使用lwip协议的Raw API工作模式

 

 

lwip RawApi 数据发送2009-05-11 23:29       今天调试程序，使用lwip协议的Raw API工作模式，做了一个简单的客户/服务器系统。服务器运行FPGA上，使用Powerpc405处理器，32Kcache，64M内存，无操作系统。客户端运行在x86机器，安装Linux操作系统。服务器接收数据没问题，100M网卡下速度约为5MB，其中包括将数据从pbuf中copy至应用程序内存，如果不添加copy操作，大约能达到8MB的传输速度。

 

      数据的发送存在问题，一开始数据完全无法发送，通过GDB跟踪调试一阶段后，发现跟踪很困难，因为代码太多，而且在EDK中通过GDB调式也很麻烦。最后直接启动了Lwip的调试功能，将协议处理的每一步都打印出来，才发现错误：TCP控制管理块PCB中的send_buf值为0，每次发送的时候都会因为发送缓冲区为0而推出。通过追踪发现，send_buf的值由opt.h中TCP_SEND_BUF定义，而opt.h中TCP_SEND_BUF由lwipops.h中的TCP_SEND_BUF确定，而lwipops.h中由xilekd_lwipopts.h定义，这里的TCP_SEND_BUF由用户从EDK人机交互目录中设定：定义为65536。

 

#ifndef TCP_SEND_BUF

 

#define TCP_SEND_BUF 32768

 

#endif

 

lwipops.h中的TCP_SEND_BUF由xiledk_lwipopts.h

 

我在EDK的Lwip设置中，将这个值设置为65536，但是从实际来看，这个设置没有完全起作用，因此将设置去掉，TCP_SEND_BUF自动恢复为32768，数据发送成功。通过查看pcb的定义可知pcb中send_buf为u16类型，即为unsigned short,65536超出其表示范围。

 

本次的调试过程中，跟我感触最深的是Lwip协议栈的Debug功能，启动Debug参数之后，Lwip将协议栈中每一步的关键信息都打印出来，也因此找到了问题的所在。通过查看代码，发现几乎每一个函数内部都有类似的Debug语句，如

 

LWIP_DEBUGF(TCP_QLEN_DEBUG, ("tcp_enqueue: queuelen: %u\n", (unsigned int）pcb>snd_queuelen));

 

其定义在Debug.h中实现：

define LWIP_DEBUGF(debug,x) do { if (((debug) & DBG_ON) && ((debug) & DBG_TYPES_ON) && (((debug) & DBG_MASK_LEVEL) >= DBG_MIN_LEVEL)) { LWIP_PLATFORM_DIAG(x); if ((debug) & DBG_HALT) while(1); } } while(0)

 

#define LWIP_PLATFORM_DIAG(x) do {printf x;} while(0)

 

不过我不是很明白为什么使用do{}while(0)。我猜测这种表示方法，是为了将函数内容封装为一句话，从而避免由于宏定义直接插入而可能引起的名字冲突之类的问题。确实令人佩服。。

 

 

采用RawAPI工作方式发送数据，数据量i较小的情况下，不存在问题，发送大数据量时，存在很大的问题：

 

主要原因在于啊，RawAPI工作模式基于回调，对于接受过程而言，通常需要用户主动去循环检测是否有数据包到达，一般是通过调用最底层的设备驱动程序实现此步骤；一旦有数据包到达，则提交给协议栈处理，如果这个数据包是特定链接的数据包，则协议处理完成之后交给用户定义的回调函数处理。对于数据发送过程，通用是用户通过tcp_write,tcp_output来主动发起发送操作。

 

     问题的关键在于，发送一次数据后协议栈会缩小滑动窗口的大小，直到接收到对方的应答，再扩大滑动窗口的大小，但是应答的接收同样是用户主动发起的，一般而言需要在发送结束之后才执行新的接收函数。这样导致的结果就是接收方发送的应答没有被发送方接收到。如果发送少量的数据，不会出现类似问题，发送数量较大时，就会发现最终发送的数据只有滑动窗口的大小。

 

    因此需要将大量数据的发送，划分为小块的数据发送，并且在每次发送之后都要调用底层的数据接收函数接收应答数据。