erpc(EmbeddedRPC)入门笔记
RPC
最近在忙一个IOT设备的项目，想设计一个通信系统通过串口控制设备(freertos)的运行。按照传统的设计思路，先要定义一套串口通信协议，在这套协议中传输层协议、应用层协议一个都不能少。每一层协议都要自己实现。数据编码/解码，数据校验，容错，这些非常基础的东西都要自己实现。 等这些协议都实现了，才是能开始设计真正的业务逻辑。 和同事商议后，一致认为要是照这么干，黄花菜都凉了。我们的生命不能浪费在这些无意义的劳动上！ 我想到了RPC概念是适用于我们的应用场景的。实际我们就是在串口上实现一个客户端请求->服务端响应的模型。除了传输层是串行通信，这与我们一般在tcp/ip网络上常见的client/server模型没啥区别，就是1对1简化版的client/server模型。比如也许google的基于protocol bufffers的grpc就能满足要求。如果能利用现成的开发框架，可以大大减化开发流程，减少开发时间。
定义下了RPC这个开发方向后我和同事分头去网上找相关资料，进行开发框架的选型调研。最终同事找到了恩智浦(NXP)的开源项目erpc(EmbeddedRPC)。看到这个项目说明，我感觉它就是为我们量身定做的。
https://github.com/EmbeddedRPC/erpc
eRPC (Embedded RPC) is an open source Remote Procedure Call (RPC) system for multichip embedded systems and heterogeneous multicore SoCs. eRPC （embeddedreprocedure-Call）是一个面向多芯片嵌入式系统和异构多核soc的开源RPC框架。
哇哦，与grpc面向通用tcp网络不同，erpc就是面向嵌入式系统设计的。体积还很小(根据官方介绍可以小到5KB)。完美，下面的事情就是入门学习了。
erpc目前支持的传输层如下,除了我不认识的协议外，主要就是串口通信和TCP/IP了，TCP/IP主要用于测试：
Supported transports: CMSIS UART NXP Kinetis SPI and DSPI POSIX and Windows serial port TCP/IP (mostly for testing) NXP RPMsg-Lite
也就是说我们可以在不依赖具体设备的情况通过使用TCP/IP传输层模拟串口，就可以x86平台的电脑上实现RPC调用的两端(client/server)的模拟通信了。采用这方式无疑可以大大提高开发效率–不需要所有的测试都在具备硬件设备上运行，PC模拟可以快捷方便的完成很多事件。
于是我们重新开始在ubuntu 16.04下开始了erpc搭建通信框架的过程
编译准备
安装依赖库
# install flex & bison
sudo apt-get install flex bison
# install boost
sudo apt-get install libboost-dev libboost-system-dev libboost-filesystem-dev下载erpc
克隆erpc 项目到本地(erpc文件夹)
git clone https://github.com/EmbeddedRPC/erpc.giterpcgen : IDL编译器
erpcgen是IDL编译器，用于将.erpc后缀的接口定义(IDL)文件生成对应的client/server代码。
进入erpc/erpcgen子项目编译erpcgen并安装到/usr/local/bin下:
cd erpc/erpcgen
make -j8
sudo make install NOTE: -j8 为并行编译选项，指定使用8个线程同时编译，以加快编译速度
eprc : erpc核心库
erpc/erpc_c下是erpc的核心库，需要编译供后续项目使用
cd erpc/erpcgen
make -j8
# 默认安装到 /usr/local/include/erpc /usr/local/lib
sudo make install 定义IDL
上面的一切都准备就绪了，接口定义就是我们最关注的业务逻辑了，如下定义一个简单的IDL,这个接口中只有一个函数: erpcdemo.erpc
/*! 定义项目名称,也是所有生成的源码文件名前缀 */
program erpcdemo
/*! 定义返回状态枚举类型 */
enum lockErrors_t
{
lErrorOk_c = 0,
lErrorOutofMemory_c,
// ......定义状态码
// 最大枚举类型值
lErrorMaxError_c
}
/*! 定义服务接口函数 */
interface DEMO {
RD_demoHello(binary txInput) -> binary
}IDL语法参见erpc官方文档:
《IDL Reference(https://github.com/EmbeddedRPC/erpc/wiki/IDL-Reference)》
生成代码
根据接口定义文件erpcdemo.erpc生成对应的client/server代码
erpcgen erpcdemo.erpcNOTE: 事前必须先执行erpcgen编译安装。
生成的文件列表：
erpcdemo.h
erpcdemo_client.cpp
erpcdemo_server.cpp
erpcdemo_server.hClient测试程序
基于上述生成的代码可以很简单的写出client端测试程序
/*
* test_erpcdemo_client.c
*
* Created on: Apr 14, 2020
* Author: guyadong
*/
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <erpc_client_setup.h>
#include <erpc_port.h>
#include "erpcdemo.h"
#include "erpc_setup_tcp.h"
using namespace std;
// 释放binary占用的空间
static void free_binary_t_struct(binary_t * data)
{
if (data->data)
{
erpc_free(data->data);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
/* 创建client端传输层对象(TCP),127.0.0.1:5407 */
auto transport = erpc_transport_tcp_init("127.0.0.1",5407, false);
auto message_buffer_factory = erpc_mbf_dynamic_init();
/* 初始化客户端 */
erpc_client_init(transport,message_buffer_factory);
auto msg = "hello!!!!!";
binary_t b = {(uint8_t*)msg,(uint32_t)strlen(msg)};
{
/* RPC 调用 */
auto resp = RD_demoHello(&b);
/* 输出返回值 */
cout << "RD_demoHello response:" << resp->data << endl;
/* 对于返回指针类型的数据,用完后需要释放RD_demoHello中分配的内存 */
free_binary_t_struct(resp);
}
/* 关闭socket */
erpc_transport_tcp_deinit();
}Server端测试程序
基于上述生成的代码可以很简单的写出server端测试程序,与client测试程序不同的是，server端要提供接口函数的具体实现
/*
* test_erpcdemo_server.cpp
*
* Created on: Apr 15, 2020
* Author: guyadong
*/
#include <iostream>
#include <time.h>
#include <chrono>
#include <iomanip>
#include <sstream>
#include <string.h>
#include <erpc_server_setup.h>
#include "erpcdemo_server.h"
#include "erpc_setup_tcp.h"
using namespace std;
/** 返回当前时间字符串 */
static std::string now_str() {
time_t t = std::chrono::system_clock::to_time_t(std::chrono::system_clock::now());
std::stringstream ss;
ss << std::put_time(std::localtime(&t), "%F %T");
return ss.str();
}
/** servicer端实现接口方法 */
binary_t * RD_demoHello(const binary_t * txInput){
cout << "RD_demoHello called" << endl;
string o ((char*)txInput->data);
o.append("@").append(now_str());
auto ol = strlen(o.c_str());
char* buf = (char*)malloc(ol + 1);
strncpy(buf,o.c_str(),ol);
return new binary_t{(uint8_t*)buf,(uint32_t)ol};
}
int main(int argc, char *argv[]){
// 创建client端传输层对象(TCP),127.0.0.1:5407
auto transport = erpc_transport_tcp_init("127.0.0.1",5407, true);
/* MessageBufferFactory initialization */
erpc_mbf_t message_buffer_factory = erpc_mbf_dynamic_init();
/* eRPC 服务端初始化 */
erpc_server_init(transport, message_buffer_factory);
/** 将生成的接口服务DEMO添加到server, 参见生成的源文件 erpcdemo_server.h */
erpc_add_service_to_server(create_DEMO_service());
cout << "start erpcdemo server" << endl;
/* 启动服务器 */
erpc_server_run(); /* or erpc_server_poll(); */
/* 关闭socket */
erpc_transport_tcp_deinit();
return 0;
}分别编译 test_erpcdemo_server.cpp,test_erpcdemo_client.cpp,我们就有了在linux下运行的一个最简单的基于erpc的RPC演示系统。
NOTE: 如果你会用cygwin，就不必要在ubuntu下执行，可以在windows平台 cygwin terminal下执行上述所有过程。上面的截图就是windows下的cygwin 终端执行的效果
总结
在上面的过程中，涉及数据传输，序列化，反序列，校验等等底层的细节都由erpc完成了。我们只是关注于定义业务接口本身，确实方便了好多啊。
完整代码
本文所涉及的所有源码的完整代码及详细说明参见码云仓库：