20. HTTP服务器

20.1. Hello World 网页demo

本次实验我们利用开发板来搭建一个HTTP服务器,通过浏览器去访问我们的开发板,我们使用NETCONN API去实现,具体步骤如下:

  1. 创建一个NETCONN_TCP连接结构

  2. 将本地IP地址、端口号与连接结构进行绑定。

  3. 监听客户端的连接。

  4. 处理该连接。

  5. 发送接收数据。

在这里有几个注意事项,因为浏览器访问我们的服务器,其实是通过“GET”操作命令获取我们开发板的资源,那么我们在接收到这个命令后,返回我们的资源数据给浏览器,而浏览器显示是通过HTML代码来标记这些资源的,那么我们在开发板中就需要定义好相关的HTML数据,此外,HTTP服务器默认是打开80端口的。

首先我们拿到移植好的带操作系统工程,创建两个文件,分别为httpserver_netconn.c和httpserver_netconn.h, 在其中加入 代码清单20_1代码清单20_2 所示代码。

代码清单 20‑1httpserver_netconn.c文件内容

 #include "lwip/opt.h"
 #include "lwip/arch.h"
 #include "lwip/api.h"

 #include "httpserver-netconn.h"

 #if LWIP_NETCONN

 #ifndef HTTPD_DEBUG
 #define HTTPD_DEBUG         LWIP_DBG_OFF
 #endif

 static const char http_html_hdr[] =
     "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-type: text/html\r\n\r\n";
 static const char http_index_html[] =
 "<html><head><title>Congrats!</title></head>\
 <body><h1 align=\"center\">Hello World!</h1>\
 <h2 align=\"center\">Welcome to Fire lwIP HTTP Server!</h1>\
 <p align=\"center\">This is a small test page, served by httpserver-netconn.</p>\
 <p align=\"center\"><a href=\"http://www.firebbs.cn/forum.php/\">\
 <font size=\"6\"> 野火电子论坛 </font> </a></p>\
 <a href=\"http://www.firebbs.cn/forum.php/\">\
 <p align=\"center\"><img src=\"http://www.firebbs.cn/data/attachment/portal/\
 201806/05/163015rhz7mbgbt0zfujzh.jpg\" /></a>\
 </body></html>";

 /** Serve one HTTP connection accepted in the http thread */
 static void
 http_server_netconn_serve(struct netconn *conn)
 {
     struct netbuf *inbuf;
     char *buf;
     u16_t buflen;
     err_t err;

     /* 读取数据 */
     err = netconn_recv(conn, &inbuf);

     if (err == ERR_OK)
     {
         netbuf_data(inbuf, (void**)&buf, &buflen);

         /* 判断是不是HTTP的GET命令*/
         if (buflen>=5 &&
                 buf[0]=='G' &&
                 buf[1]=='E' &&
                 buf[2]=='T' &&
                 buf[3]==' ' &&
                 buf[4]=='/' )
         {

             /* 发送数据头 */
             netconn_write(conn, http_html_hdr,
             sizeof(http_html_hdr)-1, NETCONN_NOCOPY);
             /* 发送网页数据 */
             netconn_write(conn, http_index_html,
                 sizeof(http_index_html)-1, NETCONN_NOCOPY);
         }
     }
     netconn_close(conn); /* 关闭连接 */

     /* 释放inbuf */
     netbuf_delete(inbuf);
 }

 /** The main function, never returns! */
 static void
 http_server_netconn_thread(void *arg)
 {
     struct netconn *conn, *newconn;
     err_t err;
     LWIP_UNUSED_ARG(arg);

     /* 创建netconn连接结构 */
     /* 绑定端口号与IP地址,端口号默认是80 */
     conn = netconn_new(NETCONN_TCP);
     netconn_bind(conn, IP_ADDR_ANY, 80);

     LWIP_ERROR("http_server: invalid conn", (conn != NULL), return;);

     /* 监听 */
     netconn_listen(conn);

     do
     {
         //处理连接请求
         err = netconn_accept(conn, &newconn);
         if (err == ERR_OK)
         {
             //发送网页数据
             http_server_netconn_serve(newconn);

             //删除连接结构
             netconn_delete(newconn);
         }
     }
     while (err == ERR_OK);
     //关闭
     netconn_close(conn);
     netconn_delete(conn);
 }

 /** Initialize the HTTP server (start its thread) */
 void
 http_server_netconn_init(void)
 {
 sys_thread_new("http_server_netconn", http_server_netconn_thread, NULL, 2048, 4);
 }

 #endif

代码清单 20‑2httpserver_netconn.h文件内容

 #ifndef LWIP_HTTPSERVER_NETCONN_H
 #define LWIP_HTTPSERVER_NETCONN_H

 void http_server_netconn_init(void);

 #endif /* LWIP_HTTPSERVER_NETCONN_H */

根据自己开发板所处的环境配置好IP地址,然后在main.c文件中调用http_server_netconn_init()函数即可,打开电脑的浏览器, 输入自己开发板的IP地址,即可得到相应的服务器信息,具体见 图20_1

图 20‑1HTTP服务器

图 20‑1HTTP服务器

20.2. 提供网页控制LED灯开关的功能

这个实验是基于上个实验的再次开发,我们的开发板作为服务器,电脑浏览器访问服务器,然后通过网页上的控制按钮来控制我们开发板上的LED灯,那是什么原理呢?首先我们从上一节知道,浏览器是通过“GET”命令来获取开发板上的数据(资源),同样的,浏览器也可以通过“POST”命令来设置开发板上的资源,当然,我们在服务器端(开发板)需要对“POST”命令产生应答并且处理才可以,因此我们需要对服务器进行改写,而且将开发板上LED等的状态实时显示在网页上。

首先将上一个实验的工程拷贝过来,将httpserver_netconn.c文件替换 代码清单20_3 所示的代码,在浏览器中输入我们的IP地址信息, 然后通过网页上的控制LED开关按钮就可以进行控制开发板上的LED灯了,具体见 图20_2

代码清单 20‑3httpserver_netconn.c文件内容

 #include "lwip/opt.h"
 #include "lwip/arch.h"
 #include "lwip/api.h"

 #include "httpserver-netconn.h"

 #if LWIP_NETCONN

 #ifndef HTTPD_DEBUG
 #define HTTPD_DEBUG         LWIP_DBG_OFF
 #endif


 const static char http_html_hdr[] =
     "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-type: text/html\r\n\r\n";

 const unsigned char Led1On_Data[] =
     "<HTML> \
 <head><title>HTTP LED Control</title></head> \
 <center> \
 <p> \
 <font size=\"6\">LED<font style = \"color:red\">已打开!</font> \
 <form method=post action=\"off\" name=\"ledform\"> \
 <input type=\"submit\" value=\"关闭\" style=\"width:80px;height:30px;\"></form> \
 </center> \
 </HTML> ";

 //当LED灭时,向浏览器返回如下html信息,显示结果如下图15-7所示
 const unsigned char Led1Off_Data[] =
     "<HTML> \
 <head><title>HTTP LED Control</title></head> \
 <center> \
 <p> \
 <font size=\"6\">LED<font style = \"color:red\">已关闭!</font> \
 <form method=post action=\"on\" name=\"ledform\"> \
 <input type=\"submit\" value=\"打开\" style=\"width:80px;height:30px;\"></form> \
 </center> \
 </HTML> ";

 static const char http_index_html[] =
     "<html><head><title>Congrats!</title></head>\
 <body><h2 align=\"center\">Welcome to Fire lwIP HTTP Server!</h2>\
 <p align=\"center\">This is a small test page : http control led.</p>\
 <p align=\"center\"><a href=\"http://www.firebbs.cn/forum.php/\">\
 <font size=\"6\"> 野火电子论坛 </font> </a></p>\
 <a href=\"http://www.firebbs.cn/forum.php/\">\
 <img src=\"http://www.firebbs.cn/data/attachment/portal/201806/\
 05/163015rhz7mbgbt0zfujzh.jpg\"/></a>\
 </body></html>";

 static bool led_on = FALSE;

 /*发送网页数据*/
 void httpserver_send_html(struct netconn *conn, bool led_status)
 {
     //发送数据头
     netconn_write(conn, http_html_hdr,
                 sizeof(http_html_hdr)-1, NETCONN_NOCOPY);

     /* 根据LED状态,发送不同的LED数据 */
     if (led_status == TRUE)
         netconn_write(conn, Led1On_Data,
                     sizeof(Led1On_Data)-1, NETCONN_NOCOPY);
     else
         netconn_write(conn, Led1Off_Data,
                     sizeof(Led1Off_Data)-1, NETCONN_NOCOPY);

     netconn_write(conn, http_index_html,
                 sizeof(http_index_html)-1, NETCONN_NOCOPY);

 }

 static void httpserver_serve(struct netconn *conn)
 {
     struct netbuf *inbuf;
     char *buf;
     u16_t buflen;
     err_t err;

     /* 等待客户端的命令数据 */
     err = netconn_recv(conn, &inbuf);

     if (err == ERR_OK)
     {
         netbuf_data(inbuf, (void**)&buf, &buflen);
         /* “GET”命令 */
         if (buflen>=5 &&
                 buf[0]=='G' &&
                 buf[1]=='E' &&
                 buf[2]=='T' &&
                 buf[3]==' ' &&
                 buf[4]=='/' )
         {

             /* 发送数据 */
             httpserver_send_html(conn, led_on);
         }
         //“POST” 命令
         else if (buflen>=8&&buf[0]=='P'&&buf[1]=='O'
                 &&buf[2]=='S'&&buf[3]=='T')
         {
             if (buf[6]=='o'&&buf[7]=='n')
             {
                 //请求打开LED
                 led_on = TRUE;
                 LED1_ON;
             }
             else if (buf[6]=='o'&&buf[7]=='f'&&buf[8]=='f')
             {
                 //请求关闭LED
                 led_on = FALSE;
                 LED1_OFF;
             }
             //发送数据
             httpserver_send_html(conn, led_on);
         }

         netbuf_delete(inbuf);
     }
     /* 关闭 */
     netconn_close(conn);

 }

 /** The main function, never returns! */
 static void
 httpserver_thread(void *arg)
 {
     struct netconn *conn, *newconn;
     err_t err;
     LWIP_UNUSED_ARG(arg);

     /* 创建连接结构 */
     conn = netconn_new(NETCONN_TCP);
     LWIP_ERROR("http_server: invalid conn", (conn != NULL), return;);

     led_on = TRUE;
     LED1_ON;

     /* 绑定IP地址与端口号*/
     netconn_bind(conn, NULL, 80);

     /* 监听 */
     netconn_listen(conn);

     do
     {
         err = netconn_accept(conn, &newconn);
         if (err == ERR_OK)
         {
             httpserver_serve(newconn);
             netconn_delete(newconn);
         }
     }
     while (err == ERR_OK);

     netconn_close(conn);

     netconn_delete(conn);
 }

 /** Initialize the HTTP server (start its thread) */
 void
 httpserver_init()
 {
 sys_thread_new("http_server_netconn",httpserver_thread, NULL, 1024, 4);
 }

 #endif
图 20‑2网页控制LED灯

图 20‑2网页控制LED灯