Contiki OS 数据包接收流程分析
Contiki OS 数据包接收流程
总的来说分为两步：1、适配层sicslowpan.c（以ipv6为例）调用tcpip_input()（位于tcipip.c）向tcpip_process传递PACKET_INPUT事件/消息
2、tcpip进程处理函数event_handler()依据该事件调用uip6.c/uip.c接收数据包
以ESB为例：CPU为msp430, 射频芯片为Tr1001。相关代码在/platform/esb 以及 /cpu/msp430 ，/core/net中在contiki-conf.h中首先对各层的协议栈进行了定义。如下：
#define NETSTACK_CONF_RADIO tr1001_driver
#define NETSTACK_CONF_NETWORK uip_driver
#define NETSTACK_CONF_MAC nullmac_driver
#define NETSTACK_CONF_RDC nullrdc_driver
从主函数Contiki-esb-main.c开始，先说数据的接收流程。
首先，定义一块网卡：
static struct uip_fw_netif tr1001if =
{UIP_FW_NETIF(0,0,0,0, 0,0,0,0, uip_driver_send)};
其中uip_driver_send就是这块网卡的发包函数。
在主函数中会进行协议栈的初始化，另外开启几个关于收发数据的进程。
int main(void)
{
msp430_cpu_init();
process_start(&etimer_process, NULL);
netstack_init();
init_uip_net();
autostart_start(autostart_processes);
watchdog_start();
while(1) {
int r;
do {
/* Reset watchdog. */
watchdog_periodic();
r = process_run();
} while(r > 0);
return 0;
}
其中，init_uip_net() 中启动了两个进程如下：
static void init_uip_net(void)
{
process_start(&tcpip_process, NULL);//该进程在tcpip.c中进行处理
process_start(&uip_fw_process, NULL);
}
这两个进程我们在以后会用到。
netstack_init()如下：
void netstack_init(void)
{
NETSTACK_RADIO.init();
NETSTACK_RDC.init();
NETSTACK_MAC.init();
NETSTACK_NETWORK.init();
}
即，netstack_init会对各层驱动均进行初始化。
下面，主要说Radio层的驱动初始化：
Int tr1001_init(void)
{
PT_INIT(&rxhandler_pt);
process_start(&tr1001_process, NULL);
return 1;
}
该初始化过程中启动了 tr1001_process， 如下：
PROCESS_THREAD(tr1001_process, ev, data)
{
PROCESS_BEGIN();
while(1) {
PROCESS_YIELD_UNTIL(ev == PROCESS_EVENT_POLL);
packetbuf_clear();
len = tr1001_read(packetbuf_dataptr(), PACKETBUF_SIZE); // 读取数据
if(len > 0) {
packetbuf_set_datalen(len);
NETSTACK_RDC.input(); // 向上提交
}
}
PROCESS_END();
}
当该进程收到事件ev == PROCESS_EVENT_POLL时，就会从射频芯片读数据。
我们知道，射频芯片每收到一个frame，都会向cpu发送一个中断，进而CPU将收到的数据读走。下面，看这个PROCESS_EVENT_POLL事件的产生过程。
中断注册函数如下：
interrupt (UART0RX_VECTOR)
tr1001_rxhandler(void)
{
ENERGEST_ON(ENERGEST_TYPE_IRQ);
tr1001_default_rxhandler_pt(RXBUF0);
if(tr1001_rxstate == RXSTATE_FULL) {
LPM4_EXIT;
}
ENERGEST_OFF(ENERGEST_TYPE_IRQ);
}
Char tr1001_default_rxhandler_pt(unsigned char incoming_byte))
{
static unsigned char rxtmp, tmppos;
if(rxcrctmp == rxcrc) {
/* A full packet has been received and the CRC checks out. We'll
request the driver to take care of the incoming data. */
RIMESTATS_ADD(llrx);
process_poll(&tr1001_process);//提升优先级
PT_END(&rxhandler_pt);
}
到这里，radio层的收包过程就结束了。通过 NETSTACK_RDC.input() 将数据提交到rdc层。
进入函数：nullrdc_driver.input()， 即core\net\mac 下的 nullrdc.c 中的packet_input。
static void packet_input(void)
{
NETSTACK_MAC.input();
}
提交给mac层继续处理。进入函数nullmac_driver.input()，即core\net\mac 下的 nullmac.c 中的packet_input。
static void packet_input(void)
{
NETSTACK_NETWORK.input();
}
提交给网络层进行处理。进入函数uip_driver.input(), 即platform/esb/net/uip_dirver.c中的 input函数。
static void input(void)
{
if(packetbuf_datalen() > 0 && packetbuf_datalen() <=UIP_BUFSIZE - UIP_LLH_LEN) {
memcpy(&uip_buf[UIP_LLH_LEN], packetbuf_dataptr(),packetbuf_datalen());
uip_len = hc_inflate(&uip_buf[UIP_LLH_LEN], packetbuf_datalen());
tcpip_input(); //传递PACKET_INPUT事件
}
}
Void tcpip_input(void)
{
process_post_synch(&tcpip_process, PACKET_INPUT, NULL);
}
Tcpip_input 向进程tcpip_process 传递消息PACKET_INPUT。（下面三个函数均位于/core/net/tcpip.c）
PROCESS_THREAD(tcpip_process, ev, data)
{
PROCESS_BEGIN();
tcpip_event = process_alloc_event();
while(1) {
PROCESS_YIELD();
eventhandler(ev, data); //tcpip进程处理函数
}
PROCESS_END();
}
/*---------------------------------------------------------------*/
static void
eventhandler(process_event_tev, process_data_t data)
{
switch(ev) {
case PROCESS_EVENT_EXITED: …
case PROCESS_EVENT_TIMER: ….
case TCP_POLL: …
case UDP_POLL: ...
case PACKET_INPUT:
packet_input();
break;
};
}
static void
packet_input(void)
{
if(uip_len > 0) {
tcpip_is_forwarding = 1;
if(uip_fw_forward() == UIP_FW_LOCAL) { // 这里执行路由和转发
tcpip_is_forwarding = 0;
check_for_tcp_syn();
uip_input(); //tcp调用uip读取数据包
if(uip_len > 0) {
tcpip_output();
}
}
tcpip_is_forwarding = 0;
}
}
到uip_input（就是函数uip_process()），至此数据成功的转交到UIP协议栈进行处理。
Uip_process中会对网络层以及传输层的包头进行分析，并提交给应用程序，并依据连接状态以及数据包类型进行处理。
至此，数据的接收流程结束。