#include stdio.h>
#include string.h>
#include unistd.h>
#include errno.h>
#include unistd.h>
#include stdlib.h>
#include sysexits.h>
#include time.h>
#include sys/time.h>
#include sys/types.h>
#include sys/uio.h>
#include sys/ioctl.h>
#include sys/types.h>
#include sys/socket.h>
#include net/if.h>
#include netinet/in.h>
#include arpa/inet.h>
#ifdef __ENABLED_DEBUG_INFO_OUTPUT__
#define DEBUG_OUTPUT(format) printf( "\nFile: %s : Line: %d ->Function: %s\n"format"\n", __BASE_FILE__, __LINE__, __FUNCTION__ )
#define DEBUG_OUTPUT_PARA(format,...) printf( "\nFile: %s : Line: %d ->Function: %s\n"format"\n", __BASE_FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, __VA_ARGS__ )
#else
#define DEBUG_OUTPUT(format)
#define DEBUG_OUTPUT_PARA(format,...)
#endif
// @brief 非阻塞等待套接字是否可讀/寫
// @param[in] sockfd 套接字描述符
// @param[in] bWhichSet true - 可讀集； false - 可寫集；
// @param[in] uiTimeOutMS 超時時長(單位：微秒)；
// @pre scokfd 有效套接字描述符，即大于等于零(>=0)
// @return 此函數執行結果
// @return 0 - 可以讀/寫；
// -1 - 參數不合法；
// -2 - 檢測已超時；
// @note uiTimeOutMS 超時時長，設為零(0)，則不等待超時
static inline int
wait_rw_able( int sockfd,
bool bWhichSet,
unsigned int uiTimeOutMS )
{
// 默認為檢測已超時
int iReturnValue = -2;
// 可讀描述符集
fd_set rset;
// 可寫描述符集
fd_set wset;
// select 將等待的時間
timeval tv;
do // 非循環，只是為了保證函數只有一個返回點
{
// 參數不合法
if ( 0 > sockfd )
{
iReturnValue = -1;
break;
}
// 注：每次調用 select 之前都要重設一次！
tv.tv_sec = 0;
tv.tv_usec = uiTimeOutMS;
// 檢測是否可讀
if ( true == bWhichSet )
{
// 清除其所有位
FD_ZERO( rset );
// 設置關心的描述符
FD_SET( sockfd, rset );
// 大于零(0) - 有套接字可讀，零(0) - 沒有，負數 - 出錯
if ( 0 select( sockfd + 1, // 從描述符零(0)開始搜索，故此要對套接字描述符加壹(1)
rset, // 可讀描述符集
NULL, // 可寫描述符集
NULL, // 異常描述符集
tv ) ) // 等待時間
{
// 可讀描述符是我們的套接字
if ( FD_ISSET( sockfd, rset ) )
{
iReturnValue = 0;
break;
}
}
}
// 檢測是否可寫
else
{
// 清除其所有位
FD_ZERO( wset );
// 設置關心的描述符
FD_SET( sockfd, wset );
// 大于零(0) - 有套接字可讀，零(0) - 沒有，負數 - 出錯
if ( 0 select( sockfd + 1, // 從描述符零(0)開始搜索，故此要對套接字描述符加壹(1)
NULL, // 可讀描述符集
wset, // 可寫描述符集
NULL, // 異常描述符集
tv ) ) // 等待時間
{
// 可讀描述符是我們的套接字
if ( FD_ISSET( sockfd,
wset ) )
{
iReturnValue = 0;
break;
}
}
}
}while( 0 );
return iReturnValue;
}
// @brief 發送且接收通訊協議
// @param[int][out] pucSRBuffer 發送且接收協議字符緩沖區指針
// @param[int] usBufferLen 發送且接收協議字符緩沖區大小
// @pre pucSRBuffer 有效的協議字符緩沖區指針，且字符串長度大于零(0)
// @return 此函數執行結果
// @retval 0 成功
// @retval -1 參數不合法
// @retval -2 創建連接服務端的套接字失敗
// @retval -3 設置連接服務端的套接字為非阻塞模式失敗
// @retval -4 套按字非阻塞模式下也不可寫
// @retval -5 調用 getsockopt 函數失敗
// @retval -6 調用 connect 函數失敗
// @retval -7 設置連接服務端的套接字為阻塞模式失敗
// @retval -8 發送協議數據失敗
// @retval -9 等待服務端返回數據超時
// @retval -10 調用 recv 函數出錯
// @retval -11 pucSRBuffer 指向的緩沖區空間不足
int
send_receive_data( unsigned char* const pucSRBuffer,
const unsigned short usBufferLen )
{
// 本函數執行結果返回值
int iResult = 0; // 默認為零(0) 表示成功
// 連接服務端的 TCP 套接字
int iServerSocket = -1;
// 服務端IP與端口
sockaddr_in sServerAddr;
// I/O 狀態標識值
int iValue = 1;
// 獲取套接字錯誤狀態碼
int iSo_Error = 0;
socklen_t So_Error_len = sizeof( iSo_Error );
// 接收到的通訊協議數據長度
unsigned short usRealReceivedData = 0;
do // 非循環，只是為了減少分支縮進和保證進出口唯一
{
// 1.檢查參數是否合法
if ( ( NULL == pucSRBuffer ) ||
( 0 >= usBufferLen ) ||
( 0 == pucSRBuffer[0] ) )
{
DEBUG_OUTPUT( "Invalid parameter" );
iResult = -1;
break;
}
// 2.創建連接服務端的套接字
iServerSocket = socket( AF_INET, // IPv4 協議
SOCK_STREAM, // TCP 套接字協議類型
0 ); // 默認協議，通常設置為零(0)
if ( 0 > iServerSocket )
{
DEBUG_OUTPUT( "Create socket is failed" );
iResult = -2;
break;
}
// 3.為了調用 connect 函數不阻塞，設置連接服務端的套接字為非阻塞模式
iValue = 1; //
iResult = ioctl( iServerSocket, // 服務端收發套接字
FIONBIO, // 設置或清除非阻塞I/O標志
iValue ); // 零(0) - 清除，非零(0) - 設置
if ( 0 > iResult )
{
DEBUG_OUTPUT_PARA( "Call ioctl to set I/O asynchronization is failed, return %d",
iResult );
iResult = -3;
break;
}
sServerAddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton( AF_INET,
m_caServerIP,
sServerAddr.sin_addr );
sServerAddr.sin_port = htons( m_usServerPort );
// 4.連接服務端
iResult = connect( iServerSocket,
(sockaddr*)sServerAddr,
sizeof( sServerAddr ) );
// 調用 connect 函數，正常情況下，因為 TCP 三次握手需要一些時間，
// 而非阻塞調用只要不能立即完成就會返回錯誤，所以這里會返回 EINPROGRESS ，
// 表示在建立連接但還沒有完成。
if ( 0 != iResult ) // 成功則返回零(0)
{
// 內核中對 connect 有超時限制是 75 秒，為了加快反應速度此處設為750毫秒。
// 注：無論連接與否，都會返回可寫，除非有錯誤發生，這里僅是縮短等待連接的時間而已。
iResult = wait_rw_able( iServerSocket,
false, // 是否可寫
750000 ); // 750毫秒
if ( 0 != iResult )
{
DEBUG_OUTPUT( "Can't write in asynchronization" );
iResult = -4;
break;
}
if ( 0 > getsockopt( iServerSocket,
SOL_SOCKET,
SO_ERROR,
iSo_Error,
So_Error_len ) )
{
DEBUG_OUTPUT( "Call getsockopt is failed" );
iResult = -5;
break;
}
// 為零(0)才說明連接成功
if ( 0 != iSo_Error )
{
DEBUG_OUTPUT( "Call connect is failed" );
iResult = -6;
break;
}
}
// 5.調用 connect 函數連接服務端成功，再設置套接字為阻塞模式(便于管理)
iValue = 0;
iResult = ioctl( iServerSocket, // 服務端收發套接字
FIONBIO, // 設置或清除非阻塞I/O標志
iValue ); // 零(0) - 清除，非零(0) - 設置
if ( 0 > iResult )
{
DEBUG_OUTPUT_PARA( "Call ioctl to set I/O synchronization is failed, return %d",
iResult );
iResult = -7;
break;
}
// 6.發送協議數據
iResult = send( iServerSocket,
(const char*)pucSRBuffer,
strlen( (const char*)pucSRBuffer ),
0 );
// 發送異常則停止收發
if ( iResult != (int)strlen( (const char*)pucSRBuffer ) )
{
DEBUG_OUTPUT( "Call send is failed" );
iResult = -8;
break;
}
// 7.判斷是否可讀 - 即服務端是否返回數據
iResult = wait_rw_able( iServerSocket, // 服務端收發套接字
true, // 是否可讀
750000 ); // 750毫秒
if ( 0 != iResult )
{
DEBUG_OUTPUT( "Waitting for recevie data has time out" );
iResult = -9;
break;
}
// 清零(0)，方便調用者計算收到的通訊協議數據長度
memset( pucSRBuffer, 0, usBufferLen );
do
{
// 8.從客戶端接收數據
iResult = recv( iServerSocket, // 服務端收發套接字
pucSRBuffer + usRealReceivedData, // 存放數據的緩沖區地址
usBufferLen - usRealReceivedData - 1, // 每次讀出的字節
0 ); // 默認為零(0)，無特殊要求
// 返回負數為出錯了，直接跳出不再等待嘗試接收新數據
if ( 0 > iResult )
{
DEBUG_OUTPUT_PARA( "Call recv is failed, return %d", iResult );
iResult = -10;
break;
}
// 接收數據時網絡中斷就會返回零(0)
if ( 0 == iResult )
{
break;
}
usRealReceivedData += iResult;
// 傳出參數所指緩沖區空間不足矣放下全部應簽數據
if ( usBufferLen = usRealReceivedData )
{
DEBUG_OUTPUT( "pucSRBuffer is not superfluous space" );
iResult = -11;
break;
}
}while( 0 == wait_rw_able( iServerSocket,
true, // 是否可讀
750000 ) ); // 750毫秒
// 收數據時出錯了，則直接跳出返回
if ( 0 > iResult )
{
break;
}
// 執行至此發收通訊數據完畢
iResult = 0;
break;
}while( 0 );
// 套接字創建成功，則要釋放資源
if ( -1 != iServerSocket )
{
close( iServerSocket );
}
return iResult;
}
