RPi--lab8网络矩阵显示

本次实验延续上次实验的环境，使用MAX7219驱动8x8点阵。上位机使用Ubuntu 14.04，下位机使用Raspberry pi 2。

使用的还是上次实验编译好的非阻塞式写入点阵支持内核模块。

控制点阵显示字符
通过write函数向device写入数据即可。

#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int Matrix;

#define ALLCHAR "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

int main(){
Matrix = open("/dev/matrix", O_WRONLY);
if (Matrix < 0){
fprintf(stderr, "Cound not open matrix device");
exit(1);
}
write(Matrix, ALLCHAR, strlen(ALLCHAR));
return 0;
}

编写网络程序接受TCP请求
使用linux下的socket编程，接受外部TCP请求，并将其发送来的所有数据写入matrix设备即可实现显示功能。

Socket流程图 | 图自Linux的SOCKET编程详解：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

int Matrix;
int server;

#define PORT 8080
#define ADDR "0.0.0.0"
#define QUEUE 20

#define BUFF_SIZE 2048 main(){
// 打开matrix
Matrix = open("/dev/matrix", O_WRONLY);
if (Matrix < 0){
fprintf(stderr, "Cound not open matrix device\n");
exit(1);
}
// 建立服务器
int server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ADDR);
serverAddr.sin_port = htons(PORT);

// 绑定ip以及端口
if (bind(server, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == -1){
fprintf(stderr, "Count not bind %s:%d\n", ADDR, PORT);
exit(1);
}

if (listen(server, QUEUE) == -1){
fprintf(stderr, "Listen error\n");
exit(1);
}

printf("Server running at %s:%d\n", ADDR, PORT);

while (1){
struct sockaddr_in clientAddr;
socklen_t length = sizeof(clientAddr);

// 对连入的连接进行处理
int conn = accept(server, (struct sockaddr*)&clientAddr, &length);
if (conn < 0){
fprintf(stderr, "Connect error");
exit(1);
}

printf("A new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), clientAddr.sin_port);

// 处理连接发送过来的字符
while (1){
char receiveBuf[BUFF_SIZE];
int count;
memset(receiveBuf, 0, sizeof(receiveBuf));

// 接收字符
count = recv(conn, receiveBuf, sizeof(receiveBuf), 0);

// 如果接收到的字符为空，则表示离开
if (count == 0){
close(conn);
break;
}

// 将接收到的所有字符发送给matrix进行显示
write(Matrix, receiveBuf, count);
}
}
close(server);
return 0;
}

树莓派本地连入：

上位机远程连入：

使用线程处理多个连接
上一节的程序使用的是阻塞式的处理连接，这将导致服务器每次accept了一个连接之后，无法再处理其余连接。

而这种情况的处理方式有很多。可以使用一个线程对应一个socket fd的方式进行阻塞式监听。也可以使用IO多路复用，如select、poll、epoll，在单线程的环境下进行高效的网络IO操作。

使用线程的方式对于阻塞式程序的改动较小，基本上逻辑还是一致的。

…………
void* serverRecv(void* data){
int conn = *(int*)data;

while (1){
char receiveBuf[BUFF_SIZE];
int count;
memset(receiveBuf, 0, sizeof(receiveBuf));

count = recv(conn, receiveBuf, sizeof(receiveBuf), 0);

if (count == 0){
close(conn);
break;
}

write(Matrix, receiveBuf, count);
}

pthread_exit(NULL);
return NULL;
}
…………
int main(){
…………
printf("Server running at %s:%d\n", ADDR, PORT);

while (1){
pthread_t thread;
struct sockaddr_in clientAddr;
socklen_t length = sizeof(clientAddr);
int conn = accept(server, (struct sockaddr*)&clientAddr, &length);
int result;
if (conn < 0){
fprintf(stderr, "Connect error");
exit(1);
}

printf("A new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), clientAddr.sin_port);

result = pthread_create(&thread, NULL, serverRecv, &conn);
if (result < 0){
printf("Create thread error\n");
exit(1);
}
}
…………
}