LwIP虽然使用超时链表进行管理所有的超时事件,那么它首先需要知道有哪些超时事件才能去管理,而这些超时事件就是通过注册的方式被挂载在链表上,简单来说就是这些超时事件要在内核中登记一下,内核才会去处理,LwIP中注册超时事件的函数是sys\_timeout(),但是实际上是调用sys\_timeout\_abs()函数,具体见代码清单 9‑2。
```
1 void
2 sys_timeout(u32_t msecs, sys_timeout_handler handler, void *arg)
3 {
4 u32_t next_timeout_time;
5 LWIP_ASSERT_CORE_LOCKED();
6
7 /* overflow handled by TIME_LESS_THAN macro */
8 next_timeout_time = (u32_t)(sys_now() + msecs); (1)
9
10 sys_timeout_abs(next_timeout_time, handler, arg);
11 }
12
13 static void
14 sys_timeout_abs(u32_t abs_time, sys_timeout_handler handler, void *arg)
15 {
16 struct sys_timeo *timeout, *t;
17
18 timeout = (struct sys_timeo *)memp_malloc(MEMP_SYS_TIMEOUT); (2)
19 if (timeout == NULL)
20 {
21 return;
22 }
23
24 timeout->next = NULL;
25 timeout->h = handler;
26 timeout->arg = arg;
27 timeout->time = abs_time; (3)
28
29 if (next_timeout == NULL)
30 {
31 next_timeout = timeout; (4)
32 return;
33 }
34 if (TIME_LESS_THAN(timeout->time, next_timeout->time))
35 {
36 timeout->next = next_timeout;
37 next_timeout = timeout; (5)
38 }
39 else
40 {
41 for (t = next_timeout; t != NULL; t = t->next)
42 {
43 if ((t->next == NULL) ||
44 TIME_LESS_THAN(timeout->time, t->next->time))
45 {
46 timeout->next = t->next;
47 t->next = timeout; (6)
48 break;
49 }
50 }
51 }
52 }
```
(1):根据当前时间计算出超时的时间,然后调用sys_timeout_abs()函数将当前事件插入超时链表。
(2):从内存池中申请一个MEMP_SYS_TIMEOUT类型内存,保存对应超时事件的相关信息。
(3):填写对应的超时事件信息,超时回调函数、函数参数、超时的 时间。
(4):如果超时链表中没有超时事件,那么新添加的事件就是链表的第一个。
(5):如果新插入的超时事件比链表上第一个事件的时间短,则将新插入的超时事件设置成链表的第一个。
(6):遍历链表,寻找合适的插入节点,超时链表根据超时事件的时间升序排列。
在timeouts.c中,有一个名字为lwip_cyclic_timer的结构,LwIP使用该结构存放了其内部使用的循环超时事件。这些超时事件在LwIP初始化时通过函数sys_timeouts_init()调用定时器注册函数sys_timeout()注册进入超时链表中,lwip_cyclic_timer的结构具体见:
```
1 #define TCP_TMR_INTERVAL 250
2 #define IP_TMR_INTERVAL 1000
3 #define ARP_TMR_INTERVAL 1000
4
5 struct lwip_cyclic_timer
6 {
7 u32_t interval_ms;
8 lwip_cyclic_timer_handler handler;
9 };
10
11 const struct lwip_cyclic_timer lwip_cyclic_timers[] =
12 {
13 {TCP_TMR_INTERVAL, HANDLER(tcp_tmr)},
14
15 {IP_TMR_INTERVAL, HANDLER(ip_reass_tmr)},
16
17 {ARP_TMR_INTERVAL, HANDLER(etharp_tmr)},
18 };
```
lwip\_cyclic\_timers数组中存放了每个周期性的超时事件回调函数及超时时间,在LwIP初始化的时候就将这些事件一个个插入超时链表中,具体见代码清单 9‑4。
```
1 void sys_timeouts_init(void)
2 {
3 size_t i;
4
5 for(i =(LWIP_TCP ? 1 : 0);i < LWIP_ARRAYSIZE(lwip_cyclic_timers); i++)
6 {
7 sys_timeout(lwip_cyclic_timers[i].interval_ms,lwip_cyclic_timer,
8 LWIP_CONST_CAST(void *, &lwip_cyclic_timers[i]));
9 }
10 }
```
插入超时链表后的示意图具体见图 9‑2。
![](https://box.kancloud.cn/46c5aeb527e47b601120c67c03ce909e_945x195.png)
每个sys\_timeo结构体中的h成员变量记录着对应的超时回调函数,对于周期性的回调函数,LwIP是这样子处理的:在初始化的时候将他们注册到 lwip\_cyclic\_timer()函数中,每次在处理回调函数之后,就调用sys\_timeout\_abs()函数将其重新注册到超时链表中,具体见代码清单 9‑5。
```
1 lwip_cyclic_timer(void *arg)
2 {
3 u32_t now;
4 u32_t next_timeout_time;
5 const struct lwip_cyclic_timer *cyclic = (const struct lwip_cyclic_timer *)arg;
6
7 cyclic->handler();
8
9 now = sys_now();
10 next_timeout_time = (u32_t)(current_timeout_due_time + cyclic->interval_ms);
11
12 if (TIME_LESS_THAN(next_timeout_time, now))
13 {
14 sys_timeout_abs((u32_t)(now + cyclic->interval_ms), lwip_cyclic_timer, arg);
15 }
16 else
17 {
18 sys_timeout_abs(next_timeout_time, lwip_cyclic_timer, arg);
19 }
20 }
```
- 说明
- 第1章:网络协议简介
- 1.1:常用网络协议
- 1.2:网络协议的分层模型
- 1.3:协议层报文间的封装与拆封
- 第2章:LwIP简介
- 2.1:LwIP的优缺点
- 2.2:LwIP的文件说明
- 2.2.1:如何获取LwIP源码文件
- 2.2.2:LwIP文件说明
- 2.3:查看LwIP的说明文档
- 2.4:使用vscode查看源码
- 2.4.1:查看文件中的符号列表(函数列表)
- 2.4.2:函数定义跳转
- 2.5:LwIP源码里的example
- 2.6:LwIP的三种编程接口
- 2.6.1:RAW/Callback API
- 2.6.2:NETCONN API
- 2.6.3:SOCKET API
- 第3章:开发平台介绍
- 3.1:以太网简介
- 3.1.1:PHY层
- 3.1.2:MAC子层
- 3.2:STM32的ETH外设
- 3.3:MII 和 RMII 接口
- 3.4:PHY:LAN8720A
- 3.5:硬件设计
- 3.6:软件设计
- 3.6.1:获取STM32的裸机工程模板
- 3.6.2:添加bsp_eth.c与bsp_eth.h
- 3.6.3:修改stm32f4xx_hal_conf.h文件
- 第4章:LwIP的网络接口管理
- 4.1:netif结构体
- 4.2:netif使用
- 4.3:与netif相关的底层函数
- 4.4:ethernetif.c文件内容
- 4.4.1:ethernetif数据结构
- 4.4.2:ethernetif_init()
- 4.4.3:low_level_init()
- 第5章:LwIP的内存管理
- 5.1:几种内存分配策略
- 5.1.1:固定大小的内存块
- 5.1.2:可变长度分配
- 5.2:动态内存池(POOL)
- 5.2.1:内存池的预处理
- 5.2.2:内存池的初始化
- 5.2.3:内存分配
- 5.2.4:内存释放
- 5.3:动态内存堆
- 5.3.1:内存堆的组织结构
- 5.3.2:内存堆初始化
- 5.3.3:内存分配
- 5.3.4:内存释放
- 5.4:使用C库的malloc和free来管理内存
- 5.5:LwIP中的配置
- 第6章:网络数据包
- 6.1:TCP/IP协议的分层思想
- 6.2:LwIP的线程模型
- 6.3:pbuf结构体说明
- 6.4:pbuf的类型
- 6.4.1:PBUF_RAM类型的pbuf
- 6.4.2:PBUF_POOL类型的pbuf
- 6.4.3:PBUF_ROM和PBUF_REF类型pbuf
- 6.5:pbuf_alloc()
- 6.6:pbuf_free()
- 6.7:其它pbuf操作函数
- 6.7.1:pbuf_realloc()
- 6.7.2:pbuf_header()
- 6.7.3:pbuf_take()
- 6.8:网卡中使用的pbuf
- 6.8.1:low_level_output()
- 6.8.2:low_level_input()
- 6.8.3:ethernetif_input()
- 第7章:无操作系统移植LwIP
- 7.1:将LwIP添加到裸机工程
- 7.2:移植头文件
- 7.3:移植网卡驱动
- 7.4:LwIP时基
- 7.5:协议栈初始化
- 7.6:获取数据包
- 7.6.1:查询方式
- 7.6.2:ping命令详解
- 7.6.3:中断方式
- 第8章:有操作系统移植LwIP
- 8.1:LwIP中添加操作系统
- 8.1.1:拷贝FreeRTOS源码到工程文件夹
- 8.1.2:添加FreeRTOS源码到工程组文件夹
- 8.1.3:指定FreeRTOS头文件的路径
- 8.1.4:修改stm32f10x_it.c
- 8.2:lwipopts.h文件需要加入的配置
- 8.3:sys_arch.c/h文件的编写
- 8.4:网卡底层的编写
- 8.5:协议栈初始化
- 8.6:移植后使用ping测试基本响应
- 第9章:LwIP一探究竟
- 9.1:网卡接收数据的流程
- 9.2:内核超时处理
- 9.2.1:sys_timeo结构体与超时链表
- 9.2.2:注册超时事件
- 9.2.3:超时检查
- 9.3:tcpip_thread线程
- 9.4:LwIP中的消息
- 9.4.1:消息结构
- 9.4.2:数据包消息
- 9.4.3:API消息
- 9.5:揭开LwIP神秘的面纱
- 第10章:ARP协议
- 10.1:链路层概述
- 10.2:MAC地址的基本概念
- 10.3:初识ARP
- 10.4:以太网帧结构
- 10.5:IP地址映射为物理地址
- 10.6:ARP缓存表
- 10.7:ARP缓存表的超时处理
- 10.8:ARP报文
- 10.9:发送ARP请求包
- 10.10:数据包接收流程
- 10.10.1:以太网之数据包接收
- 10.10.2:ARP数据包处理
- 10.10.3:更新ARP缓存表
- 10.11:数据包发送流程
- 10.11.1:etharp_output()函数
- 10.11.2:etharp_output_to_arp_index()函数
- 10.11.3:etharp_query()函数
- 第11章:IP协议
- 11.1:IP地址.md
- 11.1.1:概述
- 11.1.2:IP地址编址
- 11.1.3:特殊IP地址