ethernet_input到应用层处理简单分析

1、驱动层：从硬件读取数据并构造pbuf

中断触发后，驱动层的接收任务（或轮询函数）会从网卡硬件读取数据，并将其封装为 LWIP 可识别的pbuf结构体（LWIP 的数据缓冲区）。

• 关键函数：

  • 驱动自定义的接收函数（如eth_rx_task）：负责从网卡寄存器或 DMA 缓冲区读取原始数据。
  • pbuf_alloc：分配pbuf缓冲区，用于存储接收到的数据帧。

  示例：

  void eth_rx_task(void *arg) {struct netif *netif = (struct netif *)arg;while (1) {// 等待中断通知（信号量）sys_sem_wait(&eth_rx_sem, 0);// 从网卡读取数据长度和内容uint8_t *data = eth_hw_read(&len);// 分配pbuf并复制数据struct pbuf *p = pbuf_alloc(PBUF_RAW, len, PBUF_POOL);if (p != NULL) {memcpy(p->payload, data, len);// 调用netif的linkoutput对应的接收回调（见步骤3）netif->input(p, netif);  // 核心：将数据送入协议栈}}
  }
  

2. 调用input函数：进入 LWIP 协议栈

驱动层构造好pbuf后，会直接调用netif->input(p, netif)，将数据帧送入协议栈。对于以太网，input被赋值为ethernet_input，其作用是解析以太网帧头，根据协议类型（如 IP、ARP）分发到对应模块。

• ethernet_input的核心逻辑：

  err_t ethernet_input(struct pbuf *p, struct netif *netif) {struct eth_hdr *ethhdr;// 提取以太网帧头（目的MAC、源MAC、协议类型）ethhdr = (struct eth_hdr *)p->payload;// 根据协议类型分发：switch (htons(ethhdr->type)) {case ETHTYPE_IP:// 移除以太网帧头，将IP数据报送入IP层pbuf_remove_header(p, sizeof(struct eth_hdr));return ip4_input(p, netif);  // 进入IP层处理case ETHTYPE_ARP:// ARP报文交给ARP模块处理return arp_input(p, netif);default:pbuf_free(p);return ERR_OK;}
  }
  

• 后续流程：

  • IP 层（ip4_input）会解析 IP 头，根据协议字段（如 TCP、UDP）将数据传递到传输层。
  • 最终数据会通过socket接口或回调函数交付给应用层。

3、初始化关联：input函数

input函数在网络接口初始化时被绑定，具体是在调用netif_add时指定的，流程如下：

1. 应用层调用netif_add：
   第三个参数input通常传入ethernet_input（以太网）：

   struct netif eth_netif;
   netif_add(&eth_netif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, eth_init, ethernet_input);
   

2. netif_add函数内部赋值：
   在netif_add中，将传入的input函数指针保存到netif结构体：

   netif->input = input;  // input即ethernet_input
   

3. 驱动层调用netif->input：
   如步骤 2 的eth_rx_task所示，驱动接收数据后，通过netif->input(p, netif)触发协议栈处理。

4、关键接口总结

环节	核心函数 / 变量	作用
硬件中断	eth_isr	触发数据接收事件，通知驱动层
驱动层数据读取	eth_rx_task（自定义）	从硬件读取数据，构造pbuf
协议栈入口	netif->input	指向ethernet_input，作为数据入口点
以太网帧解析	ethernet_input（LWIP 提供）	解析以太网帧，分发到 IP/ARP 模块
网络层处理	ip4_input	处理 IP 数据报，传递到传输层