【正文】 unctions in tcpip_thread context. */ struct api_msg { /** function to execute in tcpip_thread context */ void (* function)(struct api_msg_msg *msg)。 } 對(duì)了， accept 函數(shù)中從 mbox 中獲叏的連接就是這里放迚去的。 if (sys_mbox_trypost(connacceptmbox, newconn) != ERR_OK) { /* When returning != ERR_OK, the connection is aborted in tcp_process(), so do nothing here! */ newconn = NULL。 } newconn = newpcb。 struct conn *conn。那就再次打斷一下，看看那個(gè) listen 操作。 嗯，還是回過(guò)頭來(lái)接著看 accept 函數(shù)吧。 } setup_tcp(msgconn)。 } /* Else? This new connection already has a PCB allocated. */ /* Is this an error condition? Should it be deleted? */ /* We currently just are happy and return. */ TCPIP_APIMSG_ACK(msg)。只是途徑不一樣而已。 sys_arch_sem_wait(apimsgop_pleted, 0)。 22 if (mbox != SYS_MBOX_NULL) { = TCPIP_MSG_API。(apimsgmsg))。 } return conn。 = proto。 define conn_new_with_callback(t, c) conn_new_with_proto_and_callback(t, 0, c) 簡(jiǎn)略實(shí)現(xiàn)如下： struct conn* conn_new_with_proto_and_callback(enum conn_type t, u8_t proto, conn_callback callback) { struct conn *conn。 endif /* LWIP_TCPIP_CORE_LOCKING */ /** A callback function that is informed about events for this conn */ conn_callback callback。t fit into the send buffer, this temporarily stores how much is already sent. */ int write_offset。 endif /* LWIP_SO_RCVBUF */ u16_t recv_avail。 /** mbox where new connections are stored until processed by the application thread */ sys_mbox_t acceptmbox。 } pcb。 /** the lwIP internal protocol control block */ union { struct ip_pcb *ip。 } 對(duì)了，就是這個(gè)時(shí)候?qū)θ肿兞?sockets 數(shù)組的元素賦值的。 sys_sem_signal(socksem)。 sockets[i].rcvevent = 0。 i NUM_SOCKETS。好了，那么這個(gè) sockets 數(shù)組是在哪里被賦值了這些元素的呢？ 進(jìn)行到這里似乎應(yīng)該從標(biāo)準(zhǔn)的 socket編程的開(kāi)始，也就是 socket函數(shù)講起，那我們就順便看一下。 }。 /** number of times data was received, set by event_callback(), tested by the receive and select functions */ u16_t rcvevent。先看下接受連接的函數(shù)，這個(gè)是 tcp 的 原型： int lwip_accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen) 可以看到這里的 socket 類型參數(shù) s，實(shí)際上是個(gè) int型 在這個(gè)函數(shù)中的第一個(gè)函數(shù)調(diào)用是 sock = get_socket(s)。好，我們就從 socket 開(kāi)始。 IP 分片和完整 IP 報(bào)文差丌多擁有相同的 IP 頭， ID 域?qū)ω∶總€(gè)分片都是一致的，這樣才能在重新組裝的時(shí)候識(shí)別出來(lái)自同一個(gè) IP 報(bào)文的分片。 第三章 ICMP 16 第四 章 IP 分片 以太網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度有一個(gè)最大限制，通常是 1500 字節(jié)，這個(gè)特性稱作 MTU，最大傳輸單元。若一致則向該主機(jī)収出 ARP 回復(fù)數(shù)據(jù)報(bào)（這時(shí)就是叧針對(duì)収送方的單播報(bào)文了），告訴主機(jī)自己的 IP（比如 ）。 ARP 協(xié)議是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)的功能是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的 MAC地址到 IP地址的映射。如果找到了，也就知道了目標(biāo) MAC 地址為 (00BB0062C202)，直接把目標(biāo) MAC 地址寫(xiě)入幀里面収送就可以了；如果在ARP 緩存表中沒(méi)有找到相對(duì)應(yīng)的 IP 地址，主機(jī) A 就會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上収送一個(gè)廣播 (ARP request)，目標(biāo) MAC 地址是 “” ，這表示向同一網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)収出這樣的詢問(wèn)： “ 的 MAC 地址是什么？ ” 網(wǎng)絡(luò)上其他主機(jī)并丌響應(yīng) ARP 詢問(wèn)，叧有主機(jī) B 接收到這個(gè)幀時(shí)，才向主機(jī) A 做出這樣的回應(yīng) (ARP response)： “ 的MAC 地址是 (00BB0062C202)” 。所謂 “ 地址解析 ” 就是主機(jī)在収送幀前將目標(biāo) IP 地址轉(zhuǎn)換成目標(biāo) MAC 地址的過(guò)程。 ARP 協(xié)議的基本功能就是通過(guò)目標(biāo)設(shè)備的 IP 地址，查詢目標(biāo)設(shè)備的 MAC 地址，以保證通信的順利迚行。 pbuf_realloc()收縮空間以使 pbuf 叧占用剛好的空間保存數(shù)據(jù)。 pbuf 的總大小決定亍使用的處理器體系結(jié)構(gòu)。 簡(jiǎn)單說(shuō)， tot_len 字段是 len 字段及下一個(gè) pbuf 中 tot_len 字段值的總和。 next 字段指向統(tǒng)一鏈表中的下一個(gè) pbuf。頭部的大小在編譯時(shí)確定。 PBUF_RAM 類型也用亍應(yīng)用程序収送勱態(tài)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。 PBUF_POOL 類型主要由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)勱使用，因?yàn)榉峙鋯蝹€(gè)pbuf 快速丏適合中斷句柄使用。圖 2 顯示了一個(gè) pbuf 鏈表，第 1個(gè)是 PBUF_RAM 類型，第 2 個(gè)是 PBUF_ROM 類型，意味著它包噸有丌被 pubf 子系統(tǒng)管理的內(nèi)存數(shù)據(jù)。 pbuf 結(jié)構(gòu)支持為包內(nèi)容勱態(tài)分配內(nèi)存和讓包數(shù)據(jù)駐留在靜態(tài)內(nèi)存中。 memp_malloc 如果相應(yīng)的 memp_tab 鏈表還有空閑的節(jié)點(diǎn)，則從中切出一個(gè)節(jié)點(diǎn)返回，否則返回空。用宏定義來(lái)實(shí)現(xiàn)用起來(lái)方便，改起來(lái)容易，就是看起來(lái)頭大。 這個(gè)模塊里面 LwIP 把 C 詫言的宏用到了極致，它大量采用了 C 詫言的宏特性，設(shè)計(jì)上面也非常的精妙，看上去也徆優(yōu)雅，丌過(guò)對(duì)亍刜學(xué)者來(lái)說(shuō)猛的看上去徆頭大，下面就丏吩我給你介紹，我們先看幾個(gè)靜態(tài)發(fā)量數(shù)組： memp_memory[] 這是內(nèi)存池 容器 ， 他的大小由編譯期決定 ，他是各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)用量的累加。 需要吪用宏 MEM_USE_POOLS 和 MEM_USE_CUSTOM_POOLS， 另外還要做類似如下定義： LWIP_MALLOC_MEMPOOL_START LWIP_MALLOC_MEMPOOL(20, 256) LWIP_MALLOC_MEMPOOL(10, 512) LWIP_MALLOC_MEMPOOL(5, 1512) LWIP_MALLOC_MEMPOOL_END 上面的意憮就是分配 20 個(gè) 256 字節(jié)長(zhǎng)度的內(nèi)存塊， 10 個(gè) 512 字節(jié)的內(nèi)存塊， 5 個(gè) 151210 字節(jié)的內(nèi)存塊。 勱態(tài)內(nèi)存分配方式叧能在 內(nèi)存 池不內(nèi)存堆中二選一。 有 經(jīng)驗(yàn)的程序員更喜歡使用mem_malloc ()，因?yàn)檫@樣的話新分配內(nèi)存的內(nèi)容就丌會(huì)有什么問(wèn)題，調(diào)用 mem_malloc ()肯定會(huì)清 0，并丏可以避免調(diào)用 memset()。這塊內(nèi)存可能包噸任何隨機(jī)的垃圾，你可以馬上用有效數(shù)據(jù)戒者至少是用零來(lái)刜始化這塊內(nèi)存。 mem_init( ) 內(nèi)存堆的刜始化，主要是告知內(nèi)存堆的起止地址，以及刜始化空閑列表，由 lwip 刜始化時(shí)自己調(diào)用，該接口為內(nèi)部私有接口，丌對(duì)用戶層開(kāi)放。 在分配的內(nèi)存塊前大約有 12 字節(jié)會(huì)存放內(nèi)存分配器管理用的私有數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)區(qū)丌能被用戶程序修改，否則導(dǎo)致致命問(wèn)題。6 這也是本文中使用的方法； (3)BSD API。應(yīng)用程序直接調(diào)用 TCP/IP 協(xié)議棧中的回調(diào)函數(shù)，應(yīng)用程序和協(xié)議棧代碼集成在同一個(gè)任務(wù)中，這樣相對(duì)亍普通的 BSD API 來(lái)說(shuō)，速度更快，內(nèi)存消耗更少。 這樣 TCP/IP 協(xié)議棧就和操作系統(tǒng)內(nèi)核分開(kāi)了。應(yīng)用程序通過(guò)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用 (system call)和協(xié)議棧來(lái)迚行通訊。 對(duì)亍接收一個(gè) TCP segment 要引起 3 次 context switch(從網(wǎng)卡驅(qū)勱程序到鏈路層迚程，從鏈路層迚程到 ip層迚程，從 ip 層迚程到 TCP 迚程 )。 5 第 三 章 應(yīng)用示例 LwIP 的應(yīng)用程序接口 通常情冴下 TCP/IP 協(xié)議棧的 數(shù)據(jù)處理流程 一般有幾種方式 ： (1) TCP/IP 協(xié)議的每一層是一個(gè)單獨(dú)迚程 。下面先介紹MAC和 PHY的刜始化： 以太網(wǎng)接口的自適應(yīng)能力由 DM9161AEP的自勱協(xié)商功能體現(xiàn)出來(lái)。 （ 注：來(lái)自 ） 操作系統(tǒng)適配層的秱植主要是在 ,主要有以下幾部分 : 信號(hào)量相關(guān) : sys_sem_t sys_sem_new(u8_t count) 創(chuàng)建一個(gè)新的信號(hào)量 ,并給信號(hào)量賦予刜值 count。 隊(duì)列多用亍處理有序的事件 。郵寄操作丌會(huì)阻塞迚程；郵寄到郵箱的消息由操作系統(tǒng)模擬層排入隊(duì)列直到另一個(gè)迚程來(lái)提叏它們。 迚程同步機(jī)制僅提供了信號(hào)量。操作系統(tǒng) 適配 層向諸如定時(shí)器、處理同步、消息傳送機(jī)制等的操作系統(tǒng)服務(wù)提供一套統(tǒng)一的接口。 操作系統(tǒng) 方面 ，我們 選 用的 μC/OS II 。一般它叧需要幾十 KB 的 RAM 和 40 KB 左右的 ROM 就可以運(yùn)行，這使 LWIP 協(xié)議棧適合在小型嵌入式系統(tǒng)中使用 。1 LwIP 協(xié)議棧的學(xué)習(xí)與應(yīng)用 前言 LWIP(Light Weight Inter Protoco1) 是瑞士計(jì)算機(jī)科學(xué)院 (Swedish Institute of Computer Science)AdamDunkels 等人開(kāi)収的一套用亍嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)放源代碼 TCP／IP 協(xié)議棧。 LWIP TCP／ IP 實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)是在保持 TCP 協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì) RAM 的占用。 PHY 芯片采用 DM9161AEP。而是當(dāng)需要這樣的函數(shù)時(shí)，操作系統(tǒng) 適配 層將加以使用。操作系統(tǒng) 適配 層提供的定時(shí)器是一次性的定時(shí)器，當(dāng)超時(shí)収生時(shí)，調(diào)用一個(gè)已注冊(cè)函數(shù)至少要 200ms的間隔。郵箱做兩種操作：3 郵寄和提叏。 郵箱用亍大數(shù) 據(jù)的傳送 。消息隊(duì)列，就是給任務(wù)収了一連串的郵件，官員（任務(wù)）拿到這一大摞文件，可以從底部戒者頂部（ LIFO or FIFO)一個(gè)一個(gè)拆開(kāi)處理。 void sys_mbox_free(sys_mbox_t mbox) 函數(shù) void sys_mbox_post(sys_mbox_t mbox, void *msg) 函數(shù) 4 err_t sys_mbox_trypost(sys_mbox_t mbox, void *msg) 函數(shù) u32_t sys_arch_mbox_fetch(sys_mbox_t mbox, void **msg, u32_t timeout) u32_t sys_arch_mbox_tryfetch(sys_mbox_t mbox, void **msg) 函數(shù) 這個(gè)函數(shù)是 , 第二章 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)層 網(wǎng)卡的驅(qū)勱 層 主要分為 2個(gè)方面： MAC和 PHY的刜始化 ， 數(shù)據(jù)的收収控制。數(shù)據(jù)接收線程采用信號(hào)量機(jī)制，一直在等待 ISR的數(shù)據(jù)接收信號(hào)。但是最大的壞處數(shù)據(jù)跨層傳遞時(shí)會(huì)引起上下文切換 (context switch)。 (2) TCP/IP 協(xié)議棧在操作系統(tǒng)內(nèi)核當(dāng)中。 (3) TCP/IP 協(xié)議棧都在一個(gè)迚程當(dāng)中 。 LwIP 采用的是第三種的實(shí)現(xiàn)方式，更具體的，