Uip + Stm32移植問題總結(jié)

細(xì)寒 2014-04-22

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作者：Changing發(fā)表時(shí)間：07-26 21:37分類：電子相關(guān)3 Comments

uIP 由瑞典計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院(網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)小組)的Adam Dunkels （http:///adam/uip/）開發(fā)。其源代碼由C 語言編寫，并完全公開，有了這個(gè)TCP/IP協(xié)議棧，讓嵌入式可以實(shí)現(xiàn)的功能更為豐富。可以作為WebClient 向指定網(wǎng)站提交數(shù)據(jù)，可以作為WebServer作為網(wǎng)頁服務(wù)器，提供一個(gè)小型的動(dòng)態(tài)頁面訪問功能。由于是開源的免費(fèi)協(xié)議棧，據(jù)說Uip沒有考慮協(xié)議安全的問題。

首先介紹下移植的環(huán)境： stm32 + ENC28J60網(wǎng)絡(luò)模塊

Enc28j60是帶SPI 接口的獨(dú)立以太網(wǎng)控制器，可以用mcu控制spi來實(shí)現(xiàn)tcp/ip數(shù)據(jù)流的收發(fā)，所以要先完成Enc28j60的驅(qū)動(dòng)程序，再整合Uip。Uip是用標(biāo)準(zhǔn)的C語言實(shí)現(xiàn)，所以移植Uip在51單片機(jī)和stm32上類似。

經(jīng)過幾天的琢磨，已經(jīng)將Uip的幾個(gè)示例穩(wěn)定運(yùn)行。Uip中apps下的例子相互之間存在沖突，源程序中也有一些Error 要修改，我將Uip的文件結(jié)構(gòu)做了一些調(diào)整。

Uip文件結(jié)構(gòu)

先介紹下Uip下各個(gè)目錄文件的功能：

├─apps apps目錄下為uip提供的一些應(yīng)用示例
│ ├─dhcpc
│ ├─hello-world
│ ├─resolv
│ ├─smtp
│ ├─telnetd
│ ├─webclient
│ └─webserver
│ └─httpd-fs
├─doc doc下放置的為說明文檔，程序中用不上
│ └─html
├─lib lib下為內(nèi)存塊管理函數(shù)源碼
├─uip uip下為uip和核心實(shí)現(xiàn)源碼
└─unix unix環(huán)境里的uip應(yīng)用例子,可以參照這個(gè)例子實(shí)現(xiàn)應(yīng)用

Uip+stm32 MDK下工程建立

stm32的目錄結(jié)構(gòu)建立可以參考 stm32 開發(fā)環(huán)境MDK+庫文件配置

User 放置 stm32 SPI配置以及Uip配置和Enc28j60和Uip的接口函數(shù)

uip下為uip的核心實(shí)現(xiàn)源碼以及內(nèi)存管理源碼（即為Uip/uip+Uip/lib）

dev下為Enc28j60的驅(qū)動(dòng)函數(shù)源碼

apps為uip的各個(gè)示例應(yīng)用源碼（Uip/apps下的文件）包括smtp,rsolve,dhcp，telnetd,以及webclient

webserver 的文件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，獨(dú)立一個(gè)文件夾

Uip移植

Uip的移植可以參考uip的unix的文件結(jié)構(gòu)。

1. Uip的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)卡Enc28j60從物理層剝離，所以需要先配置Uip和Enc28j60的數(shù)據(jù)交互。這個(gè)部分在tapdev.c文件中：

#include "uip.h"

#include "ENC28J60.h"

/*---------------------------------------------------------------------------*/

void

tapdev_init(unsigned char *my_mac)

{

enc28j60Init(my_mac);

}

/*---------------------------------------------------------------------------*/

unsigned int

tapdev_read(void)

{

return enc28j60PacketReceive(UIP_CONF_BUFFER_SIZE,uip_buf);

}

/*---------------------------------------------------------------------------*/

void

tapdev_send(void)

{

enc28j60PacketSend(uip_len,uip_buf);

}

/*---------------------------------------------------------------------------*/

寫網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序，與具體硬件相關(guān)。這一步比較費(fèi)點(diǎn)時(shí)間，不過好在大部分網(wǎng)卡芯片的驅(qū)動(dòng)程序都有代碼借鑒或移植。驅(qū)動(dòng)需要提供三個(gè)函數(shù)，以Enc28j60 驅(qū)動(dòng)為例。

tapdev_init（）：網(wǎng)卡初始化函數(shù)，初始化網(wǎng)卡的工作模式。

tapdev_read(void)：讀包函數(shù)。將網(wǎng)卡收到的數(shù)據(jù)放入全局緩存區(qū)uip_buf 中，返回包的長度，賦給uip_len。

void tapdev_send(void)：發(fā)包函數(shù)。將全局緩存區(qū)uip_buf 里的數(shù)據(jù)（長度放在uip_len 中）發(fā)送出去。

2.由于uIP 協(xié)議棧需要使用時(shí)鐘，為TCP 和ARP 的定時(shí)器服務(wù)。因此使用單片機(jī)的定時(shí)器或是stm32的滴答定時(shí)器用作時(shí)鐘，每20ms 讓計(jì)數(shù)tick_cnt 加1，這樣，25 次計(jì)數(shù)（0.5S）滿了后可以調(diào)用TCP 的定時(shí)處理程序。10S 后可以調(diào)用ARP 老化程序。uIP1.0 版本，增加了timer.c/timer.h，專門用來管理時(shí)鐘，修改clock-arch.c如下：

#include "clock-arch.h"

#include "stm32f10x.h"

extern __IO int32_t g_RunTime;

/*---------------------------------------------------------------------------*/

clock_time_t

clock_time(void)

{

return g_RunTime;

}

/*---------------------------------------------------------------------------*/

使用stm32 滴答定時(shí)器中斷代碼：

User/stm32f10x_it.c

__IO int32_t g_RunTime = 0;

void SysTick_Handler(void)

{

static uint8_t s_count = 0;

if (++s_count >= 10)

{

s_count = 0;

g_RunTime++; /* 全局運(yùn)行時(shí)間每10ms增1 */

if (g_RunTime == 0x80000000)

{

g_RunTime = 0;

}

3.uipopt.h/uip-conf.h 是配置文件，用來設(shè)置本地的IP 地址、網(wǎng)關(guān)地址、MAC 地址、全局緩沖區(qū)的大小、支持的最大連接數(shù)、偵聽數(shù)、ARP 表大小等。可以根據(jù)需要配置。

#define UIP_FIXEDADDR 1

決定uIP是否使用一個(gè)固定的IP地址。

如果uIP使用一個(gè)固定的IP地址，應(yīng)該置位（set）這些uipopt.h中的選項(xiàng)。如果不的話，則應(yīng)該使用宏uip_sethostaddr(),uip_setdraddr() 和 uip_setnetmask()。

#define UIP_PINGADDRCONF 0 Ping IP地址賦值。

#define UIP_FIXEDETHADDR 0 指明uIP ARP模塊是否在編譯時(shí)使用一個(gè)固定的以太網(wǎng)MAC地址。

#define UIP_TTL 255 uIP發(fā)送的IP packets的IP TTL (time to live)。

#define UIP_REASSEMBLY 0 uIP支持IP packets的分片和重組。

#define UIP_REASS_MAXAGE 40 一個(gè)IP fragment在被丟棄之前可以在重組緩沖區(qū)中存在的最大時(shí)間。

#define UIP_UDP 0 是否編譯UDP的開關(guān)。

#define UIP_ACTIVE_OPEN 1 決定是否支持uIP打開一個(gè)連接。

#define UIP_CONNS 10 同時(shí)可以打開的TCP連接的最大數(shù)目。由于TCP連接是靜態(tài)分配的，減小這個(gè)數(shù)目將占用更少的RAM。每一個(gè)TCP連接需要大約30字節(jié)的內(nèi)存。

#define UIP_LISTENPORTS 10 同時(shí)監(jiān)聽的TCP端口的最大數(shù)目。每一個(gè)TCP監(jiān)聽端口需要2個(gè)字節(jié)的內(nèi)存。

#define UIP_RECEIVE_WINDOW 32768 建議的接收窗口的大小。如果應(yīng)用程序處理到來的數(shù)據(jù)比較慢，那么應(yīng)該設(shè)置的小一點(diǎn)（即，相對(duì)與uip_buf緩沖區(qū)的大小來說），相反如果應(yīng)用程序處理數(shù)據(jù)很快，可以設(shè)置的大一點(diǎn)（32768字節(jié)）。

#define UIP_URGDATA 1 決定是否支持TCP urgent data notification。

#define UIP_RTO 3 The initial retransmission timeout counted in timer pulses.不要改變

#define UIP_MAXRTX 8 在中止連接之前，應(yīng)該重發(fā)一個(gè)段的最大次數(shù)。不要改變

#define UIP_TCP_MSS (UIP_BUFSIZE – UIP_LLH_LEN – 40) TCP段的最大長度。它不能大于UIP_BUFSIZE – UIP_LLH_LEN – 40.

#define UIP_TIME_WAIT_TIMEOUT 120 一個(gè)連接應(yīng)該在TIME_WAIT狀態(tài)等待多長。不要改變

#define UIP_ARPTAB_SIZE 8 ARP表的大小。如果本地網(wǎng)絡(luò)中有許多到這個(gè)uIP節(jié)點(diǎn)的連接，那么這個(gè)選項(xiàng)應(yīng)該設(shè)置為一個(gè)比較大的值。

#define UIP_BUFSIZE 1500 uIP packet緩沖區(qū)不能小于60字節(jié)，但也不必大于1500字節(jié)。

#define UIP_STATISTICS 1 決定是否支持統(tǒng)計(jì)數(shù)字。統(tǒng)計(jì)數(shù)字對(duì)調(diào)試很有幫助，并展示給用戶。

#define UIP_LOGGING 0 輸出uIP登陸信息。

#define UIP_LLH_LEN 14 鏈接層頭部長度。對(duì)于SLIP，應(yīng)該設(shè)置成0。

uip-conf.h 中增加幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)體定義，不include任何應(yīng)用

#define UIP_CONF_LOGGING 0 //logging off

typedef int uip_tcp_appstate_t; //出錯(cuò)可注釋

typedef int uip_udp_appstate_t; //出錯(cuò)可注釋

/*#include "smtp.h"*/

/*#include "hello-world.h"*/

/*#include "telnetd.h"*/

/*#include "webserver.h"*/

/*#include "dhcpc.h"*/

/*#include "resolv.h"*/

/*#include "webclient.h"*/

#include "app_call.h" //加入一個(gè)Uip的數(shù)據(jù)接口文件

uIP 在接受到底層傳來的數(shù)據(jù)包后，調(diào)用UIP_APPCALL( )，將數(shù)據(jù)送到上層應(yīng)用程序處理。

User/app_call.c

#include "stm32f10x.h"

#ifndef UIP_APPCALL

#define UIP_APPCALL Uip_Appcall

#endif

#ifndef UIP_UDP_APPCALL

#define UIP_UDP_APPCALL Udp_Appcall

#endif

void Uip_Appcall(void);

void Udp_Appcall(void);

void Uip_Appcall(void)

{

}

void Udp_Appcall(void)

{

}

4.加入uIP 的的主循環(huán)代碼架構(gòu)

User/main.c

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#include "stm32f10x.h"

#include "stdio.h"

#include "string.h"

#include "uip.h"

#include "uip_arp.h"

#include "tapdev.h"

#include "timer.h"

#include "ENC28J60.h"

#include "SPI.h"

#define PRINTF_ON 1

#define BUF ((struct uip_eth_hdr *)&uip_buf[0])

#ifndef NULL

#define NULL (void *)0

#endif /* NULL */

static unsigned char mymac[6] = {0x04,0x02,0x35,0x00,0x00,0x01};

void RCC_Configuration(void);

void GPIO_Configuration(void);

void USART_Configuration(void);

int main(void)

{

int i;

uip_ipaddr_t ipaddr;

struct timer periodic_timer, arp_timer;

RCC_Configuration();

GPIO_Configuration();

USART_Configuration();

SPInet_Init();

timer_set(&periodic_timer, CLOCK_SECOND / 2);

timer_set(&arp_timer, CLOCK_SECOND * 10);

SysTick_Config(72000); //配置滴答計(jì)時(shí)器

//以太網(wǎng)控制器驅(qū)動(dòng)初始化

tapdev_init(mymac);

//Uip 協(xié)議棧初始化

uip_init();

uip_ipaddr(ipaddr, 192, 168, 1, 15); //配置Ip

uip_sethostaddr(ipaddr);

uip_ipaddr(ipaddr, 192, 168, 1, 1); //配置網(wǎng)關(guān)

uip_setdraddr(ipaddr);

uip_ipaddr(ipaddr, 255, 255, 255, 0); //配置子網(wǎng)掩碼

uip_setnetmask(ipaddr);

while(1){

uip_len = tapdev_read(); //從網(wǎng)卡讀取數(shù)據(jù)

if(uip_len > 0)

{ //如果數(shù)據(jù)存在則按協(xié)議處理

if(BUF->type == htons(UIP_ETHTYPE_IP)) { //如果收到的是IP數(shù)據(jù)，調(diào)用uip_input()處理

uip_arp_ipin();

uip_input();

/* If the above function invocation resulted in data that

should be sent out on the network, the global variable uip_len is set to a value > 0. */

if(uip_len > 0)

{

uip_arp_out();

tapdev_send();

}

}else if(BUF->type == htons(UIP_ETHTYPE_ARP)){ //如果收到的是ARP數(shù)據(jù)，調(diào)用uip_arp_arpin處理

uip_arp_arpin();

/* If the above function invocation resulted in data that

should be sent out on the network, the global variable uip_len is set to a value > 0. */

if(uip_len > 0)

{

tapdev_send();

}

}else if(timer_expired(&periodic_timer)){ //查看0.5s是否到了，調(diào)用uip_periodic處理TCP超時(shí)程序

timer_reset(&periodic_timer);

for(i = 0; i < UIP_CONNS; i++) {

uip_periodic(i);

/* If the above function invocation resulted in data that

should be sent out on the network, the global variable uip_len is set to a value > 0. */

if(uip_len > 0)

{

uip_arp_out();

tapdev_send();

}

for(i = 0; i < UIP_UDP_CONNS; i++)

{

uip_udp_periodic(i); //處理udp超時(shí)程序

/* If the above function invocation resulted in data that

should be sent out on the network, the global variable uip_len is set to a value > 0. */

if(uip_len > 0)

{

uip_arp_out();

tapdev_send();

}

/* Call the ARP timer function every 10 seconds. */ //10s到了就處理ARP

if(timer_expired(&arp_timer))

{

timer_reset(&arp_timer);

uip_arp_timer();

}

/*******************************Stm32 Set***************************************/

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

}

void RCC_Configuration(void)

{

/* 定義枚舉類型變量 HSEStartUpStatus */

ErrorStatus HSEStartUpStatus;

/* 復(fù)位系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置*/

RCC_DeInit();

/* 開啟HSE*/

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

/* 等待HSE起振并穩(wěn)定*/

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

/* 判斷HSE起是否振成功，是則進(jìn)入if()內(nèi)部 */

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

{

/* 選擇HCLK（AHB）時(shí)鐘源為SYSCLK 1分頻 */

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

/* 選擇PCLK2時(shí)鐘源為 HCLK（AHB） 1分頻 */

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

/* 選擇PCLK1時(shí)鐘源為 HCLK（AHB） 2分頻 */

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

/* 設(shè)置FLASH延時(shí)周期數(shù)為2 */

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

/* 使能FLASH預(yù)取緩存 */

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

/* 選擇鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘源為HSE 1分頻，倍頻數(shù)為9，則PLL輸出頻率為 8MHz * 9 = 72MHz */

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

/* 使能PLL */

RCC_PLLCmd(ENABLE);

/* 等待PLL輸出穩(wěn)定 */

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

/* 選擇SYSCLK時(shí)鐘源為PLL */

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

/* 等待PLL成為SYSCLK時(shí)鐘源 */

while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

}

/* 打開APB2總線上的GPIOA時(shí)鐘*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

}

void USART_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;

USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;

USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;

USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;

USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;

USART_ClockInit(USART1 , &USART_ClockInitStructure);

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

USART_Cmd(USART1,ENABLE);

}

#if PRINTF_ON

int fputc(int ch,FILE *f)

{

USART_SendData(USART1,(u8) ch);

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);

return ch;

}

#endif

5.解決編譯過程中的錯(cuò)誤。歸總?cè)缦拢?

Uip/uip-split.c 注釋所有的 tcpip_output()函數(shù) 消除uip_fw_output()函數(shù)的注釋
Uip/memb.c 中 memb_free()函數(shù) 返回值 return -1 改為 return 1
Apps/resolv.c 中resolv_conf() 中

//resolv_conn = uip_udp_new(dnsserver, HTONS(53));

resolv_conn = uip_udp_new((uip_ipaddr_t*)dnsserver, HTONS(53));

解決完所有問題后，編譯成功后下載到stm32，ping 測試。。

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