6.6 RTIPC之BUFP实例分析
实时进程或实时线程之间，可以使用 RTIPC BUFP 协议通信。 BUFP 是面向字节的流式缓存通信机制，可以多次向缓存区发送不同数量的字节数据。
BUFP 有如下特性：
- 缓冲区管理：必须通过
setsockopt + IPCPROTO_BUFP申请缓冲区。缓冲区的分配实际上在bind操作中完成，所以应在bind之前申请缓冲区。 - 端口号：使用数字端口号管理，支持动态端口号分配
- 端口标签化(Labeled Port)：为端口赋予可读名称（如
"bufp-demo"），通过名称连接。
Xenomai 源码demo/posix/cobalt目录自带了示例程序，非常完整的演示上述特性。
| 特性 | bufp-readwrite.c | bufp-label.c |
|---|---|---|
| 寻址方式 | 指定端口号 | 通过标签动态查找端口 |
| 连接模式 | 类连接（connect+write/read） | 类连接（connect+write/read） |
| 缓存区 | 分配16KB缓冲区 | 分配16KB缓冲区 |
6.6.1 BUFP 无连接实时通信
1. 代码概述
bufp-readwrite.c是一个基于 BUFP 协议的实时通信示例，通过SOCK_DGRAM套接字类型实现数据报传输。与iddp-sendrecv.c不同，该程序使用read()/write()代替sendto()/recvfrom()，并通过connect()在客户端固定目标地址，简化了数据收发逻辑。核心功能包括：实时线程创建、内存池配置、数据报的流式读写。
- 头文件包含
- 关键头文件
<rtdm/ipc.h>：提供 Xenomai 实时 IPC 支持。 - 其他标准头文件：包括线程、信号、字符串处理等（如
<pthread.h>,<signal.h>）。
- 全局变量与常量
- 线程标识符：
pthread_t svtid, cltid分别标识服务器和客户端线程。 - 端口定义：
BUFP_SVPORT 12定义服务器绑定的实时端口。
- 消息数组
msg[]数组包含了服务器线程将要接收的一系列字符串消息。这些消息将用于演示服务器线程和客户端线程之间的通信。
static const char *msg[] = { "Surfing With The Alien", "Lords of Karma", "Banana Mango", "Psycho Monkey", "Luminous Flesh Giants", "Moroccan Sunset", "Satch Boogie", "Flying In A Blue Dream", "Ride", "Summer Song", "Speed Of Light", "Crystal Planet", "Raspberry Jam Delta-V", "Champagne?", "Clouds Race Across The Sky", "Engines Of Creation" };2.main函数分析
- 信号屏蔽：屏蔽
SIGINT、SIGTERM和SIGHUP信号，避免中断线程。 - 线程属性配置：
- 服务器线程优先级设为
71，客户端线程优先级70。 - 调度策略均为
SCHED_FIFO（先进先出实时调度）。
- 服务器线程优先级设为
- 线程创建：
- 创建服务器线程
server和客户端线程client。
- 创建服务器线程
- 信号等待与清理：通过
sigwait等待信号，取消线程并回收资源。
3.server服务器线程
- 创建套接字：
ints=socket(AF_RTIPC,SOCK_DGRAM,IPCPROTO_BUFP); - 配置缓冲区大小：
bufsz=16384;// 16KB 缓冲区setsockopt(s,SOL_BUFP,BUFP_BUFSZ,&bufsz,sizeof(bufsz)); - 绑定端口：绑定到
BUFP_SVPORT（端口 12）。 - 接收数据：
- 通过
read()循环读取数据，打印接收到的字节数和内容。
ret=read(s,buf,sizeof(buf));printf("received %d bytes, \"%.*s\"\n",ret,ret,buf); - 通过
4.client客户端线程
- 创建套接字并连接：
s=socket(AF_RTIPC,SOCK_DGRAM,IPCPROTO_BUFP);connect(s,(structsockaddr*)&svsaddr,sizeof(svsaddr));- 使用
connect()固定目标地址为服务器端口BUFP_SVPORT。
- 使用
- 发送数据：
- 通过
write()发送消息数组中的字符串，循环切换消息。
ret=write(s,msg[n],strlen(msg[n]));printf("sent %d bytes, \"%.*s\"\n",ret,ret,msg[n]); - 通过
- 休眠控制：每次发送后休眠 500 毫秒，避免过度占用 CPU。
structtimespects={.tv_nsec=500000000};// 500 msclock_nanosleep(CLOCK_REALTIME,0,&ts,NULL);
5. 运行输出示例
从运行输出可以观察到，客户端不断向流式缓冲区写入字符串，而服务器端一次性从缓冲区读取所有换成的字符串。
# ./bufp-readwriteclient: sent22bytes,"Surfing With The Alien"client: sent14bytes,"Lords of Karma"client: sent12bytes,"Banana Mango"client: sent13bytes,"Psycho Monkey"client: sent21bytes,"Luminous Flesh Giants"client: sent15bytes,"Moroccan Sunset"client: sent12bytes,"Satch Boogie"server: received128bytes,"Surfing With The AlienLords of KarmaBanana MangoPsycho MonkeyLuminous Flesh GiantsMoroccan SunsetSatch BoogieFlying In A Blue Dr"client: sent22bytes,"Flying In A Blue Dream"client: sent4bytes,"Ride"client: sent11bytes,"Summer Song"client: sent14bytes,"Speed Of Light"client: sent14bytes,"Crystal Planet"client: sent21bytes,"Raspberry Jam Delta-V"client: sent10bytes,"Champagne?"client: sent26bytes,"Clouds Race Across The Sky"client: sent19bytes,"Engines Of Creation"server: received128bytes,"eamRideSummer SongSpeed Of LightCrystal PlanetRaspberry Jam Delta-VChampagne?Clouds Race Across The SkyEngines Of CreationSurfin"......6.6.2 BUFP 标签化实时通信
1. 代码概述
bufp-label.c是一个基于 BUFP 协议的实时通信示例，通过端口标签（Label）机制实现动态端口发现。与bufp-readwrite.c不同，该程序使用标签（而非固定端口号）标识通信端点，服务器绑定到动态分配的端口并通过标签注册，客户端通过标签查找服务器端口。核心功能包括：标签绑定、动态端口分配、基于标签的端点发现。
- 头文件包含
- 与
bufp-readwrite.c相同，包含<rtdm/ipc.h>等实时 IPC 和线程操作头文件。
- 全局变量与常量
- 标签定义：
BUFP_PORT_LABEL "bufp-demo"定义服务端和客户端共用的标签。
#defineBUFP_PORT_LABEL"bufp-demo"- 数据结构
- 端口标签结构体：
struct rtipc_port_label用于设置标签选项。
structrtipc_port_label{charlabel[32];// 标签名称（最大 31 字符 + 终止符）};- 消息数组：
msg[]包含客户端发送的字符串消息，与之前示例一致。
2.main函数分析
- 线程属性与信号处理：与
bufp-readwrite.c完全一致，服务器线程优先级71，客户端70。
3.server服务器线程
- 创建套接字：
ints=socket(AF_RTIPC,SOCK_DGRAM,IPCPROTO_BUFP); - 配置缓冲区大小：设置
BUFP_BUFSZ为16KB。 - 绑定标签：
structrtipc_port_labelplabel;strcpy(plabel.label,BUFP_PORT_LABEL);setsockopt(s,SOL_BUFP,BUFP_LABEL,&plabel,sizeof(plabel));- 标签
"bufp-demo"在绑定后注册到 Xenomai 的 BUFP 注册表中。绑定后的标签会出现在/proc/xenomai/registry/rtipc/bufp目录中。
- 标签
- 动态端口绑定：
saddr.sipc_port=-1;// 由系统自动分配空闲端口bind(s,(structsockaddr*)&saddr,sizeof(saddr)); - 接收数据：通过
read()循环读取数据并打印。
4.client客户端线程
- 创建套接字并设置标签：
structrtipc_port_labelplabel;strcpy(plabel.label,BUFP_PORT_LABEL);setsockopt(s,SOL_BUFP,BUFP_LABEL,&plabel,sizeof(plabel)); - 通过标签连接服务器：
structsockaddr_ipcsvsaddr;svsaddr.sipc_port=-1;// 告知 BUFP 通过标签查找端口connect(s,(structsockaddr*)&svsaddr,sizeof(svsaddr)); - 发送数据：循环发送消息数组中的字符串，每次发送后休眠 500 毫秒。
5. 运行输出示例
从运行输出可以观察到，客户端不断向流式缓冲区写入字符串，而服务器端一次性从缓冲区读取所有换成的字符串。
# ./bufp-labelclient: sent22bytes,"Surfing With The Alien"client: sent14bytes,"Lords of Karma"client: sent12bytes,"Banana Mango"client: sent13bytes,"Psycho Monkey"client: sent21bytes,"Luminous Flesh Giants"client: sent15bytes,"Moroccan Sunset"client: sent12bytes,"Satch Boogie"server: received128bytes,"Surfing With The AlienLords of KarmaBanana MangoPsycho MonkeyLuminous Flesh GiantsMoroccan SunsetSatch BoogieFlying In A Blue Dr"client: sent22bytes,"Flying In A Blue Dream"client: sent4bytes,"Ride"client: sent11bytes,"Summer Song"client: sent14bytes,"Speed Of Light"client: sent14bytes,"Crystal Planet"client: sent21bytes,"Raspberry Jam Delta-V"client: sent10bytes,"Champagne?"client: sent26bytes,"Clouds Race Across The Sky"client: sent19bytes,"Engines Of Creation"server: received128bytes,"eamRideSummer SongSpeed Of LightCrystal PlanetRaspberry Jam Delta-VChampagne?Clouds Race Across The SkyEngines Of CreationSurfin"......
