下面內(nèi)容都是參考英文文檔

uip是一個開源的微型協(xié)議棧，主要用于8位，16位MCU，占用內(nèi)存少，并且代碼少，容易移植。

它既可以用于多任務的操作系統(tǒng)中，如ucos。也能單獨存在，傳說中的裸奔。

uip的主循環(huán)

uip主循環(huán)中重復做著兩件事情。

• 查看是否收到數(shù)據(jù)包
• 查看周期性超時是否發(fā)生

如果有數(shù)據(jù)包到達，則會在主循環(huán)中調(diào)用輸入處理函數(shù)，uip_input(),這個函數(shù)不會發(fā)生阻塞，而是立刻返回。它返回時，相應接收這個數(shù)據(jù)包的應用程序或協(xié)議棧會產(chǎn)生一個或多個將要被發(fā)送的回應數(shù)據(jù)包。如果是這樣的話，底層的網(wǎng)絡設備驅(qū)動會被調(diào)用去發(fā)送這些數(shù)據(jù)包。 周期性超時是用于驅(qū)動依靠定時器的TCP機制，比如延時確認，重發(fā)，估算往返時間。如果主循環(huán)中周期性定時發(fā)生，uip就會調(diào)用定時處理函數(shù)uip_periodic(). uip與具體平臺有關的函數(shù) uip有幾個函數(shù)是跟具體平臺有關實現(xiàn)有關的。一個是校驗和計算，一個是32位I附加值運算。 校驗和計算 在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包過程，校驗和計算都是很重要的，且每次發(fā)送和接收時都要計算校驗和，所以校驗和函數(shù)必須很有效率。這在很多情況下就意味著校驗和計算必須針對于運行uip的不同平臺而做出一些手動調(diào)整。 雖然uip包含了通用的校驗和計算，但是也留了兩個函數(shù)來針對特定的平臺，這兩個函數(shù)是uip_ipchksum()和uip_tcpchksum(),在這兩個校驗和函數(shù)中，可以使用匯編語言高度優(yōu)化來超過C語言的效率。 32位附加值運算 TCP中的32位運算也并不是在所有平臺上都有效，所以有一個針對特定平臺的關于32位附加值實現(xiàn)的函數(shù)uip_add32(). uip的內(nèi)存管理 uip不使用動態(tài)分配內(nèi)存。而是用一個單獨的全局緩沖區(qū)儲存數(shù)據(jù)包，還有一個固定的數(shù)組來儲存連接狀態(tài)。這個全局緩沖區(qū)足夠大可以儲存一個包的最大大小。當有個數(shù)據(jù)包被接收到，設備驅(qū)動就會把這個包放在這個全局緩沖區(qū)里然后調(diào)用TCP/IP棧。如果這個包包含數(shù)據(jù)的話，那么TCP/IP協(xié)議棧就會通知相應的應用程序。因為這個在這個緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)會被接下來到達的數(shù)據(jù)覆蓋，所以應用程序不得不立即處理這些數(shù)據(jù)或者把這些數(shù)據(jù)放到第二緩沖區(qū)以便接下來處理。在應用程序處理這些數(shù)據(jù)之前這個全局緩沖區(qū)不會被新來的數(shù)據(jù)包覆蓋。在處理當前數(shù)據(jù)包時新來的數(shù)據(jù)包必須排隊。許多單片以太網(wǎng)控制器都有足夠大的片內(nèi)緩沖區(qū)來包含至少4個最大大小的以太網(wǎng)幀。如果緩沖區(qū)滿了，接下來的數(shù)據(jù)就會被丟棄。這會導致性能降低，但只是發(fā)生在多重連接的情況下。這是因為uip建議一個非常小的接收窗口，這意味著每次連接時僅僅只有一個TCP段在網(wǎng)絡中。 在uip中，用于接收數(shù)據(jù)包的全局緩沖區(qū)也用于TCP/IP頭部的傳出數(shù)據(jù)。如果應用程序發(fā)送動態(tài)數(shù)據(jù)，它會使用全局緩沖區(qū)的部分來作為臨時緩沖區(qū)。為了傳送這些數(shù)據(jù)，應用程序會傳遞一個指針和數(shù)據(jù)的長度到棧中。TCP/IP的頭部被寫入全局緩沖區(qū)，并且一旦產(chǎn)生頭部數(shù)據(jù)，設備驅(qū)動就會發(fā)送頭部信息和應用程序數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡中。這個數(shù)據(jù)不是排隊需要重發(fā)的數(shù)據(jù)。而是應用程序重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)如果需要重發(fā)的話。 uip需要的總的內(nèi)存量是根據(jù)特定的運行情況確定的。內(nèi)存的配置確定了系統(tǒng)處理的流量數(shù)和最大連接數(shù)。
uip的API接口 因為與uip協(xié)議棧的原因，它不使用傳統(tǒng)的BSD套接字API，它有兩種API用于應用編程，一種類似BSD套接字API，還有一種是基于事件的API，這種需要內(nèi)存比前者更少。 基于事件的API的意思是有一個應用程序運行在uip之上，當處理發(fā)生的特定事件時，由uip調(diào)用處理相關事件。這些事件包括接收到或發(fā)送包，建立連接時，當數(shù)據(jù)需要重發(fā)時等等。 另外uip不同于其他TCP/IP協(xié)議棧的地方是需要手動處理重發(fā)數(shù)據(jù)，也就是要自己在應用程序里編寫代碼處理要重發(fā)的數(shù)據(jù)，其他協(xié)議棧都是自動處理。這樣做的理由也是為了節(jié)約內(nèi)存。 應用程序事件 處理應用程序事件的函數(shù)是UIP_APPCALL(),當發(fā)生任何事件時都會調(diào)用此函數(shù)。每個事件都有特定的測試函數(shù)來區(qū)分是哪種事件，這個函數(shù)是一個宏實現(xiàn)，需要注意的是，事件可以同時發(fā)生。 連接指示器 當uip調(diào)用一個應用程序，全局變量uip_conn被設置成一個指向uip_conn結構體的指針，這個變量被稱作當前連接。唉這個結構體中有些變量是有用的，比如用來區(qū)分要連接的是何種服務或者是連接對方的IP地址。一個典型的應用就是通過結構體中的變量uip_conn->lport看連接端口來確定是何種服務，比如如果是80端口，就是HTTP服務器應用程序。 數(shù)據(jù)接收 如果測試函數(shù)uip_newdata()非零，那么說明接收到新數(shù)據(jù)。接收到數(shù)據(jù)的長度可以通過uip_datalen()函數(shù)獲得。數(shù)據(jù)不會被uip緩沖，但是當函數(shù)返回時數(shù)據(jù)會被覆蓋。所以應用程序必須及時處理該數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)放入另一個緩沖區(qū)中。 發(fā)送數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)時，uip通過接收者的TCP窗口大小和有效的緩沖區(qū)空間來調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)的長度。緩沖空間的大小由內(nèi)存配置決定，因此有可能不是所有發(fā)送的數(shù)據(jù)都會到達接收者一方。所以可以調(diào)用uip_mss()看實際到底有多少數(shù)據(jù)發(fā)送出去了。 發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)是uip_send()，這個函數(shù)需要兩個參數(shù)，一個是指向發(fā)送數(shù)據(jù)的指針和發(fā)送數(shù)據(jù)的長度。如果應用程序需要RAM空間來發(fā)送數(shù)據(jù)的話，那么包緩沖區(qū)（就是由uip_appdata指向的緩沖區(qū)）可以用于此目的。 在一個連接的同一時間只能有一塊數(shù)據(jù)被發(fā)送，在一次應用程序里調(diào)用多次uip_send()是不可能的，它只會把最后調(diào)用的數(shù)據(jù)包發(fā)出去。 數(shù)據(jù)重發(fā) 重發(fā)是由周期TCP定時器驅(qū)動的，每次超時定時器調(diào)用時，每個連接的重發(fā)定時器就會減少，如果重發(fā)定時器減少到0，那么重發(fā)就要重發(fā)數(shù)據(jù)。因為uip在發(fā)送數(shù)據(jù)包后不會保存數(shù)據(jù)，所以需要手動處理重發(fā)數(shù)據(jù)。當uip確定有一段需要重發(fā)時，應用程序調(diào)用uip_rexmit()設置標志，表明有重發(fā)要求。 應用程序會檢查重發(fā)標志然后產(chǎn)生重發(fā)數(shù)據(jù)，從應用程序角度來看，重發(fā)的數(shù)據(jù)和原來的數(shù)據(jù)沒有什么不同，所以這兩段代碼是一樣的。 關閉連接 應用程序通過調(diào)用uip_close()來關閉連接。這種關閉是正常的關閉連接。如果為了表示是嚴重錯誤而導致的關閉，那么應用程序應該調(diào)用uip_abort()來終止連接。 如果連接被關閉的話，那么uip_closed()會返回真，接著應用程序就可以繼續(xù)做必要的清理工作了。 報告錯誤 在一個連接中有兩種嚴重的錯誤會發(fā)生，一種是連接被異常終止或者數(shù)據(jù)多次重發(fā)無效而終止。uip會分別通過調(diào)用測試函數(shù)uip_aborted()和uip_timeout()來報告這些錯誤信息。 輪詢 當連接空閑時，uip就會在每次超時時間到達時進行輪詢。輪詢的函數(shù)是uip_poll()。 輪詢的目的有兩個，第一個目的是讓應用程序知道有空閑的連接，并讓空閑太久的連接關閉。第二個目的是讓應用程序發(fā)送新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)只能由uip來調(diào)用。因此輪詢是在空閑連接時發(fā)送數(shù)據(jù)的唯一方式。 監(jiān)聽端口 監(jiān)聽端口的函數(shù)是uip_listen()。當連接需要和端口綁定時，uip就會創(chuàng)建一個連接并調(diào)用此函數(shù)。如果應用程序調(diào)用此函數(shù)的話，uip_connected()就會返回真。 開始連接 打開一個新的連接的函數(shù)是uip_connect()，這個函數(shù)會返回一個指針指向uip_conn()結構體。如果沒有多余的空閑槽，那么函數(shù)返回NULL。 函數(shù)uip_ipaddr()用于將IP地址放入兩個16位的數(shù)組，用來表示IP地址。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的uIP介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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