UIP协议栈 TCP Server Client通信成功案例

UIP协议栈是属于极简版本的TCP/IP协议栈，比LWIP协议栈还精简，本文章只提供关键部分的参考历程还有很多东西，需要你自己去看文章去学习的，不过有个前提你得懂TCP/IP协议栈和计算机网络知识，比如学过LWIP啥的，要不然你看不懂的

这里边有相当好的 [UIP 文档资料，文档位置在仓库的UIP/uip doc ，括号内是仓库地址（https://gitee.com/free-people-in-time-and-space/net-work-learn-note.git ）

TCP Server

1.main循环里做的事

        uip_polling(); // 处理uip事件，必须插入到用户程序的循环体中eth0_receive();sprintf(eth_txbuf, "HHH send data value WLS:%d ", i++);eth0_send(eth_txbuf);memset(eth_txbuf, 0, 64);i %= 127;

2.以下是main循环里相关函数的实现

/*** @file uip_app.c* @author Ge ([e-mail])* * @brief uip app example(For TCP Server)* * @version 0.1* @date 2024-10-09* * @copyright Copyright (c) 2024* */
#include "uip_app.h"/*对比服务端的状态*/
unsigned char tcp_server_test_staus = 0XFF; /*** @brief form uip rx data* */
void eth0_receive()
{/*客户端收到数据，并在这里处理一些数据*/if (tcp_server_test_staus != tcp_server_state) // TCP Client状态改变{if (tcp_server_state & (1 << 6)) // 收到新数据{/*在tcp_server_demo_appcall函数中 用strcpy（）函数从uip_appdata复制过来的*/// uip_log("[eth0_receive]: TCP Clinet data:");UART1_Send_String("[eth0_receive TCP]:");UART1_Send_String(tcp_server_databuf);UART1_Send_String("\r\n");tcp_server_state &= ~(1 << 6); // 标记数据已经被处理}tcp_server_test_staus = tcp_server_state;}// printf("uip_timer: %d",uip_timer);
}/*** @brief tx data to uip* * @param eth0_string data*/
void eth0_send(unsigned char *eth0_string)
{if (tcp_server_state & (1 << 7)) // 连接还存在{sprintf((char *)tcp_server_databuf, eth0_string);// 标记有数据需要发送tcp_server_state |= 1 << 5;}else{// UART1_Send_String("[eth0_send]:TCP Server NOT Coneceted!! \r\n");}}/*** @brief uip事件处理函数* 必须将该函数插入用户主循环,循环调用.*/
void uip_polling(void)
{unsigned char i;static struct timer periodic_timer, arp_timer;static unsigned char timer_ok = 0;if (timer_ok == 0) // 仅初始化一次{timer_ok = 1;timer_set(&periodic_timer, CLOCK_SECOND / 2); // 创建1个0.5秒的定时器timer_set(&arp_timer, CLOCK_SECOND * 10);     // 创建1个10秒的定时器}uip_len = tapdev_read(); // 从网络设备读取一个IP包,得到数据长度.uip_len在uip.c中定义if (uip_len > 0)         // 有数据{// 处理IP数据包(只有校验通过的IP包才会被接收)if (BUF->type == htons(UIP_ETHTYPE_IP)) // 是否是IP包?{uip_arp_ipin(); // 去除以太网头结构，更新ARP表uip_input();    // IP包处理// 当上面的函数执行后，如果需要发送数据，则全局变量 uip_len > 0// 需要发送的数据在uip_buf, 长度是uip_len  (这是2个全局变量)if (uip_len > 0) // 需要回应数据{uip_arp_out(); // 加以太网头结构，在主动连接时可能要构造ARP请求tapdev_send(); // 发送数据到以太网}}else if (BUF->type == htons(UIP_ETHTYPE_ARP)) // 处理arp报文,是否是ARP请求包?{uip_arp_arpin();// 当上面的函数执行后，如果需要发送数据，则全局变量uip_len>0// 需要发送的数据在uip_buf, 长度是uip_len(这是2个全局变量)if (uip_len > 0)tapdev_send(); // 需要发送数据,则通过tapdev_send发送}}else if (timer_expired(&periodic_timer)) // 0.5秒定时器超时{timer_reset(&periodic_timer); // 复位0.5秒定时器// 轮流处理每个TCP连接, UIP_CONNS缺省是40个for (i = 0; i < UIP_CONNS; i++){uip_periodic(i); // 处理TCP通信事件// 当上面的函数执行后，如果需要发送数据，则全局变量uip_len>0// 需要发送的数据在uip_buf, 长度是uip_len (这是2个全局变量)if (uip_len > 0){uip_arp_out(); // 加以太网头结构，在主动连接时可能要构造ARP请求tapdev_send(); // 发送数据到以太网}}
#if UIP_UDP // UIP_UDP// 轮流处理每个UDP连接, UIP_UDP_CONNS缺省是10个for (i = 0; i < UIP_UDP_CONNS; i++){uip_udp_periodic(i); // 处理UDP通信事件// 当上面的函数执行后，如果需要发送数据，则全局变量uip_len>0// 需要发送的数据在uip_buf, 长度是uip_len (这是2个全局变量)if (uip_len > 0){uip_arp_out(); // 加以太网头结构，在主动连接时可能要构造ARP请求tapdev_send(); // 发送数据到以太网}}
#endif// 每隔10秒调用1次ARP定时器函数 用于定期ARP处理,ARP表10秒更新一次，旧的条目会被抛弃if (timer_expired(&arp_timer)){timer_reset(&arp_timer);uip_arp_timer();}}
}/****************************************************IAP接收到程序后写入Flash************************************************************//*** @brief uip config*      set ip netmask router's IP address. mac addr and config ethernet mac**/
void uip_config(void)
{uip_ipaddr_t ipaddr, remote_ip;while (tapdev_init()) {UART1_Send_String("MX6800 Ehthernet MAC Init Error! \r\n");mdelay(200);}// uIP初始化uip_init();/* ARP table initialize. */uip_arp_init();// 设置本地设置IP地址uip_ipaddr(ipaddr, 192, 168, 1, 137);uip_sethostaddr(ipaddr);// 设置网关IP地址(其实就是你路由器的IP地址)uip_ipaddr(ipaddr, 192, 168, 1, 1);uip_setdraddr(ipaddr);// 设置网络掩码uip_ipaddr(ipaddr, 255, 255, 255, 0);uip_setnetmask(ipaddr);// 设置 远程客户端IP为192.168.1.100uip_ipaddr(&remote_ip, 192, 168, 1, 100); uip_connect(&remote_ip, htons(7090)); /*连接到远程客户端的通信端口为7090 *//* We start to listen for connections on TCP port 8090. */uip_listen(HTONS(8090));}

3.还有个很重要的就是UIP用户使用的用户程序 UIP_APPCALL，进行处理收发数据的

/*** @file tcp_demo.c* @author GeShuHan ([e-mail])* * @brief Processing of UIP protocol stack TX&&RX data* * @version 0.1* @date 2024-10-09* * @copyright Copyright (c) 2024* */
#include "uip.h"
#include "tcp_demo.h"
#include "obc_uart.h"unsigned char tcp_server_databuf[1500]; // 发送数据缓存/*** @brief 服务端状态*  bit0:*  bit1:*  bit2:*  bit3:*  bit4:*  bit5: 0：无数据发送，有数据要发送*  bit6: 0：未收到数据，1：收到客户端的数据*  bit7: 0:无连接，1：连接成功*/
unsigned char tcp_server_state;/*** @brief 这是一个TCP 服务器应用回调函数。*  该函数通过UIP_APPCALL(tcp_demo_appcall)调用,实现Web Server的功能.* 当uip事件发生时，UIP_APPCALL函数会被调用,根据所属端口(1200),确定是否执行该函数。* 例如 : 当一个TCP连接被创建时、有新的数据到达、数据已经被应答、数据需要重发等事件*/
void tcp_server_demo_appcall(void)
{struct tcp_demo_appstate *s = (struct tcp_demo_appstate *)&uip_conn->appstate;// 连接终止if (uip_aborted()) {tcp_server_state &= ~(1 << 7);      // 标志没有连接uip_log("TCP_Server Aborted!\r\n"); // 打印log}// 连接超时if (uip_timedout()) {tcp_server_state &= ~(1 << 7);      // 标志没有连接uip_log("TCP_Server Timeout!\r\n"); // 打印log}// 连接关闭if (uip_closed()) {tcp_server_state &= ~(1 << 7);     // 标志没有连接uip_log("TCP_server CLOSED!\r\n"); // 打印log}// 连接成功if (uip_connected()) {struct tcp_demo_appstate *s = (struct tcp_demo_appstate *)&uip_conn->appstate;// uip_conn结构体有一个"appstate"字段指向应用程序自定义的结构体。// 声明一个s指针，是为了便于使用。// 不需要再单独为每个uip_conn分配内存，这个已经在uip中分配好了。// 在uip.c 中 的相关代码如下：//		struct uip_conn *uip_conn;//		struct uip_conn uip_conns[UIP_CONNS]; //UIP_CONNS缺省=10// 定义了1个连接的数组，支持同时创建几个连接。// uip_conn是一个全局的指针，指向当前的tcp或udp连接。tcp_server_state |= 1 << 7;           // 标志连接成功uip_log("TCP_Server Connected OK!\r\n"); // 打印logs->state = STATE_CMD;                 // 指令状态s->textlen = 0;s->textptr = "WLS TCP_client Connected Successfully!\r\n"; // 回应消息// s->textptr = "Connect to ALIENTEK STM32 Board Successfully!\r\n";s->textlen = strlen((char *)s->textptr);}// 发送的数据成功送达if (uip_acked()) {struct tcp_demo_appstate *s = (struct tcp_demo_appstate *)&uip_conn->appstate;// 发送清零s->textlen = 0; }else{/*数据发送失败*/uip_log("TCP_Server NOT ACK!\r\n"); }/* 接收到一个新的TCP数据包，收到客户端发过来的数据*/if (uip_newdata()){// 还未收到数据if ((tcp_server_state & (1 << 6)) == 0){// if (uip_len > 199)// {//     ((unsigned char *)uip_appdata)[199] = 0;// }memset(tcp_server_databuf, 0, 1500);strcpy((char *)tcp_server_databuf, uip_appdata);// 表示收到客户端数据tcp_server_state |= 1 << 6; }}else if (tcp_server_state & (1 << 5)) // 有数据需要发送{s->textptr = tcp_server_databuf;s->textlen = strlen((const char *)tcp_server_databuf);memset(tcp_server_databuf, 0, 1500);tcp_server_state &= ~(1 << 5); // 清除标记}// 当需要重发、新数据到达、数据包送达、连接建立时，通知uip发送数据if (uip_rexmit() || uip_newdata() || uip_acked() || uip_connected() || uip_poll()){        struct tcp_demo_appstate *s = (struct tcp_demo_appstate *)&uip_conn->appstate;// s->textptr : 发送的数据包缓冲区指针// s->textlen ：数据包的大小（单位字节）if (s->textlen > 0)uip_send(s->textptr, s->textlen); // 发送TCP数据包}
}/*** @brief TCP应用接口函数(UIP_APPCALL)*  完成TCP服务(包括server和client)*/
void tcp_demo_appcall(void)
{switch (uip_conn->lport) // 本地监听端口80和1200{case HTONS(8090):tcp_server_demo_appcall();// uip_log("tcp_demo_appcall Local 8080 TCP Server!! \r\n");}#ifdef TCP_Client/*tcp client use */switch (uip_conn->rport) // 远程连接8080端口{case HTONS(8080): // 一旦有来自远程主机的信息，就调用此函数// tcp_client_demo_appcall();// uip_log("tcp_demo_appcall Remote 8080 TCP Client!! \r\n");break;}#endif}/*** @brief 打印日志用** @param m data*/
void uip_log(char *m)
{UART1_Send_String("[UIP_LOG]:");UART1_Send_String(m);
}

4.下边是ethernet mac 数据收发和UIP的连接处

/** Copyright (c) 2001, Swedish Institute of Computer Science.* All rights reserved.** Redistribution and use in source and binary forms, with or without* modification, are permitted provided that the following conditions* are met:** 1. Redistributions of source code must retain the above copyright*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.** 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the*    documentation and/or other materials provided with the distribution.** 3. Neither the name of the Institute nor the names of its contributors*    may be used to endorse or promote products derived from this software*    without specific prior written permission.** THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE INSTITUTE AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE INSTITUTE OR CONTRIBUTORS BE LIABLE* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF* SUCH DAMAGE.** Author: Adam Dunkels <[e-mail]>** $Id: tapdev.c,v 1.8 2006/06/07 08:39:58 adam Exp $*/
#include "tapdev.h"
#include "uip.h"/*STM32 Ethernet MAC RX TX BUF*/
__attribute__((aligned(4))) char ob_eth_rx_buf[1518];
__attribute__((aligned(4))) char ob_eth_tx_buf[1518];/*MX6800 Ethernet Variable*/
struct eth_device *ob_ethernet_dev = NULL;/*** @brief config ethernet mac** @return unsigned char 0:OK*                       1:Failed!*/
unsigned char tapdev_init(void)
{unsigned char mac_addr[6] = {0xB8, 0xAE, 0x1D, 0x00, 0x01, 0x00};/*config UIP MAC ADDR*/for (unsigned char i = 0; i < 6; i++)uip_ethaddr.addr[i] = mac_addr[i];/*---------------------------Ethernet MAC + PHY chip Init-------------------------*/eth_init();ob_ethernet_dev = eth_get_dev();if (!eth_is_active(ob_ethernet_dev)){UART1_Send_String("[tapdev_init] eth gmac not initiated\r\n");return 1;}/*set Ethernet mac address*/if (eth_write_hwaddr(ob_ethernet_dev, mac_addr) == -1){UART1_Send_String("[tapdev_init] eth_write_hwaddr set mac addr ob_ethernet_dev failed! \r\n");}/*---------------------------Ethernet MAC + PHY chip Init-------------------------*/return 0;
}/*** @brief from STM32 Ethernet MAC read data** @return uint16_t data*/
uint16_t tapdev_read(void)
{int eth_rxlen = 0;eth_rxlen = eth_recv(ob_ethernet_dev, ob_eth_rx_buf); /* by runsheng */memcpy(uip_buf, ob_eth_rx_buf, eth_rxlen);memset(ob_eth_rx_buf, 0, 1518);return eth_rxlen;
}/*** @brief from STM32 Ethernet MAC send data**/
void tapdev_send(void)
{eth_send(ob_ethernet_dev, (void *)uip_buf, uip_len);
}