TCP/IP "Push" Flag

本文详细解释了TCP协议中PSH标志的作用。发送方使用此标志指示数据应立即发送;接收方通过PSH标志了解数据应立即传递给应用程序。这对于理解TCP数据传输机制至关重要。

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"Push" flags is used for telling:
  • The sending application informs TCP that data should be sent immediately.
  • The PSH flag in the TCP header informs the receiving host that the data should be pushed up to the receiving application immediately.
<think>好的,用户想基于lwIP的RAW接口实现Modbus TCP功能。首先,我需要回忆一下lwIP的RAW API是什么。根据引用[2]和[4],RAW/Callback API是LwIP在裸机环境下使用的接口,基于回调函数处理网络事件。用户可能没有操作系统支持,所以必须用RAW模式。 接下来,Modbus TCP的协议结构需要明确。Modbus TCP在TCP之上,通常使用端口502。需要建立TCP连接,处理请求和响应。根据引用[4],实现分为底层驱动和协议处理两部分。底层负责数据传输,上层处理Modbus寄存器操作。 首先,用户需要设置TCP服务器。参考引用[3],用RAW API创建TCP监听控制块,绑定到502端口。设置accept回调,当有客户端连接时触发。然后,在接收数据时,需要处理Modbus报文,可能需要解析MBAP头和功能码。 然后,考虑数据接收和发送的流程。当TCP连接建立后,注册recv回调,处理接收到的数据包。这里要处理粘包问题,可能需要检查数据长度是否符合Modbus TCP的要求。每个Modbus TCP报文有7字节的MBAP头,后面是协议数据单元(PDU)。 用户可能还需要处理Modbus功能码,比如03读保持寄存器。根据引用[4],可以复用已有的Modbus RTU代码,只需处理TCP特有的部分,比如事务标识符。响应需要构造正确的MBAP头和PDU,通过tcp_write发送。 内存管理需要注意,RAW API可能需要手动管理pbuf链。接收数据时,要处理可能的分片,合并数据直到得到一个完整的Modbus报文。发送时,确保正确设置TCP窗口,避免阻塞。 错误处理也是关键,比如连接断开或超时,需要在回调函数中处理这些事件,释放资源。此外,保持TCP连接的活动状态,可能需要实现心跳机制或处理TCP的keep-alive选项。 最后,测试部分,使用Modbus TCP客户端工具测试连接和数据读写,确保底层传输正确,上层协议处理无误。可能还需要调试lwIP的配置,如缓冲区大小和并发连接数,以适应Modbus TCP的需求。 总结步骤:初始化TCP服务器,设置回调函数,处理连接和数据,解析Modbus报文,生成响应,处理TCP状态变化。需要结合lwIP的RAW API文档和Modbus TCP协议规范,确保每个步骤正确实现。</think>根据LwIP RAW API特性及Modbus TCP协议要求,实现步骤如下: ### 一、TCP服务器搭建 1. 创建TCP控制块并监听502端口 ```c struct tcp_pcb *tcp_server_pcb = tcp_new(); tcp_bind(tcp_server_pcb, IP_ADDR_ANY, 502); tcp_server_pcb = tcp_listen(tcp_server_pcb); tcp_accept(tcp_server_pcb, modbus_accept_callback); ``` 2. 实现accept回调函数[^3] ```c static err_t modbus_accept_callback(void *arg, struct tcp_pcb *newpcb, err_t err) { tcp_recv(newpcb, modbus_recv_callback); tcp_err(newpcb, modbus_error_callback); return ERR_OK; } ``` ### 二、Modbus协议处理 3. 数据接收处理(实现recv回调) ```c static err_t modbus_recv_callback(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err) { if (p != NULL) { // 解析MBAP头(7字节) struct modbus_tcp_header *mbap = (struct modbus_tcp_header *)p->payload; // 验证协议标识符 if (mbap->protocol_id == htons(0)) { // 处理PDU部分(功能码+数据) process_modbus_pdu(tpcb, mbap->transaction_id, (uint8_t *)p->payload + sizeof(struct modbus_tcp_header), ntohs(mbap->length) - 1); } pbuf_free(p); } return ERR_OK; } ``` ### 三、协议实现要点 4. MBAP头结构定义: ```c #pragma pack(push, 1) struct modbus_tcp_header { uint16_t transaction_id; uint16_t protocol_id; // 固定0x0000 uint16_t length; // 包含单元标识符的字节数 uint8_t unit_id; // 设备地址 }; #pragma pack(pop) ``` 5. 功能码处理示例(03功能码): ```c void process_read_holding_registers(struct tcp_pcb *tpcb, uint16_t trans_id, uint16_t start_addr, uint16_t reg_count) { uint8_t response[256]; struct modbus_tcp_header *hdr = (struct modbus_tcp_header *)response; // 构造响应头 hdr->transaction_id = htons(trans_id); hdr->protocol_id = 0; hdr->length = htons(3 + reg_count*2); // 1(unitid) + 1(fc) + 1(bytecnt) + data hdr->unit_id = 1; // 填充PDU部分 response[7] = 0x03; // 功能码 response[8] = reg_count*2; // 字节数 // 填充寄存器数据... tcp_write(tpcb, response, 7 + 2 + reg_count*2, TCP_WRITE_FLAG_COPY); tcp_output(tpcb); } ``` ### 四、内存管理要点 - 使用`tcp_recved()`通知协议栈已处理数据量 - 避免在回调函数中执行耗时操作 - 使用`pbuf_copy()`处理分片报文 - 通过`tcp_sndbuf()`检查发送缓冲区空间 ### 五、测试验证 使用Modbus Poll等工具测试时需注意: 1. 保持事务标识符同步 2. 验证TCP粘包处理逻辑 3. 检查大端序转换是否正确 4. 测试异常断开重连机制
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