RT-Thread LwIP的使用

http://www.rt-thread.org/dokuwiki/doku.php?id=rt-thread_lwip%E8%AF%B4%E6%98%8E

在RT-Thread 1.1.x系列中默认使用lwIP 1.4.0作为TCP/IP协议栈，同时为了保持原有驱动的兼容性，

对lwIP 1.4初始移植做了调整，在驱动编写，初始化顺序上可以完整兼容lwIP 1.3.2的风格。

lwip 1.4 迁移指南

一、lwip，netif架构

1.                     +-----------------------+
2.                     |   driver interface    |
3.                     |                       |
4.                     |   struct eth_device   |
5.                     | +-eth_rx_ready()      |
6.                 +---->+-link_up()      |    |
7.                 |   | +-link_down()    |    |
8.                 |   +------------------|----+
9. +-------------+ |   +------------------|----+    +-------------------+
10. | driver      | |   |   ethernetif     |    |    | lwip 1.4          |
11. |             | |   |                  V    |    |                   |
12. | isr() --------+   |   rx_thread           |    | tcpip_thread      |
13. | rx()  <-------------- netif->input  ------------>tcpip_input       |
14. | tx()  <-------------- netif->output <----------- enetif_linkoutput |
15. |             |     |                       |    |                   |
16. +-------------+     +-----------------------+    +-------------------+

lwip 1.4的驱动架构和1.32相比并没有太大的变化，不过细节方面有所改动，各个模块之间功能划分更明确：

1、驱动部分

驱动的输入只有一个入口，就是isr 。 isr接收到各种中断以后做相应的处理，包括接收到rx包，链路层通断

消 息等，然后调用ethernetif.h头文件中的各个函数来通知netif层。

驱动的另一个主要需要实现的部分是rx和tx这两个回调函数，它是提供给ethernetif来进行链路层数据收发使用。

rx函数一般会被netif中的rx线程调用，然后将数据包转发给tcpip层。

tx函数有可能被netif中的tx线程调用(lwip1.32的实现）或者直接被tcpip的enetif_linkoutput调用，来进行链路层

发送数据包使用。

2、ethernetif

ethernetif输入部分包含一个线程，用来接收rx消息，以及其他链路层状态消息，然后反馈给lwip。

输出部分由上层lwip调入netif→output函数，这里有可能作为消息传入tx线程（1.32实现）或者直接送给驱动的tx()。

相关参考 [http://lwip.wikia.com/wiki/Network_interfaces_management Network interfaces management]

3、LwIP1.4

lwip1.4 初始化流程和1.32的流程方面有所区别，具体参见下一节。

二、lwip，netif架构 初始化流程

初始化的过程包括两个独立的部分： 驱动初始化、 lwip和netif的初始化。

例如在mini2440平台上只需要分别执行连个函数即可：

rt_hw_dm9000_init();

lwip_enetif_init();

驱动的初始化可以放在启动第一个进程之前进行，而第二个函数需要在线程上下文中执行。

1、驱动初始化部分

a.创建eth_device的继承结构。

b.初始化eth_device中除了netif以外的所有域（netif结构会在ethernetif初始化结束以后填充）。

c.调用rt_device_register注册结构体。

d.注册中断函数。

完成这几件事情以后可能驱动部分就已经开始工作了，但是这时候lwip部分还完全没有初始化。

所以驱动部分还不能把消息传递给lwip/netif层。在这里因为eth_device的netif指针仍没有填充，

而这个指针是驱动通向netif的桥梁，所以虽然此时驱动在工作，例如可能接收中断已经打开了，

但是所有的包都会被丢弃，而不会传递到lwip去处理。

2、lwip和netif的初始化部分

lwip初始化需要遵循一定的流程，主函数是lwip_enetif_init。

在RTOS的环境下需要调用tcpip_init来初始化多线程的tcpip环境，初始化tcpip的内容就放在这个

函数的参数中tcpip_init_done_callback。之所以需要把这些函数都放在这个callback函数中的缘故

是很多函数都必须在tcpip线程中执行，以避免并发问题，例如netif_set_up之类的函数。

在tcpip_init_done_callback中初始化了ethernetif并注册到lwip中，以上这一部分一般来说应该是应

用相关的，这里只是提供一个公共的参考流程。

在初始化的最后，enetif_init函数中先将netif→linkoutput设置成了设备驱动对应的函数，在这一点

的时候实现了从netif到驱动的连接，然后又设置了dev→netif指针，于是从驱动到netif的连接也完成

了，到此为止lwip初始化完成。 有几点需要注意的：

a.在启动ethernetif的时候如果是启用了DHCP则应该调用dhcp_start，

   如果启用AUTOIP则是autoip_start，否则调用netif_set_up。

b.包括像netif_set_up，dhcp_start之类的函数，凡是在tcpip线程以外调用的时候都需要以msg发送

给tcpip线程执行的形式来执行以避免并行问题。例如，可以使用netifapi_dhcp_start替代dhcp_start，

用netifapi_netif_set_up替代netif_set_up。

但是在tcpip线程中不能调用这类函数，否则肯定会进入信号堵塞。

三、从lwip1.32升级

从lwip1.32升级到lwip1.4主要需要修改的地方有下面三个：

1、驱动修改

以dm9000的驱动为例，需要将eth_device_ready函数换成eth_rx_ready，这主要是一个语义上的改动。

同样，驱动还可以通过调用eth_linkup,eth_linkdown之类的函数来通知netif相应的状态消息。

1. - eth_device_ready(&(dm9000_device.parent));
2. + eth_rx_ready(&(dm9000_device.parent));

在驱动初始化函数中，原先的eth_device_init需要删除，然后添加初始化和注册设备驱动函数。

1. - eth_device_init(&(dm9000_device.parent), "e0");
2. + dm9000_device.parent.parent.type = RT_Device_Class_NetIf;
3. + rt_device_register(&(dm9000_device.parent.parent), "eth0", RT_DEVICE_FLAG_RDWR);

最后，添加一个函数get_eth_dev，这个函数是在ethernetif最后被lwip初始化的时候获得设备指

针用的。对ethernetif来说必须有一个驱动与之对应，在逻辑上netif并不是驱动的一部分，而是

注册在lwip中的一部分，它必须由lwip来初始化，由lwip来使用。

1. +struct eth_device * get_eth_dev(void)
2. +{
3. + return (struct eth_device *)&dm9000_device;
4. +}

2、启动调用

目前的启动调用流程逻辑很清楚，按顺序调用下面两个函数即可。

1. rt_hw_dm9000_init();  //初始化设备驱动
2. lwip_enetif_init();   //初始化lwip，并间接初始化ethnetif，最后完成ethernetif和驱动的连接。

而原先的

1. lwip_sys_init(void);
2. eth_system_device_init();
3. rt_hw_dm9000_init();

只有第三个函数保留，但功能上会有变化，其余两个函数不再使用。

四、lwip netconn 函数修改

lwip1.4修改了netconn调用接口，所有函数统一返回错误值，例如： lwip1.32中recv函数是

1. struct netbuf *
2. netconn_recv(struct netconn *conn)

到了lwip1.4中改为

1. err_t
2. netconn_recv(struct netconn *conn, struct netbuf **new_buf)

原先以返回值得到的netbuf改成通过参数返回，其他函数大同小异，可以此类推。