LwIP簡介

LwIP是輕量化的TCP/IP協議，由瑞典計算機科學院(SICS)的Adam Dunkels 開發的一個小型開源的TCP/IP協議棧。LwIP具有高度可移植性、代碼開源，提供了三種編程接口（API）：RAW API、NETCONN API 和 Socket API，用于與TCP/IP代碼進行通信。

通過官網可獲取LwIP源碼包及contrib包。源代碼包主要包含LwIP內核的源碼文件，contrib包中包含部分移植和應用LwIP的demo。contrib包不屬于LwIP內核的一部分，但很有參考價值。

以lwip-2.1.2版本的源碼包為例，如圖1所示，該源碼包分為三部分， src 文件為LWIP源代碼文件， doc 文件包含LwIP相關文檔， test 為LwIP測試文件，使用時主要關注于 src 文件下的內容。

LwIP內核是由一系列模塊組合而成，包括 TCP/IP 協議棧的各種協議、內存管理、數據包管理、網卡接口、基礎功能類模塊、API等，構成這些模塊的源文件就分布在api、apps、core、netif中，頭文件則匯總在include中。

api

NETCONN API和Socket API相關的源文件，只有在操作系統的環境中，才能被編譯

apps

應用程序的源文件，包括常見的應用程序，如httpd、mqtt、tftp、sntp、snmp等

core

LwIP的內核源文件

include

LwIP所有模塊對應的頭文件

netif

與網卡移植有關的文件

圖1 LwIP-2.1.2源碼包

移植接口解析

LwIP使用數據結構體netif來描述網卡，并提供統一接口，需要與以太網底層驅動接口函數結合使用，例如底層驅動負責完成網卡的初始化、網卡的數據收發等，當LwIP內核需要發送一個數據包時，就會通過LWIP提供的接口函數去調用底層網卡的發送函數，將數據由硬件接口與軟件內核銜接在一起。

contrib文件中包含部分可使用的網卡移植模板文件，其中ethernetif.c文件（contrib-2.1.0examplesethernetif目錄下的ethernetif.c文件）為底層接口驅動的模板，以 LibSamples 為例，若要基于 LibSample的以太網驅動移植LwIP，則需參考ethernetif.c模板，根據以太網驅動及所需配置進行修改，將底層驅動 ethernet 相關函數填充到LwIP所需的指定功能函數中。

ethernetif.c文件中的函數通常為與硬件打交道的底層函數，當有數據需要通過網卡接收或者發送數據的時候就會被調用，經過LwIP協議棧內部進行處理后，從應用層就能得到數據或者可以發送數據。該文件中包括函數：low_level_init()、low_level_output()、low_level_input()、ethernetif_input()和ethernetif_init()函數。

ethernetif_init()

LwIP中默認的網卡初始化函數，內部封裝了low_level_init()函數

ethernetif_input()

該函數用于接收網卡數據，內部封裝了low_level_input()函數，在接收完畢時，將數據通過pbuf遞交給上層。

low_level_init()

low_level_init()函數主要是根據實際情況對網卡進行一系列的初始化工作，例如：初始化MAC地址、長度， 設置最大傳輸包的大小，設置網卡的屬性字段等功能。

該函數中需要調用以太網底層驅動中的相關初始化函數，以 LibSamples為例，該函數需要調用以太網底層驅動 hal_enet.c/.h 的 PHY、MAC、DMA相關初始化函數并進行配置。

low_level_output()

該函數用于實現網卡發送數據，是一個底層驅動函數，需根據以太網底層驅動進行相應修改，若想通過一個網卡發送數據，則需要將該數據傳入LwIP內核中，經過層層封裝最后存儲在pbuf數據包中，需注意pbuf以鏈表的形式存在，數據發送時是以一整個數據包全部發送的。

low_level_input()

low_level_input()函數用于從網卡中接收一個數據包，并將該數據包封裝在pbuf中遞交給上層，該函數需要調用以太網底層驅動中的接收函數。

移植LwIP協議棧

基于LibSamples的以太網驅動對LwIP進行移植，需先將LwIP源文件中的部分文件添加到LibSamples中，如： src 源文件、 include 頭文件。

若想令LwIP運行，還需補充contrib文件中部分內容，如圖2所示，由于部分源文件中使用頭文件寫法為”arch/xx”，因此，在src文件下新建arch文件，并將需要修改的模板文件及contrib中的部分接口文件放入arch文件中。

ethernetif.c網卡移植模板文件

cc.h文件主要完成協議棧內部使用的數據類型的定義

lwipopts.h文件包含了用戶對協議棧內核參數進行的配置，若未在lwipopts.h文件中進行配置，則LwIP會使用opt.h中的默認參數

perf.h文件是實現與系通通計和測量相關的功能，若未使用該功能，則無需修改

bpstruct.h、epstruct.h由contrib文件下的ports文件所提供，屬于堆棧的一部分，無需修改

圖2 LWIP移植所需部分文件

lwipopts.h文件中需要根據是否為操作系統模擬層、堆內存大小、是否使用TCP及TCP相關配置等進行宏定義配置，例如：宏定義 NO_SYS 表示無操作系統模擬層，因為當前為無操作系統的移植，所以設置該宏定義為1。

...
/**
*NO_SYS==1:ProvidesVERYminimalfunctionality.Otherwise,
*useLwIPfacilities.
*/
#defineNO_SYS1
...

cc.h文件中包含處理器相關的變量類型、數據結構及字節對齊的相關宏，需根據處理器及編譯器進行修改。

...
#defineLWIP_NO_STDINT_H1

typedefunsignedcharu8_t;
typedefsignedchars8_t;
typedefunsignedshortu16_t;
typedefsignedshorts16_t;
typedefunsignedlongu32_t;
typedefsignedlongs32_t;
typedefu32_tmem_ptr_t;
typedefintsys_prot_t;

#defineU16_F"hu"
#defineS16_F"d"
#defineX16_F"hx"
#defineU32_F"u"
#defineS32_F"d"
#defineX32_F"x"
#defineSZT_F"uz"
...
#elifdefined(__GNUC__)

#definePACK_STRUCT_BEGIN
#definePACK_STRUCT_STRUCT__attribute__((__packed__))
#definePACK_STRUCT_END
#definePACK_STRUCT_FIELD(x)x
...

low_level_init移植接口實現

頭文件配置并修改完成后，需要對移植模板文件 ethernetif.c 進行修改。

在以太網底層驅動與LwIP初始化接口的銜接上，對low_level_init()進行修改，在對LwIP的netif結構體進行相關配置之前，需要通過以太網底層驅動使硬件被初始化；初始化后，配置 MAC 硬件地址，鏈接發送描述符及接收描述符并進行描述符內容配置，配置描述符地址，配置完成后，使能以太網 DMA 啟動傳輸，此時，初始化完成。

staticvoid
low_level_init(structnetif*netif)
{
structethernetif*ethernetif=netif->state;

/*setMAChardwareaddresslength*/
netif->hwaddr_len=ETHARP_HWADDR_LEN;

/*setMAChardwareaddress*/
netif->hwaddr[0]=BOARD_MAC_ADDR0;
netif->hwaddr[1]=BOARD_MAC_ADDR1;
netif->hwaddr[2]=BOARD_MAC_ADDR2;
netif->hwaddr[3]=BOARD_MAC_ADDR3;
netif->hwaddr[4]=BOARD_MAC_ADDR4;
netif->hwaddr[5]=BOARD_MAC_ADDR5;

/*maximumtransferunit*/
netif->mtu=1500;

/*devicecapabilities*/
/*don'tsetNETIF_FLAG_ETHARPifthisdeviceisnotanethernetone*/
netif->flags=NETIF_FLAG_BROADCAST|NETIF_FLAG_ETHARP|NETIF_FLAG_LINK_UP;

#ifLWIP_IPV6&&LWIP_IPV6_MLD
/*
*Forhardware/netifsthatimplementMACfiltering.
*All-nodeslink-localishandledbydefault,sowemustletthehardwareknow
*toallowmulticastpacketsin.
*Shouldsetmld_mac_filterpreviously.*/
if(netif->mld_mac_filter!=NULL){
ip6_addr_tip6_allnodes_ll;
ip6_addr_set_allnodes_linklocal(&ip6_allnodes_ll);
netif->mld_mac_filter(netif,&ip6_allnodes_ll,NETIF_ADD_MAC_FILTER);
}
#endif/*LWIP_IPV6&&LWIP_IPV6_MLD*/

ETH_GPIOInit();
SysTick->CTRL|=((uint32_t)0x00000004);
SysTick_Config(120000000/1000);

ETH_InitTypeDefptr;
ETH_StructInit(&ptr);
ptr.ETH_AutoNegotiation=ETH_AutoNegotiation_Disable;
ETH_Init(&ptr,ENET_PHY_ADDR);
ETH->DMAOMR&=~ETH_DMAOMR_OSF;

/*EnableETHDMAinterrupt.*/
ETH_DMAITConfig(ETH_DMA_IT_NIS|ETH_DMA_IT_R,ENABLE);

NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=ENET_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

/*Configmacdfilteraddress.*/
ENET_SetupMacAddrFilter(0x1u<<31|0x1u<<5,?ENET_ADDR_FILTER_NUM,?0u,?netif->hwaddr);

/*Settxdmadesplink.*/
memset(enet_txdma_desp_tbl,0,sizeof(enet_txdma_desp_tbl));
for(uint32_ti=0u;iDMATXDSAR=(uint32_t)(&enet_txdma_desp_tbl[0]);
enet_usable_txdma_desp=&enet_txdma_desp_tbl[0];

/*Setrxdmadesplink.*/
memset(enet_rxdma_desp_tbl,0,sizeof(enet_rxdma_desp_tbl));
for(uint32_ti=0;iDMARXDSAR=(uint32_t)enet_rxdma_desp_tbl;
enet_first_rxdma_desp=&enet_rxdma_desp_tbl[0];

ETH_Start();
}

low_level_output移植接口實現

low_level_output()函數與以太網底層驅動的發送功能函數相結合，將LwIP要發送的數據存儲到以太網發送描述符中所指定的存儲區域中，再對發送描述符進行配置并進行發送。

staticerr_t
low_level_output(structnetif*netif,structpbuf*p)
{
structethernetif*ethernetif=netif->state;
structpbuf*q;

/*Getcurrentdestinationaddress.*/
ETH_DMADESCTypeDef*txdma_desp=enet_usable_txdma_desp;

if(0u!=(txdma_desp->CS&TXDMA_DES0_OWN)){
returnERR_USE;
}

#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_remove_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*dropthepaddingword*/
#endif

uint32_te_offset=0;/*recordenetmodulebufoffset.*/
for(q=p;q!=NULL;q=q->next){
/*Sendthedatafromthepbuftotheinterface,onepbufata
time.Thesizeofthedataineachpbufiskeptinthe->len
variable.*/
for(uint32_ti=0;ilen;i++){
((uint8_t*)(txdma_desp->BUF1ADDR))[e_offset]=((uint8_t*)(q->payload))[i];
e_offset++;
if(e_offset==ENET_TX_BUFLEN){
txdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)(txdma_desp->BUF2NDADDR);
if((txdma_desp->CS&TXDMA_DES0_OWN)!=0u){
returnERR_USE;
}
e_offset=0;
}
}
}

if(p->tot_len<=?ENET_TX_BUFLEN)?{
????enet_usable_txdma_desp->CS|=TXDMA_DES0_TFS|TXDMA_DES0_TLS|TXDMA_DES0_OWN;
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=p->tot_len;/*TBS1!BUF2NDADDR;
}else{
enet_usable_txdma_desp->CS|=TXDMA_DES0_TFS;/*TFS=1u.*/
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TLS;/*TLS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=ENET_TX_BUFLEN;/*!BUF2NDADDR;
for(uint32_ti=ENET_TX_BUFLEN;itot_len-ENET_TX_BUFLEN;i+=ENET_TX_BUFLEN){
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TFS;/*TFS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TLS;/*TLS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=ENET_TX_BUFLEN;
enet_usable_txdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)enet_usable_txdma_desp->BUF2NDADDR;
}
enet_usable_txdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)enet_usable_txdma_desp->BUF2NDADDR;
enet_usable_txdma_desp->CS&=~TXDMA_DES0_TFS;/*TFS=0u.*/
enet_usable_txdma_desp->CS|=TXDMA_DES0_TLS;/*TLS=1u.*/
enet_usable_txdma_desp->BL&=~0x1FFF;
enet_usable_txdma_desp->BL|=(p->tot_len%ENET_TX_BUFLEN);
}

if(0!=(ETH->DMASRÐ_DMA_TransmitProcess_Suspended)){
ETH_ResumeDMATransmission();
}

MIB2_STATS_NETIF_ADD(netif,ifoutoctets,p->tot_len);
if(((u8_t*)p->payload)[0]&1){
/*broadcastormulticastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifoutnucastpkts);
}else{
/*unicastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifoutucastpkts);
}
/*increaseifoutdiscardsorifouterrorsonerror*/

#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_add_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*reclaimthepaddingword*/
#endif

LINK_STATS_INC(link.xmit);

returnERR_OK;
}

low_level_input移植接口實現

low_level_input()函數與以太網底層驅動的接收功能函數相結合，將接收到的數據存入LwIP的pbuf鏈中。ethernetif_input()函數調用low_level_input()函數。

staticstructpbuf*
low_level_input(structnetif*netif)
{
structethernetif*ethernetif=netif->state;
structpbuf*p,*q;
u16_tlen;

ETH_DMADESCTypeDef*rxdma_desp=enet_first_rxdma_desp;
for(uint32_ti=0;iCS&RXDMA_DES0_RLS)!=0){
len=(uint32_t)(rxdma_desp->CS&RXDMA_DES0_FL)>>16;
break;
}elseif((rxdma_desp->CS&RXDMA_DES0_OWN)!=0){
returnNULL;
}else{
rxdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)(rxdma_desp->BUF2NDADDR);
}
}

#ifETH_PAD_SIZE
len+=ETH_PAD_SIZE;/*allowroomforEthernetpadding*/
#endif

/*Weallocateapbufchainofpbufsfromthepool.*/
p=pbuf_alloc(PBUF_RAW,len,PBUF_POOL);

if(p!=NULL){

#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_remove_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*dropthepaddingword*/
#endif

/*Weiterateoverthepbufchainuntilwehavereadtheentire
*packetintothepbuf.*/
uint32_te_offset=0;
rxdma_desp=enet_first_rxdma_desp;
for(q=p;q!=NULL;q=q->next){
/*Readenoughbytestofillthispbufinthechain.The
*availabledatainthepbufisgivenbytheq->len
*variable.
*Thisdoesnotnecessarilyhavetobeamemcpy,youcanalsopreallocate
*pbufsforaDMA-enabledMACandafterreceivingtruncateittothe
*actuallyreceivedsize.Inthiscase,ensurethetot_lenmemberofthe
*pbufisthesumofthechainedpbuflenmembers.
*/
for(uint32_ti=0;ilen;i++){
((uint8_t*)q->payload)[i]=((uint8_t*)rxdma_desp->BUF1ADDR)[e_offset];
e_offset++;
if(e_offset==ENET_RX_BUFLEN){
rxdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)(rxdma_desp->BUF2NDADDR);
e_offset=0;
}
}
}

MIB2_STATS_NETIF_ADD(netif,ifinoctets,p->tot_len);
if(((u8_t*)p->payload)[0]&1){
/*broadcastormulticastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifinnucastpkts);
}else{
/*unicastpacket*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifinucastpkts);
}
#ifETH_PAD_SIZE
pbuf_add_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*reclaimthepaddingword*/
#endif

LINK_STATS_INC(link.recv);
}else{
LINK_STATS_INC(link.memerr);
LINK_STATS_INC(link.drop);
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif,ifindiscards);
}

do{
enet_first_rxdma_desp->CS|=RXDMA_DES0_OWN;/*SetOWNbit.*/
enet_first_rxdma_desp=(ETH_DMADESCTypeDef*)enet_first_rxdma_desp->BUF2NDADDR;
}while((enet_first_rxdma_desp->CS&RXDMA_DES0_OWN)==0);

if(RESET!=(ETH_GetDMAFlagStatus((0x4<

	

	ENET_IRQHandler中斷服務函數實現

	
/*ENETIRQHandler.*/
voidENET_IRQHandler()
{
if(0!=ETH_GetDMAFlagStatus(ETH_DMA_FLAG_R))
{
ethernetif_input(gnetif);
ETH_DMAClearFlag(ETH_DMA_FLAG_R);
}
}


	

	自定義參數聲明及函數實現

	需要根據實際選用的開發板和運行參數等進行宏定義配置，如 IP 地址、端口號、MAC地址需要根據實際的網絡環境進行配置，這里以LwIP_TCP_Client樣例為例，將這些參數定義到了 lwip_tcp_client.h 文件中。

	
/*initializationenet.*/
#defineENET_PHY_ADDR0x01/*SelectPHYaddress.*/
#defineENET_PHY_CONTROLREG0u/*PHYcontrolregisteraddress.*/
#defineENET_PHY_STATUSREG1u/*PHYstatusregistersddress.*/
#defineENET_PHY_RESET0x8000/*SetPHYreset,useinENET_PHY_CRregisters*/
#defineENET_PHY_SPEED100M0x2000/*SetPHYspeed.*/
#defineENET_PHY_FULLDUPLEX0x0100/*SetPHYduplexmodeaboutfullduplex.*/
#defineENET_PHY_LINK0x0004/*PHYlink-up.*/
#defineENET_PHY_UNIDIRECTIONAL0x0080/*PHYhastheabilitytoencodeandtransmitdatafromPHYthroughMIIinterface,regardlessofwhetherPHYhasdeterminedthataneffectivelinkhasbeenconnectedandestablished.*/
#defineENET_PHY_AUTONEGOTIATION0x1000/*PHYautonegotiation.*/

#defineENET_TX_BUFLEN1500u/*Txbufferlength.*/
#defineENET_TX_NUM4u/*Thenumberoftx.*/
#defineENET_RX_BUFLEN1500u/*Configuretheframelengthofareceivedframe.*/
#defineENET_RX_NUM4u/*Theconfigurednumberofreceiveddescriptorthatcanbeusedforreceiving.*/
#defineENET_ADDR_FILTER_NUM5u/*SelectMACaddressfilternumberfrom0~5.*/


#defineBOARD_MAC_ADDR02u
#defineBOARD_MAC_ADDR11u
#defineBOARD_MAC_ADDR20u
#defineBOARD_MAC_ADDR30u
#defineBOARD_MAC_ADDR40u
#defineBOARD_MAC_ADDR50u

#defineBOARD_IP_ADDR0192u
#defineBOARD_IP_ADDR1168u
#defineBOARD_IP_ADDR2105u
#defineBOARD_IP_ADDR398u

#defineBOARD_NETMASK_ADDR0255u
#defineBOARD_NETMASK_ADDR1255u
#defineBOARD_NETMASK_ADDR2255u
#defineBOARD_NETMASK_ADDR30u

#defineBOARD_GW_ADDR0192u
#defineBOARD_GW_ADDR1168u
#defineBOARD_GW_ADDR21u
#defineBOARD_GW_ADDR31u

#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR0192u
#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR1168u
#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR2105u
#defineBOARD_TCP_SERVER_IPADDR385u

#defineBOARD_TCP_SERVER_PORT6800u

#defineTXDMA_DES0_TCH0x01u<<20
#define?TXDMA_DES0_TFS??????????????????????0x01u<<28
#define?TXDMA_DES0_TLS??????????????????????0x01u<<29
#define?TXDMA_DES0_OWN??????????????????????0x01u<<31

#define?RXDMA_DES0_RLS??????????????????????0x01u<<8
#define?RXDMA_DES0_FL???????????????????????0x3FFFu<<16
#define?RXDMA_DES0_OWN??????????????????????0x01u<<31
#define?RXDMA_DES1_RCH??????????????????????0x01u<<14
#define?RXDMA_DES1_RBS1?????????????????????0x1FFFu

#define?FILTERS_RECEIVE_ALL?????????????????0x01u<<31
#define?FILTERS_BOARDCAST_FILTER????????????0x01u<<5


	

	在lwip_tcp_client.c文件中除了對Ethernet相關的時鐘引腳進行配置及使用到的系統時鐘對應參數申明外，也根據LwIP協議棧實際的應用需求，實現了關于MAC地址過濾器的函數。

	
voidENET_SetupMacAddrFilter(uint32_tfilter,uint32_taddr_id,uint32_taddr_mask,uint8_t*addr)
{
ETH->MACAFR|=filter;

if((0u!=(filterÐ_SourceAddrFilter_Normal_Enable))||(0u!=(filter&0x100)))/*Setsourceaddressfilter.*/
{
ETH->MACA0HR=(0x1u<<31?|?0x1u<<30?|?(uint32_t)addr[4u]?|?((uint32_t)addr[5u]<<8u)?);;
????????ETH->MACA0LR=((uint32_t)addr[0u]|((uint32_t)addr[1u]<MACAFR&=~(0x1u<<4?|?0x1u<<1);
????}

????if?(0u?!=?addr_mask)
????{
????????ETH->MACA0HR|=addr_mask;
}
}


	

	
/*Returnsthecurrenttimeinmilliseconds,thisAPIfromlwip/sys.h*/
uint32_tsys_now(void)
{
returnsystime_ms;
}

uint32_tsys_jiffies(void)
{
returnsystime_ms*1000000;
}


	

	樣例說明

	基于移植的 LwIP協議，LibSamples還提供了展示 TCP 協議客戶端與服務器通信的 lwip_tcp_client、lwip_tcp_server樣例，展示 UDP 協議客戶端與服務器通信的 lwip_udp_client、lwip_udp_server。

	樣例實現環境搭建

	本文基于搭載了MM32F5277E9P MCU的開發板 PLUS-F5270 V2.0進行實現，使用2根網線，分別連接電腦與路由器、開發板與路由器。

	在官網(http://free.cmsoft.cn/reslink.php?id=205)下載網絡調試助手NetAssist并安裝，用于后續的樣例功能驗證。

	打開電腦終端(WIN+R鍵，輸入CMD)，然后輸入指令 ipconfig/all ，查看本機的以太網IP地址為 192.168.108.85 ；

	在終端中輸入命令 netstat -na 獲取本地開放端口，這里我們獲取到可用端口號為 49153 。

	LwIP_TCP_Client

	LwIP_TCP_Client 樣例用于展示基于以太網及 LwIP使用 TCP 協議作為客戶端，進行客戶端與服務器之間的通信。

	若想使用LwIP，則需要先將協議棧初始化，并設置主機的IP地址、子網掩碼、網關地址等。需注意，樣例工程中所設置的IP地址需要與路由器處于同一子網，如圖3所示，在命令提示符（CMD）中使用命令 ipconfig/all 可查看各IP的詳細信息，例如所查出的以太網IPx4地址為192.168.108.85，則在樣例工程中可設置IP地址為192.168.108.98，網關地址與子網掩碼的配置需與所查出的以太網默認網關及子網掩碼相同。

	
voidapp_lwip_init(void)
{
ip4_addr_tipaddr;
ip4_addr_tnetmask;
ip4_addr_tgw;
IP4_ADDR(&ipaddr,BOARD_IP_ADDR0,BOARD_IP_ADDR1,BOARD_IP_ADDR2,BOARD_IP_ADDR3);
IP4_ADDR(&netmask,BOARD_NETMASK_ADDR0,BOARD_NETMASK_ADDR1,BOARD_NETMASK_ADDR2,BOARD_NETMASK_ADDR3);
IP4_ADDR(&gw,BOARD_GW_ADDR0,BOARD_GW_ADDR1,BOARD_GW_ADDR2,BOARD_GW_ADDR3);
lwip_init();
...
}


	

	

	圖3 在CMD界面通過命令查詢以太網IP信息

	在配置完IP地址等必要信息后，需掛載網卡，在LwIP中網卡掛載函數為 netif_add() 函數，將所配置的數據傳入該函數中。

	
voidapp_lwip_init(void)
{
...
netif_add(&gnetif,&ipaddr,&netmask,&gw,NULL,ðernetif_init,ðernet_input);

netif_set_default(&gnetif);

if(netif_is_link_up(&gnetif))
{
netif_set_up(&gnetif);
}
else
{
netif_set_down(&gnetif);
}
}


	

	LwIP協議棧初始化后，需要對所使用的 TCP Client（TCP客戶端）進行初始化配置。在 LwIP中存在多個與 TCP 相關的函數，LwIP_TCP_Client樣例所使用到的函數包括：

	tcp_new()

	創建一個TCP的PCB控制塊

	tcp_connect()

	連接遠端主機

	tcp_err()

	控制塊err字段注冊的回調函數，遇到錯誤時被調用

	tcp_write()

	構造一個報文并放入控制塊的發送緩沖隊列中

	tcp_recv()

	控制塊rev字段注冊的回調函數，當接收到新數據是被調用

	tcp_recved()

	當程序處理完數據后調用該函數，通知內核更新接收窗口

	tcp_close()

	關閉一個TCP連接

	TCP 客戶端的工作流程包括：新建控制塊、建立連接、發送請求與接收數據并處理。TCP客戶端工作流程如圖4所示。

	

	圖4 TCP客戶端流程圖

	TCP Client（TCP客戶端）進行初始化配置時，通過 IP4_ADDR() 函數將目標服務器的IP寫入結構體；再通過 tcp_new() 函數為TCP客戶端分配一個結構，當該結構不為空時，使用 tcp_connect() 函數與目標服務器進行連接，該函數中配置目標端口和目標IP參數并調用連接完成回調函數。

	
voidapp_tcp_client_init(void)
{
structtcp_pcb*tcp_client_pcb;
ip_addr_tapp_server_ip;
/*WritetheIPofthetargetserverintoastructure,whichisthelocalconnectionIPaddressofthepc.*/
IP4_ADDR(&app_server_ip,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR0,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR1,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR2,BOARD_TCP_SERVER_IPADDR3);
/*AssignastructuretotheTCPclient*/
tcp_client_pcb=tcp_new();

if(tcp_client_pcb!=NULL)
{
/*Connectwiththetargetserver,andtheparametersincludethetargetportandthetargetIP.*/
tcp_connect(tcp_client_pcb,&app_server_ip,BOARD_TCP_SERVER_PORT,app_tcp_client_connected);
/*Registeredconnectionerrorhandlingcallbackfunction.*/
tcp_err(tcp_client_pcb,app_tcp_client_connecterror);
}
}


	

	在連接完成回調函數中，使用 tcp_write() 函數發送問候字符串以建立連接，并使用 tcp_recv() 函數配置接收回調函數。

	
staticerr_tapp_tcp_client_connected(void*arg,structtcp_pcb*pcb,err_terr)
{
/*Sendagreetingstringtoestablishaconnection*/
tcp_write(pcb,clientstring,strlen(clientstring),1u);
/*Configurethereceivecallbackfunction*/
tcp_recv(pcb,app_tcp_client_xfer);

returnERR_OK;
}


	

	在TCP客戶端接收數據后的數據處理回調函數中，接收到有效數據后，通過tcp_recved()更新接收窗口，使用 tcp_write() 函數將接收到的服務器內容回顯。

	
staticerr_tapp_tcp_client_xfer(void*arg,structtcp_pcb*pcb,structpbuf*tcp_recv_pbuf,err_terr)
{
if(tcp_recv_pbuf!=NULL)
{
/*Updatethereceivingwindow*/
tcp_recved(pcb,tcp_recv_pbuf->tot_len);
tcp_write(pcb,tcp_recv_pbuf->payload,tcp_recv_pbuf->len,1u);

pbuf_free(tcp_recv_pbuf);
}
elseif(err==ERR_OK)
{
tcp_close(pcb);
app_tcp_client_init();
returnERR_OK;
}
returnERR_OK;
}


	

	lwip_tcp_client 樣例的實驗現象如圖5所示，通過網絡調試助手可查看到連接成功后，遠端服務器收到客戶端發送的數據，服務器向客戶端發送任意數據包后，客戶端回顯相同數據。

	

	圖5 lwip_tcp_client樣例實驗現象

	注意事項

	在官網下載網絡調試助手NetAssist并安裝，用于后續的樣例功能驗證。

	打開電腦終端(WIN+R鍵，輸入CMD)，然后輸入指令` ipconfig/all `，查看本機的以太網IP地址。

	在配置 IP 地址和端口號時，當連接了WIFI后需要注意我們選用的是以太網的IP地址，而非WLAN的IP地址。

	在終端中輸入命令 `netstat -na` 獲取本地開放端口。

	關于靈動

	上海靈動微電子股份有限公司成立于 2011 年，是中國本土領先的通用 32 位 MCU 產品及解決方案供應商。公司基于 Arm Cortex-M 系列內核開發的 MM32 MCU 產品目前已量產近 300 款型號，累計交付超 5 億顆，每年都有近億臺配備了靈動 MM32MCU 的優秀產品交付到客戶手中，在本土通用 32 位 MCU 公司中位居前列。

	靈動客戶涵蓋智能工業、汽車電子、通信基建、醫療健康、智慧家電、物聯網、個人設備、手機和電腦等應用領域。靈動是中國為數不多的同時獲得了 Arm-KEIL、IAR、SEGGER 官方支持的本土 MCU 公司，并建立了獨立、完整的通用 MCU 生態體系。靈動始終秉承著“誠信、承諾、創新、合作”的精神，為客戶提供從硬件芯片到軟件算法、從參考方案到系統設計的全方位支持。