W55MH32使用TFTP协议读取文件内容

本篇总结

在 W55MH32 上实现 TFTP 客户端，从 TFTP 服务器读取文本文件内容。

硬件平台：本例程基于 W55MH32L-EVB 开发板运行。

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W55MH32 的优势

W55MH32 SDK 内置了 TFTP 客户端库，报文组包/解包、超时重传、状态管理全部由库函数处理。你只需要：注册超时定时器 → 调用 TFTP_init() → 发送读请求 TFTP_read_request() → 主循环调用 TFTP_run() 驱动状态机。

/**
* @brief   1ms timer IRQ Handler
* @param   none
* @return  none
*/
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    static uint32_t tim3_1ms_count = 0;
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        tim3_1ms_count++;
        if (tim3_1ms_count >= 1000)
        {
            DHCP_time_handler();
            tftp_timeout_handler();
            tim3_1ms_count = 0;
        }
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
    }
}

#define TFTP_SERVER_IP                 "192.168.1.20"
#define TFTP_SERVER_FILE_NAME          "tftp_test_file.txt"
void do_tftp_client(uint8_t sn, uint8_t *buff)
{
  uint32_t tftp_server_ip = inet_addr((uint8_t*)TFTP_SERVER_IP);//TFTP服务器地址
  uint8_t  tftp_read_file_name[] = TFTP_SERVER_FILE_NAME;    //读取文件名

  TFTP_init(sn, buff);
  while (1)
  {
      if (tftp_read_flag == 0)
      {
          printf("tftp server ip: %s, file name: %s\r\n", TFTP_SERVER_IP, TFTP_SERVER_FILE_NAME);
          printf("send request\r\n");
          TFTP_read_request(tftp_server_ip, TFTP_SERVER_FILE_NAME);
          tftp_read_flag = 1;
      }
      else
      {
          tftp_state = TFTP_run();
          if (tftp_state == TFTP_SUCCESS)
          {
              printf("tftp read success, file name: %s\r\n", tftp_read_file_name);
              while (1)
              {
              }
          }
          else if (tftp_state == TFTP_FAIL)
          {
              printf("tftp read fail, file name: %s\r\n", tftp_read_file_name);
              while (1)
              {
              }
          }
      }
  }
}

void TFTP_init(uint8_t socket, uint8_t *buf)
{
    init_tftp();

    g_tftp_socket  = open_tftp_socket(socket);
    g_tftp_rcv_buf = buf;
}

static void init_tftp(void)
{
    g_filename[0] = 0;

    set_server_ip(0);
    set_server_port(0);
    set_local_port(0);

    set_tftp_state(STATE_NONE);
    set_block_number(0);

    // timeout flag
    g_resend_flag  = 0;
    tftp_retry_cnt = tftp_time_cnt = 0;
    g_progress_state = TFTP_PROGRESS;
}

void TFTP_read_request(uint32_t server_ip, uint8_t *filename)
{
    set_server_ip(server_ip);
#ifdef __TFTP_DEBUG__
    DBG_PRINT(INFO_DBG, "[%s] Set Tftp Server : %x\r\n", __func__, server_ip);
#endif

    g_progress_state = TFTP_PROGRESS;
    send_tftp_rrq(filename, (uint8_t *)TRANS_BINARY, &default_tftp_opt, 1);
}

int TFTP_run(void)
{
    int      len;
    uint16_t from_port;
    uint32_t from_ip;

    /* Timeout Process */
    if (g_resend_flag)
    {
        if (tftp_time_cnt >= g_timeout)
        {
            switch (get_tftp_state())
            {
            case STATE_WRQ:
                break;

            case STATE_RRQ:
                send_tftp_rrq(g_filename, (uint8_t *)TRANS_BINARY, &default_tftp_opt, 1);
                break;

            case STATE_OACK:
            case STATE_DATA:
                send_tftp_ack(get_block_number());
                break;

            case STATE_ACK:
                break;

            default:
                break;
            }

            tftp_time_cnt = 0;
            tftp_retry_cnt++;

            if (tftp_retry_cnt >= 5)
            {
                init_tftp();
                g_progress_state = TFTP_FAIL;
            }
        }
    }

    /* Receive Packet Process */
    len = recv_udp_packet(g_tftp_socket, g_tftp_rcv_buf, MAX_MTU_SIZE, &from_ip, &from_port);
    if (len < 0)
    {
#ifdef __TFTP_DEBUG__
        DBG_PRINT(ERROR_DBG, "[%s] recv_udp_packet error\r\n", __func__);
#endif
        return g_progress_state;
    }

    recv_tftp_packet(g_tftp_rcv_buf, len, from_ip, from_port);

    return g_progress_state;
}

static void recv_tftp_packet(uint8_t *packet, uint32_t packet_len, uint32_t from_ip, uint16_t from_port)
{
    uint16_t opcode;
    /* Verify Server IP */
    if (from_ip != get_server_ip())
    {
#ifdef __TFTP_DEBUG__
        DBG_PRINT(ERROR_DBG, "[%s] Server IP faults\r\n", __func__);
        DBG_PRINT(ERROR_DBG, "from IP : %08x, Server IP : %08x\r\n", from_ip, get_server_ip());
#endif
        return;
    }
    opcode = ntohs(*((uint16_t *)packet));
    /* Set Server Port */
    if ((get_tftp_state() == STATE_WRQ) || (get_tftp_state() == STATE_RRQ))
    {
        set_server_port(from_port);
#ifdef __TFTP_DEBUG__
        DBG_PRINT(INFO_DBG, "[%s] Set Server Port : %d\r\n", __func__, from_port);
#endif
    }

    switch (opcode)
    {
    case TFTP_RRQ: /* When Server */
        recv_tftp_rrq(packet, packet_len);
        break;
    case TFTP_WRQ: /* When Server */
        recv_tftp_wrq(packet, packet_len);
        break;
    case TFTP_DATA:
        recv_tftp_data(packet, packet_len);
        break;
    case TFTP_ACK:
        recv_tftp_ack(packet, packet_len);
        break;
    case TFTP_OACK:
        recv_tftp_oack(packet, packet_len);
        break;
    case TFTP_ERROR:
        recv_tftp_error(packet, packet_len);
        break;

    default:
        // Unknown Mesage
        break;
    }
}

超时重传机制

TFTP 基于 UDP 不保证可靠传输，需在应用层实现超时重传。当 g_resend_flag 置位且计时到达 g_timeout 时，根据当前状态重发对应报文（RRQ 或 ACK）。重试次数累计达到 5 次仍未成功，则调用 init_tftp() 复位并置 TFTP_FAIL。

请注意

测试实例需要 PC 端和 W55MH32 处于同一网段。首先打开 Tftpd32，选择 TFTP 目录和服务器地址。服务器地址必须与程序对应，并且 TFTP 目录下必须有程序中读取的文件。

Q: TFTP为什么使用UDP而不是TCP

TFTP设计目标是轻量级、简单，UDP无连接开销小、实现容易，适合资源有限的嵌入式设备和启动加载场景。可靠性由TFTP应用层的ACK确认和超时重传机制保证，每个DATA包必须收到对应ACK才发送下一个，因此不需要TCP的复杂状态机。

Q: 如何判断文件传输是否结束

TFTP规定每个DATA报文最多传输512字节数据。当服务器发送的DATA包数据长度小于512字节时，即表示这是文件的最后一个数据块，传输完成。客户端收到该包后回复ACK，传输正常终止。

Q: 服务器端口为什么不是固定的69

TFTP客户端初始向服务器的69端口发送RRQ/WRQ请求。服务器收到请求后，会随机选择一个新的临时端口进行后续数据传输，并通过第一个响应包（OACK或DATA）告知客户端该端口。之后客户端与服务器使用该临时端口通信，避免与其它客户端的请求冲突。

Q: TFTP读取失败如何排查

首先确认PC与W55MH32处于同一网段且服务器IP与程序中TFTP_SERVER_IP一致；其次确认tftpd32已启动并选择了正确的TFTP目录，且目录下存在TFTP_SERVER_FILE_NAME指定的文件；最后检查防火墙是否放行TFTP（UDP 69及动态端口）。若仍失败，可通过tftp_state返回的TFTP_FAIL及重试计数判断是否为超时或丢包问题。