POSA_LEAKSMS/firmware/common/net.c

/* =============================================================================
 * net.c - 이더넷/LwIP 네트워크 (net.h 구현)
 *
 * 부트 흐름:
 *   net_init():
 *     1) tcpip_init()  -> LwIP tcpip 스레드 기동(FreeRTOS).
 *     2) netif_add(ethernetif_init, tcpip_input) 으로 ETH netif 등록.
 *     3) default netif 지정 + status/link 콜백 등록.
 *     4) APP_NET_USE_DHCP 면 dhcp_start, 아니면 static 적용.
 *   net_wait_up(): 링크 업 + IP 확보까지 블록(타임아웃). DHCP 타임아웃 시
 *                  static 으로 폴백.
 *
 * tcpip 스레드 외부(애플리케이션 태스크)에서 LwIP 코어를 만지므로,
 * netifapi_* / tcpip_callback 으로 직렬화한다(LWIP_TCPIP_CORE_LOCKING=1).
 * ===========================================================================*/
#include "net.h"
#include "app_config.h"
#include "applog.h"

#include "lwip/tcpip.h"
#include "lwip/netif.h"
#include "lwip/netifapi.h"
#include "lwip/dhcp.h"
#include "lwip/dns.h"
#include "lwip/ip_addr.h"
#include "lwip/init.h"

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

#include <string.h>
#include <stdio.h>

/* ethernetif.c 가 제공하는 LwIP netif 초기화 콜백. */
extern err_t ethernetif_init(struct netif *netif);

/* ── 내부 상태 ──────────────────────────────────────────────────────────── */

static struct netif s_netif;

/* 링크 업 + IP 확보 여부(콜백/태스크 경합 -> volatile). */
static volatile int s_link_up   = 0;
static volatile int s_addr_set  = 0;     /* 0.0.0.0 가 아닌 IP 가 할당됨 */
static int          s_dhcp_mode = 0;     /* 현재 DHCP 로 시도 중인지 */

/* ── 콜백 ───────────────────────────────────────────────────────────────── */

/* IP 주소가 바뀌면(특히 0->유효) 호출됨. */
static void net_status_cb(struct netif *netif)
{
    if (netif_is_up(netif) && !ip4_addr_isany_val(*netif_ip4_addr(netif))) {
        s_addr_set = 1;
        char ip[16];
        ip4addr_ntoa_r(netif_ip4_addr(netif), ip, sizeof(ip));
        LOGI("net: IP 할당 %s", ip);
    } else {
        s_addr_set = 0;
    }
}

/* 물리 링크(케이블) 상태 변경 시 호출됨(ethernetif 가 PHY 폴링으로 통지). */
static void net_link_cb(struct netif *netif)
{
    if (netif_is_link_up(netif)) {
        s_link_up = 1;
        LOGI("net: 링크 업");
        /* 링크가 올라오면 인터페이스 up + 주소 절차 시작.
         * 이 콜백은 ethernetif 의 netifapi_netif_set_link_up 경유로 tcpip 코어락을
         * 이미 보유한 문맥에서 호출된다. 따라서 여기서 netifapi_*(다시 코어락 시도)
         * 를 부르면 비재귀 뮤텍스 자기-데드락이 난다. raw netif_set_up 을 쓴다. */
        netif_set_up(netif);
    } else {
        s_link_up  = 0;
        s_addr_set = 0;
        LOGW("net: 링크 다운");
    }
}

/* ── 주소 적용 헬퍼 ─────────────────────────────────────────────────────── */

static void net_apply_static(void)
{
    ip4_addr_t ip, mask, gw, dns;

    if (!ip4addr_aton(APP_NET_STATIC_IP, &ip))     IP4_ADDR(&ip,   192,168,0,50);
    if (!ip4addr_aton(APP_NET_STATIC_NETMASK,&mask))IP4_ADDR(&mask, 255,255,255,0);
    if (!ip4addr_aton(APP_NET_STATIC_GW, &gw))     IP4_ADDR(&gw,   192,168,0,1);

    /* DHCP 가 돌고 있었다면 멈춘다(폴백 경로). */
    if (s_dhcp_mode) {
        netifapi_dhcp_stop(&s_netif);
        s_dhcp_mode = 0;
    }

    netifapi_netif_set_addr(&s_netif, &ip, &mask, &gw);

    /* DNS 서버 설정. dns_setserver 는 raw 코어 API 이고, net_apply_static 은
     * net_wait_up(앱 태스크, tcpip 스레드 아님)에서도 호출되므로 코어락으로
     * 직렬화한다. (netifapi_* 호출과 중첩되지 않게 이 호출만 짧게 감싼다.) */
    if (ip4addr_aton(APP_NET_STATIC_DNS, &dns)) {
        ip_addr_t d;
        ip_addr_copy_from_ip4(d, dns);
        LOCK_TCPIP_CORE();
        dns_setserver(0, &d);
        UNLOCK_TCPIP_CORE();
    }

    netifapi_netif_set_up(&s_netif);

    s_addr_set = 1;
    LOGI("net: static 적용 ip=%s gw=%s dns=%s",
         APP_NET_STATIC_IP, APP_NET_STATIC_GW, APP_NET_STATIC_DNS);
}

/* ── 공개 API ───────────────────────────────────────────────────────────── */

void net_init(void)
{
    ip4_addr_t ip0, mask0, gw0;

    /* tcpip 스레드 기동. NULL 콜백 = 동기 완료 대기 불필요. */
    tcpip_init(NULL, NULL);

    /* netif 초기 주소: DHCP 면 0.0.0.0 으로 시작, static 이면 곧바로 채운다.
     * (정적 값은 아래 분기에서 다시 set_addr 로 적용) */
    ip4_addr_set_zero(&ip0);
    ip4_addr_set_zero(&mask0);
    ip4_addr_set_zero(&gw0);

    /* ethernetif_init 가 MAC/PHY/DMA 를 세팅하고, 수신은 tcpip_input 으로 전달. */
    if (netifapi_netif_add(&s_netif, &ip0, &mask0, &gw0, NULL,
                           ethernetif_init, tcpip_input) != ERR_OK) {
        LOGE("net: netif_add 실패");
        return;
    }

    netifapi_netif_set_default(&s_netif);

#if LWIP_NETIF_HOSTNAME
    s_netif.hostname = BOARD_DEVICE_ID;   /* DHCP 호스트명(옵션 12) */
#endif

    /* 콜백 등록(코어 컨텍스트 안전: netif 핸들 직접 접근은 set 함수로). */
    netif_set_status_callback(&s_netif, net_status_cb);
    netif_set_link_callback(&s_netif, net_link_cb);

    /* 인터페이스 administratively up. 실제 링크 업은 PHY 폴링이 통지. */
    netifapi_netif_set_up(&s_netif);

#if APP_NET_USE_DHCP
    s_dhcp_mode = 1;
    if (netifapi_dhcp_start(&s_netif) != ERR_OK) {
        LOGE("net: dhcp_start 실패 -> static 폴백");
        net_apply_static();
    } else {
        LOGI("net: DHCP 시작(타임아웃 %ums 후 static 폴백)", APP_NET_DHCP_TIMEOUT_MS);
    }
#else
    net_apply_static();
#endif
}

int net_wait_up(uint32_t timeout_ms)
{
    const uint32_t step_ms = 100;
    uint32_t waited = 0;

    /* 1단계: 물리 링크 업 대기(케이블 연결). */
    while (!s_link_up) {
        if (timeout_ms != 0 && waited >= timeout_ms) {
            LOGW("net: 링크 업 타임아웃");
            return -1;
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(step_ms));
        waited += step_ms;
    }

    /* 2단계: IP 주소 확보 대기. */
#if APP_NET_USE_DHCP
    uint32_t dhcp_waited = 0;
    while (!s_addr_set) {
        /* DHCP 타임아웃 -> static 폴백(1회). */
        if (s_dhcp_mode && dhcp_waited >= APP_NET_DHCP_TIMEOUT_MS) {
            LOGW("net: DHCP 타임아웃 -> static 폴백");
            net_apply_static();
        }
        if (timeout_ms != 0 && waited >= timeout_ms) {
            LOGW("net: IP 확보 타임아웃");
            return -1;
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(step_ms));
        waited      += step_ms;
        dhcp_waited += step_ms;
    }
#else
    while (!s_addr_set) {
        if (timeout_ms != 0 && waited >= timeout_ms) {
            LOGW("net: IP 확보 타임아웃");
            return -1;
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(step_ms));
        waited += step_ms;
    }
#endif

    char ip[16];
    net_ip_str(ip, sizeof(ip));
    LOGI("net: 준비 완료 ip=%s", ip);
    return 0;
}

net_status_t net_status(void)
{
    return (s_link_up && s_addr_set && netif_is_up(&s_netif)) ? NET_UP : NET_DOWN;
}

void net_ip_str(char *buf, uint32_t buflen)
{
    if (buf == NULL || buflen == 0) {
        return;
    }
    if (s_addr_set && !ip4_addr_isany_val(*netif_ip4_addr(&s_netif))) {
        char tmp[16];
        ip4addr_ntoa_r(netif_ip4_addr(&s_netif), tmp, sizeof(tmp));
        /* 안전 복사(널 종료 보장). */
        size_t n = strlen(tmp);
        if (n >= buflen) n = buflen - 1;
        memcpy(buf, tmp, n);
        buf[n] = '\0';
    } else {
        const char *z = "0.0.0.0";
        size_t n = strlen(z);
        if (n >= buflen) n = buflen - 1;
        memcpy(buf, z, n);
        buf[n] = '\0';
    }
}

/* ── LWIP_RAND() 백엔드 ─────────────────────────────────────────────────────
 * lwipopts.h 의 LWIP_RAND() 가 bsp_rand32() 를 호출한다. 하드웨어 RNG 가
 * 정식 구현(rng.c/bsp.c)될 때까지의 약한 대체 구현. RNG 페리페럴이 준비되면
 * 그쪽 strong 심볼이 우선하도록 weak 로 둔다.
 * TODO(hw): bsp/rng 모듈에서 HW RNG(RNG->DR) 기반 강한 bsp_rand32() 제공. */
__attribute__((weak)) uint32_t bsp_rand32(void)
{
    /* xorshift32 + FreeRTOS 틱 시드(예측 가능 — TLS/DHCP 트랜잭션 ID 보안엔 부적합).
     * 운영에서는 반드시 HW RNG 구현으로 대체. */
    static uint32_t s = 0x1234abcdU;
    s ^= (uint32_t)xTaskGetTickCount();
    s ^= s << 13;
    s ^= s >> 17;
    s ^= s << 5;
    if (s == 0) s = 0xa5a5a5a5U;
    return s;
}