基于RT-Thread在STM32H7上移植LWIP（二）

一，写在前面

上一节已经把所需要的工程源码全部准备好了，前面做的只是基础工作，现在去编译工程会出现非常多的错误以及警告，这一节就是去解决这些错误和警告。

二，修改报错文件

因为是源码是基于FREERTOS的，所以错误的代码不是找不到头文件，就是找不到API，按照这两个思路去解决这些错误就行了。

1. 修改头文件报错
   删除FREERTOS相关头文件，比如 “FreeRTOS.h” “task.h”，调用这些头文件出现在源码的很多地方，只要替换为RT-Thread相关即可。

2. 修改LWIP依赖的OS内核函数
   修改sys_arch.c 中关于OS内核函数
   例如源码

err_t sys_sem_new(sys_sem_t *sem, u8_t count)
{
  osSemaphoreDef(SEM);

  *sem = osSemaphoreCreate (osSemaphore(SEM), 1);
	
  if(*sem == NULL)
  {
#if SYS_STATS
      ++lwip_stats.sys.sem.err;
#endif /* SYS_STATS */	
		return ERR_MEM;
  }
	
  if(count == 0)	// Means it can't be taken
  {
    osSemaphoreWait(*sem,0);
  }

#if SYS_STATS
	++lwip_stats.sys.sem.used;
 	if (lwip_stats.sys.sem.max < lwip_stats.sys.sem.used) {
		lwip_stats.sys.sem.max = lwip_stats.sys.sem.used;
	}
#endif /* SYS_STATS */
		
	return ERR_OK;
}

替换成

err_t sys_sem_new( sys_sem_t *sem, u8_t count )
{
    static unsigned short counter = 0;
    char tname[RT_NAME_MAX];
    sys_sem_t tmpsem;

    RT_DEBUG_NOT_IN_INTERRUPT;

    rt_snprintf(tname, RT_NAME_MAX, "%s%d", SYS_LWIP_SEM_NAME, counter);
    counter ++;

    tmpsem = rt_sem_create(tname, count, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    if (tmpsem == RT_NULL)
        return ERR_MEM;
    else
    {
        *sem = tmpsem;

        return ERR_OK;
    }
}

替换参考RT_Thread的LWIP软件包

完成修改操作

三，工程和LWIP关联起来

1. 启动LWIP
   在main 调用tcpip_init(NULL, NULL) 来完成LWIP的初始化

2. 配置LWIP
   调用Netif_Config();完成对LWIP的配置

static void Netif_Config(void)
{
    ip_addr_t ipaddr;
    ip_addr_t netmask;
    ip_addr_t gw;

    IP_ADDR4(&ipaddr,192,168,1,30);
    IP_ADDR4(&netmask,255,255,255,0);
    IP_ADDR4(&gw,192,168,1,1);

    /* add the network interface */
    netif_add(&gnetif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, &ethernetif_init, &tcpip_input);

    /*  Registers the default network interface. */
    netif_set_default(&gnetif);

    netif_set_link_callback(&gnetif, eth_link_callback);


#if LWIP_DHCP
    /* Start DHCPClient */
    tid = rt_thread_create("eth_dhcp", DHCP_Thread, &gnetif, 1024, 30, 20);
    rt_thread_startup(tid);
#endif
}

3. 修改low_level_init
   在配置ETH之前增加PHY硬复位

phy_reset();

把FREERTOS创建任务函数替换为RT-Thread

  /* create the task that handles the ETH_MAC */
  xTaskCreate( ethernetif_input, "eth_if", 
               INTERFACE_THREAD_STACK_SIZE, netif, INTERFACE_TASK_PRIORITY,NULL);

  /* create the task that handles the eth_link */
  xTaskCreate( ethernet_link_thread, "eth_link", 
               INTERFACE_THREAD_STACK_SIZE, netif,INTERFACE_TASK_PRIORITY,NULL);

  rt_thread_t tid = rt_thread_create("eth_rx", ethernetif_input, netif, 2048, 2, 10);
  rt_thread_startup(tid);
  rt_thread_t tid = rt_thread_create("eth_link", ethernet_link_thread, &gnetif, 1024, 20, 10);
  rt_thread_startup(tid);

4. 修改low_level_output
   在发送函数前要增加一句SCB_CleanInvalidateDCache();

  TxConfig.Length = framelen;
  TxConfig.TxBuffer = Txbuffer;
  
  SCB_CleanInvalidateDCache();
  HAL_ETH_Transmit(&EthHandle, &TxConfig, 0);

5. 修改收发函数的信号量API
   原来的API都是基于FREERTOS的，修改为RT-Thread
   如：

    if (osSemaphoreWait( RxPktSemaphore, TIME_WAITING_FOR_INPUT)==osOK)

修改为：

    if(rt_sem_take(&eth_rxin, RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK)

6. 把开发板和电脑连接起来
   
   能看到开发板和电脑的已经通讯了。至此移植全部完成。

四，我移植过程中遇到的问题

1. 发送函数增加SCB_CleanInvalidateDCache();
   这个和cache策略配置有关，这个CACHE还需要多少研究。不加这一句会导致发送失败。

2. PHY硬复位
   如果不复位可能导致ETH配置失败。

3. lwipopts.h修改
   这里使用LWIP的动态内存，所以要把这个宏定义为1。

#define MEMP_MEM_MALLOC             1

4. LWIP的RAM设置
   这里的设置一定要是

#define LWIP_RAM_HEAP_POINTER    (0x30044000)

5. 设置pbuf_size

#define PBUF_POOL_BUFSIZE       1536

6. 注意2个宏定义

#define ETH_RX_BUFFER_SIZE                     (1536UL)
#define ETH_MAX_PACKET_SIZE      ((uint32_t)1528) 

这两个宏定义只能使用其中一个，因为大小不一样，会导致内存出现问题。

五，我参考GITHUB上的代码中存在的问题

1. 发送函数没有增加SCB_CleanInvalidateDCache()；
2. 在配置PHY之前没有给一个硬复位；
3. LWIP提供了3中内存分配机制，但是全部定义为0，既都没使用；
4. pbuf_size通过宏定义来实现，我直接手动到设置为1536；

六，参考链接

1. 言简意赅的介绍M7内核的Cache工作流程，摸爬滚打半年的经验总结
2. stm32h7_freertos
3. 终于搞定STM32H743网络了，分享调试经验及注意事项