返回类型为 struct 的函数在其被调用时不返回任何内容

Question

我正在编写一个程序来通过 ESP32（Arduino 框架）中的蓝牙接收 SSID 和密码。函数 BTSerialRcvBuffer() 等待蓝牙，当它接收到一个字符串时，它通过 struct Buffer_return 类型的变量返回字符串的基地址和大小。该函数返回 SSID 但不返回密码。我不知道为什么？我是否必须为 Var.rtn_addr 分配内存或为变量 buff1 和 buff2 分配足够的内存？

#include <Arduino.h>
#include <stdlib.h>
#include <BluetoothSerial.h>
#include <WiFi.h>

#define btrcv_buffer_size 256

BluetoothSerial SerialBT;

typedef struct
{
  char *rtn_addr;
  int buff_len;
} Buffer_return;


Buffer_return* BTSerialRcvBuffer() {

  static int i = 0;
  static char rcv_buffer[ btrcv_buffer_size ];
  static Buffer_return Var;

  memset(rcv_buffer,0, btrcv_buffer_size);

  while (!SerialBT.available());
  delayMicroseconds(500);

  while(SerialBT.available()) {
    rcv_buffer[i] = SerialBT.read();
    i++;
  }
  rcv_buffer[i-1] = '\0';
  rcv_buffer[i-2] = '\0';
  SerialBT.flush();

  Var.rtn_addr = rcv_buffer;  //<------------Do I have to allocate memory for Var.rtn_addr?
  Var.buff_len = i-1;

  return &Var;
} 

void WiFiConfig() {

  //WiFi.printDiag(Serial);

  Serial.println("Enter SSID");
  Buffer_return *buff1 = BTSerialRcvBuffer();
  char *ssid = (char*) malloc((buff1->buff_len) * sizeof(char));  
  strcpy(ssid,buff1->rtn_addr);
  Serial.println(ssid);  

  Serial.println("Enter Password");
  Buffer_return *buff2 = BTSerialRcvBuffer();
  char *pass = (char*) malloc((buff2->buff_len) * sizeof(char));  
  strcpy(pass,buff2->rtn_addr);
  Serial.println(pass); 
  //Serial.println(buff2->buff_len);  


  free(ssid)
  free(pass);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Establishing connection to WiFi..");
    Serial.printf("Connection status: %d\n", WiFi.status());
  }  
}

void setup() {

  Serial.begin(115200);
  //WiFi.disconnect(true);
  SerialBT.begin("ESP32_INO"); //Bluetooth device name
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  Serial.println("The device started, now you can pair it with bluetooth!");

  WiFiConfig();

  Serial.println("Connected to network");
  Serial.println(WiFi.macAddress());
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop() {

  }

输出：

Enter SSID
Airtel_5G             <----- prints fine!
Enter Password
                      <----- Problem!
Establishing connection to WiFi..
Connection status: 6
Establishing connection to WiFi..
Connection status: 6
Establishing connection to WiFi..
Connection status: 6

Answer 1

代码使用以下序列将输入数据复制到缓冲区。

  Buffer_return *buff1 = BTSerialRcvBuffer();
  char *ssid = (char*) malloc((buff1->buff_len) * sizeof(char));  
  strcpy(ssid,buff1->rtn_addr);

回想一下，字符串是 NUL 终止的，因此分配必须包含额外的字节！。对 malloc 调用的简单更新：

char *ssid = (char*) malloc((buff1->buff_len+1) * sizeof(char));

根据@lundin 的输入，不建议将 malloc 用于 Arduino。最好使用自动分配。

另请参阅：https://arduino.stackexchange.com/questions/682/is-using-malloc-and-free-a-really-bad-idea-on-arduino

  char ssid[buff2->buff_len+1] ;
  strcpy(ssid, buff2->rtn_addr) ;

更新 1：BTSerialRcvBuffer 中的错误

BTSerialRcvBuffer 对许多变量使用静态，包括i。回想一下，静态变量被初始化一次（在程序启动时）。建议从i 中删除“静态” - 修复初始化，因为不需要将其设为静态。

另外，不清楚为什么rcv_buffer的最后2个位置归零？

Answer 2

您的代码中有很多不好的做法和缓慢的函数调用。请记住，这是一个 8 位 MCU，因此速度非常慢。需要解决的一些问题：

• 不必每次都将 rx 缓冲区归零。只需跟踪其中有多少包含有效数据即可。 256 字节的 memset 调用非常昂贵。
• 通常的做法是双缓冲 rx 缓冲区，以便一个缓冲区可以同时用于接收，另一个缓冲区用于解码。您不使用中断，因此这可能不是问题。无论如何，256 字节是很多 RAM，因此如果您需要存储这么多数据，双缓冲可能需要更好的 MCU。无论如何，我将在下面使用一个双缓冲示例来展示它是如何完成的。
• delayMicroseconds(500); 除了将程序挂起 500 毫秒外，没有任何意义。删除它。
• 错误：在接收期间不检查缓冲区溢出。

---

#define BT_RXBUF_SIZE 256

const char* BTSerialReceive (size_t* size_rec) 
{
  static char buf1 [BT_RXBUF_SIZE];
  static char buf2 [BT_RXBUF_SIZE];
  static char* buf = buf1;

  buf = (buf == buf1) ? buf2 : buf1; // swap rx buffers


  while (!SerialBT.available())
    ;


  size_t i=0;
  for(; SerialBT.available() && i<BT_RXBUF_SIZE; i++)
  {
    buf[i] = SerialBT.read();
  }
  buf[i] = '\0';

  SerialBT.flush();

  *size_rec = i;
  return buf;
} 

双缓冲区的指针交换消除了对memcpy/strcpy 的需要，这既慢又昂贵。如果您使用 UART 中断，则出于重入原因，您将不得不使用这样的设计。

您必须绝对避免的另一件事是malloc。这是缓慢而无意义的，see this。在使用嵌入式系统时，您必须始终使用固定长度的缓冲区和确定的内存量。摆脱malloc意味着您可以摆脱链接描述文件中的整个堆段，这将释放大量宝贵的RAM。