LWIP UDP 协议分析

一、udp.c实现的函数

1、void udp_input(struct pbuf *p, struct netif *inp)

说明：处理接收到的udp数据包。

参数：p数据包缓存区；inp网络接口。

   

2、err_t udp_send（struct udp_pcb *pcb, struct pbuf *p)

说明：发送udp包。这个函数直接调用udp_sendto()函数。

参数：pcb协议控制块；p数据包发送缓存区。

返回：ERR_OK发送成功；ERR_MEM发送溢出；ERR_RTE不能发送到指定ip；其它表示发送失败。

   

3、err_t udp_sendto(struct udp_pcb *pcb, struct pbuf *p, 
                    struct ip_addr *dst_ip, u16_t dst_port)

说明：发送udp包到指定ip地址。

参数：pcb协议控制块；p数据包发送缓存区；dst_ip目的ip地址；dst_port目的端口号。

   

4、err_t udp_sendto_if(struct udp_pcb *pcb, struct pbuf *p, 
                       struct ip_addr *dst_ip, u16_t dst_port, struct netif *netif)

说明：按照指定的网络接口和ip地址发送udp包。

参数：pcb协议控制块；p数据包发送缓存区；dest_ip目的ip地址；dst_port目的端口号，netif网络接口。

   

5、err_t udp_bind(struct udp_pcb *pcb, struct ip_addr *ipaddr, u16_t port)

说明：在协议控制块中绑定本地ip地址和本地端口号

参数：pcb协议控制块；ipaddr本地ip地址；port本地端口号。

返回：ERR_OK成功；ERR_USE已经被占用。

   

6、err_t udp_connect(struct udp_pcb *pcb, struct ip_addr *ipaddr, u16_t port)

说明：与远端udp主机建立连接。

参数：pcb所需连接的协议控制块；ipaddr远端ip地址；port远端端口号。

   

7、void udp_disconnect(struct udp_pcb *pcb)

说明：断开指定连接。

参数：pcb所需断开连接的协议控制块。

   

8、void udp_recv(struct udp_pcb *pcb, 
                 void (* recv)(void *arg, struct udp_pcb *upcb, struct pbuf *p,
                               struct ip_addr *addr, u16_t port),
                 void *rev_arg)

说明：设置接收到数据包时调用的回调函数及其参数。

参数：pcb协议控制块；recv回调函数名（地址）；rev_arg回调函数参数。

这个函数直接修改pcb->recv和pcb->recv_arg的值。

   

9、void udp_remove(struct udp_pcb *pcb)

说明：删除指定udp协议控制块，从协议控制链表中删除并释放内存资源。

参数：pcb所要删除的协议控制块。

   

10、struct udp_pcb * udp_new(void)

说明：创建udp协议控制块，并不分配资源。

返回：协议控制块指针，指向NULL。

- UDP functions

err_t udp_bind(struct udp_pcb *pcb, struct ip_addr *ipaddr, u16_t port)
函数遍历整个UDP PCB链表，以排除在没有设置REUSE_ADDR或者REUSE_PORT标志的情况下绑定到一个以相同port绑定的pcb或者以相同port及ip绑定的pcb。如果需要绑定的port无效，则分配最小可用port。如果该pcb未在原来PCB链表中，则加入链表。具体流程参看流程图。
err_t udp_connect(struct udp_pcb *pcb, struct ip_addr *ipaddr, u16_t port)
连接到远程端口。如果还未分配本地port，则分配一个空闲port。然后将一下两种地址绑定类型进行转换：
a. *.local_port  foreign_ip.foreign_port: 调用ip_router确定本地ip。
b. *.*  *.foreign_port: 转换为 *.local_port  *.foreign_port

err_t udp_sendto(struct udp_pcb *pcb, struct pbuf *p,
struct ip_addr *dst_ip, u16_t dst_port)
该函数借用当前的pcb调用udp_send发送UDP包，完成后，回复原来pcb内容。

err_t udp_send(struct udp_pcb *pcb, struct pbuf *p)
如果pcb未绑定，则调用udp_bind获取一个可用的port绑定之。然后构造UDP包，查找能够到达remote_ip的router接口，如果有必要，将该接口的本地ip作为UDP的src ip。如果UDP需要校验和，则调用inet_chksum_pseudo函数，计算校验和。最后调用ip_output_if将UDP包传送到下层IP层发送。

void udp_input(struct pbuf *p, struct netif *inp)
该函数接受来自ip层的UDP包。将所有PCB都遍历，如果有多个绑定，则给每一个进程复制一份数据报，实际调用pcb->recv()。
其中的数据报的地址绑定匹配优先级和协议上的略有区别：
    Local                            Foreign
local_ip(*).local_port  foreign_ip(*).foreign_port
local_ip(*).local_port  *.*