转自：http://blog.csdn.net/ygrx/article/details/8020516
好久没有做过技术工作了，前几天因为一些需要，要在ST的OS20平台上进行了LWIP的移植，有一些心得，写出来供大家参考。
LWIP的背景我就不介绍了，相信能看到这篇文章的人都对其背景有过了解了。
LWIP的模块化还是很强的，所以移植起来没有想象的那么多困难，一个协议栈在某个平台上移植，其实主要来说包括两个大的部分接口，注意一下，我使用的是最新的LWIP1.4.0。
1.与系统相关的接口，比如多线程，信号量，互斥锁，系统时间等，当然，LWIP还有一种无操作系统模式，那这些接口就不用实现了。
2.与硬件相关的接口，实际上就是网卡驱动啦，当然，如果你的物理层不是网卡而是别的什么，那就需要的是另外那个硬件设备的驱动啦，比如Docsis设备之类的。
好了，开始移植吧。
首先是操作系统部分：
1.opt.h
首先看这个文件，这个文件里面包含了LWIP的模块选项，可以在这里选择哪些模块需要编译，那些模块不编译，分成几个部分，mem，arp，icmp,igmp,ppp,dhcp等，这里可以根据自己的需要修改编译选项，如果是带操作系统的，还要修改栈空间，优先级之类的选项。
2.cc.h
这个文件是没有的，你需要建立一个目录arch，然后在下面添加cc.h，这里里面主要是一些定义，包括数据类型，大小头端之类的，我的cc.h比较简单
/*数据类型宏定义*/
typedef unsigned char u8_t;
typedef unsigned short u16_t;
typedef unsigned int u32_t;
typedef char s8_t;
typedef short s16_t;
typedef int s32_t;
typedef int mem_ptr_t;
typedef semaphore_t sys_sem_t;
typedef mutex_t sys_mutex_t;
typedef message_queue_t sys_mbox_t;
typedef u8_t sys_thread_t;
#define BYTE_ORDER LITTLE_ENDIAN //大小头端选择
/*调试信息宏定义*/
#define U16_F "hu"
#define S16_F "d"
#define X16_F "hx"
#define U32_F "u"
#define S32_F "d"
#define X32_F "x"
#define SZT_F "uz"
就这些。
3.arch.h
这个地方需要注意就是字节对齐,字节对齐在某些编译器上是用的#pragam pack(n)来实现的，那需要把相应的宏定义修改：
#ifndef PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_BEGIN #pragma pack(1)
#endif /* PACK_STRUCT_BEGIN */
#ifndef PACK_STRUCT_END #pragma pack()
#define PACK_STRUCT_END //#
而ST的st2cc编译器是在编译的时候加了个参数来进行字节对齐的，所以这里不用修改
4.sys.h
这个文件就比较关键了，这是你移植过程中要写最多代码的地方，在LWIP中，如果是有操作系统的编译版本，那么需要实现线程和与线程通信的相关代码，其中包括：线程建立，互斥锁，信号量，消息队列（一般叫MailBox）,系统当前时间，需要实现的东西都在sys.h中，一般情况下，我们为了文件清晰，会在arch目录下新建一个文件sys_arch.c，当然，你也可以直接在根目录下建立这个文件，注意的是要在该文件中include sys.h，然后你就开始挨个实现sys.h中的系统函数吧，实际上也挺简单，就是把系统的API调用封装成LWIP的模式。
线程部分：
sys_thread_t sys_thread_new(const char *name, lwip_thread_fn thread, void *arg, int stacksize, int prio) 线程建立
互斥锁：
err_t sys_mutex_new(sys_mutex_t *mutex) 新建锁
void sys_mutex_lock(sys_mutex_t *mutex) 获取锁
void sys_mutex_unlock(sys_mutex_t *mutex) 释放锁
void sys_mutex_free(sys_mutex_t *mutex) 删除锁
int sys_mutex_valid(sys_mutex_t *mutex) 查询锁是否可用
void sys_mutex_set_invalid(sys_mutex_t *mutex) 设置锁为失效
信号量：
err_t sys_sem_new(sys_sem_t *sem, u8_t count) 新建信号量
void sys_sem_signal(sys_sem_t *sem) 发送信号量
u32_t sys_arch_sem_wait(sys_sem_t *sem, u32_t timeout) 等待信号量
void sys_sem_free(sys_sem_t *sem) 删除信号量
int sys_sem_valid(sys_sem_t *sem) 查询是否可用
void sys_sem_set_invalid(sys_sem_t *sem) 设置为失效
消息队列（MailBox）：
这个东西稍微复杂一点，如果操作系统的API中没有现成的消息队列机制，那么你需要自己实现，其实无非就是个链表的带锁操作，在OS20中是自己带有MailBox的API的，所以我也没自己实现，直接使用了，需要实现的函数在sys.h中也都有，我就不列举了。
系统时间：
这个我返回的是系统调用的系统时间，就是系统启动后多少秒
u32_t sys_now(void)
好了，这几个文件都实现完了，那基本上操作系统部分就差不多了，我的建议是，在opt.h和cc.h修改完以后，你就开始编译，如果有错误几乎都应该是没有include某个文件造成的，及时修改错误，然后直到编译得没有错误了，再来添加sys_arch.c，这样可以减少一些麻烦。
总得来说就是，首先，你要修改opt.h，把你需要的模块添加上去，把栈空间，mailbox大小之类的定义好，然后编译，因为LWIP是标准的C写的，理论上应该很容易编译成功，我只是有两个地方没有.h文件，添加一下就编译过了。
当然，编译过了只是第一步，完了以后就要手写sys_arch.c了，sys.h里面的所有函数都要实现，当然，你要偷懒的话有些也可以直接返回。这个文件是和你系统API相关的，写好以后记得加入到Makefile里面，然后再编译，找错误，编译，直到成功。
其实还有临界保护，主要是
#define SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev)
#define SYS_ARCH_PROTECT(lev)
#define SYS_ARCH_UNPROTECT(lev)
这三个宏，定义成你的系统的临界保护调用就行了，我偷懒定义的空的，暂时没发现问题。
好了，操作系统部分大概就这么一些，接下来就是底层的硬件驱动了，驱动的具体实现我就不说了，各自的平台不一样，网卡硬件也不一样，但是基本的三个东西一定要有，1.初始化网卡，2.接收数据，3.发送数据。
在LWIP1.4.0中，其实已经跟我们写好驱动的框架，我们所需要做的就是填充这个框架。框架对应的文件是：ethernetif.c
打开这个文件后你会发现这个文件被#if 0包起来了，首先改成#if 1，这样，你会发现这个文件中有如下几个函数：
static void low_level_init(struct netif *netif) //底层硬件初始化
static err_t low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p) //底层硬件发送数据函数
static struct pbuf * low_level_input(struct netif *netif) //底层硬件接收数据函数
err_t ethernetif_input(struct pbuf *pp,struct netif *netif) //硬件抽象层接收数据
err_t ethernetif_init(struct netif *netif) //硬件抽象层初始化
这些函数里面已经实现了一部分代码，主要是硬件抽象层的代码，我们需要把具体的驱动程序添加进去，我们按调用的顺序来说一下：
当LWIP协议栈启动的时候，协议栈本身会首先调用ethernetif_init，然后在ethernetif_init函数中会调用low_level_init，在low_level_init中实际上就是你的网卡的初始化程序了，当然，为了更加结构化，你可以另外写一个函数比如DM9003_init，在low_level_init调用他，总之low_level_init中就要实现你的网卡初始化，参数就是netif，用来告诉你这个设备需要绑定一个句柄。
当协议栈要有数据发送出去的时候，协议栈会自动调用low_level_output，参数包括netif，这是的句柄，用来区分应该从哪个网卡发走，p就是数据包内容。
当有数据进来的时候，这时就和你的实现有关了，如果你底层获取数据是中断形式，那么就是中断来了以后在中断中调用ethernetif_input，然后在ethernetif_input会调用low_level_input去硬件获取数据，然后把数据通过消息队列的形式发给LWIP协议栈，所以这一部分中，low_level_input是需要实现的实际的硬件接收数据驱动程序，并且，需要驱动在适当的时候调用ethernetif_input来把数据传给上层协议栈，参数还是netif，实际上这个netif一直是个全局变量，稍后我们会说在哪里声明他。（ethernetif_input 里调用 ethernet_input）
数据接收这一部分有很大的灵活性，总的原则就是当数据确实的到达以后，由驱动在适当的时候调用ethernetif_input，而low_level_input是具体的获取数据函数，完了ethernetif_input会简单的判断一下数据类型然后决定是否传到上层协议栈。
由于OS20的速度有限，在中断中直接调用ethernetif_input时间消耗很长，我的实现是，在初始化时启动了中断模式，并且在初始化时同时启动了一个轮询线程，中断来了数据以后直接把网卡的数据存到内存中去，然后给轮询的线程发一个信号量，轮询线程先阻塞在信号量上，收到信号以后，查询该内存块，有数据的话就在线程中调用ethernetif_input把数据发给上层协议栈，然后重新阻塞住。
好了，至此，底层部分结构也说完了，现在让我们看看初始化，LWIP是如何工作的，其实上面两部分移植好了以后，要使用LWIP很简单，只有两个步骤。
1.找到netif.c，在前面声明一个全局变量： struct netif eth_netif;
然后找到void netif_init(void)函数，在该函数最后面加上(静态IP)：
ip_addr_t loop_ipaddr, loop_netmask, loop_gw;
IP4_ADDR(&loop_gw, 192,168,3,1); 设置网关的IP
IP4_ADDR(&loop_ipaddr, 192,168,3,100);设置本机IP
IP4_ADDR(&loop_netmask, 255,255,255,0);设置子网掩码
/*将IP绑定到eth_netif上，并且告诉协议栈，初始化网卡的函数是ethernetif_init，网卡接收到数据以后调用tcpip_input来处理数据*/
netif_add(ð_netif, &loop_ipaddr, &loop_netmask, &loop_gw, 0, ethernetif_init, tcpip_input);
netif_set_up(ð_netif); 启动该网络设备
这里的eth_netif就是上一部分中的netif参数，设置成一个全局变量，驱动就能用了，具体是怎么对接的仔细看看netif_add就明白了，tcpip_input函数是协议栈自带的，不用管，填上就行。
2.在你的main函数里调用tcpip_init();记得include "tcpip.h"。
OK，结束。
如果你按这个步骤一步一步来的话，并且驱动程序正确，那么这时候你应该可以ping通你的设备了，接下来你可以试试网络上传下载的速度啦，后面的东西你就自己微调吧，怎么样，够简单吧？