVID, "w0", sys_cfgs.dhcpc_en, 1);

    /* 将 "w0" 设为 LwIP 的默认网络接口（用于路由选择） */
    lwip_netif_set_default2("w0");

#if GMAC_EN  // 如果以太网 GMAC 功能在编译配置中启用
    /* 定义 6 字节数组用于存储 MAC 地址 */
    uint8_t mac[6];

    /* 从 eFuse 中读取并计算 MAC 地址（每个芯片有唯一值） */
    sysctrl_efuse_mac_addr_calc(mac);

    /**
     * 将 MAC 地址最后一字节最低两位置 1：
     * - bit0 = 1 表示本地管理地址（locally administered）
     * - bit1 = 1 使地址与 WiFi 接口的 MAC 区分开
     */
    mac[5] |= 3;

    /* 为以太网设备设置修改后的 MAC 地址 */
    netdev_set_macaddr((struct netdev *)dev_get(HG_GMAC_DEVID), mac);

    /* 注册以太网接口 "e0"，DHCP 设置与 WiFi 接口一致 */
    sys_network_add_netif(HG_GMAC_DEVID, "e0", sys_cfgs.dhcpc_en, 1);

    /**
     * 将 "e0" 设为默认网络接口，覆盖之前 "w0" 的设置。
     * 这样做是因为有线连接通常比 WiFi 更稳定可靠，
     * 当两者同时存在时优先使用以太网。
     */
    lwip_netif_set_default2("e0");
#endif

    /**
     * 将 DHCP 客户端结果的初始值设为静态配置中的 IP 参数。
     * 这在 DHCP 尚未完成或失败时，确保 sys_status 中有有效的 IP 信息可用。
     */
    sys_status.dhcpc_result.ipaddr  = sys_cfgs.ipaddr;    // 默认 IP = 静态配置
    sys_status.dhcpc_result.netmask = sys_cfgs.netmask;   // 默认掩码 = 静态配置
    sys_status.dhcpc_result.router  = sys_cfgs.gw_ip;     // 默认网关 = 静态配置
}

/**
 * @brief  启动 DHCP 服务器
 *
 * 在 WiFi AP（接入点）模式下启动 DHCP 服务器，为连接到本设备的
 * 客户端（如手机、图传接收端）自动分配 IP 地址。
 *
 * @note  仅当配置中同时满足 dhcpd_en=1 且 wifi_mode=AP 时才启动。
 *        服务器运行在 "w0"（WiFi）接口上。
 */
//启动DHCP服务器  // Start DHCP server（中文：启动 DHCP 服务器）
void sys_dhcpd_start()
{
    /* DHCP 服务器参数结构体 */
    struct dhcpd_param param;

    /* 仅在 DHCP 服务器已启用 且 WiFi 工作在 AP 模式时才执行 */
    if (sys_cfgs.dhcpd_en && sys_cfgs.wifi_mode == WIFI_MODE_AP) {
        /* 清零参数结构体，确保所有字段有确定的初始值 */
        os_memset(&param, 0, sizeof(param));

        /* 从全局配置中逐一读取 DHCP 服务器参数 */
        param.start_ip   = sys_cfgs.dhcpd_startip;    // DHCP 分配的起始 IP 地址
        param.end_ip     = sys_cfgs.dhcpd_endip;      // DHCP 分配的结束 IP 地址
        param.netmask    = sys_cfgs.netmask;           // 子网掩码
        param.lease_time = sys_cfgs.dhcpd_lease_time;  // IP 租约时间（秒）
        param.dns1       = sys_cfgs.dhcpd_dns1;        // 主 DNS 服务器地址
        param.dns2       = sys_cfgs.dhcpd_dns2;        // 备用 DNS 服务器地址
        param.router     = sys_cfgs.dhcpd_router;      // 下发給客户端的默认网关地址

        /* 在 "w0"（WiFi AP）接口上启动 DHCP 服务器，失败则打印错误 */
        if (dhcpd_start("w0", &param)) {
            os_printf("dhcpd start error\r\n");        // DHCP 服务器启动失败
        }
    }
}

/**
 * @brief  周期性检查 DHCP 客户端状态
 *
 * 该函数应在主循环或定时器中被周期性调用。
 * 当 DHCP 客户端已启用但尚未获取到 IP 地址时，每调用约 7 次
 * （约 7 个周期）后重新发起 DHCP 请求，防止因网络抖动导致
 * DHCP 流程卡死。
 *
 * @note  使用 static 局部变量 __loop 计数，无需外部传入计数器。
 */
void sys_dhcpc_check(void)
{
    /* 静态计数器，记录连续检查到 DHCP 未完成的次数 */
    static uint8 __loop;

    /* 仅在 DHCP 客户端已启用 且 尚未成功获取 IP 时进入检查逻辑 */
    if (sys_cfgs.dhcpc_en && !sys_status.dhcpc_done) {
        if (__loop++ > 6) {
            /**
             * 连续超过 6 次检查仍未完成 DHCP，认为当前 DHCP 流程可能卡死，
             * 重新在 "w0" 接口上发起 DHCP 请求。
             */
            lwip_netif_set_dhcp2("w0", 1);  // 重新触发 DHCP 发现流程

            /* 重置计数器，开始下一轮超时检测 */
            __loop = 0;
        }
    }
}