LWIP應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南：基于STM32

前　言
第1章　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述 1
1.1　常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 1
1.2　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層模型 2
1.3　協(xié)議層報(bào)文間的封裝與拆封 3
第2章　LwIP概述 5
2.1　LwIP的優(yōu)缺點(diǎn) 5
2.2　LwIP的文件說(shuō)明 6
2.2.1　獲取LwIP源碼文件 6
2.2.2　LwIP文件說(shuō)明 8
2.3　LwIP的說(shuō)明文檔 11
2.4　使用vs code查看源碼 14
2.4.1　查看文件中的符號(hào)列表和函數(shù)列表 14
2.4.2　函數(shù)定義跳轉(zhuǎn) 15
2.5　LwIP源碼里的示例 16
2.6　LwIP的3種編程接口 17
2.6.1　RAW/Callback API 17
2.6.2　Netconn API 18
2.6.3　Socket API 19
第3章　開(kāi)發(fā)平臺(tái) 20
3.1　以太網(wǎng)概述 20
3.1.1　PHY層 20
3.1.2　MAC子層 21
3.2　STM32的ETH外設(shè) 23
3.3　MII和RMII接口 24
3.4　PHY：LAN8720A 25
3.5　硬件設(shè)計(jì) 27
3.6　軟件設(shè)計(jì) 29
3.6.1　獲取STM32的裸機(jī)工程模板 29
3.6.2　添加bsp_eth.c與bsp_eth.h 29
3.6.3　修改stm32f4xx_hal_conf.h文件 35
第4章　LwIP的網(wǎng)絡(luò)接口管理 37
4.1　netif結(jié)構(gòu)體 37
4.2　netif的使用 41
4.3　與netif相關(guān)的底層函數(shù) 45
4.4　ethernetif.c文件內(nèi)容 46
4.4.1　ethernetif數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 46
4.4.2　ethernetif_init() 47
4.4.3　low_level_init() 48
第5章　LwIP的內(nèi)存管理 50
5.1　幾種內(nèi)存分配策略 50
5.1.1　固定大小的內(nèi)存塊 50
5.1.2　可變長(zhǎng)度分配 51
5.2　動(dòng)態(tài)內(nèi)存池 52
5.2.1　內(nèi)存池的預(yù)處理 52
5.2.2　內(nèi)存池的初始化 57
5.2.3　內(nèi)存分配 58
5.2.4　內(nèi)存釋放 59
5.3　動(dòng)態(tài)內(nèi)存堆 61
5.3.1　內(nèi)存堆的組織結(jié)構(gòu) 61
5.3.2　內(nèi)存堆初始化 62
5.3.3　內(nèi)存分配 64
5.3.4　內(nèi)存釋放 67
5.4　使用C庫(kù)的malloc和free函數(shù)來(lái)管理內(nèi)存 71
5.5　LwIP中的配置 72
第6章　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包 74
6.1　TCP/IP的分層思想 74
6.2　LwIP的線程模型 75
6.3　pbuf結(jié)構(gòu)體說(shuō)明 76
6.4　pbuf的類型 77
6.4.1　PBUF_RAM類型的pbuf 78
6.4.2　PBUF_POOL類型的pbuf 78
6.4.3　PBUF_ROM和PBUF_REF類型的pbuf 80
6.5　pbuf_alloc() 81
6.6　pbuf_free() 84
6.7　其他pbuf操作函數(shù) 88
6.7.1　pbuf_realloc() 88
6.7.2　pbuf_header() 88
6.7.3　pbuf_take()、pbuf_copy()、pbuf_chain()和pbuf_ref() 88
6.8　網(wǎng)卡中使用的pbuf 88
6.8.1　low_level_output() 88
6.8.2　low_level_input() 91
6.8.3　ethernetif_input() 93
第7章　無(wú)操作系統(tǒng)移植LwIP 94
7.1　將LwIP添加到裸機(jī)工程 94
7.2　移植頭文件 97
7.3　移植網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng) 103
7.4　LwIP時(shí)基 111
7.5　協(xié)議棧初始化 112
7.6　獲取數(shù)據(jù)包 114
7.6.1　查詢方式 114
7.6.2　ping命令詳解 115
7.6.3　中斷方式 116
第8章　有操作系統(tǒng)移植LwIP 119
8.1　向LwIP中添加操作系統(tǒng) 119
8.1.1　復(fù)制FreeRTOS源碼到工程文件夾 119
8.1.2　添加FreeRTOS源碼到工程組文件夾 120
8.1.3　指定FreeRTOS頭文件的路徑 120
8.1.4　修改stm32f10x_it.c 121
8.2　lwipopts.h文件需要加入的配置 122
8.3　sys_arch.c/h文件的編寫(xiě) 126
8.4　網(wǎng)卡底層的編寫(xiě) 136
8.5　協(xié)議棧初始化 138
8.6　移植后使用ping命令測(cè)試基本響應(yīng) 141
第9章　LwIP一探究竟 142
9.1　網(wǎng)卡數(shù)據(jù)傳入LwIP內(nèi)核的流程 142
9.2　內(nèi)核超時(shí)處理 142
9.2.1　sys_timeo結(jié)構(gòu)體與超時(shí)鏈表 144
9.2.2　注冊(cè)超時(shí)事件 144
9.2.3　超時(shí)檢查 147
9.3　tcpip_thread線程 149
9.4　LwIP中的消息 151
9.4.1　消息結(jié)構(gòu) 151
9.4.2　數(shù)據(jù)包消息 153
9.4.3　API消息 154
9.5　揭開(kāi)LwIP的神秘面紗 158
第10章　ARP 159
10.1　數(shù)據(jù)鏈路層概述 159
10.2　MAC地址的基本概念 159
10.3　初識(shí)ARP 160
10.4　以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu) 160
10.5　IP地址映射為物理地址 161
10.6　ARP緩存表 162
10.7　ARP緩存表的超時(shí)處理 165
10.8　ARP報(bào)文 167
10.9　發(fā)送ARP請(qǐng)求包 170
10.10　數(shù)據(jù)包接收流程 172
10.10.1　以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)包的接收 172
10.10.2　ARP數(shù)據(jù)包處理 176
10.10.3　更新ARP緩存表 178
10.11　數(shù)據(jù)包發(fā)送流程 182
10.11.1　etharp_output() 182
10.11.2　etharp_output_to_arp_index() 185
10.11.3　etharp_query() 186
第11章　IP 193
11.1　IP地址 193
11.1.1　概述 193
11.1.2　IP地址編址 193
11.1.3　特殊IP地址 195
11.2　局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的概念 196
11.2.1　局域網(wǎng) 196
11.2.2　廣域網(wǎng) 196
11.3　網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 197
11.4　IP數(shù)據(jù)報(bào) 198
11.5　IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 202
11.6　IP數(shù)據(jù)報(bào)分片 204
11.7　IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送 208
11.8　IP數(shù)據(jù)報(bào)接收 214
第12章　ICMP 222
12.1　ICMP功能簡(jiǎn)介 222
12.2　ICMP報(bào)文結(jié)構(gòu) 223
12.3　ICMP報(bào)文類型 224
12.3.1　ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文 224
12.3.2　ICMP查詢報(bào)文 226
12.4　LwIP中的ICMP實(shí)現(xiàn) 227
12.4.1　ICMP報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 227
12.4.2　發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)文 229
12.4.3　處理ICMP報(bào)文 231
第13章　TCP 235
13.1　TCP服務(wù)概述 235
13.2　TCP的特性 235
13.2