LwIP Application Developers Manual11---Initializing lwIP

1.前言

2.Initialization for simple lwIP

查看doc/rawapi.txt来获得更多官方信息

#if NO_SYS
 /* Network interface variables */
 struct ip_addr ipaddr, netmask, gw;
 struct netif netif;
 /* Set network address variables */
 IP4_ADDR(&gw, 192,168,0,1);
 IP4_ADDR(&ipaddr, 192,168,0,2);
 IP4_ADDR(&netmask, 255,255,255,0);
 /* The lwIP single-threaded core: initialize the network stack */ 
 lwip_init();
#else 
 /* lwIP in a multi-threaded system: initialize the network stack */ 
 tcpip_init(tcpip_init_done, tcpip_init_done_param); 
 /* implicitly calls lwip_init(); 
    start new thread calls tcpip_init_done(tcpip_init_done_param); 
    when tcpip init done tcpip_init_done and tcpip_init_done_param are user-defined (may be NULL). */
 /* todo: wait for tcpip_init_done() ? */ 
#endif
 /* Bring up the network interface */
 /* Hint: netif_init(); was already called by lwip_init(); above */
 netif_add(&netif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ethhw_init, ethernet_input);
   /* ethhw_init() is user-defined */
   /* use ip_input instead of ethernet_input for non-ethernet hardware */
   /* (this function is assigned to netif.input and should be called by the hardware driver) */
 netif_set_default(&netif);
 netif_set_up(&netif);

更多关于tcpip_init的详细信息请查看Initialization using tcpip.c。关于网络接口的管理详情请看Network interfaces management。

在初始化完后，会发生什么呢？你可以继续阅读lwIP with or without an operating system。完整的例子可以在contrib/ports/unix/proj/路径中找到。

3. Initialization using tcpip.c

如果你打算使用tcpip线程，下面是lwIP初始化的例子：

#include "lwip/tcpip.h"  
   
 struct netif my_netif;  
   
 err_t my_ip_init(struct ip_addr *ipaddr,  
                  struct ip_addr *netmask,  
                  struct ip_addr *gw,  
                  err_t (* init)(struct netif *netif),  
                  err_t (* input)(struct pbuf *p, struct netif *netif)) {  
     
    // Start the TCP/IP thread & init stuff  
    tcpip_init(NULL, NULL);  
    // WARNING: This must only be run after the OS has been started.  
    // Typically this is the case, however, if not, you must place this  
    // in a post-OS initialization  
    return netifapi_netif_add(&my_netif, ipaddr, netmask, gw, NULL, init, input);  
}

注：这个例子虽然假设使用静态IP，但是你可以将netif_set_up替换成dhcp_start或者autoip_start(详细请看Network interfaces management)

4.Network interfaces management

lwIP网络物理层的设备驱动被一个网络接口结构体所描述，与BSD很相似。网络接口保存在一个全局链表内，且被下一个指针所链接。

4.1 Starting a network interface

Step One: Add the interface

为了创建一个新的网络接口，用户 为结构体 netif分配内存空间（但是初始化它的任何部分），并调用netif_add:

struct *netif netif_add(struct netif *mynetif, struct ip_addr *ipaddr, struct ip_addr *netmask, 
                        struct ip_addr *gw, void *state, err_t (* init)(struct netif *netif), 
                        err_t (* input)(struct pbuf *p, struct netif *netif));

用户指定一个IP地址，子网掩码和网关地址给该接口，这些值随后可以被改变

（1）state

State是一个特定于驱动的结构体，该结构体定义了许多其他”state”的必要信息来完成驱动的功能。

一些驱动会要求先设置state变量，然后再调用netif_add，但是很多时候要求这个参数为NULL。检查你的驱动可以获得更多信息

（2）init

init要求一个设备驱动初始化的函数，该函数一旦被调用netif结构体已经被netif_add准备好了。如果该驱动已经被初始化在你其它地方的代码,这个参数可以设为NULL

（3）input

当它接收到新的数据包时，参数input将会被一个驱动调用。这个参数将会需要如下一些函数：

ethernet_input

如果你不是在一个单线程环境中使用lwIP协议栈并且该驱动使用ARP(比如，以太网设备)，则该驱动将会调用该函数来处理ARP数据包包括IP数据包。

ip_input

如果你不是在一个单线程环境中使用lwIP协议栈并且该接口并不是一个以太网设备，则该驱动会直接调用IP协议。

tcpip_ethinput

如果你使用tcpip应用线程（查看lwIP多线程），则该驱动将使用ARP，并且要定义lwIP的选项ETHARP_TCPIP_ETHINPUT。该函数将被驱动使用来将所有的IP和ARP数据包发给input函数

 tcpip_input

如果你使用tcpip应用线程并且已经定义了ETHART_TCPIP_INPUT选项。则该函数被驱动使用来将IP数据包发给input函数。（驱动会分开ARP数据包并将它直接发送给ARP模块）。（注意：在lwip1.4.1里并没有tcpip_ethinput(),tcp_input将会处理所有的ARP数据包）

Step Two: Bring the interface up（打开接口）

一个接口如果是up状态，那么你的应用程序就可以使用该接口进行输入和输出，如果是down状态，则相反。因此，在使用该接口前，你一定要打开该接口（状态为up）。打开接口动作的完成取决于该接口如何得到IP地址。打开/关闭（up/dwon）函数对每种获得IP地址方式的区别如下所示：

n 静态IP地址：使用netif_set_up和netif_set_down。在你将接口打开前，你要确保已经设置了IP地址（通过netif_add或者netif_set_addr调用）。

n DHCP:使用dhcp_start和dhcp_stop。dhcp_start函数将会打开该接口，当它获得一个地址时设置IP地址。

n AUTOIP：使用autoip_start和autoip_stop。当它选中一个IP地址时，Autoip将会打开该接口并设置IP地址。

为了测试一个netif是否打开，你可以使用netif_is_up

4.2 Further netif management 

如果你加入一个netif接口，则该接口将会被当成默认的接口，于是你可以调用netif_set_default来确定默认的接口。当IP协议栈试图选择合适的路径（路由）来发送数据包时，如果该协议栈不能决定使用哪个正确的接口，那么它将通过默认的接口发送数据。如果你使用一个静态IP地址，那么你可以通过函数netif_set_ipaddr,netif_set_gw,和netif_set_netmask来设置该网络接口的相关的参数。当然你也可以使用netif_set_addr来一次设置这3个地址参数。当在文件lwipopts.h中设置LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK时，则该协议栈将提供一个状态回调函数。当接口打开或关闭时，则该状态回调函数将会被调用。举例，当你想要记录IP地址（该IP地址通过DHCP来获得）并想知道该地址的变化情况时，你就可以使用状态函数的钩子函数。设置一个netif接口的状态回调函数如下所示：

void netif_set_status_callback(struct netif *netif, netif_status_callback_fn status_callback);