基於STM32F407MAC與DP83848實現乙太網通訊五（裸機移植LwIP協議棧）

fyxs發表於2024-03-17
Mac協議

LwIP協議移植參考檔案：

  • 野火LwIP應用開發實戰指南
  • STM32F4 LWIP開發手冊
  • lwip網址
  • lwip-1.4.1.zip
  • contrib-1.4.1.zip
  • lwip-2.1.2.zip
  • contrib-2.1.0.zip
  • STSW-STM32070

LwIP協議棧的移植主要參考ST的官方參考檔案STSW-STM32070的LwIP例程實現。由於ST官方例程使用的版本為LwIP1.4.1，因此本文也實現LwIP1.4.1版本的協議棧移植，移植成功後在比較2.1版本的差異進行升級。移植成功的例程放文末。

一、LwIP的啟動流程

最開始學習LwIP的時候看了下原子和野火的相關影片，大多都是依照著移植好的工程講解的，對於其中的很多函式的使用都不明所以。之後在檢視了官方文件之後，文件中其實有明確的啟動流程。

  • LwIP官方文件

文件中的system initialization 中提到了啟動LwIP所需要使用到的相關函式。

lwip_init(): 初始化lwip系統，使用作業系統的話使用tcpip_init()
netif_add(struct netif *netif, ...): 向網路卡列表新增網路卡，開發板上的ETH外設+DP83848+RJ45乙太網介面 可以看作一張網路卡
netif_set_default(struct netif *netif) ：設定預設的網路連線狀態，初始化程式的時候直接呼叫
netif_set_link_up(struct netif *netif) ：設定鏈路的連線狀態，檢測是否插入了網線，可透過配置STM32IO中斷設定（DP83848的LED_LINK引腳觸發）
netif_set_up(struct netif *netif) ：配置完netif（網路卡）之後呼叫
dhcp_start(struct netif *netif) ：啟用DHCP自動分配IP，手動配置netif的IP後可使用該函式
sys_check_timeouts() ：系統超時檢測，在while迴圈中呼叫

以上的函式使用流程也是移植lwip協議棧的主要流程。

二、lwip原始檔

lwip檔案的具體說明就不贅述了，可以參考野火LwIP應用開發實戰指南，這裡主要說一下移植需要的檔案。

這裡是lwip1.4.1-core資料夾的檔案，也是移植需要的檔案。

api：socket和netconn程式設計使用的API，裸機RAW不會使用到。

core：lwip協議棧原始檔

include：原始碼相關的標頭檔案

netif：介面檔案

lwip相關的檔案如下，具體的檔案以及標頭檔案配置參考文末的原始碼。

LWIP_ARCH檔案裡面是我們的程式碼與系統核心的介面檔案，比如使用裸機、FreeRTOS、UCOSIII這些，我們就需要編寫相關的檔案，我們現在裸機程式設計使用到的檔案如下。

LWIP_APP資料夾就是存放我們自己編寫的檔案了，比如lwip的初始化程式碼、TCP、UDP等等應用程式碼。

三、使用者編寫的檔案

1、lwip與STM32ETH的介面檔案ethnetif.c

lwip協議棧與開發板唯一互動的外設就是ETH外設，ETH外設主要負責MAC資料鏈路層的資料收發，以及其他底層事務比如硬體幀校驗。

netif.c檔案就是網路卡的抽象，而鏈路層的資料收發需要我們自己實現。

在lwip1.4.1版本中NETIF資料夾中官方的ethnetif.c檔案的模板，底層資料收發函式的實現也主要參考此模板。

當然在ST的例程STSW-STM32070中也有寫好的ethnetif.c檔案可以參考。

這裡參考了原子的程式碼，但是使用的lwip自帶的記憶體分配策略，剛開始移植還是儘量不動lwip的原始碼。

#include "netif/ethernetif.h" 
#include "dp83848.h"  
#include "lwip_comm.h" 
#include "netif/etharp.h"  
#include "string.h"  

//由ethernetif_init()呼叫用於初始化硬體
//netif:網路卡結構體指標 
//返回值:ERR_OK,正常
//       其他,失敗
static err_t low_level_init(struct netif *netif)
{
#ifdef CHECKSUM_BY_HARDWARE
    int i; 
#endif 
    netif->hwaddr_len = ETHARP_HWADDR_LEN; //設定MAC地址長度,為6個位元組
    //初始化MAC地址,設定什麼地址由使用者自己設定,但是不能與網路中其他裝置MAC地址重複
    netif->hwaddr[0]=lwipdev.mac[0]; 
    netif->hwaddr[1]=lwipdev.mac[1]; 
    netif->hwaddr[2]=lwipdev.mac[2];
    netif->hwaddr[3]=lwipdev.mac[3];
    netif->hwaddr[4]=lwipdev.mac[4];
    netif->hwaddr[5]=lwipdev.mac[5];
    netif->mtu=1500; //最大允許傳輸單元,允許該網路卡廣播和ARP功能
    //並且該網路卡允許有硬體鏈路連線
    netif->flags = NETIF_FLAG_BROADCAST|NETIF_FLAG_ETHARP|NETIF_FLAG_LINK_UP;
    
    ETH_MACAddressConfig(ETH_MAC_Address0, netif->hwaddr); //向STM32F4的MAC地址暫存器中寫入MAC地址
    /* Initialize Tx Descriptors list: Chain Mode */
    ETH_DMATxDescChainInit(DMATxDscrTab, &Tx_Buff[0][0], ETH_TXBUFNB);
    /* Initialize Rx Descriptors list: Chain Mode  */
    ETH_DMARxDescChainInit(DMARxDscrTab, &Rx_Buff[0][0], ETH_RXBUFNB);
#ifdef CHECKSUM_BY_HARDWARE     //使用硬體幀校驗
    for(i=0;i<ETH_TXBUFNB;i++)    //使能TCP,UDP和ICMP的傳送幀校驗,TCP,UDP和ICMP的接收幀校驗在DMA中配置了
    {
        ETH_DMATxDescChecksumInsertionConfig(&DMATxDscrTab[i], ETH_DMATxDesc_ChecksumTCPUDPICMPFull);
    }
#endif
    ETH_Start(); //開啟MAC和DMA                
    return ERR_OK;
} 
//用於傳送資料包的最底層函式(lwip透過netif->linkoutput指向該函式)
//netif:網路卡結構體指標
//p:pbuf資料結構體指標
//返回值:ERR_OK,傳送正常
//       ERR_MEM,傳送失敗
static err_t low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p)
{
    u8 res;
    struct pbuf *q;
    int l = 0;
    u8 *buffer=(u8 *)ETH_GetCurrentTxBuffer(); 
    for(q=p;q!=NULL;q=q->next) 
    {
        memcpy((u8_t*)&buffer[l], q->payload, q->len);
        l=l+q->len;
    } 
    res=ETH_Tx_Packet(l); 
    if(res==ETH_ERROR)return ERR_MEM;//返回錯誤狀態
    return ERR_OK;
} 
//用於接收資料包的最底層函式
//neitif:網路卡結構體指標
//返回值:pbuf資料結構體指標
static struct pbuf * low_level_input(struct netif *netif)
{  
    struct pbuf *p, *q;
    u16_t len;
    int l =0;
    FrameTypeDef frame;
    u8 *buffer;
    p = NULL;
    frame=ETH_Rx_Packet();
    len=frame.length;//得到包大小
    buffer=(u8 *)frame.buffer;//得到包資料地址 
    p=pbuf_alloc(PBUF_RAW,len,PBUF_POOL);//pbufs記憶體池分配pbuf
    if(p!=NULL)
    {
        for(q=p;q!=NULL;q=q->next)
        {
            memcpy((u8_t*)q->payload,(u8_t*)&buffer[l], q->len);
            l=l+q->len;
        }    
    }
    frame.descriptor->Status=ETH_DMARxDesc_OWN;//設定Rx描述符OWN位,buffer重歸ETH DMA 
    if((ETH->DMASR&ETH_DMASR_RBUS)!=(u32)RESET)//當Rx Buffer不可用位(RBUS)被設定的時候,重置它.恢復傳輸
    { 
        ETH->DMASR=ETH_DMASR_RBUS;//重置ETH DMA RBUS位 
        ETH->DMARPDR=0;//恢復DMA接收
    }
    return p;
}
//網路卡接收資料(lwip直接呼叫)
//netif:網路卡結構體指標
//返回值:ERR_OK,傳送正常
//ERR_MEM,傳送失敗
err_t ethernetif_input(struct netif *netif)
{
    err_t err;
    struct pbuf *p;
    p=low_level_input(netif);
    if(p==NULL) return ERR_MEM;
    err=netif->input(p, netif);
    if(err!=ERR_OK)
    {
        LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG,("ethernetif_input: IP input error\n"));
        pbuf_free(p);
        p = NULL;
    } 
    return err;
} 
//使用low_level_init()函式來初始化網路
//netif:網路卡結構體指標
//返回值:ERR_OK,正常
//       其他,失敗
err_t ethernetif_init(struct netif *netif)
{
    LWIP_ASSERT("netif!=NULL",(netif!=NULL));
#if LWIP_NETIF_HOSTNAME          //LWIP_NETIF_HOSTNAME 
    netif->hostname="lwip";      //初始化名稱
#endif 
    netif->name[0]=IFNAME0;     //初始化變數netif的name欄位
    netif->name[1]=IFNAME1;     //在檔案外定義這裡不用關心具體值
    netif->output=etharp_output;//IP層傳送資料包函式
    netif->linkoutput=low_level_output;//ARP模組傳送資料包函式
    low_level_init(netif);         //底層硬體初始化函式
    return ERR_OK;
}

2、lwipopts.h檔案

lwipopts.h檔案是lwip配置的標頭檔案，是對opt.h引數的重新配置，主要配置是否使用OS、使用DHCP自動分配IP、使能RAW、NETCOON或SOCKET以及配置TCP、UDP傳送接受佇列緩衝的大小等等與使用的硬體引數密切相關的配置。

在STM32的官方例程中還配置了使用軟硬體校驗和的相關配置。

#ifndef __LWIPOPTS_H__
#define __LWIPOPTS_H__

#define SYS_LIGHTWEIGHT_PROT    0

//NO_SYS==1:不使用作業系統
#define NO_SYS                  1  //不使用OS

//使用4位元組對齊模式
#define MEM_ALIGNMENT           4  

//MEM_SIZE:heap記憶體的大小,如果在應用中有大量資料傳送的話這個值最好設定大一點 
#define MEM_SIZE                16000 //記憶體堆大小

//MEMP_NUM_PBUF:memp結構的pbuf數量,如果應用從ROM或者靜態儲存區傳送大量資料時,這個值應該設定大一點
#define MEMP_NUM_PBUF           10

//MEMP_NUM_UDP_PCB:UDP協議控制塊(PCB)數量.每個活動的UDP"連線"需要一個PCB.
#define MEMP_NUM_UDP_PCB        6

//MEMP_NUM_TCP_PCB:同時建立啟用的TCP數量
#define MEMP_NUM_TCP_PCB        10

//MEMP_NUM_TCP_PCB_LISTEN:能夠監聽的TCP連線數量
#define MEMP_NUM_TCP_PCB_LISTEN 6

//MEMP_NUM_TCP_SEG:最多同時在佇列中的TCP段數量
#define MEMP_NUM_TCP_SEG        15

//MEMP_NUM_SYS_TIMEOUT:能夠同時啟用的timeout個數
#define MEMP_NUM_SYS_TIMEOUT    8


/* ---------- Pbuf選項---------- */
//PBUF_POOL_SIZE:pbuf記憶體池個數. 
#define PBUF_POOL_SIZE          20

//PBUF_POOL_BUFSIZE:每個pbuf記憶體池大小. 
#define PBUF_POOL_BUFSIZE       512


/* ---------- TCP選項---------- */
#define LWIP_TCP                1  //為1是使用TCP
#define TCP_TTL                 255//生存時間

/*當TCP的資料段超出佇列時的控制位,當裝置的記憶體過小的時候此項應為0*/
#define TCP_QUEUE_OOSEQ         0

//最大TCP分段
#define TCP_MSS                 (1500 - 40)      //TCP_MSS = (MTU - IP報頭大小 - TCP報頭大小

//TCP傳送緩衝區大小(bytes).
#define TCP_SND_BUF             (4*TCP_MSS)

//TCP_SND_QUEUELEN: TCP傳送緩衝區大小(pbuf).這個值最小為(2 * TCP_SND_BUF/TCP_MSS) 
#define TCP_SND_QUEUELEN        (2* TCP_SND_BUF/TCP_MSS)

//TCP傳送視窗
#define TCP_WND                 (2*TCP_MSS)


/* ---------- ICMP選項---------- */
#define LWIP_ICMP                 1 //使用ICMP協議

/* ---------- DHCP選項---------- */
//當使用DHCP時此位應該為1,LwIP 0.5.1版本中沒有DHCP服務.
#define LWIP_DHCP               0

/* ---------- UDP選項 ---------- */ 
#define LWIP_UDP                1 //使用UDP服務
#define UDP_TTL                 255 //UDP資料包生存時間


/* ---------- Statistics options ---------- */
#define LWIP_STATS 0
#define LWIP_PROVIDE_ERRNO 1


//STM32F4x7允許透過硬體識別和計算IP,UDP和ICMP的幀校驗和
#define CHECKSUM_BY_HARDWARE //定義CHECKSUM_BY_HARDWARE,使用硬體幀校驗


#ifdef CHECKSUM_BY_HARDWARE
  /* CHECKSUM_GEN_IP==0: Generate checksums by hardware for outgoing IP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_IP                 0
  /* CHECKSUM_GEN_UDP==0: Generate checksums by hardware for outgoing UDP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_UDP                0
  /* CHECKSUM_GEN_TCP==0: Generate checksums by hardware for outgoing TCP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_TCP                0 
  /* CHECKSUM_CHECK_IP==0: Check checksums by hardware for incoming IP packets.*/
  #define CHECKSUM_CHECK_IP               0
  /* CHECKSUM_CHECK_UDP==0: Check checksums by hardware for incoming UDP packets.*/
  #define CHECKSUM_CHECK_UDP              0
  /* CHECKSUM_CHECK_TCP==0: Check checksums by hardware for incoming TCP packets.*/
  #define CHECKSUM_CHECK_TCP              0
  /* CHECKSUM_CHECK_ICMP==0: Check checksums by hardware for incoming ICMP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_ICMP               0
#else
  /* CHECKSUM_GEN_IP==1: Generate checksums in software for outgoing IP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_IP                 1
  /* CHECKSUM_GEN_UDP==1: Generate checksums in software for outgoing UDP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_UDP                1
  /* CHECKSUM_GEN_TCP==1: Generate checksums in software for outgoing TCP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_TCP                1
  /* CHECKSUM_CHECK_IP==1: Check checksums in software for incoming IP packets.*/
  #define CHECKSUM_CHECK_IP               1
  /* CHECKSUM_CHECK_UDP==1: Check checksums in software for incoming UDP packets.*/
  #define CHECKSUM_CHECK_UDP              1
  /* CHECKSUM_CHECK_TCP==1: Check checksums in software for incoming TCP packets.*/
  #define CHECKSUM_CHECK_TCP              1
  /* CHECKSUM_CHECK_ICMP==1: Check checksums by hardware for incoming ICMP packets.*/
  #define CHECKSUM_GEN_ICMP               1
#endif


/*
   ----------------------------------------------
   ---------- SequentialAPI選項----------
   ----------------------------------------------
*/

//LWIP_NETCONN==1:使能NETCON函式(要求使用api_lib.c)
#define LWIP_NETCONN                    0

/*
   ------------------------------------
   ---------- Socket API選項----------
   ------------------------------------
*/
//LWIP_SOCKET==1:使能Socket API(要求使用sockets.c)
#define LWIP_SOCKET                     0

#define LWIP_COMPAT_MUTEX               1

#define LWIP_SO_RCVTIMEO                1 //透過定義LWIP_SO_RCVTIMEO使能netconn結構體中recv_timeout,使用recv_timeout可以避免阻塞執行緒


/*
   ----------------------------------------
   ---------- Lwip除錯選項----------
   ----------------------------------------
*/
//#define LWIP_DEBUG                     1 //開啟DEBUG選項

#define ICMP_DEBUG                      LWIP_DBG_OFF //開啟/關閉ICMPdebug

#endif /* __LWIPOPTS_H__ */

3、cc.h檔案與cpu.h檔案

cc.h檔案主要是對相關編譯器移植的支援，比如使用keil、IAR的支援，和抽象變數型別定義（與STM32的uint8_t 表示為 unsigned char類似）。contrib-1.4.1中有cc.h檔案參考。

cpu.h檔案主要針對cpu使用大小端模式配置。

#ifndef __CC_H__
#define __CC_H__

#include "cpu.h"
#include "stdio.h"

/*-------------data type------------------------------------------------------*/

typedef unsigned   char    u8_t;    /* Unsigned 8 bit quantity         */
typedef signed     char    s8_t;    /* Signed    8 bit quantity        */
typedef unsigned   short   u16_t;   /* Unsigned 16 bit quantity        */
typedef signed     short   s16_t;   /* Signed   16 bit quantity        */
typedef unsigned   long    u32_t;   /* Unsigned 32 bit quantity        */
typedef signed     long    s32_t;   /* Signed   32 bit quantity        */
typedef u32_t mem_ptr_t;            /* Unsigned 32 bit quantity        */
typedef int sys_prot_t;

/*-------------critical region protection (depends on uC/OS-II setting)-------*/

#if OS_CRITICAL_METHOD == 1
#define SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev)
#define SYS_ARCH_PROTECT(lev)        CPU_INT_DIS()
#define SYS_ARCH_UNPROTECT(lev)        CPU_INT_EN()
#endif

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3  //method 3 is used in this port.
#define SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev)    u32_t lev
#define SYS_ARCH_PROTECT(lev)        lev = OS_CPU_SR_Save()
#define SYS_ARCH_UNPROTECT(lev)        OS_CPU_SR_Restore(lev)
#endif

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

/* define compiler specific symbols */
#if defined (__ICCARM__)

#define PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_STRUCT 
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x
#define PACK_STRUCT_USE_INCLUDES

#elif defined (__CC_ARM)

#define PACK_STRUCT_BEGIN __packed
#define PACK_STRUCT_STRUCT 
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x

#elif defined (__GNUC__)

#define PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_STRUCT __attribute__ ((__packed__))
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x

#elif defined (__TASKING__)

#define PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_STRUCT
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x

#endif

/*---define (sn)printf formatters for these lwip types, for lwip DEBUG/STATS--*/

#define U16_F "4d"
#define S16_F "4d"
#define X16_F "4x"
#define U32_F "8ld"
#define S32_F "8ld"
#define X32_F "8lx"

/*--------------macros--------------------------------------------------------*/
#ifndef LWIP_PLATFORM_ASSERT
#define LWIP_PLATFORM_ASSERT(x) \
    do \
    {   printf("Assertion \"%s\" failed at line %d in %s\r\n", x, __LINE__, __FILE__); \
    } while(0)
#endif

#ifndef LWIP_PLATFORM_DIAG
#define LWIP_PLATFORM_DIAG(x) do {printf x;} while(0)
#endif

#endif /* __CC_H__ */
#ifndef __CPU_H__
#define __CPU_H__

#define BYTE_ORDER LITTLE_ENDIAN  //小端模式

#endif /* __CPU_H__ */

4、pref.h檔案

系統計量相關的標頭檔案，不使用為空即可。contrib-1.4.1中可以找到，直接複製過來用。

#ifndef __PERF_H__
#define __PERF_H__

#define PERF_START    /* null definition */
#define PERF_STOP(x)  /* null definition */

#endif /* __PERF_H__ */

5、sys_arch.c、sys_arch.h檔案

使用作業系統需要實現的lwip與OS之間的c介面檔案，本文現在是裸機移植，因此不需要實現，但是不論是OS還是裸機都需要實現sys_now實現lwip系統時基訊號處理TCP、ARP定時。全域性變數lwip_localtime是定時實現的ms為單位的計數器，使用中斷每1ms更新一次數值（更新中斷也可以間隔增大比如10ms更新一次lwip內部的定時都是10ms的倍數）。

/* lwIP includes. */sys_arch.h
#include "lwip/debug.h"
#include "lwip/def.h"
#include "lwip/sys.h"
#include "lwip/mem.h"
#include "timer.h"

//為LWIP提供計時
extern uint32_t lwip_localtime;//lwip本地時間計數器,單位:ms
u32_t sys_now(void){
    return lwip_localtime;
}
#ifndef __ARCH_SYS_ARCH_H__
#define __ARCH_SYS_ARCH_H__ 
#include "arch/cc.h"
 
u32_t sys_now(void);
#endif

四、lwip初始化

在實現了開發板ETH MAC通訊以及上述lwip檔案的配置之後就能夠配置lwip的初始化啟動lwip了。

根據前文的lwip啟動流程呼叫相關函式。注意在初始化lwip（lwip_init()）之前需要初始化lwip記憶體分配策略（程式碼中的mem_init與memp_init）和ETH硬體（ETH_BSP_Config也就是STM32的ETH外設與PHY 晶片DP83848的初始化），lwip的記憶體管理可以參考LWIP應用開發實戰指南的lwip記憶體管理章節，STM32的硬體初始化可參考之前的章節基於STM32F407MAC與DP83848實現乙太網通訊（STM32F407MAC配置以及資料收發）。這裡只給出了lwip_comm.c初始化檔案的部分程式碼，可以看出啟動流程與上文第一節中提到的一致。

//LWIP初始化(LWIP啟動的時候使用)
//返回值:0,成功
//      1,記憶體錯誤
//      2,LAN8720初始化失敗
//      3,網路卡新增失敗.
u8 lwip_comm_init(void)
{
    struct netif *Netif_Init_Flag;        //呼叫netif_add()函式時的返回值,用於判斷網路初始化是否成功
    struct ip4_addr ipaddr;              //ip地址
    struct ip4_addr netmask;             //子網掩碼
    struct ip4_addr gw;                  //預設閘道器 
    mem_init();
    memp_init();
    ETH_BSP_Config();
    lwip_init();                        //初始化LWIP核心
    lwip_comm_default_ip_set(&lwipdev);    //設定預設IP等資訊

#if LWIP_DHCP        //使用動態IP
    ipaddr.addr = 0;
    netmask.addr = 0;
    gw.addr = 0;
#else                //使用靜態IP
    IP4_ADDR(&ipaddr,lwipdev.ip[0],lwipdev.ip[1],lwipdev.ip[2],lwipdev.ip[3]);
    IP4_ADDR(&netmask,lwipdev.netmask[0],lwipdev.netmask[1] ,lwipdev.netmask[2],lwipdev.netmask[3]);
    IP4_ADDR(&gw,lwipdev.gateway[0],lwipdev.gateway[1],lwipdev.gateway[2],lwipdev.gateway[3]);
    printf("網路卡en的MAC地址為:................%d.%d.%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.mac[0],lwipdev.mac[1],lwipdev.mac[2],lwipdev.mac[3],lwipdev.mac[4],lwipdev.mac[5]);
    printf("靜態IP地址........................%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.ip[0],lwipdev.ip[1],lwipdev.ip[2],lwipdev.ip[3]);
    printf("子網掩碼..........................%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.netmask[0],lwipdev.netmask[1],lwipdev.netmask[2],lwipdev.netmask[3]);
    printf("預設閘道器..........................%d.%d.%d.%d\r\n",lwipdev.gateway[0],lwipdev.gateway[1],lwipdev.gateway[2],lwipdev.gateway[3]);
#endif
    Netif_Init_Flag=netif_add(&lwip_netif,&ipaddr,&netmask,&gw,NULL,&ethernetif_init,&ethernet_input);//向網路卡列表中新增一個網口
    
#if LWIP_DHCP            //如果使用DHCP的話
    lwipdev.dhcpstatus=0;    //DHCP標記為0
    dhcp_start(&lwip_netif);    //開啟DHCP服務
#endif
    
    if(Netif_Init_Flag==NULL)return 3;//網路卡新增失敗 
    else//網口新增成功後,設定netif為預設值,並且開啟netif網口
    {
        netif_set_default(&lwip_netif); //設定netif為預設網口
        netif_set_up(&lwip_netif);        //開啟netif網口
    }
    return 0;//操作OK.
}

lwip_comm_default_ip_set

//lwip 預設IP設定
//lwipx:lwip控制結構體指標
void lwip_comm_default_ip_set(__lwip_dev *lwipx)
{
    u32 sn0;
    sn0=*(vu32*)(0x1FFF7A10);//獲取STM32的唯一ID的前24位作為MAC地址後三位元組
    //預設遠端IP為:192.168.1.100
    lwipx->remoteip[0]=192;    
    lwipx->remoteip[1]=168;
    lwipx->remoteip[2]=1;
    lwipx->remoteip[3]=104;
    //MAC地址設定(高三位元組固定為:2.0.0,低三位元組用STM32唯一ID)
    lwipx->mac[0]=2;//高三位元組(IEEE稱之為組織唯一ID,OUI)地址固定為:2.0.0
    lwipx->mac[1]=0;
    lwipx->mac[2]=0;
    lwipx->mac[3]=(sn0>>16)&0XFF;//低三位元組用STM32的唯一ID
    lwipx->mac[4]=(sn0>>8)&0XFFF;;
    lwipx->mac[5]=sn0&0XFF; 
    //預設本地IP為:192.168.1.30
    lwipx->ip[0]=192;    
    lwipx->ip[1]=168;
    lwipx->ip[2]=1;
    lwipx->ip[3]=30;
    //預設子網掩碼:255.255.255.0
    lwipx->netmask[0]=255;    
    lwipx->netmask[1]=255;
    lwipx->netmask[2]=255;
    lwipx->netmask[3]=0;
    //預設閘道器:192.168.1.1
    lwipx->gateway[0]=192;    
    lwipx->gateway[1]=168;
    lwipx->gateway[2]=1;
    lwipx->gateway[3]=1;    
    lwipx->dhcpstatus=0;//沒有DHCP    
}

五、啟動lwip

啟動lwip就比較簡單了，注意DHCP的使用，網線直連電腦情況下需要失能DHCP（lwipopts.h檔案中 DHCP配置0），使用DHCP時需連結路由器或者交換機使用。

當然現在只是實現了lwip的啟動，如果要實現UDP、TCP應用的話，就要實現相應的app檔案了，當前移植的裸機例程就只能使用RAW（基於回撥函式）實現，而將lwip一直在OS上則可以使用NETCONN或者SOCKET的API程式設計實現UDP、TCP應用了，這些在後續實現。

int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 中斷分組配置
    delay_init(168);                                // 初始化延時函式
    uart_init();                              // 初始化串列埠
    LED_Init();                                     // 初始化LED埠
    TIM3_Int_Init(999, 839);
    lwip_comm_init();
    printf("test");
    while (1)
    {
      // lwip_periodic_handle();
      sys_check_timeouts();
    }
}

ping一下開發板，出現以下回復說明lwip配置成功

六、lwip1.4.1更新到lwip2.1.x的配置

剛開始學習的時候看了原子的文件，使用的是lwip1.4.1但是官方已經更新到2.1.x版本了，這裡記錄一下更新到2.1.x的注意事項。後續的程式都基於lwip2.1.x版本。

1、cc.h的配置

需要將型別定義相關的配置註釋掉，因為在新的lwip2.1.2中的arch.h中已經定義了。

#ifndef __CC_H__
#define __CC_H__

#include "cpu.h"
#include "stdio.h"

/*-------------data type------------------------------------------------------*/

//typedef unsigned   char    u8_t;    /* Unsigned 8 bit quantity         */
//typedef signed     char    s8_t;    /* Signed    8 bit quantity        */
//typedef unsigned   short   u16_t;   /* Unsigned 16 bit quantity        */
//typedef signed     short   s16_t;   /* Signed   16 bit quantity        */
//typedef unsigned   long    u32_t;   /* Unsigned 32 bit quantity        */
//typedef signed     long    s32_t;   /* Signed   32 bit quantity        */
//typedef u32_t mem_ptr_t;            /* Unsigned 32 bit quantity        */
//typedef int sys_prot_t;

/*-------------critical region protection (depends on uC/OS-II setting)-------*/

#if OS_CRITICAL_METHOD == 1
#define SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev)
#define SYS_ARCH_PROTECT(lev)        CPU_INT_DIS()
#define SYS_ARCH_UNPROTECT(lev)        CPU_INT_EN()
#endif

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3  //method 3 is used in this port.
#define SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev)    u32_t lev
#define SYS_ARCH_PROTECT(lev)        lev = OS_CPU_SR_Save()
#define SYS_ARCH_UNPROTECT(lev)        OS_CPU_SR_Restore(lev)
#endif

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

/* define compiler specific symbols */
#if defined (__ICCARM__)

#define PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_STRUCT 
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x
#define PACK_STRUCT_USE_INCLUDES

#elif defined (__CC_ARM)

#define PACK_STRUCT_BEGIN __packed
#define PACK_STRUCT_STRUCT 
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x

#elif defined (__GNUC__)

#define PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_STRUCT __attribute__ ((__packed__))
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x

#elif defined (__TASKING__)

#define PACK_STRUCT_BEGIN
#define PACK_STRUCT_STRUCT
#define PACK_STRUCT_END
#define PACK_STRUCT_FIELD(x) x

#endif

/*---define (sn)printf formatters for these lwip types, for lwip DEBUG/STATS--*/

#define U16_F "4d"
#define S16_F "4d"
#define X16_F "4x"
#define U32_F "8ld"
#define S32_F "8ld"
#define X32_F "8lx"

/*--------------macros--------------------------------------------------------*/
#ifndef LWIP_PLATFORM_ASSERT
#define LWIP_PLATFORM_ASSERT(x) \
    do \
    {   printf("Assertion \"%s\" failed at line %d in %s\r\n", x, __LINE__, __FILE__); \
    } while(0)
#endif

#ifndef LWIP_PLATFORM_DIAG
#define LWIP_PLATFORM_DIAG(x) do {printf x;} while(0)
#endif

#endif /* __CC_H__ */

2、標頭檔案相關

函式實現的檔案更改了位置或名稱如下，當然還有其它檔案，如果碰到有些函式不知道在那個檔案可以使用VSCode搜尋一下程式碼，具體的1.4版本到2.1版本的更新參考官方文件。

//#include "timers.h" 
 #include "lwip/timeouts.h"
//#include "lwip/tcp_impl.h"
#include "lwip/priv/tcp_priv.h"

3、ethnetif.c參考檔案

ethnetif.c參考檔案從lwip2.1.x中移除了，但是可以在contrib-2.1.0中找到。

4、正點原子使用的lwip原始檔修改過的問題

參考STM32 LwIP學習過程問題總結（一）：LwIP ping不通，抓包發現ICMP校驗和為0x0000

七、例程檔案

連結：https://pan.baidu.com/s/1vzSDwTW0g8oausd1dKsiQg?pwd=b302
提取碼：b302

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