網卡發送數據是通過low\_level\_output()函數實現的,該函數是一個底層驅動函數,這要求用戶熟悉網卡底層特性,還要熟悉pbuf數據包。首先說說發送數據的過程,用戶在應用層想要通過一個網卡發送數據,那么就要將數據傳入LwIP內核中,經過內核的傳輸層封裝、IP層封裝等等,簡單來說就是上層將要發送的數據層層封裝,存儲在pbuf數據包中,可能數據很大,想要多個pbuf才能存放得下,這時候pbuf就以鏈表的形式存在,當數據發送的時候,就要將屬于一個數據包的數據全部發送出去,此處需要注意的是,屬于同一個數據包中的所有數據都必須放在同一個以太網幀中發送。low\_level\_output()函數的實現具體見
```
1 static err_t low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p)
2 {
3 err_t errval;
4 struct pbuf *q;
5 uint8_t *buffer = (uint8_t *)(heth.TxDesc->Buffer1Addr);
6 __IO ETH_DMADescTypeDef *DmaTxDesc;
7 uint32_t framelength = 0;
8 uint32_t bufferoffset = 0;
9 uint32_t byteslefttocopy = 0;
10 uint32_t payloadoffset = 0;
11 DmaTxDesc = heth.TxDesc;
12 bufferoffset = 0;
13
14 /* copy frame from pbufs to driver buffers */
15 for (q = p; q != NULL; q = q->next) (1)
16 {
17 /* Is this buffer available? If not, goto error */
18 if ((DmaTxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN) != (uint32_t)RESET)
19 {
20 errval = ERR_USE;
21 goto error; (2)
22 }
23
24 /* Get bytes in current lwIP buffer */
25 byteslefttocopy = q->len; (3)
26 payloadoffset = 0;
27
28 /* Check if the length of data to copy is bigger than Tx buffer size*/
29 while ( (byteslefttocopy + bufferoffset) > ETH_TX_BUF_SIZE ) (4)
30 {
31 /* Copy data to Tx buffer*/
32 memcpy( (uint8_t*)((uint8_t*)buffer + bufferoffset),
33 (uint8_t*)((uint8_t*)q->payload + payloadoffset),
34 (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset) ); (5)
35
36 /* Point to next descriptor */
37 DmaTxDesc = (ETH_DMADescTypeDef *)(DmaTxDesc->Buffer2NextDescAddr); (6)
38
39 /* Check if the buffer is available */
40 if((DmaTxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN) != (uint32_t)RESET)
41 {
42 errval = ERR_USE;
43 goto error; (7)
44 }
45
46 buffer = (uint8_t *)(DmaTxDesc->Buffer1Addr); (8)
47
48 byteslefttocopy = byteslefttocopy - (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset);
49 payloadoffset = payloadoffset + (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset);
50 framelength = framelength + (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset);
51 bufferoffset = 0; (9)
52 }
53
54 /* Copy the remaining bytes */
55 memcpy( (uint8_t*)((uint8_t*)buffer + bufferoffset),
56 (uint8_t*)((uint8_t*)q->payload + payloadoffset), byteslefttocopy );
57 bufferoffset = bufferoffset + byteslefttocopy;
58 framelength = framelength + byteslefttocopy; (10)
59 }
60
61 /* Prepare transmit descriptors to give to DMA */
62 HAL_ETH_TransmitFrame(&heth, framelength); (11)
63
64 errval = ERR_OK;
65
66 error:
67
68 /* When Transmit Underflow flag is set, clear it and issue a
69 Transmit Poll Demand to resume transmission */
70 if ((heth.Instance->DMASR & ETH_DMASR_TUS) != (uint32_t)RESET)
71 {
72 /* Clear TUS ETHERNET DMA flag */
73 heth.Instance->DMASR = ETH_DMASR_TUS; (12)
74
75 /* Resume DMA transmission*/
76 heth.Instance->DMATPDR = 0; (13)
77 }
78 return errval;
79 }
```
(1):前面也說了,可能一個pbuf沒法存儲所有的數據,LwIP就會使用鏈表形式的pbuf將所有屬于一個數據包的數據存儲起來,那么在發送的時候就要變量這個pbuf鏈表,將所有數據都取出來。
(2):判斷一下要發送數據的緩沖區可用嗎?如果不可用,就跳轉錯誤。
(3):獲取pbuf中的數據長度。
(4):檢查要拷貝的數據長度是否大于ETH_TX_BUF_SIZE的大小,當數據長度大于以太網發送緩沖區的時候,就需要分批次拷貝了。
(5):將pbuf中payload指向數據區域的數據拷貝到緩沖區,拷貝的大小就是緩沖區的大小。
(6):指向下一個發送的描述符(描述符是STM32以太網中的一種數據結構,此處了解一下即可)。
(7):檢查一下要發送數據的緩沖區可用嗎?如果不可用,就跳轉錯誤。
(8):得到新的buff地址。
(9):計算還需要拷貝的長度、得到要偏移的數據地址、記錄已經拷貝的長度,重新進行拷貝,直到要拷貝的數據長度小于ETH_TX_BUF_SIZE的大小。
(10):退出了while循環,拷貝剩余的數據,并記錄拷貝了多大的數據。
(11):提供傳輸描述符及長度給DMA啟動發送。
(12):當發送錯誤的時候,清除TUS ETHERNET DMA標志位。
(13):重新恢復DMA傳輸。
- 說明
- 第1章:網絡協議簡介
- 1.1:常用網絡協議
- 1.2:網絡協議的分層模型
- 1.3:協議層報文間的封裝與拆封
- 第2章:LwIP簡介
- 2.1:LwIP的優缺點
- 2.2:LwIP的文件說明
- 2.2.1:如何獲取LwIP源碼文件
- 2.2.2:LwIP文件說明
- 2.3:查看LwIP的說明文檔
- 2.4:使用vscode查看源碼
- 2.4.1:查看文件中的符號列表(函數列表)
- 2.4.2:函數定義跳轉
- 2.5:LwIP源碼里的example
- 2.6:LwIP的三種編程接口
- 2.6.1:RAW/Callback API
- 2.6.2:NETCONN API
- 2.6.3:SOCKET API
- 第3章:開發平臺介紹
- 3.1:以太網簡介
- 3.1.1:PHY層
- 3.1.2:MAC子層
- 3.2:STM32的ETH外設
- 3.3:MII 和 RMII 接口
- 3.4:PHY:LAN8720A
- 3.5:硬件設計
- 3.6:軟件設計
- 3.6.1:獲取STM32的裸機工程模板
- 3.6.2:添加bsp_eth.c與bsp_eth.h
- 3.6.3:修改stm32f4xx_hal_conf.h文件
- 第4章:LwIP的網絡接口管理
- 4.1:netif結構體
- 4.2:netif使用
- 4.3:與netif相關的底層函數
- 4.4:ethernetif.c文件內容
- 4.4.1:ethernetif數據結構
- 4.4.2:ethernetif_init()
- 4.4.3:low_level_init()
- 第5章:LwIP的內存管理
- 5.1:幾種內存分配策略
- 5.1.1:固定大小的內存塊
- 5.1.2:可變長度分配
- 5.2:動態內存池(POOL)
- 5.2.1:內存池的預處理
- 5.2.2:內存池的初始化
- 5.2.3:內存分配
- 5.2.4:內存釋放
- 5.3:動態內存堆
- 5.3.1:內存堆的組織結構
- 5.3.2:內存堆初始化
- 5.3.3:內存分配
- 5.3.4:內存釋放
- 5.4:使用C庫的malloc和free來管理內存
- 5.5:LwIP中的配置
- 第6章:網絡數據包
- 6.1:TCP/IP協議的分層思想
- 6.2:LwIP的線程模型
- 6.3:pbuf結構體說明
- 6.4:pbuf的類型
- 6.4.1:PBUF_RAM類型的pbuf
- 6.4.2:PBUF_POOL類型的pbuf
- 6.4.3:PBUF_ROM和PBUF_REF類型pbuf
- 6.5:pbuf_alloc()
- 6.6:pbuf_free()
- 6.7:其它pbuf操作函數
- 6.7.1:pbuf_realloc()
- 6.7.2:pbuf_header()
- 6.7.3:pbuf_take()
- 6.8:網卡中使用的pbuf
- 6.8.1:low_level_output()
- 6.8.2:low_level_input()
- 6.8.3:ethernetif_input()
- 第7章:無操作系統移植LwIP
- 7.1:將LwIP添加到裸機工程
- 7.2:移植頭文件
- 7.3:移植網卡驅動
- 7.4:LwIP時基
- 7.5:協議棧初始化
- 7.6:獲取數據包
- 7.6.1:查詢方式
- 7.6.2:ping命令詳解
- 7.6.3:中斷方式
- 第8章:有操作系統移植LwIP
- 8.1:LwIP中添加操作系統
- 8.1.1:拷貝FreeRTOS源碼到工程文件夾
- 8.1.2:添加FreeRTOS源碼到工程組文件夾
- 8.1.3:指定FreeRTOS頭文件的路徑
- 8.1.4:修改stm32f10x_it.c
- 8.2:lwipopts.h文件需要加入的配置
- 8.3:sys_arch.c/h文件的編寫
- 8.4:網卡底層的編寫
- 8.5:協議棧初始化
- 8.6:移植后使用ping測試基本響應
- 第9章:LwIP一探究竟
- 9.1:網卡接收數據的流程
- 9.2:內核超時處理
- 9.2.1:sys_timeo結構體與超時鏈表
- 9.2.2:注冊超時事件
- 9.2.3:超時檢查
- 9.3:tcpip_thread線程
- 9.4:LwIP中的消息
- 9.4.1:消息結構
- 9.4.2:數據包消息
- 9.4.3:API消息
- 9.5:揭開LwIP神秘的面紗
- 第10章:ARP協議
- 10.1:鏈路層概述
- 10.2:MAC地址的基本概念
- 10.3:初識ARP
- 10.4:以太網幀結構
- 10.5:IP地址映射為物理地址
- 10.6:ARP緩存表
- 10.7:ARP緩存表的超時處理
- 10.8:ARP報文
- 10.9:發送ARP請求包
- 10.10:數據包接收流程
- 10.10.1:以太網之數據包接收
- 10.10.2:ARP數據包處理
- 10.10.3:更新ARP緩存表
- 10.11:數據包發送流程
- 10.11.1:etharp_output()函數
- 10.11.2:etharp_output_to_arp_index()函數
- 10.11.3:etharp_query()函數
- 第11章:IP協議
- 11.1:IP地址.md
- 11.1.1:概述
- 11.1.2:IP地址編址
- 11.1.3:特殊IP地址