LWIP -- socket函数分析

一个基本的socket建立顺序是

Server端：socket(), bind(),listen(), accept(), recv(), recvfrom(), recvmsg()

Client端：socket(),connect(), send(), sendto(), sendmsg()

基础知识：LWIP通信邮箱，netconn结构体

本文着重介绍Server端的socket()过程。

用户使用socket时，首先会调用socket()函数创建一个socket。在lwip中实际调用的就是lwip_socket()函数。

Int lwip_socket(int domain, int type, int protocol)
//根据不同类型，创建netconn结构体、pcb、socket，最后将netconn、pcb、socket进行绑定。

流程图：

1.创建netconn结构体

lwip_socket函数中调用了netconn_new_with_callback和netconn_new_with_proto_and_callback函数来创建netconn结构体。

其实，netconn_new_with_callback是一个宏，最后还是调用netconn_new_with_proto_and_callback函数来实现。

关于netconn结构体，可以通过索引查看具体结构体成员和接口。

struct netconn* netconn_new_with_proto_and_callback(enum netconn_type t, u8_t proto, netconn_callback callback)
//创建一个具有回调函数的新netconn(特定类型)，同时也创建了相应的pcb。

在netconn_new_with_proto_and_callback函数中，通过netconn_alloc函数创建新的netconn结构体。

struct netconn* netconn_alloc(enum netconn_type t, netconn_callback callback)
//创建一个具有回调函数的新netconn(特定类型)。

在netconn_alloc函数中，通过sys_mbox_new函数创建一个LWIP通信邮箱（实质是一个消息队列），将句柄保存在新建的connect结构体中。

err_t  sys_mbox_new (sys_mbox_t *pmbox, INT  size)
//创建一个 lwip 通信邮箱

在LWIP协议栈中，netconn_apimsg函数经常会看到，我们不妨先岔开话题，分析一下netconn_apimsg函数。

static err_t  netconn_apimsg(tcpip_callback_fn fn, struct api_msg *apimsg)
//该函数在tcpip_thread的线程上下文中运行，并且具有对lwIP核心代码的独占访问权。
//函数最终会调用参数中的回调函数，并将第二个参数作为回调函数中的参数
//如：fn(apimsg);

2.创建pcb控制块

重新回到netconn_new_with_proto_and_callback函数，新建connect结构体后，通过netconn_apimsg调用回调函数lwip_netconn_do_newconn，创建了新的pcb。

void lwip_netconn_do_newconn(void *m)
//在netconn中创建一个特定类型的新pcb，被netconn_new_with_proto_and_callback函数调用。

在lwip_netconn_do_newconn函数中，调用pcb_new函数新建pcb。

static void pcb_new(struct api_msg *msg)
//创建一个特定类型的新pcb，被lwip_netconn_do_newconn函数调用。

至此，lwip_socket函数创建了netconn结构体和pcb控制块，并将它们绑定。

3.创建socket

lwip_socket函数在创建connect结构体后，新建一个pcb控制块与netconn绑定，最后再通过alloc_socket函数创建了socket。

static int alloc_socket(struct netconn *newconn, int accepted)
//为给定的netconn分配一个新的套接字。

在alloc_socket函数中，查找sockets[]全局变量（存有系统所有的socket），找出一个未被使用的socket结构体，作为用户调用socket() API申请到的socket结构体，并把它和新建的netconn绑定。

至此，lwip_socket()新建了netconn、pcb和socket，并把这三者绑定在了一条线上。