lwip協議棧的學習與應用-googlecode-資料下載頁

【導讀】ComputerScience)AdamDunkels等人開収的一套用亍嵌入式系統的開放源代碼TCP／。LWIP的噸義是LightWeight(輕型)IP協議?？梢栽跓o操作系統的情冴下獨立運行。LWIPTCP／IP實現的重點是在保持TCP協議主要功。能的基礎上減少對RAM的占用。一般它叧需要幾十KB的RAM和40KB左右的ROM就?？梢赃\行，這使LWIP協議棧適合在小型嵌入式系統中使用。包括實驗性擴展的的UDP；包括阻塞控制，RTT估算和快速恢復和快速轉収的TCP；提供與門的內部回調接口用亍提高應用程序性能；可選擇的Berkeley接口API；在最新的版本中支持ppp；新版本中增加了的IPfragment的支持；支持DHCP協議,勱態分配ip地址。操作系統方面，我們選用的μC/OSII. 開収環境采用KEIL。原則上，秱植lwIP到其他。性的定時器，當超時収生時，調用一個已注冊函數至少要200ms的間隔。迚程同步機制僅提供了信號量。信息傳遞的實現使用一種簡單機制，用一種稱為“郵箱”的抽象方法。郵寄操作丌會阻塞迚程；郵寄到郵箱的消息由操作系統模擬層排入隊列直到另。隊列多用亍處理有序的事。向指定的信號量収送信號。

　　

【正文】 is not put on any list until binding using tcp_bind(). struct tcp_pcb * tcp_new(void) { return tcp_alloc(TCP_PRIO_NORMAL)。 } 也許注釋的意義更大一些吧，哈哈，至此，我們從注釋可以知道， tcp_bind 的作用是把 tcp 的pcb 放入 list 中，至少是某一個 list 既然都提到了，似乎不說說有點過意不去啊。 Lwid_bind 函數最終會調用到 tcp_bind【當然是 tcp 為例進行分析】。這個函數也比較有意思，在進入正題之 前先來了下面這么個調用 if (port == 0) { port = tcp_new_port()。 } 意思很明顯，就是分配個新的端口號，有意思的就是這個端口號的分配函數 tcp_new_port static u16_t tcp_new_port(void) { struct tcp_pcb *pcb。 28 ifndef TCP_LOCAL_PORT_RANGE_START define TCP_LOCAL_PORT_RANGE_START 4096 define TCP_LOCAL_PORT_RANGE_END 0x7fff endif static u16_t port = TCP_LOCAL_PORT_RANGE_START。 again: if (++port TCP_LOCAL_PORT_RANGE_END) { port = TCP_LOCAL_PORT_RANGE_START。 } for(pcb = tcp_active_pcbs。 pcb != NULL。 pcb = pcbnext) { if (pcblocal_port == port) { goto again。 } } for(pcb = tcp_tw_pcbs。 pcb != NULL。 pcb = pcbnext) { if (pcblocal_port == port) { goto again。 } } for(pcb = (struct tcp_pcb *)。 pcb != NULL。 pcb = pcbnext) { if (pcblocal_port == port) { goto again。 } } return port。 }分別檢查了 3 個 pcb鏈表，本來我不想把這個函數的實現列在這里的，但是這里告訴了我們一些東西，至少我們知道有 3 個 pcb 的鏈表，分別是 tcp_active_pcbs【處于接受發送數據狀態的 pcbs】、 tcp_tw_pcbs【處于時間等待狀態的 pcbs】、 tcp_listen_pcbs【處于監聽狀態的 pcbs】。 似乎 tcp_bind函數更有意思，它分別檢查了 4 個 pcbs 鏈表，除了上面的三個還有一個 tcp_bound_pcbs【處于已經綁定但還沒有連接或者監聽 pcbs】。作用是是否有與目前 pcb 的 ipaddr相同的 pcb 存在。不過這些都不是最重要的， TCP_REG(amp。tcp_bound_pcbs, pcb)。才是我們的目的，果然如此，直接加入到了 tcp_bound_pcbs鏈表中了。 struct tcp_pcb * tcp_alloc(u8_t prio)//是的，你沒看錯，這個參數 是學名是叫優先級 { pcb = memp_malloc(MEMP_TCP_PCB)。 if (pcb != NULL) { memset(pcb, 0, sizeof(struct tcp_pcb))。 pcbprio = TCP_PRIO_NORMAL。 29 pcbsnd_buf = TCP_SND_BUF。//對的，別的可以先不管，這就是我們要找的東西 pcbsnd_queuelen = 0。 pcbrcv_wnd = TCP_WND。 pcbrcv_ann_wnd = TCP_WND。 pcbtos = 0。 pcbttl = TCP_TTL。 /* The send MSS is updated when an MSS option is received. */ pcbmss = (TCP_MSS 536) ? 536 : TCP_MSS。 pcbrto = 3000 / TCP_SLOW_INTERVAL。 pcbsa = 0。 pcbsv = 3000 / TCP_SLOW_INTERVAL。 pcbrtime = 1。 pcbcwnd = 1。 iss = tcp_next_iss()。 pcbsnd_wl2 = iss。 pcbsnd_nxt = iss。 pcbsnd_max = iss。 pcblastack = iss。 pcbsnd_lbb = iss。 pcbtmr = tcp_ticks。 pcbpolltmr = 0。 if LWIP_CALLBACK_API pcbrecv = tcp_recv_null。 endif /* LWIP_CALLBACK_API */ /* Init KEEPALIVE timer */ pcbkeep_idle = TCP_KEEPIDLE_DEFAULT。 if LWIP_TCP_KEEPALIVE pcbkeep_intvl = TCP_KEEPINTVL_DEFAULT。 pcbkeep_t = TCP_KEEPCNT_DEFAULT。 endif /* LWIP_TCP_KEEPALIVE */ pcbkeep_t_sent = 0。 } return pcb。 }就是一個 tcp_pcb的結構體初始化過程，使用默認值填充該結構 好了，下面接著走，該輪到 tcp_write 了吧 * Write data for sending (but does not send it immediately). * It waits in the expectation of more data being sent soon (as * it can send them more efficiently by bining them together). 30 * To prompt the system to send data now, call tcp_output() after * calling tcp_write(). 【 src\core\】 err_t tcp_write(struct tcp_pcb *pcb, const void *data, u16_t len, u8_t apiflags) { /* connection is in valid state for data transmission? */ if (pcbstate == ESTABLISHED || pcbstate == CLOSE_WAIT || pcbstate == SYN_SENT || pcbstate == SYN_RCVD) { if (len 0) { return tcp_enqueue(pcb, (void *)data, len, 0, apiflags, NULL, 0)。 } return ERR_OK。 } else { return ERR_CONN。 } } 這個函數確實夠簡單的了，檢查 pcb 狀態，直接入隊列。嗯，還是覺得看注釋比看函數實現過癮。 下面的這個 tcp_enqueue 才是個大頭函數， lwip協議棧的設計與 實現文檔中是這么介紹的：應用層調用 tcp_write（）函數以實現發送數據，接著 tcp_write（）函數再將控制權交給tcp_enqueue（），這個函數會在必要時將數據分割為適當大小的 TCP 段，然后再把這些 TCP 段放到所屬連接的傳輸隊列中【 pcbunsent】。函數的注釋是這樣寫的： * Enqueue either data or TCP options (but not both) for tranmission * Called by tcp_connect(), tcp_listen_input(), tcp_send_ctrl() and tcp_write(). 咱們接著上面往下看， tcp_output_nagle 這個函數實際上是個宏，通過預判斷以決定是否調用 tcp_output。也就是說最后的執行是 tcp_output 來實現的。這個函數或許比 tcp_enqueue 還要恐怖，從體積上來看。這里也只做一個簡單介紹，具體請參閱 文檔。該函數的注釋是這么說的： Find out what we can send and send it。文檔是這么解釋的：tcp_output 函數會檢查現在是不是能夠發送數據，也就是判斷接收器窗口是否擁有足夠大的空間，阻塞窗口是否也足夠大，如果條件滿足，它先填充未被 tcp_enqueue 函數填充的 tcp報頭字段，接著就使用 ip_route 或者 ip_output_if 函數發送數據。 31 TCP 層接收相關 既然定了這么個標題，當然是要從 socket 的 recv來講了。這里主要涉及到 lwip_recvfrom 這個函數。它的大致過程是，先通過 conn_recv(sockconn)。從 conn 的 recvmbox中收取數據，在這里有個 do_recv 的調用，而 do_recv又調用了 tcp_recved，關于這個函數的注釋如下： * This function should be called by the application when it has * processed the data. The purpose is to advertise a larger window * when the data has been processed. 知道了，這里的 do_recv 只是起到一個知會的作用，可能的話會對接收條件做一些調整。 回到主題 ， lwip_recvfrom 從 conn 接收完數據就是要 copy the contents of the received buffer into the supplied memory pointer mem，這一步是通過 buf_copy_partial 函數來完成的。 接著往下走，我們發現，數據的來源是在 conn 的 recvmbox，剛才提到過的。好了，那么是在什么地方，什么時候這個 recvmbox 被填充的呢？ 在工程中搜索 recvmbox，發現在 recv_tcp 函數有這樣一句： sys_mbox_trypost(connrecvmbox, p) ok，就是它了?？纯春瘮档脑停? * Receive callback function for TCP conns. * Posts the packet to connrecvmbox, but doesn39。t delete it on errors. static err_t recv_tcp(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *p, err_t err) 好的， p 是 個輸入參數，并且這是個靜態函數，是作為 tcp 的接收回調用的。 嗯接著看 recv_tcp 的 caller： * Setup a tcp_pcb with the correct callback function pointers * and their arguments. * @param conn the TCP conn to setup static void setup_tcp(struct conn *conn) { struct tcp_pcb *pcb。 pcb = conn。 tcp_arg(pcb, conn)。 tcp_recv(pcb, recv_tcp)。 tcp_sent(pcb, sent_tcp)。 tcp_poll(pcb, poll_tcp, 4)。 tcp_err(pcb, err_tcp)。 } 哈哈，可謂是一網打盡啊。對于這個函數中的幾個調用，我們看一個就好了，別的實現也差不多，就是個賦值的過程