平台下的LwIP移植Word文件下载.docx

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5.4.4EMACInit（）――網卡初始化工作的實際完成者.......................................................................40

5.4.5ethernetif_input（）――實現接收線程...................................................................................47

5.4.6low_level_input（）――得到一整幀資料.................................................................................49

5.4.7GetInputPacketLen（）――獲得幀長.........................................................................................50

5.4.8EMACReadPacket（）――複製，從接收緩衝區到pbuf...............................................................53

5.4.9EMACSendPacket（）――發送一幀資料.......................................................................................55

5.4.10編譯――ethernetif.c及lib_emac.c......................................................................................56

6ping――結束LwIP的移植...................................................................................................................................57

6.1編譯、鏈結整個工程...............................................................................................................................57

6.2ping測試...................................................................................................................................................59

後記...............................................................................................................................................................................62

本文將指導讀者一步步完成LwIP在ADS1.2開發環境下的移植工作，包括底層驅動的編寫。

本文使用的硬體平臺是AT91SAM7X256+RTL8201BL（PHY），至於軟體平臺，讀者從本文標題即可看出。

我們使用uC/OS-II作為底層作業系統，而LwIP的移植亦將主要圍繞uC/OS-II展開。

好了，不再多說，開始吧……

1下載LwIP

很簡單，到LwIP的官方網站即可：

http:

//savannah.nongnu.org/projects/lwip/。

如果你不想看看

其他內容（可能對你會很重要），就只是想得到源碼，好的，直接到這個地址下載：

//download.savannah.nongnu.org/releases/lwip/。

目前官方發佈的最新版本是1.1.1，找到lwip-1.1.1.zip，然後下載、解壓縮，第一項工作完成。

2建立一個最基本的工程

要想完成移植工作，我們必須要有一個包含uC/OS-II的工程才行，這一步我們就是要建立這個工程。

工程建立完畢後，編譯鏈結沒有問題，那麼，第二項工作也完成了。

關於如何建立一個包含uC/OS-II的

ADS工程的問題，不在本文描述範圍之內，這裏不做講述。

隨本筆記一同發佈的源碼文檔中LwIPPortingTest_2檔夾下包含了這個最基本工程的源碼，讀者可以直接使用。

我的基本工程建立的路徑是D:

\work\LwIPPortingTest，下文將以相對路徑進行講述，不再提供絕對路徑。

3把LwIP加入工程

首先，在\src\文件夾下，建立LwIP文件夾，即：

\src\LwIP；

然後將下載的LwIP源碼文件中api、

core、include、netif文件複製到\src\LwIP\文件夾下，如下圖所示：

圖3.1

然後，用ADS打開工程檔，按照LwIP源碼檔的實際存放路徑建立LwIP的工程結構，如下圖所示：

圖3.2

這裏需要特別說明的是，源碼中的IPV6、SLIP及PPP部分我們沒有添加進來，主要是考慮我及大多數讀者的網路還是V4，而SLIP、PPP暫時不在我的考慮範圍之內。

另外，在移植層面V6也和V4相差不多，這裏就不再講解這部分內容了。

現在基礎工程結構建立完畢，可以把LwIP源碼添加進來了。

這一步很容易，按照檔存放路徑，將源碼檔添加到相應的工程結構下即可。

源碼添加完成後的工程參見所附源碼檔的LwIPPortingTest_3文件夾。

4編寫作業系統類比層相關代碼

LwIP的作者為作業系統類比層提供了較為詳細的說明，檔案名為sys_arch.txt，在LwIP的doc文件夾下。

我們的編寫工作根據這個說明進行。

4.1作業系統類比層移植說明――中文翻譯

事先聲明，之所以筆者要翻譯該文檔，主要是筆者在撰寫這篇筆記時亦沒有通讀該文檔。

筆者先前使用的模擬層源碼是楊曄大俠的。

為了真正弄懂LwIP，筆者決定自己重新實現LwIP的移植，本筆記是跟隨移植同步進行的，因此，翻譯的文檔也放在了這篇筆記中，使讀者能夠真正瞭解筆者的移植歷程。

另外再說一句，這個文檔是為LwIP0.6++版編寫，筆者搜遍了整個LwIP官方網站，沒有發現比這更新的，筆者只好認為作業系統類比層在0.6++之後沒有任何改動，如果有誰發現了更新的，一定通知筆者，先謝謝了。

好的，言歸正傳，下面就是譯文：

LwIP0.6++sys_arch介面

作者：

AdamDunkels

作業系統類比層（sys_arch）存在的目的主要是為了方便LwIP的移植，它在底層作業系統和

LwIP之間提供了一個介面。

這樣，我們在移植LwIP到一個新的目標系統時，只需修改這個介面即

可。

不過，不依賴底層作業系統的支援也可以實現這個介面。

sys_arch需要為LwIP提供信號量（semaphores）和郵箱（mailboxes）兩種進程間通訊方式（IPC）。

如果想獲得LwIP的完整功能，sys_arch還必須支持多線程。

當然，對於僅需要基本功能的用戶來

說，可以不去實現多線程。

LwIP以前的版本還要求sys_arch實現計時器調度，不過，從LwIP0.5

開始，這一需求在更高一層實現。

除了上文所述的sys_arch原始檔案需要實現的功能外，LwIP還要

求用戶提供幾個頭檔，這幾個頭檔包含LwIP使用的巨集定義。

下文將詳細講述sys_arch及頭文

件的實現。

信號量即可以是計數信號量，也可以是二值信號量――LwIP都可以正常工作。

郵箱用於消息傳

遞，用戶即可以將其實現為一個佇列，允許多條消息投遞到這個郵箱，也可以每次只允許投遞一個

消息。

這兩種方式LwIP都可以正常運作。

不過，前者更加有效。

需要用戶特別注意的是――投遞到

郵箱中的消息只能是一個指標。

在sys_arch.h檔中，我們指定資料類型“sys_sem_t”表示信號量，“sys_mbox_t”表示郵箱。

至於sys_sem_t和sys_mbox_t如何表示這兩種不同類型，LwIP沒有任何限制。

以下函數必須在sys_arch中實現：

-voidsys_init（void）

初始化sys_arch層。

-sys_sem_tsys_sem_new（u8_tcount）

建立並返回一個新的信號量。

參數count指定信號量的初始狀態。

-voidsys_sem_free（sys_sem_tsem）

釋放信號量。

-voidsys_sem_signal（sys_sem_tsem）

發送一個信號。

-u32_tsys_arch_sem_wait（sys_sem_tsem,u32_ttimeout）

等待指定的信號並阻塞線程。

timeout參數為0，線程會一直被阻塞至收到指定的信號；

非0，

則線程僅被阻塞至指定的timeout時間（單位為毫秒）。

在timeout參數值非0的情況下，返回值為

等待指定的信號所消耗的毫秒數。

如果在指定的時間內並沒有收到信號，返回值為

SYS_ARCH_TIMEOUT。

如果線程不必再等待這個信號（也就是說，已經收到信號），返回值也可以為0。

注意，LwIP實現了一個名稱與之相似的函數來調用這個函數，sys_sem_wait（），注意區別。

-sys_mbox_tsys_mbox_new（void）

建立一個空的郵箱。

-voidsys_mbox_free（sys_mbox_tmbox）

釋放一個郵箱。

如果釋放時郵箱中還有消息，它表明LwIP中存在一個編程錯誤，應該通知開發

者（原文如此，這句話很費解。

個人理解的意思是：

當執行sys_mbox_free（）這個函數時，按道理郵箱中不應該再

存在任何消息，如果用戶使用LwIP時發現郵箱中還存在消息，說明LwIP的開發者存在一個編程錯誤，不能把郵箱

中的消息全部取出並處理掉。

遇到這種情況，用戶應該告訴LwIP的作者，糾正這個bug，譯注）。

-voidsys_mbox_post（sys_mbox_tmbox,void*msg）

投遞消息“msg”到指定的郵箱“mbox”。

-u32_tsys_arch_mbox_fetch（sys_mbox_tmbox,void**msg,u32_ttimeout）

阻塞線程直至郵箱收到至少一條消息。

最長阻塞時間由timeout參數指定（與

sys_arch_sem_wait（）函數類似）。

msg是一個結果參數，用來保存郵箱中的消息指標（即*msg=ptr），

它的值由這個函數設置。

“msg”參數有可能為空，這表明當前這條消息應該被丟棄。

返回值與sys_arch_sem_wait（）函數相同：

等待的毫秒數或者SYS_ARCH_TIMEOUT――如果時間溢出

的話。

LwIP實現的函數中，有一個名稱與之相似的――sys_mbox_fetch（），注意區分。

-structsys_timeouts*sys_arch_timeouts（void）

返回一個指向當前線程使用的sys_timeouts結構的指標。

LwIP中，每一個線程都有一個

timeouts鏈表，這個鏈表由sys_timeout結構組成，sys_timeouts結構則保存了指向這個鏈表的指

針。

這個函數由LwIP的超時調度程式調用，並且不能返回一個空（NULL）值。

單線程sys_arch實現中，這個函數只需簡單返回一個指標即可。

這個指標指向保存在sys_arch模

塊中的sys_timeouts總體變數。

如果底層作業系統支援多線程並且LwIP中需要這樣的功能，那麼，下面的函數必須實現：

-sys_thread_tsys_thread_new（void（*thread）（void*arg）,void*arg,intprio）

啟動一個由函數指標thread指定的新線程，arg將作為參數傳遞給thread（）函數，prio指定

這個新線程的優先順序。

返回值為這個新線程的ID，ID和優先順序由底層作業系統決定。

-sys_prot_tsys_arch_protect（void）

這是一個可選函數，它負責完成臨界區域保護並返回先前的保護狀態。

該函數只有在小的臨界

區域需要保護時才會被調用。

基於ISR驅動的嵌入式系統可以通過禁止中斷來實現這個函數。

基於

任務的系統可以通過互斥量或禁止任務來實現這個函數。

該函數應該支援來自於同一個任務或中斷

的遞迴調用。

換句話說，當該區域已經被保護，sys_arch_protect（）函數依然能被調用。

這時，函

數的返回值會通知調用者該區域已經被保護。

如果你的移植正在支援一個作業系統，sys_arch_protect（）函數僅僅是一個需要。

-voidsys_arch_unprotect（sys_prot_tpval）

該函數同樣是一個可選函數。

它的功能就是恢復受保護區域的先前保護狀態，先前是受到保護

還是沒有受到保護由參數pval指定。

它與sys_arch_protect（）函數配套使用，詳細資訊參看

sys_arch_protect（）函數。

該函數的說明是按照譯者個人理解的意思翻譯，原文講述不是很清楚，如有錯誤，歡迎批評指正，譯注。

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OS支援的類比層需要添加的頭檔說明

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-cc.h與硬體平臺及編譯器相關的環境變數及資料類型聲明檔（一些或許應該移到sys_arch.h

文件）。

LwIP使用的資料類型定義――u8_t,s8_t,u16_t，s16_t，u32_t，s32_t，mem_ptr_t。

與編譯器相關的LwIP結構體封裝巨集：

PACK_STRUCT_FIELD（x）

PACK_STRUCT_STRUCT

PACK_STRUCT_BEGIN

PACK_STRUCT_END

與平臺相關的調試輸出：

LWIP_PLATFORM_DIAG（X）-非故障，輸出一條提示資訊。

LWIP_PLATFORM_ASSERT（x）-故障，輸出一條故障資訊並放棄執行。

“輕便的（lightweight）”同步機制：

SYS_ARCH_DECL_PROTECT（x）-聲明一個保護狀態變數。

SYS_ARCH_PROTECT（x）-進入保護模式。

SYS_ARCH_UNPROTECT（x）-脫離保護模式。

如果編譯器不提供memset（）函數，這個檔必須包含它的定義，或者包含（include）一個定

義它的文件。

這個檔要麼包含一個本地系統（system-local）提供的頭檔<

errno.h>

――這個檔定義了

標準的*nix錯誤編碼，要麼增加一條巨集定義語句：

#defineLWIP_PROVIDE_ERRNO，這將使得

lwip/arch.h頭檔來定義這些編碼。

這些編碼被用於LwIP的各個部分。

-perf.h定義了性能測量使用的巨集，由LwIP調用，可以將其定義為一個空的宏。

PERF_START-開始測量。

PERF_STOP（x）-結束測量並記錄結果。

-sys_arch.hsys_arch.c的頭文件。

定義Arch（即整個移植所依賴的作業系統平臺，譯注）需要的資料類型：

sys_sem_t，sys_mbox_t，

sys_thread_t，以及可選類型：

sys_prot_t。

sys_mbox_t和sys_sem_t變數的NULL值定義：

SYS_MBOX_NULLNULL

SYS_SEM_NULLNULL

4.2編寫作業系統類比層

4.1節已經明白的講述了如何實現sys_arch介面，我們按照這個說明完成即