對于每種類型的消息,LwIP內核都必須有一個產生與之對應的消息函數,在產生該類型的消息后就將其投遞到系統郵箱tcpip\_mbox中,這樣子tcpip\_thread線程就會從郵箱中得到消息并且處理,從而能使內核完美運作,從圖 9?1中我們可以很直觀看到對應數據包的消息,是通過tcpip\_input()函數對消息進行構造并且投遞的,但是真正執行這些操作的函數是tcpip\_inpkt(),其源碼具體見代碼清單 9?10。
```
1 err_t
2 tcpip_input(struct pbuf *p, struct netif *inp)
3 {
4 if (inp->flags & (NETIF_FLAG_ETHARP | NETIF_FLAG_ETHERNET))
5 {
6 return tcpip_inpkt(p, inp, ethernet_input); (1)
7 }
8 }
9
10 err_t
11 tcpip_inpkt(struct pbuf *p, struct netif *inp, netif_input_fn input_fn)
12 {
13 struct tcpip_msg *msg;
14
15 LWIP_ASSERT("Invalid mbox", sys_mbox_valid_val(tcpip_mbox));
16
17 msg = (struct tcpip_msg *)memp_malloc(MEMP_TCPIP_MSG_INPKT); (2)
18 if (msg == NULL)
19 {
20 return ERR_MEM;
21 }
22
23 msg->type = TCPIP_MSG_INPKT;
24 msg->msg.inp.p = p;
25 msg->msg.inp.netif = inp;
26 msg->msg.inp.input_fn = input_fn; (3)
27 if (sys_mbox_trypost(&tcpip_mbox, msg) != ERR_OK) (4)
28 {
29 memp_free(MEMP_TCPIP_MSG_INPKT, msg); (5)
30 return ERR_MEM;
31 }
32 return ERR_OK;
33 }
```
(1):調用tcpip_inpkt()函數將ethernet_input()函數作為結構體的一部分傳遞給內核,然后內核接收到這個數據包就調用該函數。
(2):申請存放消息的內存空間。
(3):構造消息,消息的類型是數據包消息,初始化消息結構中msg共用體的inp字段,p指向數據包,網卡就是對應的網卡,處理的函數就是我們熟悉的ethernet_input()函數。
(4):構造消息完成,就調用sys_mbox_trypost進行投遞消息,這其實就是對操作系統的API簡單封裝,如果投遞成功則返回ERR_OK。
(5):如果投遞失敗,就釋放對應的消息結構空間。
總的來說,萬變不離其宗,無論是裸機編程還是操作系統,都是通過ethernet_input()函數去處理接收到的數據包,只不過操作系統通過線程與線程間數據通信,使用了消息進行傳遞,這樣子能使接收線程與內核線程互不干擾,相互獨立開,在操作系統環境下,接收線程只負責接收數據包、構造消息并且完成投遞消息即可,這樣子處理完又能接收下一個數據包,這樣子的效率更加高效,而內核根據這些消息做對應處理即可。
其運作示意圖具體見圖 9 3。

- 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