网卡发送数据是通过low\_level\_output()函数实现的,该函数是一个底层驱动函数,这要求用户熟悉网卡底层特性,还要熟悉pbuf数据包。首先说说发送数据的过程,用户在应用层想要通过一个网卡发送数据,那么就要将数据传入LwIP内核中,经过内核的传输层封装、IP层封装等等,简单来说就是上层将要发送的数据层层封装,存储在pbuf数据包中,可能数据很大,想要多个pbuf才能存放得下,这时候pbuf就以链表的形式存在,当数据发送的时候,就要将属于一个数据包的数据全部发送出去,此处需要注意的是,属于同一个数据包中的所有数据都必须放在同一个以太网帧中发送。low\_level\_output()函数的实现具体见
```
1 static err_t low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p)
2 {
3 err_t errval;
4 struct pbuf *q;
5 uint8_t *buffer = (uint8_t *)(heth.TxDesc->Buffer1Addr);
6 __IO ETH_DMADescTypeDef *DmaTxDesc;
7 uint32_t framelength = 0;
8 uint32_t bufferoffset = 0;
9 uint32_t byteslefttocopy = 0;
10 uint32_t payloadoffset = 0;
11 DmaTxDesc = heth.TxDesc;
12 bufferoffset = 0;
13
14 /* copy frame from pbufs to driver buffers */
15 for (q = p; q != NULL; q = q->next) (1)
16 {
17 /* Is this buffer available? If not, goto error */
18 if ((DmaTxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN) != (uint32_t)RESET)
19 {
20 errval = ERR_USE;
21 goto error; (2)
22 }
23
24 /* Get bytes in current lwIP buffer */
25 byteslefttocopy = q->len; (3)
26 payloadoffset = 0;
27
28 /* Check if the length of data to copy is bigger than Tx buffer size*/
29 while ( (byteslefttocopy + bufferoffset) > ETH_TX_BUF_SIZE ) (4)
30 {
31 /* Copy data to Tx buffer*/
32 memcpy( (uint8_t*)((uint8_t*)buffer + bufferoffset),
33 (uint8_t*)((uint8_t*)q->payload + payloadoffset),
34 (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset) ); (5)
35
36 /* Point to next descriptor */
37 DmaTxDesc = (ETH_DMADescTypeDef *)(DmaTxDesc->Buffer2NextDescAddr); (6)
38
39 /* Check if the buffer is available */
40 if((DmaTxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN) != (uint32_t)RESET)
41 {
42 errval = ERR_USE;
43 goto error; (7)
44 }
45
46 buffer = (uint8_t *)(DmaTxDesc->Buffer1Addr); (8)
47
48 byteslefttocopy = byteslefttocopy - (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset);
49 payloadoffset = payloadoffset + (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset);
50 framelength = framelength + (ETH_TX_BUF_SIZE - bufferoffset);
51 bufferoffset = 0; (9)
52 }
53
54 /* Copy the remaining bytes */
55 memcpy( (uint8_t*)((uint8_t*)buffer + bufferoffset),
56 (uint8_t*)((uint8_t*)q->payload + payloadoffset), byteslefttocopy );
57 bufferoffset = bufferoffset + byteslefttocopy;
58 framelength = framelength + byteslefttocopy; (10)
59 }
60
61 /* Prepare transmit descriptors to give to DMA */
62 HAL_ETH_TransmitFrame(&heth, framelength); (11)
63
64 errval = ERR_OK;
65
66 error:
67
68 /* When Transmit Underflow flag is set, clear it and issue a
69 Transmit Poll Demand to resume transmission */
70 if ((heth.Instance->DMASR & ETH_DMASR_TUS) != (uint32_t)RESET)
71 {
72 /* Clear TUS ETHERNET DMA flag */
73 heth.Instance->DMASR = ETH_DMASR_TUS; (12)
74
75 /* Resume DMA transmission*/
76 heth.Instance->DMATPDR = 0; (13)
77 }
78 return errval;
79 }
```
(1):前面也说了,可能一个pbuf没法存储所有的数据,LwIP就会使用链表形式的pbuf将所有属于一个数据包的数据存储起来,那么在发送的时候就要变量这个pbuf链表,将所有数据都取出来。
(2):判断一下要发送数据的缓冲区可用吗?如果不可用,就跳转错误。
(3):获取pbuf中的数据长度。
(4):检查要拷贝的数据长度是否大于ETH_TX_BUF_SIZE的大小,当数据长度大于以太网发送缓冲区的时候,就需要分批次拷贝了。
(5):将pbuf中payload指向数据区域的数据拷贝到缓冲区,拷贝的大小就是缓冲区的大小。
(6):指向下一个发送的描述符(描述符是STM32以太网中的一种数据结构,此处了解一下即可)。
(7):检查一下要发送数据的缓冲区可用吗?如果不可用,就跳转错误。
(8):得到新的buff地址。
(9):计算还需要拷贝的长度、得到要偏移的数据地址、记录已经拷贝的长度,重新进行拷贝,直到要拷贝的数据长度小于ETH_TX_BUF_SIZE的大小。
(10):退出了while循环,拷贝剩余的数据,并记录拷贝了多大的数据。
(11):提供传输描述符及长度给DMA启动发送。
(12):当发送错误的时候,清除TUS ETHERNET DMA标志位。
(13):重新恢复DMA传输。
- 说明
- 第1章:网络协议简介
- 1.1:常用网络协议
- 1.2:网络协议的分层模型
- 1.3:协议层报文间的封装与拆封
- 第2章:LwIP简介
- 2.1:LwIP的优缺点
- 2.2:LwIP的文件说明
- 2.2.1:如何获取LwIP源码文件
- 2.2.2:LwIP文件说明
- 2.3:查看LwIP的说明文档
- 2.4:使用vscode查看源码
- 2.4.1:查看文件中的符号列表(函数列表)
- 2.4.2:函数定义跳转
- 2.5:LwIP源码里的example
- 2.6:LwIP的三种编程接口
- 2.6.1:RAW/Callback API
- 2.6.2:NETCONN API
- 2.6.3:SOCKET API
- 第3章:开发平台介绍
- 3.1:以太网简介
- 3.1.1:PHY层
- 3.1.2:MAC子层
- 3.2:STM32的ETH外设
- 3.3:MII 和 RMII 接口
- 3.4:PHY:LAN8720A
- 3.5:硬件设计
- 3.6:软件设计
- 3.6.1:获取STM32的裸机工程模板
- 3.6.2:添加bsp_eth.c与bsp_eth.h
- 3.6.3:修改stm32f4xx_hal_conf.h文件
- 第4章:LwIP的网络接口管理
- 4.1:netif结构体
- 4.2:netif使用
- 4.3:与netif相关的底层函数
- 4.4:ethernetif.c文件内容
- 4.4.1:ethernetif数据结构
- 4.4.2:ethernetif_init()
- 4.4.3:low_level_init()
- 第5章:LwIP的内存管理
- 5.1:几种内存分配策略
- 5.1.1:固定大小的内存块
- 5.1.2:可变长度分配
- 5.2:动态内存池(POOL)
- 5.2.1:内存池的预处理
- 5.2.2:内存池的初始化
- 5.2.3:内存分配
- 5.2.4:内存释放
- 5.3:动态内存堆
- 5.3.1:内存堆的组织结构
- 5.3.2:内存堆初始化
- 5.3.3:内存分配
- 5.3.4:内存释放
- 5.4:使用C库的malloc和free来管理内存
- 5.5:LwIP中的配置
- 第6章:网络数据包
- 6.1:TCP/IP协议的分层思想
- 6.2:LwIP的线程模型
- 6.3:pbuf结构体说明
- 6.4:pbuf的类型
- 6.4.1:PBUF_RAM类型的pbuf
- 6.4.2:PBUF_POOL类型的pbuf
- 6.4.3:PBUF_ROM和PBUF_REF类型pbuf
- 6.5:pbuf_alloc()
- 6.6:pbuf_free()
- 6.7:其它pbuf操作函数
- 6.7.1:pbuf_realloc()
- 6.7.2:pbuf_header()
- 6.7.3:pbuf_take()
- 6.8:网卡中使用的pbuf
- 6.8.1:low_level_output()
- 6.8.2:low_level_input()
- 6.8.3:ethernetif_input()
- 第7章:无操作系统移植LwIP
- 7.1:将LwIP添加到裸机工程
- 7.2:移植头文件
- 7.3:移植网卡驱动
- 7.4:LwIP时基
- 7.5:协议栈初始化
- 7.6:获取数据包
- 7.6.1:查询方式
- 7.6.2:ping命令详解
- 7.6.3:中断方式
- 第8章:有操作系统移植LwIP
- 8.1:LwIP中添加操作系统
- 8.1.1:拷贝FreeRTOS源码到工程文件夹
- 8.1.2:添加FreeRTOS源码到工程组文件夹
- 8.1.3:指定FreeRTOS头文件的路径
- 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文件的编写
- 8.4:网卡底层的编写
- 8.5:协议栈初始化
- 8.6:移植后使用ping测试基本响应
- 第9章:LwIP一探究竟
- 9.1:网卡接收数据的流程
- 9.2:内核超时处理
- 9.2.1:sys_timeo结构体与超时链表
- 9.2.2:注册超时事件
- 9.2.3:超时检查
- 9.3:tcpip_thread线程
- 9.4:LwIP中的消息
- 9.4.1:消息结构
- 9.4.2:数据包消息
- 9.4.3:API消息
- 9.5:揭开LwIP神秘的面纱
- 第10章:ARP协议
- 10.1:链路层概述
- 10.2:MAC地址的基本概念
- 10.3:初识ARP
- 10.4:以太网帧结构
- 10.5:IP地址映射为物理地址
- 10.6:ARP缓存表
- 10.7:ARP缓存表的超时处理
- 10.8:ARP报文
- 10.9:发送ARP请求包
- 10.10:数据包接收流程
- 10.10.1:以太网之数据包接收
- 10.10.2:ARP数据包处理
- 10.10.3:更新ARP缓存表
- 10.11:数据包发送流程
- 10.11.1:etharp_output()函数
- 10.11.2:etharp_output_to_arp_index()函数
- 10.11.3:etharp_query()函数
- 第11章:IP协议
- 11.1:IP地址.md
- 11.1.1:概述
- 11.1.2:IP地址编址
- 11.1.3:特殊IP地址