ProfinetConnector/src/user_data/user_data.cpp

#include "user_data.hpp"
#include <bit>
#include "../endian/endian.hpp"
#include <iostream>

using json = nlohmann::json;

const std::map<UserData::UserDataTypes, uint32_t> UserData::data_size{
        {UserDataTypes::BOOL,    1},
        {UserDataTypes::UINT8,   1}, 
        {UserDataTypes::UINT16,  2},
        {UserDataTypes::UINT32,  4},
        {UserDataTypes::UINT64,  8},
        {UserDataTypes::INT64,   8},
        {UserDataTypes::INT32,   4},
        {UserDataTypes::INT16,   2},
        {UserDataTypes::INT8,    1},
        {UserDataTypes::FLOAT32, 4},
        {UserDataTypes::FLOAT64, 8}
};

const std::map<std::string, UserData::UserDataTypes> UserData::data_corr {
        {"Boolean",    UserDataTypes::BOOL},
        {"Unsigned8",  UserDataTypes::UINT8}, 
        {"Unsigned16", UserDataTypes::UINT16},
        {"Unsigned32", UserDataTypes::UINT32},
        {"Unsigned64", UserDataTypes::UINT64},
        {"Integer64",  UserDataTypes::INT64},
        {"Integer32",  UserDataTypes::INT32},
        {"Integer16",  UserDataTypes::INT16},
        {"Integer8",   UserDataTypes::INT8},
        {"Float32",    UserDataTypes::FLOAT32},
        {"Float64",    UserDataTypes::FLOAT64}
};

bool UserData::putBit(std::string& bit_name, uint32_t bit_pos)
{
    if (bits_.size() >= size * 8)
        return false; /// Все биты уже заняты
    
    bits_.push_back(UserDataBit{bit_name, bit_pos});

    return true;
}

bool UserData::toRpcJson(nlohmann::json& j) const
{
    if (bits_.empty())
    {
        switch(type)
        {
            case UserDataTypes::UINT8:
            {
                j[name] = data_.uint8[0];
            }
            break;
            case UserDataTypes::UINT16:
            {
                j[name] = data_.uint16[0];
            }
            break;
            case UserDataTypes::UINT32:
            {
                j[name] = data_.uint32[0];
            }
            break;
            case UserDataTypes::UINT64:
            {
                j[name] = data_.uint64;
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT8:
            {
                j[name] = data_.int8[0];
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT16:
            {
                j[name] = data_.int16[0];
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT32:
            {
                j[name] = data_.int32[0];
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT64:
            {
                j[name] = data_.int64;
            }
            break;
            case UserDataTypes::FLOAT32:
            {
                j[name] = data_.float32;
            }
            break;
            case UserDataTypes::FLOAT64:
            {
                j[name] = data_.float64;
            }
            break;
            case UserDataTypes::BOOL:
            {
                j[name] = data_.boolean;
            }
            break;
        }
    }
    else
    {
        /// Только беззнаковые типы могут быть битовыми
        if ((type < UserDataTypes::UINT8) || (type > UserDataTypes::UINT64))
            return false;
        
        json& j_bit = j[name];
        for (auto& bit : bits_)
        {
            j_bit[bit.Name] = ( data_.uint64 & (1 << bit.Pos) ) ? (1) : (0);
        }
    }

    return true;
}

bool UserData::fromRpcJson(const nlohmann::json& j)
{
    if (!j.contains(name))
        return false;
    
    if (!bits_.size()) /// Данные
    {
        switch(type)
        {
            case UserDataTypes::UINT8:
            {
                data_.uint8[0] = j[name].get<uint8_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::UINT16:
            {
                data_.uint16[0] = j[name].get<uint16_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::UINT32:
            {
               data_.uint32[0] = j[name].get<uint32_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::UINT64:
            {
                data_.uint64 = j[name].get<uint64_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT8:
            {
                data_.int8[0] = j[name].get<int8_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT16:
            {
                data_.int16[0] = j[name].get<int16_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT32:
            {
                data_.int32[0] = j[name].get<int32_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::INT64:
            {
                data_.int64 = j[name].get<int64_t>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::FLOAT32:
            {
                data_.float32 = j[name].get<float>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::FLOAT64:
            {
                data_.float64 = j[name].get<double>();
            }
            break;
            case UserDataTypes::BOOL:
            {
               data_.boolean = j[name].get<bool>();
            }
            break;
        }
    }
    else /// Биты
    {
        /// Только беззнаковые типы могут быть битовыми
        if ((type < UserDataTypes::UINT8) || (type > UserDataTypes::UINT64))
            return false;

        const json& j_bit = j[name];
        
        for (auto bit : bits_)
        {
            /// Проверяем есть ли в принятой датаграмме бит
            if (!j_bit.contains(bit.Name))
                continue;

            uint8_t value = j_bit[bit.Name].get<uint8_t>();

            if (value == 0)
            {
                /// Очистка бита
                data_.uint64&= ~(static_cast<uint64_t>(1) << bit.Pos);
            }
            else if (value == 1)
            {
                /// Установка бита
                data_.uint64 |= (static_cast<uint64_t>(1) << bit.Pos);
            }
        }
    }

    return true;
}

bool  UserData::convertBinaryToJson(const std::vector<uint8_t>& vect_inp, nlohmann::json& j_out) 
{
     /// Вектор должен иметь подходящий размер
    if (vect_inp.size() < (size + data_offset_))
        return false;
    
    /// Копируем бинарные данные из вектора с учетом офсета и эндиана
    insertData(vect_inp);
    /// Преобразовываем бинарные данные в json
    toRpcJson(j_out);

    return true;
}

bool UserData::convertJsonToBinary(const nlohmann::json& j_inp, std::vector<uint8_t>& vect_out) 
{
    /// Вектор должен иметь подходящий размер
    if (vect_out.size() < (size + data_offset_))
        return false;
    
    /// Берем данные из json и преобразуем их в бинарный вид
    fromRpcJson(j_inp);
    /// Вставляем бинарные данные с учетом офсета в вектор
    extractData(vect_out);

    return true;
}

void UserData::extractData(std::vector<uint8_t>& vect)
{
    /// Копируем данные в vect
    uint8_t buf[size];
    std::copy(&data_.uint8[0], &data_.uint8[size], buf);
    /// Данные в профинет передаются в формате BigEndian
    /// преобразуем из Little в Big
    if (swap_)
    {
        endian_swapbytes(&buf[0], size);
    }
    /// Вставляем данные в вектор по офсету
    std::copy(buf, &buf[size], vect.begin() + data_offset_);
}

void UserData::insertData(const std::vector<uint8_t>& vect)
{
    /// Копируем данные из вектора 
    std::copy(&vect[data_offset_], &vect[data_offset_ + size], data_.uint8);
    /// Конвертим
    if ((type >= UserDataTypes::UINT16) &&
        (type <= UserDataTypes::FLOAT64) && swap_)
    {
        /// Данные в профинет передаются в формате BigEndian
        /// преобразуем из Big в Little
        endian_swapbytes(data_.uint8, size);
    }
}

/*void UserData::init(std::string& Name, std::string& DataType, uint16_t offset)
{
    name = Name;
    type = data_corr.at(DataType);
    size = data_size.at(type);
    data_offset_ = offset;
};*/

SubmoduleUserData& UserData_addNewSubmod(uint32_t mod_id, uint32_t submod_id, UserDataMap& user_data_map)
{
    uint64_t key = (static_cast<uint64_t>(mod_id) << 32) + submod_id;
    return user_data_map[key];
}

SubmoduleUserData& UserData_getSubmod(uint32_t mod_id, uint32_t submod_id, UserDataMap& user_data_map)
{
    uint64_t key = (static_cast<uint64_t>(mod_id) << 32) + submod_id;
    return user_data_map.at(key);
}

int UserData::getDataSize(const std::string& type_name)
{
    if (!data_corr.contains(type_name))
        return 0;
    
    return data_size.at(data_corr.at(type_name)); 
}