LWIP1.4.1在STM32下的使用
原文网址：http://bbs.21ic.com/icview-2510274-1-1.html
LwIP是一个轻型IP协议，有无操作系统的支持都可以运行。这里的移植是无操作系统移植。
LwIP虽然是一个轻型的IP协议，但是TCP/IP基本功能都有。而且占用的资源不多，非常适合用于嵌入式系统。
移植的平台：STM32F103VE+MDK 4.7+ LWIP-1.4.1
下载LwIP-1.4.1源码以及contrib-1.4.1_官网地址
下载ST官方LWIP参考实例下载地址
我的移植实例+LwIP-1.4.1+contrib-1.4.1_+ST官方lwIP移植实例+串口网络调试助手
1：移植工程描述
将Lwip-1.4.1移植到野火stm32开发板上，无操作系统，轮询网络接口，使用TCP接口对数据进行收发。将stm32与PC通过路由器连接在一个局域网内进行通信测试。
2：在进行移植之前必须知道LwIP源码的框架结构
LwIP-1.4.1包含了协议栈的核心源码。
其目录结构如下：
在 src 目录下的 api 文件夹保存的文件中，包含了适用于具有操作系统平台调用的应用
层接口函数。core文件夹下的文件内容为 LwIP 协议栈对于各种协议的实现。netif下的文
件则保存了与硬件底层关系比较紧密的函数。这三个文件夹下的都是c 源文件，它们的头
文件都被保存到 include 文件夹中。在实际应用中，可根据需要进行裁剪（前期移植不管了，就将这些源码全部添加到工程中）。
3：工程文件准备
A：将LwIP-1.4.1的src文件夹的所有文件和文件夹复制到自己的工程中。
B：将contrib-1.4.1_ 目录\contrib-1.4.1_\contrib\ports old\6502\include\arch的 cc.h、perf.h 和 sys_arch.h 这三个文件复制到Lwip文件夹中的自己创建的arch文件夹中。其中 cc.h 包含了 LwIP 对于基本数据类型的定义。sys_arch.h 定义了与系统
有关的信号量、邮箱及线程。
C：ST库文件。将版本3.5版本固件库复制到stmlib工程文件下。
D：串口和systicks的bsp文件复制到bsp文件夹。
E：将以太网模块驱动enc28j60文件夹复制到工程app文件夹下（这里用的是野火的模块以及程序）
F：将st工程模板中的project文件夹中src文件夹中的netconf.c和 inc文件夹的netconf.h复制到工程user文件夹中
G：将stm32f10x_conf.h，stm32f10x_it.h，stm32f10x_it.c复制到工程user文件夹下。
4：硬件链接
以太网模块enc28j60与开发板SIP2链接。
5：建立工程，设置相关头文件路径，将源文件添加进工程。在创建main.c main.h以及iptest.c iptest.h（测试功能模块）。如下图所示：
6：移植
LwIP协议栈给底层的驱动提供了接口，如初始化网卡、发送数据包、接收数据包等最底层的操作。这些接口定义位于\lwip-
1.4.1\src\netif 目录下的 ethernetif.c 文件，该文件已经被添加进了工程中，接口的具体实现因使用的网络接口不同而有所区别。
移植的主要工作就是将ethernetif.c中的功能实现。在官方源码中ethernetif.c提供了模板，我们只需要参照st实例根据我们的硬件去实现这些函数功能即可。
需要我们进行修改的函数为low_level_init，low_level_output，low_level_input这三个函数（橙色标记为修改部分），以及定义相关的数据结构和宏即可。
low_level_init主要功能是进行底层硬件的初始化，具体看注释
static void low_level_init(struct netif *netif)
{
struct ethernetif *ethernetif = netif->state;
/* set MAC hardware address length */
netif->hwaddr_len = ETHARP_HWADDR_LEN;
/* set MAC hardware address */
netif->hwaddr[0] = MacAddr[0]; //根据硬件mac地址，初始化netif结构体的硬件地址信息。该模块mac地址可以由用户定义。
netif->hwaddr[1] = MacAddr[1]; //本实例的mac地址定义在 全局变量数组uint8_t MacAddr[6] = {0x54,0x55,0x58,0x10,0x00,0x24};
netif->hwaddr[2] = MacAddr[2];
netif->hwaddr[3] = MacAddr[3];
netif->hwaddr[4] = MacAddr[4];
netif->hwaddr[5] = MacAddr[5];
/* maximum transfer unit */
netif->mtu = 1500;
/* device capabilities */
/* don't set NETIF_FLAG_ETHARP if this device is not an ethernet one */
netif->flags = NETIF_FLAG_BROADCAST | NETIF_FLAG_ETHARP | NETIF_FLAG_LINK_UP;
/* Do whatever else is needed to initialize interface. */
//下面调用的两个函数都是根据特定硬件进行初始化的，具体根据硬件的不同而实现不同。
enc28j60Init(MacAddr); //初始化以太网模块，并设置mac值（根据不同的芯片不同）
enc28j60clkout(2);//设置模块时钟。注意这里必须初始化，在复位之后为0，此值禁止clk。（根据不同的芯片可能不同）
}
定义接收发送缓冲区uint8_t SendDataBuf[1500 + 20];uint8_t RecvDataBuf[1500 + 20];
缓冲区的长度为mtu（1500）+ 地址 +类型 ＋CRC等（小于20）
low_level_output函数的主要功能将数据包发送出去
static err_t low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p)
{
struct ethernetif *ethernetif = netif->state;
struct pbuf *q ;
uint32_t i = 0;
// initiate transfer();
#if ETH_PAD_SIZE
pbuf_header(p, -ETH_PAD_SIZE); /* drop the padding word */
#endif
for(q = p; q != NULL; q = q->next) {
/* Send the data from the pbuf to the interface, one pbuf at a
time. The size of the data in each pbuf is kept in the ->len
variable. */
MEMCPY((uint8_t *)&SendDataBuf,(uint8_t *)q->payload,q->len);//将pbuf所指向链表的数据复制到数据缓冲区中
i = i + q->len;
// send data from(q->payload, q->len);
}
enc28j60PacketSend(i,SendDataBuf);//发送数据包
// signal that packet should be sent();
#if ETH_PAD_SIZE
pbuf_header(p, ETH_PAD_SIZE); /* reclaim the padding word */
#endif
LINK_STATS_INC(link.xmit);
return ERR_OK;
}
low_level_input该函数的主要功能是将接收到的数据并且分配到一个pbuf链表中
因为该工程是轮询的，在周期调用ethernetif_input的时候，ethernetif_input会调用该函数看是否有接收到的数据。
len = enc28j60PacketReceive(1600, RecvDataBuf); //接收到的数据大小
if(len == 0){ //若是没有，则返回，若是非零，就执行再去
return 0;
}
p = pbuf_alloc(PBUF_RAW, len, PBUF_POOL);//申请与接收到数据大小相匹配的数据pbuf链表
for (q = p; q != NULL; q = q->next)
{
memcpy((u8_t*)q->payload, (u8_t*)&Data_Buf, q->len);//将接收到的数据分配到p指向的pbuf链表中
i = i + q->len;
}
if( i != p->tot_len ){ return 0;} //相等的时候，表明到了数据尾
}
轮询和计时
在配置底层函数之后，将Lwip接口与驱动想关联之后，还没有完成，因为我们需要轮询输入函数和计时。
轮询函数将在main函数的最后while(1)循环中调用，例如本工程模板中的 LwIP_Periodic_Handle(LocalTime) （在后面再讲）
和st模板中main函数System_Periodic_Handle()。
关于计时，在工程模板中，我们使用的是stm32 systick时钟产生。
systick计时每10ms产生中断，每次中断跟新在main函数中定义的全局变量LocalTime，每次加10。
systick配置函数在BSP_SysTick.c中定义。
systick中断函数SysTick_Handler 定义在stm32f10x_it.c
void SysTick_Handler(void)
{
Time_Update();
}
void Time_Update(void) //在netconf.c中定义
{
LocalTime += SYSTEMTICK_PERIOD_MS;
};
在core文件夹中有opt.h文件，该文件主要用于Lwip的配置，在前期的移植，我们只需要使用默认的即可。
7：LWIP初始化函数 LwIP_Init以及轮询函数LwIP_Periodic_Handle的实现
该函数定义在netconf.c源文件中，在移植的时候将st参考实例中的文件复制过来了，做了稍微的修改。
LwIP_Init 该函数的主要功能是配置协议栈的网络接口结构体链表，内存池，pbuf结构体等。
在这里将IP地址、掩码、网关根据我们连接的路由器进行初始化。
我这里的IP地址设置为192.168.1.254
同时这里不要设置MAC地址，这个是根据st不一样的，因为我们在初始化底层的时候，就对以太网络模块进行mac地址设定。
LwIP_Periodic_Handle根据我们的计时数值LocalTime 在不同的时候执行不同的函数，
如是否有数据接收，在某些特定值时候更新TCP时钟等
8：TCP网络应用测试应用的编写
在进行上面移植操作之后，我们接下来需要验证我们的移植是否成功。
我们编写的测试应用在iptest.c中定义。主要参考的是st模板中的helloworld.c。
主要功能是建立一个TCP服务器端，客户端与服务器建立TCP连接之后，通过串口打印INTRODUCT（宏），
当服务器收到客户端的数据的时候，将接收到的信息通过串口打印出来，同时将接收的数据返回给客户端。
TcpTest_init实现TCP测试服务器整个过程更Linux的方式基本上一样，调用的函数名称都基本上相似
void TcpTest_init(void)
{
struct tcp_pcb *pcb;
pcb = tcp_new(); //建立通信的TCP控制块
tcp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY,23); //绑定端口号为23，绑定本地IP。因为只有一个网络接口，不需要指定IP地址。
pcb = tcp_listen(pcb); //进入监听状态
tcp_accept(pcb,TcpTest_accept); //设置有请求连接时候的回调函数，当有连接的时候，LWIP就会调用TcpTest_accept函数。
}
TcpTest_accept函数主要是回调函数
static err_t TcpTest_accept(void *arg,struct tcp_pcb *pcb,err_t err)
{
tcp_arg(pcb,mem_calloc(sizeof(struct name),1));
tcp_recv(pcb,TcpTest_recv); //设置接收到数据后的回调函数；在建立连接后，当接收到数据之后，就会调用TcpTest_recv函数。
tcp_write(pcb, INTRODUCT, strlen(INTRODUCT),1); //在建立连接的时候，向客户端发送INTRDUCT（宏）的字符串
return ERR_OK;
};
TcpTest_recv在接收到数据之后，将所接收到的数据回写给客户端同时通过串口打印出来。
9：main函数的编写（参考st工程实例）
int main(void)
{
/****************************************************/
USART1_Init(); //串口初始化
ENC_SPI_Init(); //SPI2接口初始化用于后面以太网模块的初始化
SysTick_Init(); //系统时钟的初始化
LwIP_Init(); //LWIP的初始化
TcpTest_init(); //建立TCP服务器
while(1)
{
LwIP_Periodic_Handle(LocalTime); //轮询
}
}