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lwip-2.1.3自带的httpd网页服务器使用教程（二）使用SSI动态生成网页部分内容_lwip httpd

作者：我家自动化 | 2024-03-16 01:25:15

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lwip httpd

上一篇：lwip-2.1.3自带的httpd网页服务器使用教程（一）从SD卡读取网页文件并显示

通过全局数组定义TAG标签列表

（本节例程名称：ssi_test）
电脑上用的Web服务器采用ASP、PHP或JSP动态网页技术后，可以根据HTTP模板（asp、php或jsp文件），动态替换掉网页中的<% %>或<?php ?>标签，生成动态网页。lwip自带的httpd也有类似的功能，动态网页的文件扩展名为.ssi，定界符为<!--#TAG-->，其中TAG是不超过LWIP_HTTPD_MAX_TAG_NAME_LEN长度的自定义名称，替换后的文本长度不超过LWIP_HTTPD_MAX_TAG_INSERT_LEN个字符。因为lwip主要在嵌入式系统中运行，所以httpd的ssi功能实现得比较简单。

SSI功能默认是不开启的。开启SSI的方法是在lwipopts.h中定义下面的宏：

  1. // 配置HTTPD
  2. #define LWIP_HTTPD_SSI 1
  3. #define LWIP_HTTPD_SSI_INCLUDE_TAG 0

LWIP_HTTPD_SSI=1是开启SSI功能的意思，LWIP_HTTPD_SSI_INCLUDE_TAG=0意思是不在最终生成的HTML网页中保留<!--#TAG-->标签。
接下来我们要在C语言程序中定义一下TAG标签列表，和TAG标签替换的内容。
HTTP服务器是在main函数中初始化的，我们在httpd_init()之后新增一个test_init()函数调用：

  1. httpd_init(); // 启动网页服务器
  2. test_init();

test_init函数在新建的test.c中实现：

  1. #include <lwip/apps/httpd.h>
  2. #include <lwip/def.h>
  3. #include <stm32f1xx.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <time.h>
  6. #include "test.h"
  7.  
  8. ADC_HandleTypeDef hadc3;
  9. static const char *ssi_tags[] = {"light", "temp", "devname", "devtype1", "devtype2", "devtype3", "datetime"};
  10.  
  11. static double test_adc_read(uint32_t channel)
  12. {
  13.   double voltage;
  14.   uint32_t value;
  15.   ADC_ChannelConfTypeDef adc_channel;
  16.   
  17.   adc_channel.Channel = channel;
  18.   adc_channel.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  19.   adc_channel.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;
  20.   HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc3, &adc_channel);
  21.   
  22.   HAL_ADC_Start(&hadc3);
  23.   HAL_ADC_PollForConversion(&hadc3, HAL_MAX_DELAY);
  24.   value = HAL_ADC_GetValue(&hadc3);
  25.   voltage = value * 3.3 / 4096;
  26.   return voltage;
  27. }
  28.  
  29. static u16_t test_ssi_handler(int iIndex, char *pcInsert, int iInsertLen)
  30. {
  31.   struct tm tm;
  32.   time_t t;
  33.   
  34.   // 注意: 不要直接返回snprintf函数的返回值
  35.   // 当iInsertLen空间不够时snprintf返回的是欲写入的字符个数，不是真正写入的个数
  36.   switch (iIndex)
  37.   {
  38.     case 0:
  39.       snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%.2fV", test_adc_read(ADC_CHANNEL_5));
  40.       break;
  41.     case 1:
  42.       snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%.2fV", test_adc_read(ADC_CHANNEL_4));
  43.       break;
  44.     case 2:
  45.       snprintf(pcInsert, iInsertLen, "STM32F103ZET6");
  46.       break;
  47.     case 3:
  48.     case 5:
  49.       pcInsert[0] = '\0';
  50.       break;
  51.     case 4:
  52.       snprintf(pcInsert, iInsertLen, " selected=\"selected\"");
  53.       break;
  54.     case 6:
  55.       time(&t);
  56.       localtime_r(&t, &tm);
  57.       strftime(pcInsert, iInsertLen, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &tm);
  58.       break;
  59.     default:
  60.       return HTTPD_SSI_TAG_UNKNOWN;
  61.   }
  62.   return strlen(pcInsert);
  63. }
  64.  
  65. static void test_adc_init(void)
  66. {
  67.   GPIO_InitTypeDef gpio;
  68.   
  69.   __HAL_RCC_ADC3_CLK_ENABLE();
  70.   __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  71.   
  72.   gpio.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
  73.   gpio.Pin = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
  74.   HAL_GPIO_Init(GPIOF, &gpio);
  75.   
  76.   hadc3.Instance = ADC3;
  77.   hadc3.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  78.   HAL_ADC_Init(&hadc3);
  79. }
  80.  
  81. void test_init(void)
  82. {
  83.   test_adc_init();
  84.   http_set_ssi_handler(test_ssi_handler, ssi_tags, LWIP_ARRAYSIZE(ssi_tags));
  85. }

在test_init函数中，我们调用了lwip httpd提供的http_set_ssi_handler函数设置TAG标签的列表和TAG标签处理函数。
TAG标签处理函数的名称是test_ssi_handler。TAG标签列表由全局数组ssi_tags定义（lwip规定此变量必须为全局变量，不能为局部变量），数组的大小为LWIP_ARRAYSIZE(ssi_tags)。LWIP_ARRAYSIZE是lwip提供的取数组元素个数的函数，定义在<lwip/def.h>头文件中。
ssi_tags数组一共定义了7个TAG标签，下标为0~6。
static const char *ssi_tags[] = {"light", "temp", "devname", "devtype1", "devtype2", "devtype3", "datetime"};
这些标签的替换内容由test_ssi_handler函数定义。函数的原型是：
static u16_t test_ssi_handler(int iIndex, char *pcInsert, int iInsertLen);
其中参数iIndex是当前要处理的TAG标签在ssi_tags数组中的下标号，pcInsert是存放替换后文本的缓冲区，iInsertLen是缓冲区的大小。函数的返回值是替换后文本的实际长度。如果当前不想替换该标签，可以返回HTTPD_SSI_TAG_UNKNOWN。

最后，我们把HTML网页模板info.ssi放入lwip-2.1.3/apps/http/fs文件夹中，并运行lwip-2.1.3/apps/http/makefsdata.exe程序，将网页打包成fsdata.c文件。info.ssi的内容如下。

  1. <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"
  2. "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
  3. <html>
  4. <head>
  5. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
  6. <title>STM32F103ZE ENC28J60</title>
  7. <style type="text/css"> 
  8. <!-- 
  9. body {
  10. 	font: 100% Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif;
  11. 	background: #666666;
  12. 	margin: 0;
  13. 	padding: 0;
  14. 	text-align: center;
  15. 	color: #000000;
  16. }
  17. #container { 
  18. 	width: 80%;
  19. 	background: #FFFFFF;
  20. 	margin: 0 auto;
  21. 	border: 1px solid #000000;
  22. 	text-align: left;
  23. } 
  24. #header { 
  25. 	background: #DDDDDD; 
  26. 	padding: 0 10px;
  27. } 
  28. #header h1 {
  29. 	margin: 0;
  30. 	padding: 10px 0;
  31. }
  32. #sidebar1 {
  33. 	float: left;
  34. 	width: 22%;
  35. 	background: #EBEBEB;
  36. 	padding: 15px 0;
  37. }
  38. #sidebar2 {
  39. 	float: right;
  40. 	width: 23%;
  41. 	background: #EBEBEB;
  42. 	padding: 15px 0;
  43. }
  44. #sidebar1 p, #sidebar1 h3, #sidebar2 p, #sidebar2 h3 {
  45. 	margin-left: 10px;
  46. 	margin-right: 10px;
  47. }
  48. #mainContent { 
  49. 	margin: 0 24% 0 23.5%;
  50. }
  51. #mainContent form {
  52. 	line-height: 2em;
  53. }
  54. #footer { 
  55. 	padding: 0 10px;
  56. 	background: #DDDDDD;
  57. } 
  58. #footer p {
  59. 	margin: 0;
  60. 	padding: 10px 0;
  61. }
  62. .fltrt {
  63. 	float: right;
  64. 	margin-left: 8px;
  65. }
  66. .fltlft {
  67. 	float: left;
  68. 	margin-right: 8px;
  69. }
  70. .clearfloat {
  71. 	clear: both;
  72.     height: 0;
  73.     font-size: 1px;
  74.     line-height: 0px;
  75. }
  76. --> 
  77. </style>
  78. </head>
  79.  
  80. <body>
  81. <div id="container">
  82.   <div id="header">
  83.     <h1>STM32F103ZE ENC28J60</h1>
  84.   </div>
  85.   <div id="sidebar1">
  86.     <h3>传感器信息</h3>
  87.     <p>光敏电阻: <!--#light--></p>
  88.     <p>热敏电阻: <!--#temp--></p>
  89.   </div>
  90.   <div id="sidebar2">
  91.     <h3>其他信息</h3>
  92.     <p>stm32有自带的以太网模块，为什么还要用ENC28J60？</p>
  93.     <p>首先，很多STM32的型号都是不带内置网卡的。其次，ENC28J60相对成熟，很多人因为有现成的ENC28J60方案，所以直接使用。</p>
  94.   </div>
  95.   <div id="mainContent">
  96.     <h2>器件搜索</h2>
  97.     <form name="form1" method="get">
  98.       <label>
  99.         器件名称:
  100.         <input name="devname" type="text" id="devname" value="<!--#devname-->">
  101.       </label><br>
  102.       <label>
  103.         器件类型: 
  104.         <select name="devtype" id="devtype">
  105.           <option value="1"<!--#devtype1-->>单片机芯片</option>
  106.           <option value="2"<!--#devtype2-->>网络芯片</option>
  107.           <option value="3"<!--#devtype3-->>音频芯片</option>
  108.         </select>
  109.       </label><br>
  110.       <input type="submit" value="搜索">
  111.     </form>
  112.     <h1>搜索结果</h1>
  113.     <p>暂无任何器件</p>
  114.   </div>
  115.   <br class="clearfloat" />
  116.   <div id="footer">
  117.     <p><b>当前时间: </b><!--#datetime--></p>
  118.   </div>
  119. </div>
  120. </body>
  121. </html>

程序运行结果：

可以看到，我们成功在网页中显示了光敏电阻和热敏电阻的电压值，以及当前时间。程序还指定了表单里面的文本框的显示文本和下拉菜单框的选中项。

扩展阅读：小梅哥AC620开发板NIOS II LWIP实现HTTP网页控制数码管的显示内容

通过回调函数直接处理所有标签

（本节例程名称：ssi_test2）
如果网页比较多的话，把所有网页用到的标签名都放到ssi_tags全局数组中也不太现实。lwip允许我们开启LWIP_HTTPD_SSI_RAW选项，不用定义ssi_tags全局数组，直接在test_ssi_handler回调函数里面判断标签名就行。

  1. // 配置HTTPD
  2. #define LWIP_HTTPD_SSI 1
  3. #define LWIP_HTTPD_SSI_INCLUDE_TAG 0
  4. #define LWIP_HTTPD_SSI_RAW 1

开启LWIP_HTTPD_SSI_RAW选项后，test_ssi_handler的第一个参数就变成字符串了，ssi_tags全局数组就可以删了。
static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen);

  1. static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen)
  2. {
  3.   struct tm tm;
  4.   time_t t;
  5.   
  6.   // 注意: 不要直接返回snprintf函数的返回值
  7.   // 当iInsertLen空间不够时snprintf返回的是欲写入的字符个数，不是真正写入的个数
  8.   if (strcmp(ssi_tag_name, "light") == 0)
  9.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%.2fV", test_adc_read(ADC_CHANNEL_5));
  10.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "temp") == 0)
  11.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%.2fV", test_adc_read(ADC_CHANNEL_4));
  12.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "devname") == 0)
  13.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "STM32F103ZET6");
  14.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "devtype1") == 0 || strcmp(ssi_tag_name, "devtype3") == 0)
  15.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "");
  16.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "devtype2") == 0)
  17.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, " selected=\"selected\"");
  18.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "datetime") == 0)
  19.   {
  20.     time(&t);
  21.     localtime_r(&t, &tm);
  22.     strftime(pcInsert, iInsertLen, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &tm);
  23.   }
  24.   else
  25.     return HTTPD_SSI_TAG_UNKNOWN;
  26.   return strlen(pcInsert);
  27. }
  28.  
  29. void test_init(void)
  30. {
  31.   test_adc_init();
  32.   http_set_ssi_handler(test_ssi_handler, NULL, 0);
  33. }

分多次替换同一个HTTP连接的同一个标签的内容

（本节例程名称：ssi_test3）
在实际应用中，有的时候某个标签替换的内容很长，默认的LWIP_HTTPD_MAX_TAG_INSERT_LEN=192字节的空间根本装不下。虽然可以将LWIP_HTTPD_MAX_TAG_INSERT_LEN的值改大，但是这样会增大内存消耗。我们可以开启LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART选项，把一段长文本拆成很多段，多次替换。
由于需要执行多次替换，如果每次刷新网页，替换的内容都不相同的话，那么两个人同时访问这张网页就会出问题，会发生相互干扰。为了防止相互干扰，我们可以开启LWIP_HTTPD_FILE_STATE选项，每一次新打开一个连接的时候，就分配一段内存，生成好要替换的内容。替换的时候直接发送已生成的内容就行了。
通常情况下打开了LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART选项，也要同时打开LWIP_HTTPD_FILE_STATE选项。不过，两者也可以单独使用。
开启LWIP_HTTPD_FILE_STATE选项后需要实现下面两个函数。
void *fs_state_init(struct fs_file *file, const char *name);
void fs_state_free(struct fs_file *file, void *state);
fs_state_init函数根据网页名称name创建并填充自定义结构体并返回。
fs_state_free函数用于释放fs_state_init函数创建的结构体所占用的内存。

开启LWIP_HTTPD_FILE_STATE或LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART选项后，test_ssi_handler函数的参数也会发生改变。
当LWIP_HTTPD_FILE_STATE=0且LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART=0时：
static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen);

当LWIP_HTTPD_FILE_STATE=0且LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART=1时：
static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen, u16_t current_tag_part, u16_t *next_tag_part);
第一次调用回调函数时，current_tag_part的值为0。后续调用回调函数时，current_tag_part的值由前一次调用时函数内设置的*next_tag_part的值决定。
在回调函数内，如果没有给*next_tag_part赋值，那么*next_tag_part的值为HTTPD_LAST_TAG_PART，表明当前输出的是标签内容的最后一段文本，后续不再为此标签调用此回调函数。如果给*next_tag_part赋值了，且不等于HTTPD_LAST_TAG_PART，那么还会有下一次函数调用。

当LWIP_HTTPD_FILE_STATE=1且LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART=0时：
static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen, void *connection_state);
connection_state是之前fs_state_init函数创建的自定义结构体。

当LWIP_HTTPD_FILE_STATE=1且LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART=1时：
static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen, u16_t current_tag_part, u16_t *next_tag_part, void *connection_state);

我们来修改一下刚才的工程。

  1. // 配置HTTPD
  2. #define LWIP_HTTPD_FILE_STATE 1
  3. #define LWIP_HTTPD_SSI 1
  4. #define LWIP_HTTPD_SSI_INCLUDE_TAG 0
  5. #define LWIP_HTTPD_SSI_MULTIPART 1
  6. #define LWIP_HTTPD_SSI_RAW 1

因为我们的C语言源文件test.c用的是GB2312编码，为了防止C语言里面的汉字输出到网页上后乱码，我们也要把网页文件的编码改成GB2312。
在Dreamweaver CS3里面，在“修改”菜单下选择“页面属性”命令，在“标题/编码”选项下将编码修改为“简体中文(GB2312)”就行了。
Dreamweaver会自动将网页里面meta标签的charset属性值修改为gb2312。
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312">

将网页里面“其他信息”栏目下方的内容替换成othermsg标签：

  1. <div id="sidebar2">
  2.   <h3>其他信息</h3>
  3.   <p><!--#othermsg--></p>
  4. </div>

将网页另存为info.ssi，放入lwip-2.1.3/apps/http/fs文件夹中，再次运行lwip-2.1.3/apps/http/makefsdata.exe程序，更新fsdata.c。
在Keil中修改test.c文件：

  1. #include <lwip/apps/fs.h>
  2. #include <lwip/apps/httpd.h>
  3. #include <lwip/mem.h>
  4. #include <stm32f1xx.h>
  5. #include <string.h>
  6. #include <time.h>
  7. #include "test.h"
  8.  
  9. struct page_state
  10. {
  11.   char datetime[50];
  12.   char othermsg[1500];
  13.   u16_t othermsg_len;
  14. };
  15.  
  16. void *fs_state_init(struct fs_file *file, const char *name)
  17. {
  18.   char part[50];
  19.   int i, value;
  20.   struct page_state *state;
  21.   struct tm tm;
  22.   time_t t;
  23.   
  24.   if (strcmp(name, "/info.ssi") == 0)
  25.   {
  26.     state = mem_malloc(sizeof(struct page_state));
  27.     if (state == NULL)
  28.       return NULL;
  29.     printf("%s: new state(0x%p)\n", __func__, state);
  30.     
  31.     time(&t);
  32.     localtime_r(&t, &tm);
  33.     strftime(state->datetime, sizeof(state->datetime), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &tm);
  34.     
  35.     i = 1;
  36.     state->othermsg[0] = '\0';
  37.     while (i != -1)
  38.     {
  39.       value = rand();
  40.       snprintf(part, sizeof(part), "第%d个随机数的值是%d。", i, value);
  41.       if (strlen(state->othermsg) + strlen(part) + 1 <= sizeof(state->othermsg))
  42.       {
  43.         strcat(state->othermsg, part);
  44.         i++;
  45.       }
  46.       else
  47.         i = -1;
  48.     }
  49.     state->othermsg_len = strlen(state->othermsg);
  50.     return state;
  51.   }
  52.   else
  53.     return NULL;
  54. }
  55.  
  56. void fs_state_free(struct fs_file *file, void *state)
  57. {
  58.   if (state != NULL)
  59.   {
  60.     printf("%s: delete state(0x%p)\n", __func__, state);
  61.     mem_free(state);
  62.   }
  63. }
  64.  
  65. static u16_t test_ssi_handler(const char *ssi_tag_name, char *pcInsert, int iInsertLen, u16_t current_tag_part, u16_t *next_tag_part, void *connection_state)
  66. {
  67.   struct page_state *state = connection_state;
  68.   uint16_t len;
  69.   
  70.   if (state == NULL)
  71.     return HTTPD_SSI_TAG_UNKNOWN;
  72.   
  73.   // 注意: 不要直接返回snprintf函数的返回值
  74.   // 当iInsertLen空间不够时snprintf返回的是欲写入的字符个数，不是真正写入的个数
  75.   if (strcmp(ssi_tag_name, "light") == 0)
  76.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%.2fV", test_adc_read(ADC_CHANNEL_5));
  77.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "temp") == 0)
  78.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%.2fV", test_adc_read(ADC_CHANNEL_4));
  79.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "devname") == 0)
  80.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "STM32F103ZET6");
  81.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "devtype1") == 0 || strcmp(ssi_tag_name, "devtype3") == 0)
  82.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "");
  83.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "devtype2") == 0)
  84.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, " selected=\"selected\"");
  85.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "datetime") == 0)
  86.     snprintf(pcInsert, iInsertLen, "%s", state->datetime);
  87.   else if (strcmp(ssi_tag_name, "othermsg") == 0)
  88.   {
  89.     len = state->othermsg_len - current_tag_part;
  90.     if (len > iInsertLen - 1)
  91.     {
  92.       // 本次如果发不完, 下次还得接着发, *next_tag_part需要赋值
  93.       len = iInsertLen - 1;
  94.       *next_tag_part = current_tag_part + len;
  95.     }
  96.     else
  97.     {
  98.       // 本次发得完, 就没有下次了, *next_tag_part就不用赋值
  99.     }
  100.     memcpy(pcInsert, state->othermsg + current_tag_part, len);
  101.     pcInsert[len] = '\0';
  102.     printf("%s(0x%p, %s): pos=%u~%u, len=%u, tot_len=%u\n", __func__, state, ssi_tag_name, current_tag_part, current_tag_part + len - 1, len, state->othermsg_len);
  103.     return len;
  104.   }
  105.   else
  106.     return HTTPD_SSI_TAG_UNKNOWN;
  107.   return strlen(pcInsert);
  108. }

程序运行结果：

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