rts-sim-testing-service/third_party/message/rssp.go

package message

import (
	"encoding/binary"
	"fmt"
	"strings"
)

//RSSP-1 V1.0 铁路信号安全通信协议

// RsspHead rssp报文头
type RsspHead struct {
	//报文头-协议交互类别(1Byte)
	Pic byte
	//报文头-报文类别(1Byte)
	Mc byte
	//报文头-源地址(2Byte)
	Sa uint16
	//报文头-目地址(2Byte)
	Da uint16
}

func (h *RsspHead) Parse(buf []byte) bool {
	if len(buf) < 6 {
		return false
	}
	h.decode(buf)
	return true
}
func (h *RsspHead) Type() RsspType {
	return h.Mc
}
func (h *RsspHead) decode(buf []byte) {
	ri := 0
	//报文头
	h.Pic = buf[ri]
	ri++
	h.Mc = buf[ri]
	ri++
	h.Sa = binary.LittleEndian.Uint16(buf[ri : ri+2])
	ri += 2
	h.Da = binary.LittleEndian.Uint16(buf[ri : ri+2])
	ri += 2
}
func (h *RsspHead) encode() []byte {
	data := make([]byte, 0, 6)
	//报文头
	data = append(data, h.Pic)
	data = append(data, h.Mc)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint16(data, h.Sa)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint16(data, h.Da)
	//
	return data
}

/////////////////////////////////////////////////

// RsspPackCrc16Check RSSP报文CRC16校验
func RsspPackCrc16Check(pack []byte) bool {
	if len(pack) <= 2 { //报文长度不够，校验不通过
		return false
	}
	//
	pack16 := binary.LittleEndian.Uint16(pack[len(pack)-2:])
	crc16 := RsspCrc16(pack[:len(pack)-2])
	//
	return crc16 == pack16
}

/////////////////////////////////////////////////

// RsspRsd 实时安全数据包
type RsspRsd struct {
	RsspHead
	//安全校验域-序列号(4Byte)
	Sn uint32
	//安全校验域-安全数据长度(2Byte)
	Sdl uint16
	//安全校验域-安全校验通道1(4Byte)
	Svc1 uint32
	//安全校验域-安全校验通道2(4Byte)
	Svc2 uint32
	//用户数据包-安全应用数据(总字节数480)
	Sad []byte
	//报文尾-CRC16(2Byte)
	Crc16 uint16
}

const (
	CRC32_G_C1 = (uint64(0x01) << 32) | uint64(0x100d4e63) //crc32生成多项式
	CRC32_G_C2 = (uint64(0x01) << 32) | uint64(0x8ce56011) //crc32生成多项式
	SCW_C1     = uint32(0xae390b5a)                        //SCW常
	SCW_C2     = uint32(0xc103589c)                        //SCW常
	SJC_C1     = uint32(0x0fc22f87)                        //时间戳生成多项式
	SJC_C2     = uint32(0xc3e887e1)                        //时间戳生成多项式
)

func (r *RsspRsd) Encode() []byte {
	data := make([]byte, 0, 6+14+len(r.Sad)+2)
	//报文头
	data = append(data, r.RsspHead.encode()...)
	//安全校验域
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.Sn)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint16(data, r.Sdl)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.Svc1)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.Svc2)
	//用户数据包
	data = append(data, r.Sad...)
	//报文尾-CRC16
	r.Crc16 = RsspCrc16(data)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint16(data, r.Crc16)
	//
	return data
}
func (r *RsspRsd) Decode(buf []byte) error {
	//报文头
	r.RsspHead.decode(buf)
	ri := 6
	//安全校验域
	r.Sn = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.Sdl = binary.LittleEndian.Uint16(buf[ri : ri+2])
	ri += 2
	r.Svc1 = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.Svc2 = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	//用户数据
	sadLen := int(r.Sdl) - 8
	r.Sad = buf[ri : ri+sadLen]
	ri += sadLen
	//报文尾
	r.Crc16 = binary.LittleEndian.Uint16(buf[ri : ri+2])
	//
	return nil
}

///////////////////////////////////////////////////////////////

// RsspSse 时序校正请求包
type RsspSse struct {
	RsspHead
	//安全校验域-序列号(4Byte)
	Sn uint32
	//安全校验域-时序校正请求通道1(4Byte)
	SeqEnq1 uint32
	//安全校验域-时序校正请求通道2(4Byte)
	SeqEnq2 uint32
	//报文尾-CRC16(2Byte)
	Crc16 uint16
}

func (r *RsspSse) Encode() []byte {
	data := make([]byte, 0, 20)
	//报文头
	data = append(data, r.RsspHead.encode()...)
	//安全校验域
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.Sn)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.SeqEnq1)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.SeqEnq2)
	//报文尾-CRC16
	r.Crc16 = RsspCrc16(data)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint16(data, r.Crc16)
	return data
}
func (r *RsspSse) Decode(buf []byte) error {
	//报文头
	r.RsspHead.decode(buf)
	//安全校验域
	ri := 6
	r.Sn = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.SeqEnq1 = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.SeqEnq2 = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	//报文尾
	r.Crc16 = binary.LittleEndian.Uint16(buf[ri : ri+2])
	//
	return nil
}

/////////////////////////////////////////////////////////

// RsspSsr 时序校正应答包，用于回应SSE
type RsspSsr struct {
	RsspHead
	//安全校验域-应答方的序列号(4Byte)
	SrSn uint32
	//安全校验域-请求方的序列号(4Byte)
	SeSn uint32
	//安全校验域-时序初始化通道1(4Byte)
	Tic1 uint32
	//安全校验域-时序初始化通道2(4Byte)
	Tic2 uint32
	//安全校验域-数据版本号(1Byte)
	Dvn byte
	//报文尾-CRC16(2Byte)
	Crc16 uint16
}

func (r *RsspSsr) Encode() []byte {
	data := make([]byte, 0, 25)
	//报文头
	data = append(data, r.RsspHead.encode()...)
	//安全校验域
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.SrSn)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.SeSn)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.Tic1)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint32(data, r.Tic2)
	data = append(data, r.Dvn)
	//报文尾-CRC16
	r.Crc16 = RsspCrc16(data)
	data = binary.LittleEndian.AppendUint16(data, r.Crc16)
	return data
}
func (r *RsspSsr) Decode(buf []byte) error {
	//报文头
	r.RsspHead.decode(buf)
	//安全校验域
	ri := 6
	r.SrSn = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.SeSn = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.Tic1 = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.Tic2 = binary.LittleEndian.Uint32(buf[ri : ri+4])
	ri += 4
	r.Dvn = buf[ri]
	ri += 1
	//报文尾
	r.Crc16 = binary.LittleEndian.Uint16(buf[ri : ri+2])
	//
	return nil
}

//////////////////////////////////////////////////////////////

type RsspCodec interface {
	Encode() []byte
	Decode(buf []byte) error
}
type Rssper interface {
	Type() RsspType
}
type RsspType = byte

const ( //报文类型
	RSD_A = RsspType(0x80)
	RSD_B = RsspType(0x81)
	SSE   = RsspType(0x90)
	SSR   = RsspType(0x91)
)

// RsspHeadMcCheck  报文类型检测
func RsspHeadMcCheck(head *RsspHead) bool {
	switch head.Mc {
	case RSD_A | RSD_B | SSE | SSR:
		return true
	default:
		return false
	}
}

type PicType = byte

const ( //协议交互类别
	PIC_MASTER = PicType(0x01) //主机发送的安全数据
	PIC_SLAVE  = PicType(0x02) //备机发送的安全数据
)

// RsspHeadPicCheck 协议交互类别检测
func RsspHeadPicCheck(head *RsspHead) bool {
	switch head.Pic {
	case PIC_MASTER | PIC_SLAVE:
		return true
	default:
		return false
	}
}

// ParseRsspPack 解析RSSP数据包
func ParseRsspPack(pack []byte) (Rssper, error) {
	// pack 进行CRC16循环冗余校验，检测整个包的完整性
	gCrc16 := RsspCrc16(pack[0 : len(pack)-2])
	pCrc16 := binary.LittleEndian.Uint16(pack[len(pack)-2 : len(pack)])
	if gCrc16 != pCrc16 {
		return nil, fmt.Errorf("ParseRsspPack 整个数据包CRC16校验未通过")
	}
	//
	ph := &RsspHead{}
	ph.decode(pack)
	//
	var codec RsspCodec
	switch ph.Mc {
	case RSD_A | RSD_B:
		codec = &RsspRsd{}
	case SSE:
		codec = &RsspSse{}
	case SSR:
		codec = &RsspSsr{}
	default:
		return nil, fmt.Errorf("ParseRsspPack 无法识别的报文类型码[0x%x]", ph.Mc)
	}
	//
	e := codec.Decode(pack)
	return codec.(Rssper), e
}

// PackToString 字节数组转换为16进制字节字符串
func PackToString(pack []byte) string {
	b := &strings.Builder{}
	first := true
	for _, d := range pack {
		if first {
			b.WriteString(fmt.Sprintf("0x%0X", d))
			first = false
		} else {
			b.WriteString(fmt.Sprintf(",0x%0X", d))
		}
	}
	return b.String()
}