在C中的nanopb中为protobuf消息中的重复字段创建回调和结构

Question

我有一个原始消息定义为：

message SimpleMessage {
repeated int32 number = 1;}

现在，在编译之后，该字段为pb_callback_t ，我想编写该函数。 （没有.options文件）

现在，该功能应在何处包含什么？ 数据本身存储在哪里？如何访问数据/为其分配新数据？

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根据@Groo的回答，这是我尝试的代码：

typedef struct {
    int numbers_decoded;
} DecodingState;

bool read_single_number(pb_istream_t *istream, const pb_field_t *field, void **arg)
{
    // get the pointer to the custom state
    DecodingState *state = (DecodingState*)(*arg);

    int32_t value;
    if (!pb_decode_varint32(istream, &value))
    {
        const char * error = PB_GET_ERROR(istream);
        printf("Protobuf error: %s", error);
        return false;
    }

    printf("Decoded successfully: %d", value);
    state->numbers_decoded++;

    return true;
}

int main(void) {
    int32_t arr[3] = {10, 22, 342};
    uint8_t buffer[128];
    size_t message_length;
    bool status;
    SimpleMessage simple = SimpleMessage_init_zero;

    printf("\nbefore : arr[0] = %d\n",arr[0]);

    // set the argument and the callback fn
    simple.number.arg = &arr;
    simple.number.funcs.decode = read_single_number;

    pb_ostream_t ostream = pb_ostream_from_buffer(buffer, sizeof(buffer));
    status = pb_encode(&ostream, SimpleMessage_fields, &simple);

    message_length = ostream.bytes_written;
    SimpleMessage simple1 = SimpleMessage_init_zero;
    simple = simple1;
    arr[0] = 0;
    pb_istream_t istream = pb_istream_from_buffer(buffer, message_length);
    // this function will call read_single_number several times
    status = pb_decode(&istream, SimpleMessage_fields, &simple);
    printf("\nafter : arr[0] = %d\n",arr[0]);

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出为：

之前：arr [0] = 10

成功解码：17

之后：arr [0] = 0

我做错了什么？

Answer 1

您可以使用特定于nanopb的原始标志来强制nanopb生成具有静态分配的数组的结构。

但是，nanopb的原语的默认行为是生成回调函数，nanopb在编码（ 对于整个列表 一次 ）和解码（ 对于列表中的每个项目一次 ）期间调用该函数。 有时在低内存嵌入式系统中是首选，因为您不需要一次分配多个项目。

因此，对于您的.proto文件：

message SimpleMessage {
    repeated int32 number = 1;
}

您可能会得到类似：

typedef struct _SimpleMessage {
    pb_callback_t number;
} SimpleMessage;

这意味着您将必须创建自己的回调函数，该函数将连续为每个项目调用。

因此，为简单起见，假设您有一个简单的“可变长度”列表，如下所示：

#define MAX_NUMBERS 32

typedef struct
{
    int32_t numbers[MAX_NUMBERS];
    int32_t numbers_count;
}
IntList;

// add a number to the int list
void IntList_add_number(IntList * list, int32_t number)
{
    if (list->numbers_count < MAX_NUMBERS)
    {
        list->numbers[list->numbers_count] = number;
        list->numbers_count++;
    }
}

显然，对于这样的示例，使用回调没有任何意义，但是它使示例变得简单。

编码回调必须遍历列表，并写入protobuf标签和列表中每个项目的值：

bool SimpleMessage_encode_numbers(pb_ostream_t *ostream, const pb_field_t *field, void * const *arg)
{
    IntList * source = (IntList*)(*arg);

    // encode all numbers
    for (int i = 0; i < source->numbers_count; i++)
    {
        if (!pb_encode_tag_for_field(ostream, field))
        {
            const char * error = PB_GET_ERROR(ostream);
            printf("SimpleMessage_encode_numbers error: %s", error);
            return false;
        }

        if (!pb_encode_svarint(ostream, source->numbers[i]))
        {
            const char * error = PB_GET_ERROR(ostream);
            printf("SimpleMessage_encode_numbers error: %s", error);
            return false;
        }
    }

    return true;
}

解码回调将为每个项目调用一次，并“附加”到列表：

bool SimpleMessage_decode_single_number(pb_istream_t *istream, const pb_field_t *field, void **arg)
{
    IntList * dest = (IntList*)(*arg);

    // decode single number
    int64_t number;
    if (!pb_decode_svarint(istream, &number))
    {
        const char * error = PB_GET_ERROR(istream);
        printf("SimpleMessage_decode_single_number error: %s", error);
        return false;
    }

    // add to destination list
    IntList_add_number(dest, (int32_t)number);
    return true;
}

设置好这两个之后，您必须小心地将正确的回调分配给正确的函数：

uint8_t buffer[128];
size_t total_bytes_encoded = 0;

// encoding
{
    // prepare the actual "variable" array
    IntList actualData = { 0 };
    IntList_add_number(&actualData, 123);
    IntList_add_number(&actualData, 456);
    IntList_add_number(&actualData, 789);

    // prepare the nanopb ENCODING callback
    SimpleMessage msg = SimpleMessage_init_zero;
    msg.number.arg = &actualData;
    msg.number.funcs.encode = SimpleMessage_encode_numbers;

    // call nanopb
    pb_ostream_t ostream = pb_ostream_from_buffer(buffer, sizeof(buffer));
    if (!pb_encode(&ostream, SimpleMessage_fields, &msg))
    {
        const char * error = PB_GET_ERROR(&ostream);
        printf("pb_encode error: %s", error);
        return;
    }

    total_bytes_encoded = ostream.bytes_written;
    printf("Encoded size: %d", total_bytes_encoded);
}

与解码类似：

// decoding
{
    // empty array for decoding
    IntList decodedData = { 0 };

    // prepare the nanopb DECODING callback
    SimpleMessage msg = SimpleMessage_init_zero;
    msg.number.arg = &decodedData;
    msg.number.funcs.decode = SimpleMessage_decode_single_number;

    // call nanopb
    pb_istream_t istream = pb_istream_from_buffer(buffer, total_bytes_encoded);
    if (!pb_decode(&istream, SimpleMessage_fields, &msg))
    {
        const char * error = PB_GET_ERROR(&istream);
        printf("pb_decode error: %s", error);
        return;
    }

    printf("Bytes decoded: %d", total_bytes_encoded - istream.bytes_left);
}

如果您的消息中包含重复的结构，则您的回调将不会使用nanopb基本函数（例如上面的pb_decode_varint32 ），而是将每种具体消息类型再次使用pb_decode 。 如果需要，您的回调还可以将新的回调附加到这些嵌套结构中。

Answer 2

为了补充Groo的答案，以下是您特定问题的答案。

1.现在，该函数应在何处包含什么？

Groo对回调函数提供了很好的解释。 nanopb存储库中的network_server示例还使用了回调，并且可以作为有用的参考： network_server / server.c network_server / client.c

2.数据本身存储在哪里？

哪里都行！ nanopb回调的全部要点在于，它使您可以灵活地决定如何存储数据。 在某些情况下，您可能甚至想即时处理数据，而不是将其存储在任何地方。

例如，上面的network_server示例从文件系统获取文件名并将其直接发送到网络-这样，它就可以处理任何数量的文件而无需太多内存。

3.如何访问它/为其分配新数据？

现在这是回调的缺点-您必须为使用的任何存储实现自己的访问和分配功能。 这就是为什么在最常见的情况下，使用静态分配（具有固定的最大大小）或动态分配（ malloc()所需的内存量）更方便的原因。