Contiki学习笔记：Rime协议栈数据发送rucb_send

摘要：

    本文讲述Rime协议栈发送数据rucb_send函数，先是给出如何使用，而后深入源码分析细节，包括read_data、packetbuf_clear、read_chunk、packetbuf_set_datalen。

一、概述

    Rime协议栈建立连接后，就可以进行通信了(发送、接收数据)，Rime协议栈提供单跳单播、单跳广播、多跳三种功能，本文仅介绍单跳单播(Single-hop unicast)发送数据，如下图红色箭头所示

图1 Rime协议栈

    注：使用Rime协议栈进行通信，需要先建立连接，建立连接过程已在博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈单跳单播建立连接rucb_open 》进行详细阐述了。

Rime是层次型协议栈，整个发送数据是通过上层调用下层服务来完成的，具体如下：

    rucb_send --> runicast_send --> stunicast_send_stubborn --> unicast_send --> broadcast_send --> abc_send --> rime_output --> NETSTACK_MAC.send

PS：因有些函数涉及内容较多，故将各个函数独立成文，本文仅讲解rucb_send。

二、rucb_send

2.1 如何使用

在文件example-rucb.c有一个rucb发送数据的例子，相关源代码如下：

static struct rucb_conn rucb;

/*接收者Rime地址*/
rimeaddr_t recv;
recv.u8[0] = 52;
recv.u8[1] = 0;

rucb_send(&rucb, &recv);

    这里的rucb已经在建立连接阶段进行一系列设置了，博文见博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈单跳单播建立连接rucb_open 》。这里recv地址为52.0，更多关于Rime地址见博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈之Rime地址rimeaddr_t》。

2.2 rucb_send

rucb是块传输(Bulk transfer)层[1]，可以理解成传输层，rucb_send源代码如下：

int rucb_send(struct rucb_conn *c, const rimeaddr_t *receiver)
{
  c->chunk = 0;
  read_data(c);
  rimeaddr_copy(&c->receiver, receiver);
  rimeaddr_copy(&c->sender, &rimeaddr_node_addr);
  runicast_send(&c->c, receiver, MAX_TRANSMISSIONS);
  return 0;
}

    c->chunk将数据块数目初始化为0，read_data进行一些Rime缓冲区初始化相关工作，见本文第三部分。rimeaddr_copy函数设置接收者receiver和发送者sender的Rime地址，rimeaddr_node_addr在contiki/core/net/rime/rimeaddr.c文件定义，用于标识本节点的Rime地址，关于Rime地址rimeaddr_t及函数rimeaddr_copy相关介绍见博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈之Rime地址rimeaddr_t》。接下来，调用下一层的发送函数runicast_send，关于runicast_send见博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈数据发送runicast_send》。

三、read_data

函数read_data进行一些Rime缓冲区初始化相关工作，源代码如下：

//read_data(c);
static int read_data(struct rucb_conn *c)
{
  int len = 0;
  packetbuf_clear();
  if(c->u->read_chunk)
  {
    len = c->u->read_chunk(c, c->chunk *RUCB_DATASIZE, packetbuf_dataptr(), RUCB_DATASIZE);
  } packetbuf_set_datalen(len);
  return len;
}

    packetbuf_dataptr返回Rime缓冲区数据部分的指针(Rime缓冲区还存放头部)，packetbuf_dataptr源代码如下：

void *packetbuf_dataptr(void)
{
  return (void*)(&packetbuf[bufptr + PACKETBUF_HDR_SIZE]);
}

3.1 packetbuf_clear

    packetbuf_clear用于清空和重置Rime缓冲区packetbuf相关变量(头部大小、头部指针、数据指针等)，详情见博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈之Rime缓冲区管理》，packetbuf_clear函数源代码如下：

void packetbuf_clear(void)
{
  buflen = bufptr = 0;
  hdrptr = PACKETBUF_HDR_SIZE;
  packetbufptr = &packetbuf[PACKETBUF_HDR_SIZE];
  packetbuf_attr_clear();
}

3.2 read_chunk

    连接结构体rucb_conn成员变量u是回调结构体rucb_callbacks指针类型，结构体rucb_callbacks有3个函数指针成员变量，分别是写数据块write_chunk、读数据块read_chunk、超时timedout，这些函数需要自己实现。Contiki提供了一例子example-rucb.c(在contiki/examples/rime/目录下)，这里实现了这些函数，本文以此为例，分析读数据块函数read_chunk。read_chunk源代码如下：

#define RUCB_DATASIZE 64 //在rucb.h定义
#define FILESIZE 40000

static unsigned long bytecount;

//len = c->u->read_chunk(c, c->chunk * RUCB_DATASIZE, packetbuf_dataptr(), RUCB_DATASIZE);
static int read_chunk(struct rucb_conn *c, int offset, char *to, int maxsize)
{
  int size;
  size = maxsize;

  /*调整size大小，不得超出文件大小*/
  if(bytecount + maxsize >= FILESIZE)
  {
    size = FILESIZE - bytecount;
  }
  bytecount += size;

  if(bytecount == FILESIZE)
  {
    printf("Completion time %lu / %u\n", (unsigned long)clock_time() - start_time, CLOCK_SECOND);
    print_stats();
  }

  return size;
}

    这个函数实在让我费解，原以为是将数据读入Rime缓冲区，分析过后，才发现只是调整size大小。全局静态成员变量bytecount对字节进行计数，要确保bytecount+maxsize <= FILESIZE，否则截断。

3.3 packetbuf_set_datalen

    packetbuf_set_datalen设置Rime缓冲区中数据部分的大小(Rime缓冲区存放头部和数据)，packetbuf_set_datalen源代码如下：

void packetbuf_set_datalen(uint16_t len)
{
  PRINTF("packetbuf_set_len: len %d\n", len);
  buflen = len;
}

参考资料：

[1] 博文《Contiki学习笔记：Rime协议栈概述及学习资料》

[2] Adam Dunkels,Fredrik Osterlind,Zhitao He. An Adaptive Communication Architecture for Wireless Sensor Networks[J]