etharp\_output()函數被IP層的ip4\_output()函數調用,IP層傳遞一個數據包到ARP中,etharp\_output()會根據數據包的目標IP地址選擇不同的處理,其源碼具體見代碼清單 10?11。
```
1 const struct eth_addr ethbroadcast =
2 {{0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}};
3
4 const struct eth_addr ethzero = {{0, 0, 0, 0, 0, 0}};
5
6 /** 24位IANA IPv4多播OUI為01-00-5e: */
7 #define LL_IP4_MULTICAST_ADDR_0 0x01
8 #define LL_IP4_MULTICAST_ADDR_1 0x00
9 #define LL_IP4_MULTICAST_ADDR_2 0x5e
10
11 err_t etharp_output
12 (struct netif *netif, struct pbuf *q, const ip4_addr_t *ipaddr)
13 {
14 const struct eth_addr *dest;
15 struct eth_addr mcastaddr;
16 const ip4_addr_t *dst_addr = ipaddr;
17
18 LWIP_ASSERT_CORE_LOCKED();
19 LWIP_ASSERT("netif != NULL", netif != NULL);
20 LWIP_ASSERT("q != NULL", q != NULL);
21 LWIP_ASSERT("ipaddr != NULL", ipaddr != NULL);
22
23 if (ip4_addr_isbroadcast(ipaddr, netif))
24 {
25 /* 如果是廣播數據包,目標MAC地址設置為FF-FF-FF-FF-FF-FF-FF */
26 dest = (const struct eth_addr *)ðbroadcast; (1)
27 /* multicast destination IP address? */
28 }
29 else if (ip4_addr_ismulticast(ipaddr))
30 {
31 /* 如果是多播數據包,目標MAC地址設置為多播地址:01-00-5E-XX-XX-XX*/
32 mcastaddr.addr[0] = LL_IP4_MULTICAST_ADDR_0;
33 mcastaddr.addr[1] = LL_IP4_MULTICAST_ADDR_1;
34 mcastaddr.addr[2] = LL_IP4_MULTICAST_ADDR_2;
35 mcastaddr.addr[3] = ip4_addr2(ipaddr) & 0x7f;
36 mcastaddr.addr[4] = ip4_addr3(ipaddr);
37 mcastaddr.addr[5] = ip4_addr4(ipaddr);
38
39 dest = &mcastaddr; (2)
40
41 }
42 else
43 {
44 /* 如果是單播目標地IP地址 */
45 netif_addr_idx_t i;
46 /* 判斷目標IP地址是否與主機處于同一子網上,
47 如果不是,則修改IP地址 */
48 if (!ip4_addr_netcmp(ipaddr, netif_ip4_addr(netif),
49 netif_ip4_netmask(netif)) &&
50 !ip4_addr_islinklocal(ipaddr)) (3)
51 {
52 #if LWIP_AUTOIP
53 struct ip_hdr *iphdr =
54 LWIP_ALIGNMENT_CAST(struct ip_hdr *, q->payload);
55
56 if (!ip4_addr_islinklocal(&iphdr->src))
57 #endif
58 {
59 #ifdef LWIP_HOOK_ETHARP_GET_GW
60 dst_addr = LWIP_HOOK_ETHARP_GET_GW(netif, ipaddr);
61 if (dst_addr == NULL)
62 #endif
63 {
64 /* 判斷一下網關地址是否有效 */
65 if (!ip4_addr_isany_val(*netif_ip4_gw(netif))) (4)
66 {
67 /* 發送到默認網關,讓網關進行轉發 */
68 dst_addr = netif_ip4_gw(netif);
69 /* 沒有默認網關可用 */
70 }
71 else
72 {
73 /* 返回錯誤 */
74 return ERR_RTE;
75 }
76 }
77 }
78 }
79 /* 遍歷ARP緩存表 */
80 for (i = 0; i < ARP_TABLE_SIZE; i++)
81 {
82 if ((arp_table[i].state >= ETHARP_STATE_STABLE) &&
83 (arp_table[i].netif == netif) &&
84 (ip4_addr_cmp(dst_addr, &arp_table[i].ipaddr)))
85 {
86 /* 如果找到目標IP地址對應的表項,直接發送 */
87 ETHARP_SET_ADDRHINT(netif, i);
88 return etharp_output_to_arp_index(netif, q, i); (5)
89 }
90 }
91 /* 如果沒有找到與目標IP地址對應的ARP表項 */
92 return etharp_query(netif, dst_addr, q); (6)
93 }
94
95 /* 對于多播、廣播數據包,直接能得到對應的MAC地址,可以進行發送*/
96 return ethernet_output(netif, q,
97 (struct eth_addr *)(netif->hwaddr), dest, ETHTYPE_IP); (7)
98 }
```
(1):如果是廣播數據包,目標MAC地址設置為FF-FF-FF-FF-FF-FF-FF。
(2):如果是多播數據包,目標MAC地址設置為多播地址:01-00-5E-XX-XX-XX。
此處簡單補充一下單播包、廣播包與多播包的相關知識:
單播包:顧名思義,就是一對一通信,發送的目標主機IP地址是唯一的,就像是人們之間的對話一樣,一個人對另外一個人說話。
多播包:“多播”可以理解為一個人向多個人(但不是在場的所有人)說話,比如在一個大餐廳中,一個人說話只能讓一桌人知道,而其他桌上的人并不知道說了什么。同理的,主機發送的多播包只能讓某些滿足條件的目標主機接收到。
廣播包:而廣播就是類似于用大喇叭進行廣播通知,在場的所有人都能知道。廣播包是讓所有處于同一子網的主機都能接收到數據包。
(3):如果是單播目標地IP地址,首先判斷目標IP地址是否與主機處于同一子網上,如果不是,則修改IP地址,IP地址為網關的IP地址,目的是為了讓網關進行轉發。
(4):判斷一下網關地址是否有效,如果有效,則發送到默認網關,讓網關進行轉發,沒有默認網關可用則返回錯誤代碼。
(5):遍歷ARP緩存表,如果找到目標IP地址對應的表項,調用etharp_output_to_arp_index()函數直接發送,該函數源碼具體見代碼清單 10 12。
(6):如果沒有找到與目標IP地址對應的ARP表項,需要調用etharp_query()函數進行發送,這個函數在稍后講解,具體見10.11.3 小節。
(7):對于多播、廣播數據包,直接能得到對應的MAC地址,可以進行發送。
- 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