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1.1、pbuf結(jié)構(gòu)
LWIP是TCP/IP協(xié)議棧的一種具體實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)就是對數(shù)據(jù)包的處理，在LWIP中使用一個(gè)被稱為pbuf的結(jié)構(gòu)管理數(shù)據(jù)包，LWIP源碼中的pbuf.c和pbuf.h這兩個(gè)文件就是關(guān)于pbuf的，pbuf結(jié)構(gòu)如下：
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在pbuf.h文件中
下面是翻譯版
- struct pbuf
- {
- struct pbuf *next; //構(gòu)成鏈表的時(shí)候指向下一個(gè)pbuf
- void *payload; //指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
- u16_t tot_len; //pbuf鏈表中所有pbuf的數(shù)據(jù)長度
- u16_t len; //當(dāng)前bpuf中的數(shù)據(jù)長度
- u8_t type; //pbuf類型
- u8_t flags; //狀態(tài)
- u16_t ref; //用來記錄當(dāng)前pbuf被引用的次數(shù)
- };
1.2、tot_len
說一下tot_len的講解
大家最好理解一下英文的意思，我說完中文，再回頭看一下英文。
1.3、type
下面我們看一下type
從這里可是使用編譯器跳過去
也就是pbuf_type的類型有
- typedef enum
- {
- PBUF_RAM, //pbuf數(shù)據(jù)緊跟著pbuf的結(jié)構(gòu)存儲，數(shù)據(jù)存儲在ram中
- PBUF_ROM, //pbuf數(shù)據(jù)存儲在rom中
- PBUF_REF, //pbuf數(shù)據(jù)存儲在ram中，但是與pbuf結(jié)構(gòu)的位置無關(guān)
- PBUF_POOL //pbuf結(jié)構(gòu)和其數(shù)據(jù)存儲在同一個(gè)內(nèi)存池中
- } pbuf_type;
分別講一下這四種類型
1.3.1、PBUF_RAM
PBUF_RAM類型的pbuf空間是從LWIP的內(nèi)存堆中申請得到的，協(xié)議棧和應(yīng)用程序中的待發(fā)送數(shù)據(jù)就是采用的這種方法，pbuf的申請是在pbuf_alloc()中進(jìn)行的，PBUF_RAM類型的申請代碼如下：
在pbuf.c文件中pbuf_alloc函數(shù)
看到mem_malloc()函數(shù)，知道是從內(nèi)存堆里申請的內(nèi)存
申請的大小是：pbuf的大小+ 實(shí)際申請的大小
offset是一個(gè)偏移，這個(gè)offset里面用來存儲一些首部字段，如TCP報(bào)文首部，IP首部等等。
最終申請出來的PBUF_RAM類型的pbuf結(jié)構(gòu)是
下圖1部分的就是pbuf結(jié)構(gòu)部分
2部分是offset部分
1.3.2、PBUF_POOL
PBUF_POOL類型的pbuf空間是從LWIP的內(nèi)存池中申請得到的，因?yàn)槭菑膬?nèi)存池中申請的，所以這種類型的pbuf分配時(shí)間極短，在網(wǎng)卡接收數(shù)據(jù)包時(shí)，我們使用這種方式：
在pbuf.c文件中pbuf_alloc函數(shù)
既然PBUF_POOL類型是在內(nèi)存池中申請的，那么就必須得有對應(yīng)的POOL類型，在LWIP初始化的時(shí)候就會自動的兩類與pbuf相關(guān)的POOL：MEMP_PBUF和MEMP_PBUF_POOL(在memp_std.h中)，其中MEMP_PBUF是用于PBUF_REF和PBUF_ROM這兩類的，MEMP_PBUF_POOL是用于PBUF_POOL類型的。
事實(shí)上應(yīng)用程序發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量可能很大，但是內(nèi)存池類型的內(nèi)存分配每次分配到的大小是固定的，因此可能會需要進(jìn)行多次分配，最終的分配成功的PBUF_POOL類型的pbuf如下圖：
注意看，上圖中只有第一個(gè)pbuf有offset，這是因?yàn)檫@都是一個(gè)數(shù)據(jù)包的，因此只需要一個(gè)offset來存儲有關(guān)數(shù)據(jù)包的信息，其他的pbuf就不需要了!這部分也是在代碼中體現(xiàn)過的
第一個(gè)pbuf的payload
后續(xù)的pbuf的payload
1.3.3、PBUF_ROM和PBUF_REF
PBUF_ROM和PBUF_REF類型的pbuf空間也是從LWIP的內(nèi)存池中申請得到的，分配方法都一樣的，他們使用內(nèi)存池MEMP_PBUF，這兩種類型申請的是指pbuf結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存空間，并不包含數(shù)據(jù)空間，分配過程如下：
PBUF_ROM和PBUF_REF并沒有給數(shù)據(jù)空間申請內(nèi)存，那么他們的數(shù)據(jù)空間在哪里呢?這兩個(gè)的數(shù)據(jù)空間可以應(yīng)用其他地方的內(nèi)存，不同之處在于PBUF_ROM的數(shù)據(jù)空間在ROM中，PBUF_REF的數(shù)據(jù)空間在RAM中。這兩種類型的pbuf最終如下：
1.3.4、多種類型pbuf混合使用
實(shí)際的數(shù)據(jù)包可能會同時(shí)使用多種類型的pbuf，如下圖：
02數(shù)據(jù)包申請和釋放
pbuf的申請和釋放通過函數(shù)pbuf_alloc()和pbuf_free()來完成，pbuf_alloc()函數(shù)和pbuf_free()函數(shù)原型如下：
- pbuf_alloc(pbuf_layer layer, u16_t length, pbuf_type type)
- pbuf_free(struct pbuf *p)
pbuf_alloc()函數(shù)有兩個(gè)重要的參數(shù)：layer和type，layer決定是協(xié)議棧的哪一層申請的，type決定申請的pbuf類型，layer決定了pbuf中的offset，也就是pbuf數(shù)據(jù)區(qū)中衛(wèi)協(xié)議預(yù)留的首部空間，pbuf.h文件定義了一個(gè)枚舉類型pbuf_layer來描述LWIP中的層，如下：
- typedef enum {
- PBUF_TRANSPORT,
- PBUF_IP,
- PBUF_LINK,
- PBUF_RAW
- } pbuf_layer;
本文題目：一篇帶給你Lwip數(shù)據(jù)包管理
轉(zhuǎn)載來源：http://www.dlmjj.cn/article/dhhjopg.html
