LWIP网络实验—RAW_TCP

本章对于TCP协议的内容不做过多的说明，具体TCP协议内容请看我博客发的TCP部分内容解析；

TCP客户端

TCP层函数关系图：
这些函数都是系统编写好的函数，用户只需编写数据收发的回调函数；

设计逻辑图：
各函数体内容请看源码

TCP数据收发

注意：在TCP连接时，需要注册数据收发的回调函数（用户编写）；
数据收发时使用的结构体：

//tcp服务器连接状态
enum tcp_client_states
{
	ES_TCPCLIENT_NONE = 0,		//没有连接
	ES_TCPCLIENT_CONNECTED,		//连接到服务器了 
	ES_TCPCLIENT_CLOSING,		//关闭连接
}; 
//LWIP回调函数使用的结构体
struct tcp_client_struct
{
	u8 state;               //当前连接状
	struct tcp_pcb *pcb;    //指向当前的pcb
	struct pbuf *p;         //指向接收/或传输的pbuf
}; 

• 接收数据：
  TCP从接口层接收到数据时会将数据存放到pbuf链表中。该函数的主要功能是判断TCP连接正常的情况下将存放到pbuf链表中的数据（接收到的数据）取出存到用户自己定义的数据缓冲区tcp_client_recvbuf中；

//lwIP tcp_recv()函数的回调函数
err_t tcp_client_recv(void *arg,struct tcp_pcb *tpcb,struct pbuf *p,err_t err)
{ 
	u32 data_len = 0;
	struct pbuf *q;
	struct tcp_client_struct *es;
	err_t ret_err; 
	LWIP_ASSERT("arg != NULL",arg != NULL);
	es=(struct tcp_client_struct *)arg; 
	if(p==NULL)//如果从服务器接收到空的数据帧就关闭连接
	{
		es->state=ES_TCPCLIENT_CLOSING;//需要关闭TCP 连接了 
 		es->p=p; 
		ret_err=ERR_OK;
	}
	else if(err!= ERR_OK)//当接收到一个非空的数据帧,但是err!=ERR_OK
	{ 
		if(p)pbuf_free(p);//释放接收pbuf
		ret_err = err;
	}
	else if(es->state==ES_TCPCLIENT_CONNECTED)	//当处于连接状态时
	{
		if(p!=NULL)//当处于连接状态并且接收到的数据不为空时
		{
			memset(tcp_client_recvbuf,0,TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE);  //数据接收缓冲区清零
			for(q=p;q!=NULL;q=q->next)  //遍历完整个pbuf链表
			{
				//判断要拷贝到TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE中的数据是否大于TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE的剩余空间，如果大于
				//的话就只拷贝TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE中剩余长度的数据，否则的话就拷贝所有的数据
				if(q->len > (TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE-data_len)) 
				{
					memcpy(tcp_client_recvbuf+data_len,q->payload,(TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE-data_len));//拷贝数据
				}
				else 
				{
					memcpy(tcp_client_recvbuf+data_len,q->payload,q->len);
				}
				data_len += q->len;  	
				if(data_len > TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE) break; //超出TCP客户端接收数组,跳出	
			}
			tcp_client_flag|=1<<6;		//标记接收到数据了
 			tcp_recved(tpcb,p->tot_len);//用于获取接收数据,通知LWIP可以获取更多数据
			pbuf_free(p);  	//释放内存
			ret_err=ERR_OK;
		}
	}
	else  //接收到数据但是连接已经关闭,
	{ 
		tcp_recved(tpcb,p->tot_len);//用于获取接收数据,通知LWIP可以获取更多数据
		es->p=NULL;
		pbuf_free(p); //释放内存
		ret_err=ERR_OK;
	}
	return ret_err;
}

• 数据发送

TCP数据的发送先为要发送数据申请内存pbuf_alloc();再将该数据拷贝到pbuf中，然后再调用tcp_client_senddata()函数进行发送；在tcp_client_senddata()函数中是使用系统函数tcp_write()将要发送的数据放到TCP发送缓存区队列中，由系统调用发送出去。

//lwIP tcp_poll的回调函数
err_t tcp_client_poll(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb)
{
	err_t ret_err;
	struct tcp_client_struct *es; 
	es=(struct tcp_client_struct*)arg;
	if(es!=NULL)  //连接处于空闲可以发送数据
	{
		if(tcp_client_flag&(1<<7))	//判断是否有数据要发送 
		{
			es->p=pbuf_alloc(PBUF_TRANSPORT, strlen((char*)tcp_client_sendbuf),PBUF_POOL);	//申请内存 
			pbuf_take(es->p,(char*)tcp_client_sendbuf,strlen((char*)tcp_client_sendbuf));	//将tcp_client_sentbuf[]中的数据拷贝到es->p_tx中
			tcp_client_senddata(tpcb,es);//将tcp_client_sentbuf[]里面复制给pbuf的数据发送出去
			tcp_client_flag&=~(1<<7);	//清除数据发送标志
			if(es->p)pbuf_free(es->p);	//释放内存
		}
		else if(es->state==ES_TCPCLIENT_CLOSING)
		{ 
 			tcp_client_connection_close(tpcb,es);//关闭TCP连接
		} 
		ret_err=ERR_OK;
	}
	else
	{ 
		tcp_abort(tpcb);//终止连接,删除pcb控制块
		ret_err=ERR_ABRT;
	}
	return ret_err;
} 

//此函数用来发送数据
void tcp_client_senddata(struct tcp_pcb *tpcb, struct tcp_client_struct * es)
{
	struct pbuf *ptr; 
 	err_t wr_err=ERR_OK;
	while((wr_err==ERR_OK)&&(es->p)&&(es->p->len <= tcp_sndbuf(tpcb)))
	{
		ptr=es->p;
		wr_err=tcp_write(tpcb,ptr->payload,ptr->len,1); //将要发送的数据加入到发送缓冲队列中
		if(wr_err==ERR_OK)
		{  
			es->p=ptr->next;			//指向下一个pbuf
			if(es->p)pbuf_ref(es->p);	//pbuf的ref加一
			pbuf_free(ptr);				//释放ptr 
		}else if(wr_err==ERR_MEM)es->p=ptr;
		tcp_output(tpcb);		//将发送缓冲队列中的数据立即发送出去
	} 	
} 

TCP服务器

TCP服务器的流程和上面的TCP客户端操作是差不多的；服务器只是多了绑定、监听、接受客户端的连接tcp_bind();tcp_listen();tcp_accept();
tcp_bind()：绑定服务器的ip和端口号；
tcp_listen()：监听是否有客户端连接；
tcp_accept()：同意客户端的连接；