simba-rmic-2026/armor/armor-firmware/src/net.rs

//! 上报通道：把 [`ArmorHealth`](armor_protocol::ArmorHealth) 广播给本项目裁判终端。
//!
//! # 为什么直接写 lwIP 的 socket
//!
//! 与同仓库的图传固件（`src/udp.rs`）一样：`std::net` 在 lwIP 上的行为要靠一层
//! VFS 转接，而这里只需要"建一个 UDP socket + 广播"这一件事，直接用 IDF 原生的
//! `lwip_*` 就能与图传板跑在同一条被验证过的代码路径上。
//!
//! # 为什么不 bind
//!
//! 装甲板只发不收：血量是板子算出来的，裁判端只显示。所以 socket 不绑定端口，
//! 由 lwIP 选一个临时端口即可 —— 绑定 5601 反而会和裁判端、以及同网段的另一块
//! 装甲板抢同一个端口。裁判端监听 5601，板子往 5601 发，方向是单向的。
//!
//! # 广播而不是单播
//!
//! 裁判终端的地址是 DHCP 变的（图传板的 Hello 广播就是为了绕开这件事）。装甲板
//! 沿用同一个约定：不知道也不关心裁判端在哪，反正同一个局域网里它会收到。

use core::ffi::c_void;
use std::net::SocketAddrV4;

use anyhow::{anyhow, Result};
use esp_idf_svc::sys as ffi;
use log::{info, warn};

use armor_protocol::{ARMOR_PORT, BROADCAST_ADDR};

/// 把 Rust 的 socket 地址转成 lwIP 期望的 C 结构。
///
/// 逐字段构造而不是 `transmute`：`SocketAddrV4` 是紧凑的 6 字节（端口在前、主机
/// 字节序），C 的 `sockaddr_in` 是 16 字节且地址是网络字节序 —— 指针强转会发到一个
/// 乱地址，而且不会报错。
fn to_sockaddr(addr: SocketAddrV4) -> ffi::sockaddr_in {
    let octets = addr.ip().octets();

    ffi::sockaddr_in {
        sin_len: core::mem::size_of::<ffi::sockaddr_in>() as u8,
        sin_family: ffi::AF_INET as ffi::sa_family_t,
        // 用 lwIP 的 htons，字节序不必在 Rust 侧推理。
        sin_port: unsafe { ffi::lwip_htons(addr.port()) },
        sin_addr: ffi::in_addr {
            s_addr: u32::from_le_bytes(octets),
        },
        sin_zero: [0; 8],
    }
}

/// 本机 id：由 WiFi MAC 派生（FNV-1a），重启不变，且避开 0 —— 0 留给裁判终端。
pub fn local_id() -> u32 {
    let mut mac = [0u8; 6];

    // SAFETY: `mac` 有 6 字节空间，函数会把 6 字节写满。
    let rc = unsafe { ffi::esp_read_mac(mac.as_mut_ptr(), ffi::esp_mac_type_t_ESP_MAC_WIFI_STA) };

    if rc != ffi::ESP_OK {
        warn!("could not read the WiFi MAC ({:#x}); using a fixed id", rc);
        return 0xF1F0_0001;
    }

    let id = armor_protocol::id_from_mac(&mac);
    info!("this board's id is 0x{id:08X}, from MAC {mac:02X?}");
    id
}

/// 广播上报器。
pub struct Reporter {
    socket: i32,
}

impl Reporter {
    /// 建一个开了广播许可的 UDP socket。
    pub fn new() -> Result<Self> {
        // SAFETY: 建 socket 不涉及 Rust 内存。
        let socket = unsafe { ffi::lwip_socket(ffi::AF_INET as i32, ffi::SOCK_DGRAM as i32, 0) };
        if socket < 0 {
            // 用 std 的 errno 读取：`__errno` 不是每个目标的绑定里都有，而 lwIP 的
            // socket 错误码就是同一个 errno。
            return Err(anyhow!(
                "could not create UDP socket: {}",
                std::io::Error::last_os_error()
            ));
        }

        // 目标地址是 255.255.255.255，不开这个选项 sendto 会返回 EACCES。默认就是
        // 关的，而且失败不会自己冒出来 —— 只会表现为"裁判端一直显示未接入"。
        let enable: i32 = 1;
        // SAFETY: optval 指向栈上的 i32，optlen 与它一致。
        let rc = unsafe {
            ffi::lwip_setsockopt(
                socket,
                ffi::SOL_SOCKET as i32,
                ffi::SO_BROADCAST as i32,
                &enable as *const i32 as *const c_void,
                core::mem::size_of::<i32>() as u32,
            )
        };
        if rc != 0 {
            let err = std::io::Error::last_os_error();
            // SAFETY: 关闭本函数刚建的 socket。
            unsafe { ffi::lwip_close(socket) };
            return Err(anyhow!("could not enable SO_BROADCAST: {err}"));
        }

        info!("reporting to {BROADCAST_ADDR}:{ARMOR_PORT} over UDP");

        Ok(Self { socket })
    }

    /// 把一个数据报广播到裁判终端。
    pub fn broadcast(&self, payload: &[u8]) -> Result<()> {
        let addr = to_sockaddr(SocketAddrV4::new(BROADCAST_ADDR, ARMOR_PORT));

        // SAFETY: 缓冲区与地址在调用期间都有效；sendto 复制数据而不是持有指针。
        let rc = unsafe {
            ffi::lwip_sendto(
                self.socket,
                payload.as_ptr() as *const c_void,
                payload.len(),
                ffi::MSG_DONTWAIT as i32,
                &addr as *const ffi::sockaddr_in as *const ffi::sockaddr,
                core::mem::size_of::<ffi::sockaddr_in>() as ffi::socklen_t,
            )
        };

        if rc < 0 {
            return Err(anyhow!(
                "broadcast failed: {}",
                std::io::Error::last_os_error()
            ));
        }

        Ok(())
    }
}

impl Drop for Reporter {
    fn drop(&mut self) {
        // SAFETY: 关闭本结构体自己建的 socket。
        unsafe { ffi::lwip_close(self.socket) };
    }
}