erpc：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 & bisonsudo apt-get install flex bison# install boostsudo 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.git

erpcgen : 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/erpcgenmake -j8sudo 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/erpcgenmake -j8# 默认安装到 /usr/local/include/erpc /usr/local/libsudo 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.erpc

NOTE:事前必须先执行erpcgen编译安装。

生成的文件列表：

erpcdemo.herpcdemo_client.cpperpcdemo_server.cpperpcdemo_server.h

Client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),127.0.0.1:5407auto 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：

https://gitee.com/l0km/erpcdemo.git