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一,TCP/IP Lean简介
有一次听邵贝贝老师的讲座，他除了讲著名的uC/OS之外，介绍了一本嵌入式TCP/IP协议的书，后来我买到了一个译本，《嵌入式系统Web服务器 TCP/IP Lean 》Jeremy Bentham著，陈向群译，机械工业出版社2003年5月出版。看了三次，自认为入门了，于是开始移植。
这书附带了两个TCP/IP协议堆栈，一个就叫TCP/IP Lean 是在DOS上实现的，另一个是ChipWeb 是在PIC单片机上实现的一个Web服务器。
TCP/IP Lean 支持以下协议：
ARP：没有ARP缓存，没有超时机制；
IP：V4，支持IP分片；
ICMP：只实现ping；
UDP：
TCP：支持超时重传，不支持平滑往返时间，窗口大小固定。
Socket接口用回调函数实现，还实现了Telnet客户端和Web服务器，有一个简单的CGI，作者称之为EGI(Embedded CGI).
TCP/IP Lean并没有明显的层次结构。所有的功能都是用一个大循环实现的，这是单任务操作系统下的合理选择，也便于程序的理解和维护，下面以WebServe为例说明，主程序main（）结构如下：


定义了一个叫GENFRAME的通用数据包，
typedef struct {
GENHDR g; /* General-pupose frame header */
BYTE buff[MAXGEN];/* Frame itself (2 frames if fragmented) */
} GENFRAME;
可以放下3040字节的数据，据书上解释可以放下两条以太网数据，在IP数据包分片处理时需要那么大。这个数据结构是静态分配的，和LwIP的pbuf结构有很大不同。也许pbuf结构的效率更高一些，但太复杂，不适合象我这样的初学者。几乎所有的处理都基于这个通用包进行的， 先看一段程序：
if ((rxlen=get_frame(gfp)) > 0) /* Any incoming frames? */
{
ip = getframe_datap(gfp);
if (is_arp(gfp, rxlen))
{ /* ARP response? */
arp = getframe_datap(gfp);
if (arp->op==ARPREQ && arp->dip==locnode.ip)
{ /* ARP request? */
node.ip = arp->sip; /* Make ARP response */
memcpy(node.mac, arp->smac, MACLEN);
txlen = make_arp(gfp, &locnode, &node, ARPRESP);
put_frame(gfp, txlen); /* Send packet */
}
if (arp->op==ARPRESP && arp->dip==locnode.ip)
{ /* ARP response? */
arp_receive(tsocks, NSOCKS, gfp);
}
}
else if ((rxlen=is_ip(gfp, rxlen))!=0 && /* IP datagram? */
ip->i.dip==locnode.ip || ip->i.dip==BCASTIP)
{
getip_srce(gfp, &node);
if ((len=is_icmp(ip, rxlen))!=0) /* ICMP? */
{
icmp = (ICMPKT *)ip;
if (icmp->c.type==ICREQ) /* Echo request? */
{
len = (WORD)maxi(len, 0); /* Make response */
txlen = make_icmp(gfp, &locnode, &node, ICREP,
icmp->c.code, (WORD)len);
put_frame(gfp, txlen); /* Send packet */
}
}
else if ((len=is_tcp(ip, rxlen))!=0) /* TCP? */
{
tcp_receive(tsocks, NSOCKS, gfp, len);
}
}
}
}
这段程序用来处理输入包，gfp是指向通用包的指针，有好几层的if-else,首先是用get_frame()函数判断有没有数据输入，然后用几个"is"开头的函数判断是什么类型的数据包，比如is_arp()，判断是不是ARP数据包，is_ip()就判断是不是ip协议。为了生成一个数据包则用"make"开头的函数，比如make_icmp(),就生成icmp应答数据包。
TCP协议的状态机，是在一个tsock_rx()函数里面进行处理的，当接收到一个TCP数据包的时候会调用这个函数，在TCP超时处理的时候也调用这个函数，这个函数名有点令人迷惑，需要特别注意。
这个协议堆栈的Socket没有采用标准的方式，而是依赖回调函数实现的，在适当的时候调用一个upcall（），而应用程序也可以通过upcall（）的返回值影响下一层的程序。