塞2564196
项目背景
主板是野火的STM32H743，例程也是野火附带的例程，有需要的可以去野火大学堂下载。因为野火只是给出了以太网和wifi的单独例程，而项目需要两者结合在一个工程，所以需要弄清楚两者驱动函数都是如何编写的，方便合并。
Lwip网络接口函数
在Lwip当中，源码作者用netif结构体来表示一个网卡接口，内含网卡的IP地址、数据接收函数、数据发送函数等。然后通过netif_add函数添加到网卡链表当中去。
在源码当中存在一个ethernetif.c文件，这个文件存在5个函数的框架，包括函数名、函数参数、函数内容等。这就是5个网卡驱动函数的框架，我们需要在这里面添加实际使用的网卡特性。
- static err_t low_level_output( struct netif *netif, struct pbuf *p )
- static struct pubf*low_level_input(strcut netif *netif)
- static void ethernetif_input(struvt netif *netif)
- static void low_level_init(struct netif *netif )
- err_t ethernetif_init( ?struct netif *netif )
low_level_output函数为网卡的发送函数，它主要将内核的数据包发送出去，数据包采用 pbuf 数 据结构进行描述，该数据结构是一个比较复杂的数据结构。
low_level_input函数为网卡的数据接收函数，该函数会接收一个数据包，为了内核易于对数据 包的管理，该函数必须将接收的数据封装成 pbuf 的形式。
ethernetif_input函数的主要作用就是调用 low_level_input函数从网卡中读取一个数据包，然后解析该数据包的类型是属于 ARP 数据包还是 IP 数据包，再将包递交给上层。
?low_level_init函数为网卡初始化底层函数，它主要完成网卡的复位及参数初始化，根据实际的网卡属性进行配置 netif 中与网卡相关的字段，例如网卡的 MAC 地址、长度，最大发送单元等。
ethernetif_init函数，网卡初始化函数。
可以看到5个函数当中四个都带了static关键字，有关于这个关键字的作用如下所示。
在函数的返回类型前加上关键字static，函数就被定义成为静态函数。
函数的定义和声明默认情况下是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其他文件所用。
定义静态函数的好处：
<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突
<2> 静态函数不能被其他文件所用。?
前4个函数都只是在ethernetif.c文件内部调用，并不会被其他文件所引用，而ethernetif_init函数是会被netif_add函数调用，所以不带static关键词。
他们几个函数之间的关系如下图所示：
以太网例程
?以太网例程直接使用了这个源文件，函数名字都没有更改。?下面来看看具体函数都做了些什么？（以下截取部分代码）
、
1.ethernetif_init函数
对netif结构体的成员进行赋值。
output字段指向一个函数，这个函数将网络层即IP层的数据包往下传，也就是往链路层传递，具体TCP/IP分层见下层。当IP层有信息需要对外发送的时候，Lwip就会调用该字段指向的函数，把数据包封装一下，然后往下传。这个函数源码作者已经帮忙写好了，就是来自etharp.c的库函数，不需要自己改动。
linkoutput字段也是指向一个函数，但这个函数更底层，主要被ARP模块调用，ARP模块也属于网络层的协议之一。我们知道，平时转发消息我们都会以IP地址来转发和接收，但是实际上网卡底层是不认识IP这个东西的，它只认识MAC地址，所以需要有个协议来转换IP地址和MAC地址，这个协议就是ARP协议。linkoutput所指向的函数主要是承接IP层传递下来的数据包，整合转换一下，编程以太网数据帧，然后通过网卡发送出去。但是不同网卡发送出去的步骤和流程是不一样的，所以linkoutput需要自己根据网卡特性进行改写。而它所指向的low_level_output函数就是上面提到五大函数之一。
最后调用了low_level_init函数，这个函数也是上面提到的五大函数之一。
2.?low_level_init函数
这个函数就是用HAL库经典的初始化结构体，调用HAL_ETH_Init函数完成以STM32太网硬件的初始化。
?
下面sys_thread_new是FreeRTOS创建任务的函数，这里建立了一个ethernetif_input任务?，其实就是上面提到了五大函数之一。
在最后，它海湾城了LAN8720A芯片的初始化，这是个以太网芯片。
3.ethernetif_input函数
因为在初始化函数创建了关于这个函数的任务，所以其实ethernetif_input函数是一个死循环函数，或者叫任务。它就是在不断地等待数据的来临，作为主板的第一站哨兵。接下来看看哨兵是如何识别数据的到来。这个函数也是需要根据网卡的特性进行编写的。
在死循环的第一句，是一个读取信号量的FreeRTOS函数，portMAX_DELAY代表如果读到信号，就往下运行；如果读不到，那就一直在这等着。关于这个函数具体内容可以看关于FreeRTOS的信号量的说明。
那这个等待的信号到底是哪里发出来的？
在ethrnetif.c文件183行可以看到，这个定义了这个信号，而且是全局变量。
?在LAN8720a.c，也就是以太网芯片相关的文件，我们可以找到这个信号量s_xSemaphore。在前面有关键词extern，告诉编译器这个变量不在此文件，要去其他文件找，也就要去ethrnetif.c文件找。
184行是一个关于以太网的回调函数，这个回调函数是读取中断会进入的函数。在函数内容，xSemaphoreGiveFromISR是FreeRTOS在中断当中释放信号量的函数。由此我们就可以得到信号传输的过程，当以太网接收到数据，就会进入到读取回调函数，释放信号。而ethernetif_input任务一直在等待着这个信号量，所以信号量一释放，这边就读取到这个信号量，继续运行。
?在读取到信号量，会调用low_level_input函数，也就是前面的五大函数之一。得到p，这个p就是Lwip专门拿来装数据的数据结构pbuf。
?拿到数据之后，调用netif的input字段进行处理，这个input字段也是个函数，后续会讲解。它主要是作用就是，哨兵说：“lwip线程大佬，以太网模块刚告诉我来数据了，我收到数据了，已经封装成你喜欢的pbuf数据包模式，你看看如何处理”。至于lwip线程如何处理，且看后续分析。
4.low_level_input函数
这个函数是被ethernetif_input函数所调用，可以说是其打下手的小弟。这个小弟干的任务主要是调用HAL_ETH_GetRxDataBuffer函数，这个是HAL库函数。从名字就很容易得知，就是读取数据的函数。然后标号2，主要是把标号1函数读取到的数据，一顿操作，整理成pbuf形式。为什么要有这个过程?因为不同网卡有不同的数据形式，而Lwip作为通用的一个协议栈，就需要自己一套数据结构，而不需要随着网卡的不同而改变。所以就需要有数据结构转变这一步骤。
5.low_level_output函数
有接收函数，必然就有输出函数。这个函数被挂在netif的linkoutput字段，所以去检索这个函数会发现没人调用它，大家都调用netif->linkoutput，但其实一样的，调用linkoutput就相当于调用了此函数。
?这个函数前面一顿操作，最后调用了这个HAL_ETH_Transmit函数。看名字就知道，这是HAL库函数，以太网专门拿来发送数据的。
6.函数定义与声明
因为之前编程，只要是在c文件出现函数定义，对应h文件就必然存在一个函数声明。学过C语言的都知道，这是防止前面的函数调用了后面的函数，提前声明避免这种问题。当然也可以为了让其他c文件调用，这样只需要包含h文件就行了。用多了之后，以为这是一种必须的操作。
?所以看到ethernetif.h文件的函数声明就有点懵，五大函数，怎么就声明了2个函数。后面查了资料确认下，才想起声明不是必须的。首先其他三大函数并不会被其他c文件所调用，只会被本文件所调用，所以没有在h文件声明的必要。然后只要保证先定义后调用，就可以直接不用声明。
ethernetif_init函数需要声明，是因为其他c文件的netif_add函数需要调用它。
ethernetif_input函数需要声明，是因为本文件的low_level_init函数需要调用它新建一个任务，而该函数在文件最开始的位置。
7.netif_add函数
前面讲到五大函数，其中三大函数都是被自己人调用，而ethernetif_input函数就是一个单独的任务，一直在等信号，不会被其他函数调用。只有ethernetif_init函数需要被调用。
?在sys_arch.c文件当中的TCPIP_Init函数，我们可以看到第一步先完成了Lwip线程的初始化，然后就用了netif_add函数进行网络接口初始化。该函数参数：第一个是定义好的网络接口，目前里面是空空如也。后面三个分别是IP地址、子网掩码、网关地址。
?后面两个参数，分别代表网络接口的初始化函数和网络接口向IP层提交数据包的函数。init函数就是前面我们讲的五大函数之一，input函数会挂在neitf的input字段。
?前面我们讲到，哨兵收到数据并整理成pbuf会告诉Lwip线程。那Lwip线程是如何接收数据并且去做处理的，答案就是这个netif数据结构的input所指向的函数。但是我们在初始化函数，对output字段和linkoutput字段都挂载了函数，并没有对input挂载函数。而netif初始化时又是空空如也。究竟在哪里对input进行了赋值。
就是netif_add函数最后一个参数，这个参数是tcpip_input函数，这个函数是Lwip作者已经定义好的库函数，直接用就好，它会对数据包进行判断和流转。netif_add函数在内部就会将tcpip_input函数挂载在input字段。
接下来看看netif-add函数，这个源码作者已经写好的库函数内部在干些什么。
在这一部分，左边的input是netif的字段，右边的input是函数传进来的参数，也就是刚才的?tcpip_input函数。
这一部分就进行了网卡的初始化工作，虽然这是个判断语句，但是init函数已经执行了一次。init函数是函数参数之一，也就是ethernetif_init函数。
所以只要我们调用netif_add函数，初始化函数便会在内部执行。
wifi例程
wifi例程大部分内容与以太网例程相同，不作同样的解释。
wifi例程并没有使用原作者的文件名字，不是ethernetif.c文件，而是wwd_network.c文件。
在五大函数上，两个初始化函数名字不变，low_level_output数据发送函数名字不变。而两个接收函数则变成了一个函数，命名为?host_network_process_ethernet_data函数。
之前我们讲过low_level_input函数就是小弟，为ethernetif_input函数做一些辅助性工作。而wifi例程不需要小弟，自己完成了数据接收的任务。所以两个例程比对一下，就能弄懂大致的逻辑。
host_network_process_ethernet_data函数也是同样的逻辑，从wifi模块接收到数据，会通过Lwip线程处理数据，即netif->input字段。这里input同样指向了tcpip_input函数（tcpic.c）。