ComConfigCopy/src/communication/protocols/serial.py

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import time
import re
from typing import Optional, List
import serial
from serial.serialutil import SerialException

from core.config import AppConfig
from core.exceptions import ConnectionError, AuthenticationError
from .base import BaseProtocol

class SerialProtocol(BaseProtocol):
    """Протокол для работы с последовательным портом."""
    
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self._serial: Optional[serial.Serial] = None
        self._prompt = AppConfig.DEFAULT_PROMPT
        self._timeout = AppConfig.DEFAULT_TIMEOUT
        self._baudrate = AppConfig.DEFAULT_BAUDRATE
        self._port: Optional[str] = None
    
    def configure(self, port: str, baudrate: int = None, timeout: int = None,
                 prompt: str = None) -> None:
        """
        Конфигурация последовательного порта.
        
        Args:
            port: COM-порт
            baudrate: Скорость передачи
            timeout: Таймаут операций
            prompt: Приглашение командной строки
        """
        self._port = port
        if baudrate is not None:
            self._baudrate = baudrate
        if timeout is not None:
            self._timeout = timeout
        if prompt is not None:
            self._prompt = prompt
    
    def connect(self) -> None:
        """
        Установка соединения с устройством.
        
        Raises:
            ConnectionError: При ошибке подключения
        """
        if not self._port:
            raise ConnectionError("Не указан COM-порт")
            
        try:
            self._serial = serial.Serial(
                port=self._port,
                baudrate=self._baudrate,
                timeout=1
            )
            time.sleep(1)  # Ждем инициализации порта
            self._notify_connection_established()
            
        except SerialException as e:
            self._notify_connection_error(e)
            raise ConnectionError(f"Ошибка подключения к порту {self._port}: {e}")
    
    def disconnect(self) -> None:
        """Закрытие соединения."""
        if self._serial and self._serial.is_open:
            self._serial.close()
            self._notify_connection_lost()
    
    def authenticate(self, username: str, password: str) -> None:
        """
        Аутентификация на устройстве.
        
        Args:
            username: Имя пользователя
            password: Пароль
            
        Raises:
            AuthenticationError: При ошибке аутентификации
            ConnectionError: При ошибке соединения
        """
        if not self.is_connected:
            raise ConnectionError("Нет подключения к устройству")
            
        try:
            # Очищаем буфер
            self._serial.reset_input_buffer()
            self._serial.reset_output_buffer()
            
            # Отправляем Enter для получения приглашения
            self._serial.write(b"\n")
            time.sleep(0.5)
            
            # Ожидаем запрос логина или пароля
            response = self._read_until(["login:", "username:", "password:", self._prompt])
            
            if "login:" in response.lower() or "username:" in response.lower():
                self._serial.write(f"{username}\n".encode())
                time.sleep(0.5)
                response = self._read_until(["password:", self._prompt])
            
            if "password:" in response.lower():
                self._serial.write(f"{password}\n".encode())
                time.sleep(0.5)
                response = self._read_until([self._prompt])
                
                if self._prompt not in response:
                    raise AuthenticationError("Неверные учетные данные")
            
            self._authenticated = True
            
        except SerialException as e:
            self._notify_connection_error(e)
            raise ConnectionError(f"Ошибка при аутентификации: {e}")
    
    def send_command(self, command: str, timeout: Optional[int] = None) -> str:
        """
        Отправка команды на устройство.
        
        Args:
            command: Команда для отправки
            timeout: Таймаут ожидания ответа
            
        Returns:
            str: Ответ устройства
            
        Raises:
            ConnectionError: При ошибке отправки команды
        """
        if not self.is_connected:
            raise ConnectionError("Нет подключения к устройству")
            
        if not self.is_authenticated:
            raise ConnectionError("Требуется аутентификация")
            
        try:
            # Очищаем буфер перед отправкой
            self._serial.reset_input_buffer()
            
            # Отправляем команду
            self._serial.write(f"{command}\n".encode())
            
            # Ожидаем ответ
            response = self._read_until([self._prompt], timeout or self._timeout)
            
            # Удаляем отправленную команду из ответа
            lines = response.splitlines()
            if lines and command in lines[0]:
                lines.pop(0)
            
            return "\n".join(lines).strip()
            
        except SerialException as e:
            self._notify_connection_error(e)
            raise ConnectionError(f"Ошибка при отправке команды: {e}")
    
    def send_config(self, config_commands: List[str], timeout: Optional[int] = None) -> str:
        """
        Отправка конфигурационных команд на устройство.
        
        Args:
            config_commands: Список команд конфигурации
            timeout: Таймаут ожидания ответа
            
        Returns:
            str: Ответ устройства
            
        Raises:
            ConnectionError: При ошибке отправки команд
        """
        responses = []
        for command in config_commands:
            response = self.send_command(command, timeout)
            responses.append(response)
        return "\n".join(responses)
    
    def _read_until(self, patterns: List[str], timeout: Optional[int] = None) -> str:
        """
        Чтение данных из порта до появления одного из паттернов.
        
        Args:
            patterns: Список паттернов для поиска
            timeout: Таймаут операции
            
        Returns:
            str: Прочитанные данные
            
        Raises:
            ConnectionError: При ошибке чтения или таймауте
        """
        if not patterns:
            raise ValueError("Не указаны паттерны для поиска")
            
        timeout = timeout or self._timeout
        end_time = time.time() + timeout
        buffer = ""
        
        while time.time() < end_time:
            if self._serial.in_waiting:
                chunk = self._serial.read(self._serial.in_waiting).decode(errors="ignore")
                buffer += chunk
                
                # Проверяем наличие паттернов
                for pattern in patterns:
                    if pattern in buffer:
                        return buffer
                        
            # Небольшая задержка для снижения нагрузки на CPU
            time.sleep(0.1)
            
        raise ConnectionError(f"Таймаут операции ({timeout} сек)")
    
    @staticmethod
    def list_ports() -> List[str]:
        """
        Получение списка доступных COM-портов.
        
        Returns:
            List[str]: Список доступных портов
        """
        return [port.device for port in serial.tools.list_ports.comports()]