LwIP簡介

LwIP是輕量化的TCP/IP協(xié)議，由瑞典計算機科學(xué)院(SICS)的Adam Dunkels 開發(fā)的一個小型開源的TCP/IP協(xié)議棧。LwIP具有高度可移植性、代碼開源，提供了三種編程接口（API）：RAW API、NETCONN API 和 Socket API，用于與TCP/IP代碼進(jìn)行通信。

通過官網(wǎng)可獲取LwIP源碼包及contrib包。源代碼包主要包含LwIP內(nèi)核的源碼文件，contrib包中包含部分移植和應(yīng)用LwIP的demo。contrib包不屬于LwIP內(nèi)核的一部分，但很有參考價值。

以lwip-2.1.2版本的源碼包為例，如圖1所示，該源碼包分為三部分， src 文件為LWIP源代碼文件， doc 文件包含LwIP相關(guān)文檔， test 為LwIP測試文件，使用時主要關(guān)注于 src 文件下的內(nèi)容。

LwIP內(nèi)核是由一系列模塊組合而成，包括 TCP/IP 協(xié)議棧的各種協(xié)議、內(nèi)存管理、數(shù)據(jù)包管理、網(wǎng)卡接口、基礎(chǔ)功能類模塊、API等，構(gòu)成這些模塊的源文件就分布在api、apps、core、netif中，頭文件則匯總在include中。

api

NETCONN API和Socket API相關(guān)的源文件，只有在操作系統(tǒng)的環(huán)境中，才能被編譯

apps

應(yīng)用程序的源文件，包括常見的應(yīng)用程序，如httpd、mqtt、tftp、sntp、snmp等

core

LwIP的內(nèi)核源文件

include

LwIP所有模塊對應(yīng)的頭文件

netif

與網(wǎng)卡移植有關(guān)的文件

圖1 LwIP-2.1.2源碼包

移植接口解析

LwIP使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體netif來描述網(wǎng)卡，并提供統(tǒng)一接口，需要與以太網(wǎng)底層驅(qū)動接口函數(shù)結(jié)合使用，例如底層驅(qū)動負(fù)責(zé)完成網(wǎng)卡的初始化、網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)收發(fā)等，當(dāng)LwIP內(nèi)核需要發(fā)送一個數(shù)據(jù)包時，就會通過LWIP提供的接口函數(shù)去調(diào)用底層網(wǎng)卡的發(fā)送函數(shù)，將數(shù)據(jù)由硬件接口與軟件內(nèi)核銜接在一起。

contrib文件中包含部分可使用的網(wǎng)卡移植模板文件，其中ethernetif.c文件（contrib-2.1.0examplesethernetif目錄下的ethernetif.c文件）為底層接口驅(qū)動的模板，以 LibSamples 為例，若要基于 LibSample的以太網(wǎng)驅(qū)動移植LwIP，則需參考ethernetif.c模板，根據(jù)以太網(wǎng)驅(qū)動及所需配置進(jìn)行修改，將底層驅(qū)動 ethernet 相關(guān)函數(shù)填充到LwIP所需的指定功能函數(shù)中。

ethernetif.c文件中的函數(shù)通常為與硬件打交道的底層函數(shù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)卡接收或者發(fā)送數(shù)據(jù)的時候就會被調(diào)用，經(jīng)過LwIP協(xié)議棧內(nèi)部進(jìn)行處理后，從應(yīng)用層就能得到數(shù)據(jù)或者可以發(fā)送數(shù)據(jù)。該文件中包括函數(shù)：low_level_init()、low_level_output()、low_level_input()、ethernetif_input()和ethernetif_init()函數(shù)。

ethernetif_init()

LwIP中默認(rèn)的網(wǎng)卡初始化函數(shù)，內(nèi)部封裝了low_level_init()函數(shù)

ethernetif_input()

該函數(shù)用于接收網(wǎng)卡數(shù)據(jù)，內(nèi)部封裝了low_level_input()函數(shù)，在接收完畢時，將數(shù)據(jù)通過pbuf遞交給上層。

low_level_init()

low_level_init()函數(shù)主要是根據(jù)實際情況對網(wǎng)卡進(jìn)行一系列的初始化工作，例如：初始化MAC地址、長度， 設(shè)置最大傳輸包的大小，設(shè)置網(wǎng)卡的屬性字段等功能。

該函數(shù)中需要調(diào)用以太網(wǎng)底層驅(qū)動中的相關(guān)初始化函數(shù)，以 LibSamples為例，該函數(shù)需要調(diào)用以太網(wǎng)底層驅(qū)動 hal_enet.c/.h 的 PHY、MAC、DMA相關(guān)初始化函數(shù)并進(jìn)行配置。

low_level_output()

該函數(shù)用于實現(xiàn)網(wǎng)卡發(fā)送數(shù)據(jù)，是一個底層驅(qū)動函數(shù)，需根據(jù)以太網(wǎng)底層驅(qū)動進(jìn)行相應(yīng)修改，若想通過一個網(wǎng)卡發(fā)送數(shù)據(jù)，則需要將該數(shù)據(jù)傳入LwIP內(nèi)核中，經(jīng)過層層封裝最后存儲在pbuf數(shù)據(jù)包中，需注意pbuf以鏈表的形式存在，數(shù)據(jù)發(fā)送時是以一整個數(shù)據(jù)包全部發(fā)送的。

low_level_input()

low_level_input()函數(shù)用于從網(wǎng)卡中接收一個數(shù)據(jù)包，并將該數(shù)據(jù)包封裝在pbuf中遞交給上層，該函數(shù)需要調(diào)用以太網(wǎng)底層驅(qū)動中的接收函數(shù)。

移植LwIP協(xié)議棧

基于LibSamples的以太網(wǎng)驅(qū)動對LwIP進(jìn)行移植，需先將LwIP源文件中的部分文件添加到LibSamples中，如： src 源文件、 include 頭文件。

若想令LwIP運行，還需補充contrib文件中部分內(nèi)容，如圖2所示，由于部分源文件中使用頭文件寫法為”arch/xx”，因此，在src文件下新建arch文件，并將需要修改的模板文件及contrib中的部分接口文件放入arch文件中。

ethernetif.c網(wǎng)卡移植模板文件

cc.h文件主要完成協(xié)議棧內(nèi)部使用的數(shù)據(jù)類型的定義

lwipopts.h文件包含了用戶對協(xié)議棧內(nèi)核參數(shù)進(jìn)行的配置，若未在lwipopts.h文件中進(jìn)行配置，則LwIP會使用opt.h中的默認(rèn)參數(shù)

perf.h文件是實現(xiàn)與系通通計和測量相關(guān)的功能，若未使用該功能，則無需修改

bpstruct.h、epstruct.h由contrib文件下的ports文件所提供，屬于堆棧的一部分，無需修改

圖2 LWIP移植所需部分文件

lwipopts.h文件中需要根據(jù)是否為操作系統(tǒng)模擬層、堆內(nèi)存大小、是否使用TCP及TCP相關(guān)配置等進(jìn)行宏定義配置，例如：宏定義 NO_SYS 表示無操作系統(tǒng)模擬層，因為當(dāng)前為無操作系統(tǒng)的移植，所以設(shè)置該宏定義為1。

...
/**
*NO_SYS==1:ProvidesVERYminimalfunctionality.Otherwise,
*useLwIPfacilities.
*/
#defineNO_SYS1
...

cc.h文件中包含處理器相關(guān)的變量類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及字節(jié)對齊的相關(guān)宏，需根據(jù)處理器及編譯器進(jìn)行修改。

...
#defineLWIP_NO_STDINT_H1

typedefunsignedcharu8_t;
typedefsignedchars8_t;
typedefunsignedshortu16_t;
typedefsignedshorts16_t;
typedefunsignedlongu32_t;
typedefsignedlongs32_t;
typedefu32_tmem_ptr_t;
typedefintsys_prot_t;

#defineU16_F"hu"
#defineS16_F"d"
#defineX16_F"hx"
#defineU32_F"u"
#defineS32_F"d"
#defineX32_F"x"
#defineSZT_F"uz"
...
#elifdefined(__GNUC__)

#definePACK_STRUCT_BEGIN
#definePACK_STRUCT_STRUCT__attribute__((__packed__))
#definePACK_STRUCT_END
#definePACK_STRUCT_FIELD(x)x
...

low_level_init移植接口實現(xiàn)

頭文件配置并修改完成后，需要對移植模板文件 ethernetif.c 進(jìn)行修改。

在以太網(wǎng)底層驅(qū)動與LwIP初始化接口的銜接上，對low_level_init()進(jìn)行修改，在對LwIP的netif結(jié)構(gòu)體進(jìn)行相關(guān)配置之前，需要通過以太網(wǎng)底層驅(qū)動使硬件被初始化；初始化后，配置 MAC 硬件地址，鏈接發(fā)送描述符及接收描述符并進(jìn)行描述符內(nèi)容配置，配置描述符地址，配置完成后，使能以太網(wǎng) DMA 啟動傳輸，此時，初始化完成。

staticvoid
low_level_init(structnetif*netif)
{
structethernetif*ethernetif=netif->state;

/*setMAChardwareaddresslength*/
netif->hwaddr_len=ETHARP_HWADDR_LEN;

/*setMAChardwareaddress*/
netif->hwaddr[0]=BOARD_MAC_ADDR0;
netif->hwaddr[1]=BOARD_MAC_ADDR1;
netif->hwaddr[2]=BOARD_MAC_ADDR2;
netif->hwaddr[3]=BOARD_MAC_ADDR3;
netif->hwaddr[4]=BOARD_MAC_ADDR4;
netif->hwaddr[5]=BOARD_MAC_ADDR5;

/*maximumtransferunit*/
netif->mtu=1500;

/*devicecapabilities*/
/*don'tsetNETIF_FLAG_ETHARPifthisdeviceisnotanethernetone*/
netif->flags=NETIF_FLAG_BROADCAST|NETIF_FLAG_ETHARP|NETIF_FLAG_LINK_UP;

#ifLWIP_IPV6&&LWIP_IPV6_MLD
/*
*Forhardware/netifsthatimplementMACfiltering.
*All-nodeslink-localishandledbydefault,sowemustletthehardwareknow
*toallowmulticastpacketsin.
*Shouldsetmld_mac_filterpreviously.*/
if(netif->mld_mac_filter!=NULL){
ip6_addr_tip6_allnodes_ll;
ip6_addr_set_allnodes_linklocal(&ip6_allnodes_ll);
netif->mld_mac_filter(netif,&ip6_allnodes_ll,NETIF_ADD_MAC_FILTER);
}
#endif/*LWIP_IPV6&&LWIP_IPV6_MLD*/

ETH_GPIOInit();
SysTick->CTRL|=((uint32_t)0x00000004);
SysTick_Config(120000000/1000);

ETH_InitTypeDefptr;
ETH_StructInit(&ptr);
ptr.ETH_AutoNegotiation=ETH_AutoNegotiation_Disable;
ETH_Init(&ptr,ENET_PHY_ADDR);
ETH->DMAOMR&=~ETH_DMAOMR_OSF;

/*EnableETHDMAinterrupt.*/
ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS|ETH_DMA_IT_R,ENABLE);

NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=ENET_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

/*Configmacdfilteraddress.*/
ENET_SetupMacAddrFilter(0x1u<<31|0x1u<<5,?ENET_ADDR_FILTER_NUM,?0u,?netif->hwaddr);

/*Settxdmadesplink.*/
memset(enet_txdma_desp_tbl,0,sizeof(enet_txdma_desp_tbl));
for(uint32_ti=0u;iDMATXDSAR=(uint32_t)(&enet_txdma_desp_tbl[0]);
enet_usable_txdma_desp=&enet_txdma_desp_tbl[0];

/*Setrxdmadesplink.*/
memset(enet_rxdma_desp_tbl,0,sizeof(enet_rxdma_desp_tbl));
for(uint32_ti=0;iDMARXDSAR=(uint32_t)enet_rxdma_desp_tbl;
enet_first_rxdma_desp=&enet_rxdma_desp_tbl[0];

ETH_Start();
}

low_level_output移植接口實現(xiàn)

low_level_output()函數(shù)與以太網(wǎng)底層驅(qū)動的發(fā)送功能函數(shù)相結(jié)合，將LwIP要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲到以太網(wǎng)發(fā)送描述符中所指定的存儲區(qū)域中，再對發(fā)送描述符進(jìn)行配置并進(jìn)行發(fā)送。

staticerr_t
low_level_output(structnetif*netif,structpbuf*p)
{
structethernetif*ethernetif=netif->state;
structpbuf*q;

/*Getcurrentdestinationaddress.*/
ETH_DMADESCTypeDef*txdma_desp=enet_usable_txdma_desp;

if(0u!=(txdma_desp->CS&TXDMA_DES0_OWN)){
returnERR_USE;
}

#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_remove_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*dropthepaddingword*/
#endif

uint32_te_offset=0;/*recordenetmodulebufoffset.*/
for(q=p;q!=NULL;q=q->next){
/*Sendthedatafromthepbuftotheinterface,onepbufata
time.Thesizeofthedataineachpbufiskeptinthe->len
variable.*/
for(uint32_ti=0;ilen;i++){
((uint8_t*)(txdma_desp->BUF1ADDR))[e_offset]=((uint8_t*)(q->payload))[i];
e_offset++;
if(e_offset==ENET_TX_BUFLEN){
txdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)(txdma_desp->BUF2NDADDR);
if((txdma_desp->CS&TXDMA_DES0_OWN)!=0u){
returnERR_USE;
}
e_offset=0;
}
}
}

if(p->tot_len<=?ENET_TX_BUFLEN)?{
????enet_usable_txdma_desp->CS|=TXDMA_DES0_TFS|TXDMA_DES0_TLS|TXDMA_DES0_OWN;
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=p->tot_len;/*TBS1!BUF2NDADDR;
}else{
enet_usable_txdma_desp->CS|=TXDMA_DES0_TFS;/*TFS=1u.*/
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TLS;/*TLS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=ENET_TX_BUFLEN;/*!BUF2NDADDR;
for(uint32_ti=ENET_TX_BUFLEN;itot_len-ENET_TX_BUFLEN;i+=ENET_TX_BUFLEN){
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TFS;/*TFS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TLS;/*TLS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=ENET_TX_BUFLEN;
enet_usable_txdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)enet_usable_txdma_desp->BUF2NDADDR;
}
enet_usable_txdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)enet_usable_txdma_desp->BUF2NDADDR;
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TFS;/*TFS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->CS|=TXDMA_DES0_TLS;/*TLS=1u.*/
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=(p->tot_len%ENET_TX_BUFLEN);
}

if(0!=(ETH->DMASRÐ_DMA_TransmitProcess_Suspended)){
ETH_ResumeDMATransmission();
}

MIB2_STATS_NETIF_ADD(netif,ifoutoctets,p->tot_len);
if(((u8_t*)p->payload)[0]&1){
/*broadcastormulticastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifoutnucastpkts);
}else{
/*unicastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifoutucastpkts);
}
/*increaseifoutdiscardsorifouterrorsonerror*/

#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_add_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*reclaimthepaddingword*/
#endif

LINK_STATS_INC(link.xmit);

returnERR_OK;
}

low_level_input移植接口實現(xiàn)

low_level_input()函數(shù)與以太網(wǎng)底層驅(qū)動的接收功能函數(shù)相結(jié)合，將接收到的數(shù)據(jù)存入LwIP的pbuf鏈中。ethernetif_input()函數(shù)調(diào)用low_level_input()函數(shù)。

staticstructpbuf*
low_level_input(structnetif*netif)
{
structethernetif*ethernetif=netif->state;
structpbuf*p,*q;
u16_tlen;

ETH_DMADESCTypeDef*rxdma_desp=enet_first_rxdma_desp;
for(uint32_ti=0;iCS&RXDMA_DES0_RLS)!=0){
len=(uint32_t)(rxdma_desp->CS&RXDMA_DES0_FL)>>16;
break;
}elseif((rxdma_desp->CS&RXDMA_DES0_OWN)!=0){
returnNULL;
}else{
rxdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)(rxdma_desp->BUF2NDADDR);
}
}

#ifETH_PAD_SIZE
len+=ETH_PAD_SIZE;/*allowroomforEthernetpadding*/
#endif

/*Weallocateapbufchainofpbufsfromthepool.*/
p=pbuf_alloc(PBUF_RAW,len,PBUF_POOL);

if(p!=NULL){

#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_remove_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*dropthepaddingword*/
#endif

/*Weiterateoverthepbufchainuntilwehavereadtheentire
*packetintothepbuf.*/
uint32_te_offset=0;
rxdma_desp=enet_first_rxdma_desp;
for(q=p;q!=NULL;q=q->next){
/*Readenoughbytestofillthispbufinthechain.The
*availabledatainthepbufisgivenbytheq->len
*variable.
*Thisdoesnotnecessarilyhavetobeamemcpy,youcanalsopreallocate
*pbufsforaDMA-enabledMACandafterreceivingtruncateittothe
*actuallyreceivedsize.Inthiscase,ensurethetot_lenmemberofthe
*pbufisthesumofthechainedpbuflenmembers.
*/
for(uint32_ti=0;ilen;i++){
((uint8_t*)q->payload)[i]=((uint8_t*)rxdma_desp->BUF1ADDR)[e_offset];
e_offset++;
if(e_offset==ENET_RX_BUFLEN){
rxdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)(rxdma_desp->BUF2NDADDR);
e_offset=0;
}
}
}

MIB2_STATS_NETIF_ADD(netif,ifinoctets,p->tot_len);
if(((u8_t*)p->payload)[0]&1){
/*broadcastormulticastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifinnucastpkts);
}else{
/*unicastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifinucastpkts);
}
#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_add_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*reclaimthepaddingword*/
#endif

LINK_STATS_INC(link.recv);
}else{
LINK_STATS_INC(link.memerr);
LINK_STATS_INC(link.drop);
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifindiscards);
}

do{
enet_first_rxdma_desp->CS|=RXDMA_DES0_OWN;/*SetOWNbit.*/
enet_first_rxdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)enet_first_rxdma_desp->BUF2NDADDR;
}while((enet_first_rxdma_desp->CS&RXDMA_DES0_OWN)==0);

if(RESET!=(ETH_GetDMAFlagStatus((0x4<

	

	ENET_IRQHandler中斷服務(wù)函數(shù)實現(xiàn)

	
/*ENETIRQHandler.*/
voidENET_IRQHandler()
{
if(0!=ETH_GetDMAFlagStatus(ETH_DMA_FLAG_R))
{
ethernetif_input(gnetif);
ETH_DMAClearFlag(ETH_DMA_FLAG_R);
}
}


	

	自定義參數(shù)聲明及函數(shù)實現(xiàn)

	需要根據(jù)實際選用的開發(fā)板和運行參數(shù)等進(jìn)行宏定義配置，如 IP 地址、端口號、MAC地址需要根據(jù)實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行配置，這里以LwIP_TCP_Client樣例為例，將這些參數(shù)定義到了 lwip_tcp_client.h 文件中。

	
/*initializationenet.*/
#defineENET_PHY_ADDR0x01/*SelectPHYaddress.*/
#defineENET_PHY_CONTROLREG0u/*PHYcontrolregisteraddress.*/
#defineENET_PHY_STATUSREG1u/*PHYstatusregistersddress.*/
#defineENET_PHY_RESET0x8000/*SetPHYreset,useinENET_PHY_CRregisters*/
#defineENET_PHY_SPEED100M0x2000/*SetPHYspeed.*/
#defineENET_PHY_FULLDUPLEX0x0100/*SetPHYduplexmodeaboutfullduplex.*/
#defineENET_PHY_LINK0x0004/*PHYlink-up.*/
#defineENET_PHY_UNIDIRECTIONAL0x0080/*PHYhastheabilitytoencodeandtransmitdatafromPHYthroughMIIinterface,regardlessofwhetherPHYhasdeterminedthataneffectivelinkhasbeenconnectedandestablished.*/
#defineENET_PHY_AUTONEGOTIATION0x1000/*PHYautonegotiation.*/

#defineENET_TX_BUFLEN1500u/*Txbufferlength.*/
#defineENET_TX_NUM4u/*Thenumberoftx.*/
#defineENET_RX_BUFLEN1500u/*Configuretheframelengthofareceivedframe.*/
#defineENET_RX_NUM4u/*Theconfigurednumberofreceiveddescriptorthatcanbeusedforreceiving.*/
#defineENET_ADDR_FILTER_NUM5u/*SelectMACaddressfilternumberfrom0~5.*/


#defineBOARD_MAC_ADDR02u
#defineBOARD_MAC_ADDR11u
#defineBOARD_MAC_ADDR20u
#defineBOARD_MAC_ADDR30u
#defineBOARD_MAC_ADDR40u
#defineBOARD_MAC_ADDR50u

#defineBOARD_IP_ADDR0192u
#defineBOARD_IP_ADDR1168u
#defineBOARD_IP_ADDR2105u
#defineBOARD_IP_ADDR398u

#defineBOARD_NETMASK_ADDR0255u
#defineBOARD_NETMASK_ADDR1255u
#defineBOARD_NETMASK_ADDR2255u
#defineBOARD_NETMASK_ADDR30u

#defineBOARD_GW_ADDR0192u
#defineBOARD_GW_ADDR1168u
#defineBOARD_GW_ADDR21u
#defineBOARD_GW_ADDR31u

#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR0192u
#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR1168u
#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR2105u
#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR385u

#defineBOARD_TCP_SERVER_PORT6800u

#defineTXDMA_DES0_TCH0x01u<<20
#define?TXDMA_DES0_TFS??????????????????????0x01u<<28
#define?TXDMA_DES0_TLS??????????????????????0x01u<<29
#define?TXDMA_DES0_OWN??????????????????????0x01u<<31

#define?RXDMA_DES0_RLS??????????????????????0x01u<<8
#define?RXDMA_DES0_FL???????????????????????0x3FFFu<<16
#define?RXDMA_DES0_OWN??????????????????????0x01u<<31
#define?RXDMA_DES1_RCH??????????????????????0x01u<<14
#define?RXDMA_DES1_RBS1?????????????????????0x1FFFu

#define?FILTERS_RECEIVE_ALL?????????????????0x01u<<31
#define?FILTERS_BOARDCAST_FILTER????????????0x01u<<5


	

	在lwip_tcp_client.c文件中除了對Ethernet相關(guān)的時鐘引腳進(jìn)行配置及使用到的系統(tǒng)時鐘對應(yīng)參數(shù)申明外，也根據(jù)LwIP協(xié)議棧實際的應(yīng)用需求，實現(xiàn)了關(guān)于MAC地址過濾器的函數(shù)。

	
voidENET_SetupMacAddrFilter(uint32_tfilter,uint32_taddr_id,uint32_taddr_mask,uint8_t*addr)
{
ETH->MACAFR|=filter;

if((0u!=(filterÐ_SourceAddrFilter_Normal_Enable))||(0u!=(filter&0x100)))/*Setsourceaddressfilter.*/
{
ETH->MACA0HR=(0x1u<<31?|?0x1u<<30?|?(uint32_t)addr[4u]?|?((uint32_t)addr[5u]<<8u)?);;
????????ETH->MACA0LR=((uint32_t)addr[0u]|((uint32_t)addr[1u]<MACAFR&=~(0x1u<<4?|?0x1u<<1);
????}

????if?(0u?!=?addr_mask)
????{
????????ETH->MACA0HR|=addr_mask;
}
}


	

	
/*Returnsthecurrenttimeinmilliseconds,thisAPIfromlwip/sys.h*/
uint32_tsys_now(void)
{
returnsystime_ms;
}

uint32_tsys_jiffies(void)
{
returnsystime_ms*1000000;
}


	

	樣例說明

	基于移植的 LwIP協(xié)議，LibSamples還提供了展示 TCP 協(xié)議客戶端與服務(wù)器通信的 lwip_tcp_client、lwip_tcp_server樣例，展示 UDP 協(xié)議客戶端與服務(wù)器通信的 lwip_udp_client、lwip_udp_server。

	樣例實現(xiàn)環(huán)境搭建

	本文基于搭載了MM32F5277E9P MCU的開發(fā)板 PLUS-F5270 V2.0進(jìn)行實現(xiàn)，使用2根網(wǎng)線，分別連接電腦與路由器、開發(fā)板與路由器。

	在官網(wǎng)(http://free.cmsoft.cn/reslink.php?id=205)下載網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手NetAssist并安裝，用于后續(xù)的樣例功能驗證。

	打開電腦終端(WIN+R鍵，輸入CMD)，然后輸入指令 ipconfig/all ，查看本機的以太網(wǎng)IP地址為 192.168.108.85 ；

	在終端中輸入命令 netstat -na 獲取本地開放端口，這里我們獲取到可用端口號為 49153 。

	LwIP_TCP_Client

	LwIP_TCP_Client 樣例用于展示基于以太網(wǎng)及 LwIP使用 TCP 協(xié)議作為客戶端，進(jìn)行客戶端與服務(wù)器之間的通信。

	若想使用LwIP，則需要先將協(xié)議棧初始化，并設(shè)置主機的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址等。需注意，樣例工程中所設(shè)置的IP地址需要與路由器處于同一子網(wǎng)，如圖3所示，在命令提示符（CMD）中使用命令 ipconfig/all 可查看各IP的詳細(xì)信息，例如所查出的以太網(wǎng)IPx4地址為192.168.108.85，則在樣例工程中可設(shè)置IP地址為192.168.108.98，網(wǎng)關(guān)地址與子網(wǎng)掩碼的配置需與所查出的以太網(wǎng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)及子網(wǎng)掩碼相同。

	
voidapp_lwip_init(void)
{
ip4_addr_tipaddr;
ip4_addr_tnetmask;
ip4_addr_tgw;
IP4_ADDR(&ipaddr,BOARD_IP_ADDR0,BOARD_IP_ADDR1,BOARD_IP_ADDR2,BOARD_IP_ADDR3);
IP4_ADDR(&netmask,BOARD_NETMASK_ADDR0,BOARD_NETMASK_ADDR1,BOARD_NETMASK_ADDR2,BOARD_NETMASK_ADDR3);
IP4_ADDR(&gw,BOARD_GW_ADDR0,BOARD_GW_ADDR1,BOARD_GW_ADDR2,BOARD_GW_ADDR3);
lwip_init();
...
}


	

	

	圖3 在CMD界面通過命令查詢以太網(wǎng)IP信息

	在配置完IP地址等必要信息后，需掛載網(wǎng)卡，在LwIP中網(wǎng)卡掛載函數(shù)為 netif_add() 函數(shù)，將所配置的數(shù)據(jù)傳入該函數(shù)中。

	
voidapp_lwip_init(void)
{
...
netif_add(&gnetif,&ipaddr,&netmask,&gw,NULL,ðernetif_init,ðernet_input);

netif_set_default(&gnetif);

if(netif_is_link_up(&gnetif))
{
netif_set_up(&gnetif);
}
else
{
netif_set_down(&gnetif);
}
}


	

	LwIP協(xié)議棧初始化后，需要對所使用的 TCP Client（TCP客戶端）進(jìn)行初始化配置。在 LwIP中存在多個與 TCP 相關(guān)的函數(shù)，LwIP_TCP_Client樣例所使用到的函數(shù)包括：

	tcp_new()

	創(chuàng)建一個TCP的PCB控制塊

	tcp_connect()

	連接遠(yuǎn)端主機

	tcp_err()

	控制塊err字段注冊的回調(diào)函數(shù)，遇到錯誤時被調(diào)用

	tcp_write()

	構(gòu)造一個報文并放入控制塊的發(fā)送緩沖隊列中

	tcp_recv()

	控制塊rev字段注冊的回調(diào)函數(shù)，當(dāng)接收到新數(shù)據(jù)是被調(diào)用

	tcp_recved()

	當(dāng)程序處理完數(shù)據(jù)后調(diào)用該函數(shù)，通知內(nèi)核更新接收窗口

	tcp_close()

	關(guān)閉一個TCP連接

	TCP 客戶端的工作流程包括：新建控制塊、建立連接、發(fā)送請求與接收數(shù)據(jù)并處理。TCP客戶端工作流程如圖4所示。

	

	圖4 TCP客戶端流程圖

	TCP Client（TCP客戶端）進(jìn)行初始化配置時，通過 IP4_ADDR() 函數(shù)將目標(biāo)服務(wù)器的IP寫入結(jié)構(gòu)體；再通過 tcp_new() 函數(shù)為TCP客戶端分配一個結(jié)構(gòu)，當(dāng)該結(jié)構(gòu)不為空時，使用 tcp_connect() 函數(shù)與目標(biāo)服務(wù)器進(jìn)行連接，該函數(shù)中配置目標(biāo)端口和目標(biāo)IP參數(shù)并調(diào)用連接完成回調(diào)函數(shù)。

	
voidapp_tcp_client_init(void)
{
structtcp_pcb*tcp_client_pcb;
ip_addr_tapp_server_ip;
/*WritetheIPofthetargetserverintoastructure,whichisthelocalconnectionIPaddressofthepc.*/
IP4_ADDR(&app_server_ip,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR0,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR1,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR2,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR3);
/*AssignastructuretotheTCPclient*/
tcp_client_pcb=tcp_new();

if(tcp_client_pcb!=NULL)
{
/*Connectwiththetargetserver,andtheparametersincludethetargetportandthetargetIP.*/
tcp_connect(tcp_client_pcb,&app_server_ip,BOARD_TCP_SERVER_PORT,app_tcp_client_connected);
/*Registeredconnectionerrorhandlingcallbackfunction.*/
tcp_err(tcp_client_pcb,app_tcp_client_connecterror);
}
}


	

	在連接完成回調(diào)函數(shù)中，使用 tcp_write() 函數(shù)發(fā)送問候字符串以建立連接，并使用 tcp_recv() 函數(shù)配置接收回調(diào)函數(shù)。

	
staticerr_tapp_tcp_client_connected(void*arg,structtcp_pcb*pcb,err_terr)
{
/*Sendagreetingstringtoestablishaconnection*/
tcp_write(pcb,clientstring,strlen(clientstring),1u);
/*Configurethereceivecallbackfunction*/
tcp_recv(pcb,app_tcp_client_xfer);

returnERR_OK;
}


	

	在TCP客戶端接收數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)處理回調(diào)函數(shù)中，接收到有效數(shù)據(jù)后，通過tcp_recved()更新接收窗口，使用 tcp_write() 函數(shù)將接收到的服務(wù)器內(nèi)容回顯。

	
staticerr_tapp_tcp_client_xfer(void*arg,structtcp_pcb*pcb,structpbuf*tcp_recv_pbuf,err_terr)
{
if(tcp_recv_pbuf!=NULL)
{
/*Updatethereceivingwindow*/
tcp_recved(pcb,tcp_recv_pbuf->tot_len);
tcp_write(pcb,tcp_recv_pbuf->payload,tcp_recv_pbuf->len,1u);

pbuf_free(tcp_recv_pbuf);
}
elseif(err==ERR_OK)
{
tcp_close(pcb);
app_tcp_client_init();
returnERR_OK;
}
returnERR_OK;
}


	

	lwip_tcp_client 樣例的實驗現(xiàn)象如圖5所示，通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手可查看到連接成功后，遠(yuǎn)端服務(wù)器收到客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，服務(wù)器向客戶端發(fā)送任意數(shù)據(jù)包后，客戶端回顯相同數(shù)據(jù)。

	

	圖5 lwip_tcp_client樣例實驗現(xiàn)象

	注意事項

	在官網(wǎng)下載網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手NetAssist并安裝，用于后續(xù)的樣例功能驗證。

	打開電腦終端(WIN+R鍵，輸入CMD)，然后輸入指令` ipconfig/all `，查看本機的以太網(wǎng)IP地址。

	在配置 IP 地址和端口號時，當(dāng)連接了WIFI后需要注意我們選用的是以太網(wǎng)的IP地址，而非WLAN的IP地址。

	在終端中輸入命令 `netstat -na` 獲取本地開放端口。

	關(guān)于靈動

	上海靈動微電子股份有限公司成立于 2011 年，是中國本土領(lǐng)先的通用 32 位 MCU 產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商。公司基于 Arm Cortex-M 系列內(nèi)核開發(fā)的 MM32 MCU 產(chǎn)品目前已量產(chǎn)近 300 款型號，累計交付超 5 億顆，每年都有近億臺配備了靈動 MM32MCU 的優(yōu)秀產(chǎn)品交付到客戶手中，在本土通用 32 位 MCU 公司中位居前列。

	靈動客戶涵蓋智能工業(yè)、汽車電子、通信基建、醫(yī)療健康、智慧家電、物聯(lián)網(wǎng)、個人設(shè)備、手機和電腦等應(yīng)用領(lǐng)域。靈動是中國為數(shù)不多的同時獲得了 Arm-KEIL、IAR、SEGGER 官方支持的本土 MCU 公司，并建立了獨立、完整的通用 MCU 生態(tài)體系。靈動始終秉承著“誠信、承諾、創(chuàng)新、合作”的精神，為客戶提供從硬件芯片到軟件算法、從參考方案到系統(tǒng)設(shè)計的全方位支持。