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这篇文章主要讲解了“LiteOS的SAL及socket编程方法是什么”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“LiteOS的SAL及socket编程方法是什么”吧！
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1. SAL套接字抽象层
SAL全称Socket Abstract Layer，即套接字抽象层，主要作用是对上层应用提供一层统一的 socket 编程接口，屏蔽底层网络硬件的差异。
LiteOS的SAL架构如下：
SAL的优势从图中一看即知：
无论底层使用以太网+LwIP协议栈组合，还是使用ESP8266/M26+AT框架组合，经过SAL套接字抽象层之后，对用户提供的接口都是统一的，极大的提高了程序的可移植性。
SAL框架的源码及其实现在SDK中的IoT_LINK_1.0.0\iot_link\network\tcpip目录：
除了sal文件夹之外，其余的文件夹分别对应着不同的sal实现，比如esp8266_socket对应的是基于AT框架和ESP8266的SAL实现。
SAL相关的头文件存放在IoT_LINK_1.0.0\iot_link\inc文件夹中，如图：
sal.h：SAL头文件，使用时需包含；sal_imp.h：抽象接口定义头文件；sal_types.h：socket编程中涉及到的类型定义；sal_define.h：socket编程中涉及到的宏定义；link_endian.h：socket编程中的大小端字节序转换函数定义；
2. Socket编程基础
2.1. Socket概述
Socket称为套接字，本质上是一种文件描述符，所以socket通信的过程和操作文件的方法基本类似。
TCP/IP协议族的传输层中，分为有连接的，可靠的TCP传输方式，和无连接的，不可靠的UDP传输方式，所以Socket分为两种：
流式Socket（SOCK_STREAM）：提供可靠的、面向连接的通信流，使用TCP协议；
数据报Socket（SOCK_DGRAM）：提供一种无连接的服务，使用UDP协议；
2.2. Socket结构体
一个标准的Socket应该包括以下五部分：
协议类型
目的IP
目的端口
源ip
源端口
SAL提供了两种socket的结构体用于存放数据，sockaddr结构体和sockaddr_in结构体，定义均在sal_types.h文件中。
sockaddr结构体的定义如下：
struct sockaddr
{
sa_family_t sa_family; /* address family, AF_xxx */
char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */
};参数说明如下：
sa_family：地址族，一般为AF_INET，表示IPv4协议；
sa_data：包含了源ip、源端口、目的ip、目的端口；
sockaddr_in结构体的定义如下：
struct sockaddr_in
{
sa_family_t sin_family; /* AF_INET */
in_port_t sin_port; /* Port number. */
struct in_addr sin_addr; /* Internet address. */
unsigned char sin_zero[8]; /* Pad to size of `struct sockaddr'. */
};sockaddr结构体将所有的ip和端口信息都放在了sa_data中，不利用编程，而sockaddr_in结构体本质上和sockaddr结构体一样，但是将目的ip和目的端口分离出来，容易编程,所以一般在使用的时候有如下技巧：
使用sockaddr_in结构体赋值，作为参数传递时强制转换为sockaddr类型传递。
2.3. 字节序转换函数
在sockaddr_in结构体中填写sin_port和sin_addr这两个值时，需要注意：
in_port_t是uint16_t类型；sin_addr是uint32_t类型；
这样就涉及到了两个转换问题：
ip地址的转换
ip地址通常是一个字符串，比如"192.168.1.100"，但是此处需要转换为一个uint32_t类型的数据，SAL提供了一个转换函数，在之前提到的link_endian.h文件中，函数如下：
字节序的转换
字节序分为大端存储和小端存储，为了保证统一性，屏蔽硬件差异，需要将ip地址和端口的值转换为网络字节序，SAL提供了本地字节序和网络字节序的互相转换函数，在link_endian.h文件中，其中h表示host主机，n表示network网络字节序：
htonl(unsigned long int hostlong); htons(unisgned short int hostshort); ntohl(unsigned long int netlong); ntohs(unsigned short int netshort);
3. AT框架和SAL配置及开启
本实验中我们使用ESP8266+AT框架+SAL进行实验，所以需要开启使能AT框架和SAL。
3.1. AT框架开启
关于AT框架具体的剖析，可以阅读上一篇教程。
在工程目录下的.sdkconfig中手动配置开启驱动框架（串口使用）和AT框架：
实验中使用的是ESP8266，所以还需要配置路由器的SSID和PASSWD，在SDK目录中的IoT_LINK_1.0.0\iot_link\network\tcpip\esp8266_socket目录下， 打开esp8266_socket_imp.h文件：
在其中设置ESP8266连接的热点名称和密码，这里我的设置如下：
最后，需要修改同文件夹下的esp8266_socket_imp.mk文件，将图中标出的两处TOP_DIR改为SDK_DIR:
3.2. SAL开启
SAL默认是未开启的，需要在工程目录下的.sdkconfig中手动配置开启：
其中CONFIG_TCPIP_ENABLE = y需要自己添加，CONFIG_TCPIP_TYPE宏定义的值目前支持，可以根据自己的需求选择：
"lwip_socket"
"linux_socket"
"macos_socket"
"esp8266_socket"
"none"
注意：两个宏定义必须同时存在且使能，SAL才会生效。
3.3. SAL自动初始化
使能了SAL之后，系统会自动进行初始化，在SDK目录中的IoT_LINK_1.0.0\iot_link下的link_main.c文件中即可看到：
4. TCP Socket客户端编程实例
4.1. TCP服务端的建立
在本实验中，TCP Server使用网络调试助手模拟，在本机8000端口开启一个TCP服务器，如图：
4.2. SAL提供的Socket客户端编程API
建立socket
API原型如下：
int sal_socket(int domain, int type, int protocol);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 | 常用值 |
|---|---|---|
| domain | 协议或地址族 | AF_INET，表示IPv4 |
| type | socket类型 | SOCK_STREAM，表示TCP |
| SOCK_DGRAM，表示UDP | ||
| protocol | 使用的协议号 | 0，表示使用默认协议号 |
| 返回值 | socket描述符 | int类型值，-1则表示失败 |
连接服务器socket
API原型如下：
int sal_connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
| addr | sockaddr结构体指针 |
| addrlen | sockaddr结构体长度 |
socket发送数据
API原型如下：
int sal_send(int sockfd,const void *buf,size_t len,int flags);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
| buf | 发送数据 |
| len | 发送数据长度 |
| flags | 发送或接收标记，一般都设为0 |
socket接收数据（非堵塞）
API原型如下：
int sal_recv(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
| buf | 接收数据缓冲区 |
| len | 接收数据缓冲区长度 |
| flags | 发送或接收标记，一般都设为0 |
关闭socket
API原型如下：
int sal_closesocket(int sockfd);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
4.3. 基于SAL的TCP客户端编程
打开之前创建的HelloWorld工程（如果没有，可以参考第一篇教程新建），创建下面的文件夹sal_test_demo，并在该文件夹中新建一个测试文件sal_tcp_demo.c：
编辑以下内容：
注意，其中的server_ip和server_port应该是服务器的实际情况相对应！
#include#include #define server_port 8000 #define server_ip "192.168.0.101" static int sal_tcp_demo_entry() { int sockfd; /* 创建TCP socket */ sockfd = sal_socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sockfd < 0) { printf("TCP Socket create fail.\r\n"); return -1; } else { printf("TCP Socket create ok.\r\n"); } /* 连接服务器 */ struct sockaddr_in server_addr; server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(server_port); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ip); while(-1 == sal_connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr))) { //连接失败，则1s后自动重连 printf("connect server fail, repeat...\r\n"); osal_task_sleep(1000); } printf("connect server ok.\r\n"); int nbytes; char buf[] = "hello server!"; //发送数据到服务器 nbytes = sal_send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); if(nbytes < 0) { printf("send dat %s fail.\r\n", buf); return -1; } else { printf("send [%d] bytes: %s.\r\n", nbytes , buf); } //等待接收服务器数据 char recv_buf[50]={0}; while( -1 == (nbytes = sal_recv(sockfd, recv_buf, 50, 0))); printf("recv [%d] bytes: %s.\r\n", nbytes, recv_buf); //关闭socket sal_closesocket(sockfd); printf("TCP socket closed.\r\n"); return 0; } int standard_app_demo_main() { osal_task_create("sal_tcp_demo",sal_tcp_demo_entry,NULL,0x800,NULL,12); return 0; }
然后在user_demo.mk中添加文件路径：
#example for sal_tcp_demo
ifeq ($(CONFIG_USER_DEMO), "sal_tcp_demo")
user_demo_src = ${wildcard $(TOP_DIR)/targets/STM32L431_BearPi/Demos/sal_test_demo/sal_tcp_demo.c}
endif位置如下：
最后在.sdkconfig中配置选中该demo文件：
然后编译，下载，即可看到串口输出(前提是确保TCP服务器已开启)：
在TCP服务端软件也可以看到：
在服务端发送数据，在串口可以看到客户端已接收：
5. UDP Socket客户端编程实例
5.1. UDP服务端的建立
在本实验中，UDP Server使用网络调试助手模拟，在本机8000端口开启一个UDP服务器，如图：
5.2. SAL提供的Socket客户端编程API
连接服务器socket
API原型如下：
int sal_connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
| addr | sockaddr结构体指针 |
| addrlen | sockaddr结构体长度 |
发送数据
API原型如下：
int sal_sendto(int sockfd, const void *dataptr, size_t size, int flags, const struct sockaddr *to, socklen_t tolen);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
| dataptr | 待发送的数据指针 |
| size | 发送包数据大小 |
| flags | 发送或接收标记，一般都设为0 |
| addr | sockaddr结构体指针 |
| addrlen | sockaddr结构体长度 |
接收数据
API原型如下：
int sal_recvfrom(int sockfd, void *mem, size_t len, int flags, struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
| mem | 接收缓冲区数据指针 |
| size | 接收数据大小 |
| flags | 发送或接收标记，一般都设为0 |
| addr | sockaddr结构体指针 |
| addrlen | sockaddr结构体长度 |
关闭socket
API原型如下：
int sal_closesocket(int sockfd);
参数说明如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| sockfd | 创建成功的sockfd描述符 |
5.3. 基于SAL的UDP客户端编程
打开之前创建的HelloWorld工程（如果没有，可以参考第一篇教程新建），创建下面的文件夹sal_test_demo，并在该文件夹中新建一个测试文件sal_udp_demo.c：
编辑以下内容：
注意，其中的server_ip和server_port应该是服务器的实际情况相对应！
#include#include #define server_port 8000 #define server_ip "192.168.0.101" static int sal_udp_demo_entry() { int sockfd; /* 创建udp socket */ sockfd = sal_socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) { printf("udp Socket create fail.\r\n"); return -1; } else { printf("udp Socket create ok.\r\n"); } /* 服务端信息 */ struct sockaddr_in server_addr; server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(server_port); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server_ip); /* 发送数据到服务器 */ int nbytes; char buf[] = "hello server!"; nbytes = sal_sendto(sockfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)); if(nbytes < 0) { printf("send dat %s fail.\r\n", buf); return -1; } else { printf("send [%d] bytes: %s.\r\n", nbytes , buf); } /* 等待接收服务器数据 */ char recv_buf[50]={0}; while( -1 == (nbytes = sal_recvfrom(sockfd, recv_buf, 50, 0, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)))); printf("recv [%d] bytes: %s.\r\n", nbytes, recv_buf); /* 关闭socket */ sal_closesocket(sockfd); printf("udp socket closed.\r\n"); return 0; } int standard_app_demo_main() { osal_task_create("sal_udp_demo",sal_udp_demo_entry,NULL,0x800,NULL,12); return 0; }
然后在user_demo.mk中添加文件路径：
#example for sal_udp_demo
ifeq ($(CONFIG_USER_DEMO), "sal_udp_demo")
user_demo_src = ${wildcard $(TOP_DIR)/targets/STM32L431_BearPi/Demos/sal_test_demo/sal_udp_demo.c}
endif位置如下：
最后在.sdkconfig中配置选中该demo文件：
然后编译，下载，即可看到串口输出(前提是确保UDP服务器已开启)：
在UDP服务端软件也可以看到：
在服务端发送数据，在串口可以看到客户端已接收：
感谢各位的阅读，以上就是“LiteOS的SAL及socket编程方法是什么”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对LiteOS的SAL及socket编程方法是什么这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是创新互联，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！
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