LwIP學(xué)習(xí)筆記——STM32 ENC28J60移植與入門(mén)

0.前言

去年（2013年）的整理了LwIP相關(guān)代碼，并在STM32上“裸奔”成功。一直沒(méi)有時(shí)間深入整理，在這里借博文整理總結(jié)。LwIP的移植過(guò)程細(xì)節(jié)很多，博文也不可能一一詳解個(gè)別部分只能點(diǎn)到為止。

【本文要點(diǎn)】

【1】不帶操作系統(tǒng)的LwIP移植，LwIP版本為1.4.1。

【2】MCU為STM32F103VE，網(wǎng)卡為ENC28J60。

【3】移植過(guò)程重點(diǎn)描述ethernetif.c和LwIP宏配置等。

【4】一個(gè)簡(jiǎn)單的TCP echo例子。

【5】力求簡(jiǎn)單，沒(méi)有DHCP功能，甚至沒(méi)有用到網(wǎng)卡中斷。

【代碼倉(cāng)庫(kù)】

代碼倉(cāng)庫(kù)位于Bitbucket(要源代碼請(qǐng)點(diǎn)擊這里)。博文中不能把每個(gè)細(xì)節(jié)描述清楚，更多內(nèi)容請(qǐng)參考代碼倉(cāng)庫(kù)中的具體代碼。

【硬件說(shuō)明】

測(cè)試平臺(tái)使用奮斗版，原理圖請(qǐng)參考代碼倉(cāng)庫(kù)中的DOC目錄。

【參考博文】

學(xué)習(xí)嵌入式網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，從淺入深從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。

【1】ENC28J60學(xué)習(xí)筆記——學(xué)習(xí)網(wǎng)卡

【2】STM32NET學(xué)習(xí)筆記——索引——理解TCPIP協(xié)議棧

【3】uIP學(xué)習(xí)筆記——初次應(yīng)用協(xié)議棧

【4】Yeelink平臺(tái)使用——遠(yuǎn)程控制 RT Thread + LwIP+ STM32——更加實(shí)用的做法

1.ethernetif.c的相關(guān)修改

雖然LwIP移植過(guò)程比較復(fù)雜，但是只要結(jié)合網(wǎng)卡具體功能，耐心修改ethernetif.c即可。ethernetif.c重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡的三個(gè)功能，初始化，發(fā)送和接收。

為了更好的配合lwIP，修改了ENC28J60學(xué)習(xí)筆記中部分驅(qū)動(dòng)函數(shù)。（換句話說(shuō)，想要從0開(kāi)始移植LwIP必須對(duì)操作網(wǎng)卡非常熟悉）

【1】初始化

staticvoid

low_level_init(structnetif*netif)

{

structethernetif*ethernetif=netif->state;

/*setMAChardwareaddresslength*/

netif->hwaddr_len=ETHARP_HWADDR_LEN;

/*setMAChardwareaddress*/

netif->hwaddr[0]='A';

netif->hwaddr[1]='R';

netif->hwaddr[2]='M';

netif->hwaddr[3]='N';

netif->hwaddr[4]='E';

netif->hwaddr[5]='T';

/*maximumtransferunit*/

netif->mtu=1500;

/*devicecapabilities*/

/*don'tsetNETIF_FLAG_ETHARPifthisdeviceisnotanethernetone*/

netif->flags=NETIF_FLAG_BROADCAST|NETIF_FLAG_ETHARP|NETIF_FLAG_LINK_UP;

/*Dowhateverelseisneededtoinitializeinterface.*/

enc28j60_init(netif->hwaddr);//【1】

}

【說(shuō)明】

【1】enc28j60_init(netif->hwaddr); low_level_init中指定了enc28j60中的網(wǎng)卡地址。

【2】發(fā)送

staticerr_t

low_level_output(structnetif*netif,structpbuf*p)

{

structethernetif*ethernetif=netif->state;

structpbuf*q;

enc28j60_init_send(p->tot_len);//【1】initiatetransfer();

#ifETH_PAD_SIZE

pbuf_header(p,-ETH_PAD_SIZE);/*dropthepaddingword*/

#endif

for(q=p;q!=NULL;q=q->next){

/*Sendthedatafromthepbuftotheinterface,onepbufata

time.Thesizeofthedataineachpbufiskeptinthe->len

variable.*/

enc28j60_writebuf(q->payload,q->len);//【2】senddatafrom(q->payload,q->len);

}

enc28j60_start_send();//【3】signalthatpacketshouldbesent();

#ifETH_PAD_SIZE

pbuf_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*reclaimthepaddingword*/

#endif

LINK_STATS_INC(link.xmit);

returnERR_OK;

}

【說(shuō)明】

【1】enc28j60_init_send(p->tot_len);初始化發(fā)送緩沖區(qū)大小，pbuf結(jié)構(gòu)為一個(gè)鏈表，第一個(gè)pbuf結(jié)構(gòu)體中的tot_len字段代表整個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的大小。

【2】enc28j60_writebuf( q->payload, q->len ); 通過(guò)遍歷鏈表把內(nèi)容填入ENC28J60的緩沖區(qū)中。

【3】enc28j60_start_send();啟動(dòng)網(wǎng)卡發(fā)送。

【3】接收

staticstructpbuf*

low_level_input(structnetif*netif)

{

structethernetif*ethernetif=netif->state;

structpbuf*p,*q;

u16_tlen;

len=enc28j60_packet_getlen();//【1】

#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_header(p,-ETH_PAD_SIZE);/*dropthepaddingword*/

#endif

for(q=p;q!=NULL;q=q->next){

enc28j60_readbuf(q->payload,q->len);//【2】readdatainto(q->payload,q->len);

}

enc28j60_finish_receive();//【3】acknowledgethatpackethasbeenread();

#ifETH_PAD_SIZE

pbuf_header(p,ETH_PAD_SIZE);/*reclaimthepaddingword*/

#endif

LINK_STATS_INC(link.recv);

}else{

enc28j60_finish_receive();//【4】droppacket();

LINK_STATS_INC(link.memerr);

LINK_STATS_INC(link.drop);

}

returnp;

}

【說(shuō)明】

【1】len = enc28j60_packet_getlen(); 獲得網(wǎng)卡中數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度。

【2】enc28j60_readbuf (q->payload, q->len);把網(wǎng)卡中的內(nèi)容復(fù)制到內(nèi)存池中。

【3】enc28j60_finish_receive();接收完成，移動(dòng)網(wǎng)卡中緩沖區(qū)指針。

【4】應(yīng)用

【1】LwIP網(wǎng)卡硬件初始化調(diào)用ethernetif_init即可，該函數(shù)中調(diào)用了low_level_init，并指定了網(wǎng)卡輸出函數(shù)low_level_output。

【2】一旦網(wǎng)卡有數(shù)據(jù)進(jìn)入，應(yīng)立即代用ethernetif_input函數(shù)。可以使用中斷方法或查詢方法。

2.lwipopt.h配置簡(jiǎn)述

lwip中的配置選項(xiàng)非常的多，了解所有的配置非常不容易。本博文參考STM32官方的兩個(gè)例子總結(jié)得到。

#ifndef__LWIPOPTS_H__

#define__LWIPOPTS_H__

#defineSYS_LIGHTWEIGHT_PROT0

#defineNO_SYS1

#defineNO_SYS_NO_TIMERS1

/*----------Memoryoptions----------*/

/*MEM_ALIGNMENT:shouldbesettothealignmentoftheCPUforwhich

lwIPiscompiled.4bytealignment->defineMEM_ALIGNMENTto4,2

bytealignment->defineMEM_ALIGNMENTto2.*/

#defineMEM_ALIGNMENT4

/*MEM_SIZE:thesizeoftheheapmemory.Iftheapplicationwillsend

a lot of data that needs to be copied, this