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UcIP移植到ARM7上的体会
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深圳 陈小勇
uC/IP是由Guy Lancaster编写的一套基于uC/OS且开放源码的TCP/IP协议栈，是一套完全免费的、可供研究的TCP/IP协议栈。uC/IP具有如下一些特点：带身份验证和报头压缩支持的PPP协议，优化的单一请求/回复交互过程，支持 IP/TCP/UDP协议，可实现的网络功能较为强大，并可裁减。UCIP协议栈被设计为一个带最小化用户接口及可应用串行链路网络模块。根据采用CPU、编译器和系统所需实现协议的多少，协议栈需要的代码容量空间在30-60KB之间。本文介绍uC/IP移植到ARM7内核CPU上的一些体会。
本项目硬件使用ARM7 内核的CPU，通过串口连接GPRS通讯模块，使用PPP协议拨号上网，与主站软件之间使用TCP/IP通讯。硬件框架如图1。
UART接口
图1
软件框架如图2。
图2
上网过程为：CPU通过UART接口与GPRS通讯模块通讯，通过拨号(例如：*99***1#)与移动通信运营商接入服务器连接，连接使用PPP协议；连接成功后，采用SOCKET接口，与主站软件之间使用TCP/IP协议通讯。大部分GPRS通讯模块内置TCP/IP协议栈，但采用uC/IP协议栈，可以使用所有GPRS通讯模块，也可以应用MODEM拨号的情况。
uC/IP协议栈的移植，主要有两个方面，一是与硬件驱动的接口，二是与应用程序的接口。先说与硬件驱动的接口。uC/IP应用于串口模式时，使用nGet()函数接收数据，nPut()函数发送数据，所以移植时要把修改这两个函数。例如这两个函数做如下修改：
void nGet(int fd, NBuf **returnHere, long delay)
{
// long time=mtime();
int l,c;
// struct timeval timeout;
NBuf *curNBuf,*head;
nGET(curNBuf);
if(!curNBuf)
return ;
curNBuf-> len = 0;
curNBuf-> nextBuf = NULL;
head=curNBuf;
l = 0;
while(1)
{
if(GetUartOneByte(&curNBuf-> data[l]) != 0)
break;
l++;
if(l > = NBUFSZ)
break;
}
if(l > 0)
{
curNBuf-> len=l;
c=l;
}
head-> chainLen=c;
*returnHere=head;
return;
}
void nPut(int fd, NBuf *head)
{
NBuf *nb;
for(nb=head; nb; nb=nFree(nb))
{
SendUartBytes (nb-> data, nb-> len);
}
}
其中int GetUartOneByte(unsigned char *pByte) 函数从串口缓冲区读一个字节数据，成功时返回0，不成功返回1。Void SendUartBytes(unsigned char *pBuf, int len)函数向串口发送指定字节的数据。
uC/IP协议栈工作于多任务模式时，定时检查要使用void timerCheck(void);函数。在uCOS系统中，需要在TimeTick中断中调用timeCheck()。可以将timeCheck()添加于OSTimeTickHook()函数中，如下
void OSTimeTickHook (void)
{
timerCheck();
}
与应用程序的接口部份，首先是使用uC/IP之前的初始化。例如下面的代码就是做初试化的工作。
Interface myInterface;
#define LOCAL_ADDRS "192.168.0.10"
#define NETWORK_MASK "255.255.255.0"
#define DEFAULT_ROUTE "210.22.12.56"
void StartupNet(const char *user, const char *password)
{
myInterface.addrs.localAddr = ntohl(inet_addr(LOCAL_ADDRS));
myInterface.addrs.subnetMask = ntohl(inet_addr(NETWORK_MASK));
myInterface.addrs.gatewayAddr = ntohl(inet_addr(DEFAULT_ROUTE));
myInterface.addrs.networkAddr
= myInterface.addrs.localAddr&myInterface.addrs.subnetMask;
myInterface.BaseAddrs = 0x300;
myInterface.IRQNum = 10;
myInterface.arpExpire = 600;
nBufInit();
netInit(&myInterface);
socketInit();
netSetLogin(user, password);
}
nBufInit()函数对uC/IP协议栈缓冲区初试化，netInit()对网络接口初始化，socketInit()对Socket接口初始化，netSetLogin()设置PPP拨号时的用户名与密码。
拨号成功后，GPRS通讯模块或Modem返回CONNECT字符，这样就可以调用pppOpen()函数进行PPP连接。PPP连接成功后，就可以调用Socket接口函数进行TCP/IP连接与通信。
Socket接口函数需要做修改，修改如下:
SOCKET socket(long af, short type, short protocol)
{
int i;
int sd;
for (i = 0; i < MAX_SOCKET; i++) {
if (allSocks[i].state == 0) {
allSocks[i].protocol = protocol;
allSocks[i].type = type;
allSocks[i].af = af;
allSocks[i].state = 1;
switch(allSocks[i].type)
{
case SOCK_STREAM:
sd = tcpOpen();
if(sd > = 0)
{
allSocks[i].sd = sd;
return i;
}
break;
case SOCK_DGRAM:
sd = udpOpen();
if(sd > = 0)
{
allSocks[i].sd = sd;
return i;
}
break;
default:
break;
}
}
}
return -1;
}
连接类型为TCP时，调用tcpOpen()函数，连接类型为UDP时，调用udpOpen ()函数。其它连接、发送、接收函数可以这样修改。
int connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name, short namelen)
{
int retval = 0;
if (s > = 0 && s < MAX_SOCKET)
{
if(allSocks[s].state == 1)
{
if (namelen == sizeof(struct sockaddr_in))
{
struct sockaddr_in FAR * sin = (struct sockaddr_in FAR *)name;
CopyIP((InternetAdress FAR *)&sin-> ipAddr, &allSocks[s].hisIPAddr);
allSocks[s].hisPort = sin-> sin_port;
allSocks[s].myPort = nextSourcePort++;
switch(allSocks[s].type)
{
case SOCK_STREAM:
retval = tcpConnectJiffy(allSocks[s].sd, sin, 0, allSocks[s].timeout);
return retval;
case SOCK_DGRAM:
retval = udpConnect(allSocks[s].sd, sin, 0);
return retval;
default:
break;
}
}
}
}
return SOCKET_ERROR;
}
int send(SOCKET s, const char FAR *buf, short len, short flags)
{
int retval = 0;
if (len < 0) len = strlen(buf);
if (s > = 0 && s < MAX_SOCKET) {
switch (allSocks[s].type) {
case SOCK_STREAM:
retval = tcpWriteJiffy(allSocks[s].sd, buf, len, allSocks[s].timeout);
break;
case SOCK_DGRAM:
retval = udpWrite(allSocks[s].sd, buf, len);
break;
default:
break;
}
}
return retval;
}
int recv(SOCKET s, char FAR *buf, short len, short flags)
{
int retval = 0;
if (len < 0) len = strlen(buf);
if (s > = 0 && s < MAX_SOCKET) {
switch (allSocks[s].type) {
case SOCK_STREAM:
retval = tcpReadJiffy(allSocks[s].sd, buf, len, allSocks[s].timeout);
break;
case SOCK_DGRAM:
retval = udpRead(allSocks[s].sd, buf, len);
break;
default:
break;
}
}
return retval;
}
int closesocket(SOCKET s)
{
int retval = 0;
if (s > = 0 && s < MAX_SOCKET) {
allSocks[s].state = 0;
switch (allSocks[s].type) {
case SOCK_STREAM:
retval = tcpClose(allSocks[s].sd);
tcpStop(allSocks[s].sd);
break;
case SOCK_DGRAM:
retval = udpClose(allSocks[s].sd);
break;
default:
break;
}
return retval;
}
return SOCKET_ERROR;
}
hao