LWIP的底层结构（物理层）

2009-5-14 LWIP 的底层结构（物理层）

       我们前面讲到说是 ip 层的发送和接收都是直接调用了底层，也就是设备驱动层的函数实现，在这里暂且称之为物理层吧。下面就接着 ip 层的讲，不过由于这里的设备驱动各平台的都不一样，为此，我们选择 ARM9_STR91X_IAR 这个 Demo 作为实例，该平台的网络设备驱动在 \library\source\91x_enet.c 文件中。而 ethernetif.c 文件就是我们需要的，它是连接设备驱动程序与 ip 层的桥梁。

 

       Ethernetif.c 文件中提供的函数主要有以下这么几个：

(1)    low_level_init

(2)    low_level_input

(3)    low_level_output

(4)    ethernetif_init

(5)    ethernetif_input

(6)    ethernetif_output

这里对外的接口只有 ethernetif_init 函数，它是 main 函数中通过

netif_add( &EMAC_if, &xIpAddr, &xNetMast, &xGateway, NULL, ethernetif_init, tcpip_input ); 来被调用的。我们可以清楚的看到， tcpip_input 的使用，它就是被用来当有数据接收的时候被调用的以使接收到的数据进入 tcpip 协议栈。

 

       在 netif_add 函数中，我们可以看到

netif->input = input;

if (init(netif) != ERR_OK)

{

    return NULL;

}

 

Ok ，从这里就进入到 ethernetif_init 函数了，在这个函数中，我们主要看以下几句：

netif->output = ethernetif_output ;

netif->linkoutput = low_level_output ;

low_level_init(netif);

etharp_init();

可以看到， netif->output 和 netif->linkoutput 被赋值了，这个很重要的，等会再说。

 

好，再接着看 low_level_init 函数

s_pxNetIf = netif; // 对全局变量 s_pxNetIf 赋初值

ENET_InitClocksGPIO();

ENET_Init();

ENET_Start(); // 这 3 句是对网络设备的寄存等的配置

xTaskCreate( ethernetif_input, ( signed portCHAR * ) "ETH_INT", netifINTERFACE_TASK_STACK_SIZE, NULL, netifINTERFACE_TASK_PRIORITY, NULL );

以 ethernet_input 创建 task ，这个函数也很有意思，首先可以看到的是一个无限循环，在循环体中有以下调用：

p = low_level_input( s_pxNetIf );

s_pxNetIf->input(p, s_pxNetIf); //tcpip_input

虽然有了这两句，还不是很清楚，可以确定的是后一句是把接收到的数据送入 tcpip 协议栈处理，为此，我们想到上一句是从硬件读出数据。看下具体的 low_level_input 函数实现：

len = ENET_HandleRxPkt(s_rxBuff);

这个函数很好理解，主要的是上面的那一句。

/******************************************************************************

* Function Name  : ENET_HandleRxPkt

* Description    : receive a packet and copy it to memory pointed by ppkt.

* Input          : ppkt: pointer on application receive buffer.

* Output         : None

* Return         : ENET_NOK - If there is no packet

*                : ENET_OK  - If there is a packet

******************************************************************************/

u32 ENET_HandleRxPkt ( void *ppkt)

{

ENET_DMADSCRBase *pDescr;

u16 size;

static int iNextRx = 0;

 

       if( dmaRxDscrBase[ iNextRx ].dmaPackStatus &

DMA_DSCR_RX_STATUS_VALID_MSK )

       {

              return 0;

       }

 

       pDescr = &dmaRxDscrBase[ iNextRx ];

 

       /*Get the size of the packet*/

       size = ((pDescr->dmaPackStatus & 0x7ff) - 4);

 

       //MEMCOPY_L2S_BY4((u8*)ppkt, RxBuff, size); /*optimized memcopy function*/

       memcpy(ppkt, RxBuff[iNextRx], size);   //string.h library*/

 

       /* Give the buffer back to ENET */

       pDescr->dmaPackStatus = DMA_DSCR_RX_STATUS_VALID_MSK;

 

       iNextRx++;

 

       if( iNextRx >= ENET_NUM_RX_BUFFERS )

       {

              iNextRx = 0;

       }

 

       /* Return no error */

       return size;

}

这个函数也很好理解，是从 DMA 中直接拷贝数据到指定的 pBuf 。至此， input 过程完事了，从代码调用流程上看真是千回百转，一会 low_level ，一会 ethernetif 。不过，总体来说是系统通过一个 task （ ethernetif_input ）轮询检查 DMA 控制器的状态以判断是否有数据接收到。

 

       下面再研究下 output 过程。 Output 过程是由应用程序以主动方式触发的，经过前面几篇的介绍，我们知道发送的数据后来被传递给了 ip_output_if 函数。我们就接着这个函数看，它直接调用了 netif->output 函数，刚才我们看到在 ethernetif_init 中有对这个变量【函数指针】赋值，它就是 ethernetif_output 。它倒是简单，直接 return etharp_output （） ；而它有在最后调用了 etharp_send_ip ，在这个函数的最后调用了 return netif->linkoutput(netif, p) ; 好了终于找到根了这里的 linkoutput 函数也就是 low_level_output ，果然有如下调用：

memcpy(&TxBuff[l], (u8_t*)q->payload, q->len);

 

       还记得 ENET_Init 嘛，它的函数实现中有如下两句调用：

ENET_TxDscrInit();

ENET_RxDscrInit();

它们就是初始化 DMA 发送和接收的地址的，也就是上面所说的 TxBuff 和 RxBuff 。

 

       OK ，大功告成，自上而下的 LWIP 大体流程都说到了。如有以后碰到什么需要注意的细节之类，再补上吧。