libmodbus：写一个modbusTCP服务
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我的github：codetoys，所有代码都将会位于ctfc库中。已经放入库中我会指出在库中的位置。
这些代码大部分以Linux为目标但部分代码是纯C++的，可以在任何平台上使用。
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libmodbus很好用，不过多是写客户端。为了测试客户端，一般会用物理设备或模拟程序，不过既然libmodbus支持写服务端，为什么不直接写一个服务端用来测试呢？（串口当然可能受数量限制，TCP就没有任何限制了）
目录
一、主要过程
1.1 创建上下文对象，设定参数
1.1.1 坑：Ubuntu上无法打开低端口
1.2 数据映射
1.3 启动服务
1.4 接受连接
1.5 接收请求
1.6 返回应答
1.7 清理
二、完整代码
三、处理多个连接
一、主要过程
1.1 创建上下文对象，设定参数
MODBUS_API modbus_t* modbus_new_tcp(const char *ip_address, int port);
非常简单，指定地址端口就可以了。地址NULL则使用任何地址，标准端口是502。
1.1.1 坑：Ubuntu上无法打开低端口
这个坑好大，我试了好久程序都不正确，在后面modbus_receive的时候挂了，开始以为是内存错误，后来老老实实每步检查返回值才发现是modbus_tcp_listen这一步就失败了，提示“无权操作”，用了su也不行，于是想到会不会是低端口保护，改成高端口就正常了（比如10502）。
低端口0-1023由国际组织分配，Ubuntu限制应用程序不能使用是可以理解的。
1.2 数据映射
typedef struct _modbus_mapping_t {
int nb_bits;
int start_bits;
int nb_input_bits;
int start_input_bits;
int nb_input_registers;
int start_input_registers;
int nb_registers;
int start_registers;
uint8_t *tab_bits;
uint8_t *tab_input_bits;
uint16_t *tab_input_registers;
uint16_t *tab_registers;
} modbus_mapping_t;
MODBUS_API modbus_mapping_t* modbus_mapping_new(int nb_bits, int nb_input_bits,
int nb_registers, int nb_input_registers);
根据给定的四种数据的数量创建存储结构，返回的结构里面对每种数据都包含三个值：
- 数据个数，最大数据量
- 起始modbus地址，数据对应的modbus地址可以不从0开始，比如只提供【100-120】
- 数据指针，存储实际数据，可以根据需要直接修改每个数据的值（但是不要动这个指针，这是内部创建的，用另一个函数释放）
1.3 启动服务
MODBUS_API int modbus_tcp_listen(modbus_t *ctx, int nb_connection);
这会根据之前设置的参数来启动服务，nb_connection是一般TCP编程里面的等待连接队列长度。
返回值是服务socket的值，如果成功返回值应该大于0。服务端口要自行用close来关闭。
1.4 接受连接
MODBUS_API int modbus_tcp_accept(modbus_t *ctx, int *s);
这一步的参数s就是前一步的返回值，也就是服务socket。
返回值是新socket，同时新socket也会存储在上下文中，后续收发操作使用上下文中存储的socket。
1.5 接收请求
MODBUS_API int modbus_receive(modbus_t *ctx, uint8_t *req);
这个函数接收一个请求并存储在req里面，返回值是数据长度：
- 大于0 有效的请求
- 等于0 忽略的请求，比如从站号不匹配（本例程并未设置从站号）
- -1 出错
循环调用此函数接受请求，并可以在接收之后进行一些处理，然后再发送应答。
1.6 返回应答
MODBUS_API int modbus_reply(modbus_t *ctx, const uint8_t *req,
int req_length, modbus_mapping_t *mb_mapping);
如果没什么别的要求，直接调用这个函数返回应答就可以了。调用之前可以修改数据映射的数据。
1.7 清理
if (s != -1)
{
close(s);
}
modbus_mapping_free(mb_mapping);
modbus_close(ctx);
modbus_free(ctx);
服务端口需要关闭，数据映射和上下文需要释放。
二、完整代码
modbus_t * ctx = modbus_new_tcp(NULL, 10503);//ubuntu上开启低端口会报权限不足，su也不行
modbus_mapping_t * mb_mapping = modbus_mapping_new(100, 100, 100, 100);
if (mb_mapping == NULL)
{
fprintf(stderr, "Failed to allocate the mapping: %s\n", modbus_strerror(errno));
modbus_free(ctx);
return -1;
}
//设置初值
{
mb_mapping->start_registers = 0;
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
mb_mapping->tab_registers[mb_mapping->start_registers + i] = i;
}
}
while (CMyProcess::isProcessLive(parent_pid))
{
int s = modbus_tcp_listen(ctx, 5);
if (s < 0)
{
thelog << "modbus_tcp_listen error : " << modbus_strerror(errno) << endi;
SleepSeconds(1);
continue;
}
modbus_tcp_accept(ctx, &s);
thelog << "s:" << s << endi;
while (CMyProcess::isProcessLive(parent_pid))
{
uint8_t query[512];
int rc = modbus_receive(ctx, query);
if (rc > 0)
{
modbus_reply(ctx, query, rc, mb_mapping);
}
else if (rc == -1)
{
break;
}
//改变数据
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
++mb_mapping->tab_registers[mb_mapping->start_registers + i];
}
}
thelog << "对方断开或出错 " << modbus_strerror(errno) << endi;
if (s != -1)
{
close(s);
}
}
modbus_mapping_free(mb_mapping);
modbus_close(ctx);
modbus_free(ctx);
CMyProcess::isProcessLive(parent_pid)判断父进程是否存在，换成死循环就可以了。
专门对保持寄存器的前十个值做了设置，因为测试只用了这几个值。
一次只能处理一个连接，这个连接断开才会处理下一个连接。因为客户socket是存储在上下文的，所以并行处理多个连接不方便。实际上写这个代码的目的是程序连接到自身来进行回归测试的。
三、处理多个连接
额外有个函数modbus_set_socket用来改变上下文中保存的客户连接，可以接受多个连接，然后用select来选择可以操作的连接，然后先设置modbus_set_socket再modbus_receive。
因为我没有试，所以没有示例代码。
（这里是文档结束）