在先前 IDD Status Changed 的說明和測試中，一直沒有談到對於 Indicate 和 Notify 來說很重要的一件事，那就是 CCCD（Client Characteristic Configuration Descriptor）。所以在繼續開發 IDS 前，咱們先釐清 CCCD 是做什麼用？目前的 IDS server 又有什麼問題吧！

1. CCCD 的作用

藍牙規格書規定，GATT Client 在接收某個 characteristic 的 Indicate 或 Notify 前，必須先正確設定此 characteristic 的 CCCD：

• Notify：0x0001
• Indicate：0x0002
• 禁止 Notify 和 Indicate：0x0000

2. bluetooth.BLE 的問題

在昨天咱們用 nRF Connect app 與 IDS server 進行測試時，遇到一些奇怪的現象，整個測試步驟如下：

1. App 與 server 建立連線
2. App 收到 IDD Status Changed 的 Indicate（app 先前並沒有存取過 IDD Status Changed 的 CCCD）
3. App 讀取 IDD Status Changed 的 CCCD，app 顯示 CCCD 目前值為 0x0000
4. App 再也收不到 IDD Status Changed 的 Indicate
5. App 將 0x0002 寫入 IDD Status Changed 的 CCCD
6. App 可以收到 IDD Status Changed 的 Indicate 了
7. 中斷連線後，CCCD 被強制重設為 0x0000（無論斷線前的 CCCD 是什麼，無論是否有配對綁定）
8. 再次連線，server 行為回到步驟 2 的狀況

問題：

1. 步驟 2，在 GATT Client 正確設定一 characteristic 的 CCCD 前，GATT Client 不應該收到此 characteristic 的 Indicate/Notify
2. 步驟 3，GATT Client 只是讀取 CCCD，卻導致 GATT Server 的行為改變
3. 步驟 7，若沒有配對，CCCD 應在斷線後，回復為 0x0000；若已配對，應在再次連線後，回復其值。但無論有無配對，只要斷線，都會回復為 0x0000

這行為和藍牙規格書並不一致，但這似乎是 MicroPython 在 ESP32 上使用的藍牙堆疊 NimBLE 的設計。

另一個問題是，若希望能在 app 寫入 CCCD 時收到相關通知，那目前最新的 MicroPython 1.26.0 還不支援。這個問題比前述問題還嚴重，因為若希望 GATT Server 只有在 CCCD 被正確設定時才送出 Indicate/Notify，那 GATT Server 勢必須要知道 CCCD 何時被設定。對於 IDS 來說，這功能是必須的，否則 E2E-Counter 無法被正確遞增。因為即使 GATT Client 沒有正確設定 CCCD，呼叫 MicroPython 的 bluetooth.BLE.gatts_indicate() 和 bluetooth.BLE.gatts_notify() 也不會有失敗通知。

所以為了至少能收到 CCCD 的寫入通知，咱們會修改 MicroPython，重新建置 ESP32 的 firmware。

3. 設定編譯環境

以下指令都是在 Ubuntu 所執行。

3-1. 更新已安裝軟體

sudo apt update

3-2. 安裝編譯所需工具

sudo apt-get install git wget flex bison gperf python3 python3-pip python3-venv cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0

3-3. 下載 MicroPython

git clone https://github.com/micropython/micropython.git

3-4. 下載 ESP-IDF

由 micropython/ports/esp32/README.md 可以查到 MicroPython 支援的 ESP-IDF 版本。如本喵所下載的 MicroPython 支援到 ESP-IDF v5.4.2：

git clone -b v5.4.2 --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git

善意提醒，在使用 ESP-IDF v5.4.1 時發現，藍牙斷線中斷有時會收不到，所以若使用上有什麼問題，建議可以使用 ESP-IDF v5.4。

3-5. 進入到 ESP-IDF 資料夾

cd esp-idf

3-6. 為 ESP32 平台安裝編譯器

只須執行一次，除非要安裝其他平台

./install.sh esp32

3-7. 設定環境變數

每個 shell 啟用後執行一次

source export.sh

3-8. 編譯 MicroPython Cross-compiler

只須執行一次，除非有修改過此工具

cd ~/micropython/
make -C mpy-cross

4. 修改原始碼

4-1. 新增 MP_BLUETOOTH_IRQ_SUBSCRIBE

檔案：micropython/extmod/modbluetooth.h
找到字串 MP_BLUETOOTH_IRQ_PASSKEY_ACTION，在其下方新增：

#define MP_BLUETOOTH_IRQ_SUBSCRIBE (32)

這是 CCCD 被寫入的事件代碼，當然，完全可以使用不重複的任意數。

4-2. 新增 mp_bluetooth_gap_on_subscribe

檔案：micropython/extmod/modbluetooth.h
找到字串 mp_bluetooth_gatts_on_write，在其上方新增：

void mp_bluetooth_gap_on_subscribe(uint16_t conn_handle, uint16_t value_handle, uint8_t reason, uint8_t cur_notify, uint8_t cur_indicate);

這是要傳給 MicroPython 程式的 CCCD 寫入事件的內容。

檔案：micropython/extmod/modbluetooth.c
找到字串 mp_bluetooth_gap_on_passkey_action，在其下方，與 mp_bluetooth_gatts_on_write 字串上方間新增：

void mp_bluetooth_gap_on_subscribe(uint16_t conn_handle, uint16_t value_handle, uint8_t reason, uint8_t cur_notify, uint8_t cur_indicate) {
    mp_int_t args[] = { conn_handle, value_handle, reason, cur_notify, cur_indicate };
    invoke_irq_handler(MP_BLUETOOTH_IRQ_SUBSCRIBE, args, 5, 0, NULL_ADDR, NULL_UUID, NULL_DATA, NULL_DATA_LEN, 0);
}

如以下位置：

看官應該會疑惑，為什麼要用那麼繞口的說法，直接說在 mp_bluetooth_gatts_on_write 上方新增不就好了嗎？其實這不是故意要讓人迷惑，它的原因和「為什麼 ESP32 平台上，在中斷函數裡配置記憶體不會有任何錯誤訊息」可能有關。

在 modbluetooth.c 裡，其實有 2 個 mp_bluetooth_gatts_on_write() 的實作，除了先前展示的部分外，還有一個如下：

注意到函數上方的註解了嗎？

Callbacks are called in interrupt context (i.e. can't allocate)

因為 ESP32 有啟用 MICROPY_PY_BLUETOOTH_USE_SYNC_EVENTS，所以必須把 mp_bluetooth_gap_on_subscribe() 放在對的位置。

而這也可能是為什麼在 ESP32 上，即使於中斷函數裡配置記憶體，也不會有異常的原因。但目前咱們還沒有 100% 把握，所以還是暫時儘量照著文件來做。雖然有句俗語：

程式的註解（文件），騙人的鬼 Σ(*ﾟдﾟﾉ)ﾉ（大誤）～

4-3. 修改 central_gap_event_cb

檔案：micropython/extmod/nimble/modbluetooth_nimble.c
找到字串 case BLE_GAP_EVENT_SUBSCRIBE，在其下方新增：

mp_bluetooth_gap_on_subscribe(event->subscribe.conn_handle, event->subscribe.attr_handle, event->subscribe.reason, event->subscribe.cur_notify, event->subscribe.cur_indicate);

5. 編譯

5-1. 進入到 micropython/ports/esp32

cd ports/esp32

5-2. 編譯 submodules

只須執行一次

make submodules

5-3. 編譯

make

編譯完成後，以 Thonny 將 micropython/ports/esp32/build-ESP32_GENERIC/firmware.bin 燒錄到板子上，重啟裝置後即可使用新 firmware：

如本喵目前編譯的版本為 MicroPython v1.27.0-preview，看官當然可以在下載 MicroPython 時，指定 1.26.0 或其他想要的版本。

6. 測試

雖然是想一氣呵成，但 ... 內容好像有點太多了 ...
還是明天再繼續好了 ∑(￣□￣;)