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Zephys OS uIP 协议栈：netcore - 发送数据 |
2016-10-11 15:39:19 -0700 |
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这一节我们来学习 uIP 协议栈向网络发送数据的流程。
- net_send
- net_tx_fiber
- check_and_send_packet
- simple_udp_send
- simple_udp_sendto
- uip_udp_packet_sendto
- uip_udp_packet_send
- tcpip_output
- net_tcpip_output
应用程序准备好要发送的 buffer 后，调用 net_send 函数就可以发送数据了，所以我们通过 net_send() 这个函数，追踪一下发送数据的整体流程。
int net_send(struct net_buf *buf)
{
int ret = 0;
// 先简单地对应用程序传入的 buf 进行有效性检查
if (!buf || ip_buf_len(buf) == 0) {
return -ENODATA;
}
if (buf->len && !uip_appdatalen(buf)) {
uip_appdatalen(buf) = ip_buf_appdatalen(buf);
}
// (根据当前上下文来决定)释放 CPU，切换到其它线程
// 有个疑问，为什么要切换？
switch (sys_execution_context_type_get()) {
case NANO_CTX_ISR:
break;
case NANO_CTX_FIBER:
fiber_yield();
break;
case NANO_CTX_TASK:
#ifdef CONFIG_MICROKERNEL
task_yield();
#endif
break;
}
#ifdef CONFIG_NETWORKING_WITH_TCP
......
#endif
// 将该 buffer 放到 netdev 的 tx_queue 中
nano_fifo_put(&netdev.tx_queue, buf);
// 唤醒发送线程
fiber_wakeup(tx_fiber_id);
return ret;
}
对于 UDP 来说，上面的代码基本没对 buf 做如何处理，直接将其放到 netdev 的 tx_queue 中，然后唤醒发送线程。
static void net_tx_fiber(void)
{
while (1) {
struct net_buf *buf;
int ret;
// 从 netdev 的 tx_queue 中取 buffer
// 这里传入的参数为 TICKS_UNLIMITED
// 表示如果此时 tx_queue 中没有 buffer，该线程将加入阻塞状态，直到 net_send() 向
// tx_queue 中放了 buffer，然后把该线程唤醒
buf = net_buf_get_timeout(&netdev.tx_queue, 0, TICKS_UNLIMITED);
// 代码走到这里，说明已经成功取到 buffer 了。
/* 根据返回值，判断对 buffer 的操作：
* <0: 发生了错误，我们需要释放 buffer
* 0: 消息被 uIP 协议栈丢弃了， 此时 buffer 已被 uIP 释放了
* >0: 消息发送成功，buffer 已被释放
*/
ret = check_and_send_packet(buf);
if (ret < 0) {
ip_buf_unref(buf);
goto wait_next;
} else if (ret > 0) {
goto wait_next;
}
NET_BUF_CHECK_IF_NOT_IN_USE(buf);
// 处理完我们需要处理的所有事件
do {
ret = process_run(buf);
} while (ret > 0);
// 释放 buffer
ip_buf_unref(buf);
wait_next:
...
}
}
static int check_and_send_packet(struct net_buf *buf)
{
struct net_tuple *tuple;
struct simple_udp_connection *udp;
int ret = 0;
if (!netdev.drv) {
// 如果 netdev 没有绑定驱动，直接返回错误，因为我们 buf 中的数据需要驱动程序发送到信道中
return -EINVAL;
}
tuple = net_context_get_tuple(ip_buf_context(buf));
if (!tuple) {
return -EINVAL;
}
// 根据 context 中设定的 协议，做相应的处理。
switch (tuple->ip_proto) {
case IPPROTO_UDP:
udp = net_context_get_udp_connection(ip_buf_context(buf));
// 判断该buf 所在的 context 是否进行了 udp 注册
if (!net_context_get_receiver_registered(ip_buf_context(buf))) {
// 如果没有进行 udp 注册，则先进行 udp 注册
ret = simple_udp_register(udp, tuple->local_port,
#ifdef CONFIG_NETWORKING_WITH_IPV6
(uip_ip6addr_t *)&tuple->remote_addr->in6_addr,
#else
(uip_ip4addr_t *)&tuple->remote_addr->in_addr,
#endif
tuple->remote_port, udp_packet_reply,
ip_buf_context(buf));
if (!ret) {
ret = -ENOENT;
break;
}
// 设置“已注册”标志
net_context_set_receiver_registered(ip_buf_context(buf));
}
if (ip_buf_appdatalen(buf) == 0) {
// 应用程序没有设置上层 buf 中的数据长度(不包括IP/UDP/协议头)
uip_appdatalen(buf) = buf->len - (UIP_IPUDPH_LEN + UIP_LLH_LEN);
}
ret = simple_udp_send(buf, udp, uip_appdata(buf),uip_appdatalen(buf));
break;
case IPPROTO_TCP:
#ifdef CONFIG_NETWORKING_WITH_TCP
......
#endif
break;
case IPPROTO_ICMPV6:
NET_DBG("ICMPv6 not yet supported\n");
ret = -EINVAL;
break;
}
return ret;
}
int simple_udp_send(struct net_buf *buf, struct simple_udp_connection *c,
const void *data, uint16_t datalen)
{
if(c->udp_conn != NULL) {
return uip_udp_packet_sendto(buf, c->udp_conn, data, datalen,
&c->remote_addr, UIP_HTONS(c->remote_port));
}
return 0;
}
没啥可说的，继续追踪代码。
int simple_udp_sendto(struct net_buf *buf, struct simple_udp_connection *c,
const void *data, uint16_t datalen,
const uip_ipaddr_t *to)
{
if(c->udp_conn != NULL) {
return uip_udp_packet_sendto(buf, c->udp_conn, data, datalen,
to, UIP_HTONS(c->remote_port));
}
return 0;
}
继续追踪代码。
uint8_t uip_udp_packet_sendto(struct net_buf *buf, struct uip_udp_conn *c, const void *data, int len,
const uip_ipaddr_t *toaddr, uint16_t toport)
{
uip_ipaddr_t curaddr;
uint16_t curport;
uint8_t ret = 0;
if(toaddr != NULL) {
......
ret = uip_udp_packet_send(buf, c, data, len);
.....
}
return ret;
}
uint8_t uip_udp_packet_send(struct net_buf *buf, struct uip_udp_conn *c, const void *data, int len)
{
#if UIP_UDP
if(data != NULL) {
uip_set_udp_conn(buf) = c;
uip_slen(buf) = len;
memcpy(&uip_buf(buf)[UIP_LLH_LEN + UIP_IPUDPH_LEN], data,
len > UIP_BUFSIZE - UIP_LLH_LEN - UIP_IPUDPH_LEN?
UIP_BUFSIZE - UIP_LLH_LEN - UIP_IPUDPH_LEN: len);
// 在 uip_process 内部，添加 ip/udp 的协议头，我们先不分析
if (uip_process(&buf, UIP_UDP_SEND_CONN) == 0) {
/* The packet was dropped, we can return now */
return 0;
}
#if UIP_CONF_IPV6_MULTICAST
......
#endif /* UIP_IPV6_MULTICAST */
if (!uip_len(buf)) {
/* Message was successfully sent, just bail out now. */
goto out;
}
#if NETSTACK_CONF_WITH_IPV6
......
#else
if(uip_len(buf) > 0) {
// 将 buf 中的数据发送出去！！！！
tcpip_output(buf, NULL);
}
#endif
}
out:
uip_slen(buf) = 0;
#endif /* UIP_UDP */
return 1;
}
终于到了终点，可以看看 buf 中的数据是如何发送出去的了！！
uint8_t tcpip_output(struct net_buf *buf, const uip_lladdr_t *a)
{
if(outputfunc != NULL) {
return outputfunc(buf, a);
}
UIP_LOG("tcpip_output: Use tcpip_set_outputfunc() to set an output function");
return 0;
}
额，outputfunc 是什么东西？它是我们在进行 协议栈初始化时设置的一个函数指针。回忆一下 network_initialization() 函数里面，它有这么一句话：
tcpip_set_outputfunc(net_tcpip_output);
而 tcpip_set_outputfunc 的实现如下：
void tcpip_set_outputfunc(uint8_t (*f)(struct net_buf *buf, const uip_lladdr_t *))
{
outputfunc = f;
}
所以，outputfunc 就是 net_tcpip_output，即 tcpip_output() 会调用函数 net_tcpip_output() 将 buf 发送出去。
static uint8_t net_tcpip_output(struct net_buf *buf, const uip_lladdr_t *lladdr)
{
int res;
if (!netdev.drv) {
return 0;
}
if (lladdr) {
linkaddr_copy(&ip_buf_ll_dest(buf),
(const linkaddr_t *)lladdr);
} else {
linkaddr_copy(&ip_buf_ll_dest(buf), &linkaddr_null);
}
if (ip_buf_len(buf) == 0) {
return 0;
}
// 调用底层驱动程序，发送 buf ！！关于驱动程序如何发送数据，请参考后面的 net driver 相关章节。
res = netdev.drv->send(buf);
if (res < 0) {
res = 0;
}
return (uint8_t)res;
}