基于原子探索者stm32f407开发板的ucos-iii+lwip1.4.1的tcp server并发服务器完美解决例程

taoking_opendev · 发表于 2016-8-27 18:19:09

本帖最后由 taoking_opendev 于 2022-1-5 16:54 编辑

主要实现功能：
1 tcp server并发（主要涉及文件app_lwip.c、app_tcp_server.c）
2 网线热插拔（主要涉及文件app_lwip.c、app_tcp_server.c）
3 不重启修改ip地址（主要涉及文件app_lwip.c、app_tcp_server.c、app_key.c（按键修改ip地址））
4 将lwip的数据接收从中断方式改成单独的接收任务方式（主要涉及文件app_lwip.c）
5 usb串口信息打印（115200波特率）
6 注意：使用的stm32的HAL库而不是标准库

附件是我的基于原子探索者stm32f407开发板的ucos-iii+lwip1.4.1的tcp server并发解决例程
说明如下：
1 ucos-iii版本是直接从ucos官网下载的基于stm32f407的15年中旬的版本
2 lwip移植的操作系统模拟层sys_sem_t和sys_mbox_t定义成普通变量而不是指针，其空间是在任务堆栈中而不用在动态堆中申请
3 为了充分利用CCM空间，我把所有静态申请的TCB空间和栈空间都放到bsp_ccm.c文件中，具体设置如图1，CCM空间是从0x1000 0000 开始的共64K(0x10000)大小的空间，在图中将其前面的多选框选中
同样，探索者开发板还有1M的外部sram，从0x6800 0000开始的0x10 0000大小的空间
4 由于有内部ram、ccm、外部sram三个ram空间，keil可以让我们选择每个.c文件下申请的静态空间放到哪个ram空间中，我们可以在.\Objects\OS3.sct中进行设置，如下例子

LR_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load region size_region
ER_IROM1 0x08000000 0x00100000 { ; load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$Sections)
.ANY (+RO)
}
RW_RAM1 0x68000000 0x00100000 { ; RW data
mem.o (+RW +ZI)
memp.o (+RW +ZI)
}
RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000 {
.ANY (+RW +ZI)
}
CCM_IRAM 0x10000000 0x00010000 {
bsp_ccm.o (+RW +ZI)
os_prio.o (+RW +ZI)
os_var.o (+RW +ZI)
os_cpu_c.o (+RW +ZI)
os_cfg_app.o (+RW +ZI)
}
}

复制代码

------------------------------------------------------------------------------
上例子中，bsp_ccm.o、os_prio.o 、os_var.o 、os_cpu_c.o、os_cfg_app.o中申请的静态空间就会被分配到CCM空间中，为了使用自己的这个文件而不是keil默认的.crt文件，进行如图2的设置，即把Use Memory Layout from Target Dialog前面的勾取消
5 在原子malloc动态内存管理修改，具体看附件中的malloc.h和malloc.c，主要是修改内存堆的起始地址，以便空出内存的前一半位置用来静态分配，而后一半内存用作动态内存申请。
这样修改的目的是，在原子的历程中lwip的内存堆和内存池空间，f407的mac描述符和缓冲区空间都是用mymalloc()函数申请的，而正常情况下，这些内存是不会被释放掉的，如果其他地方需要动态申请内存的时候，由于原子的malloc分配策略是用的首次拟合，每次申请都会从堆末尾往前寻找可用空间，而堆末尾因为这些早申请而不释放的空间占据，所以每次申请空间时都会进行一些不必要的找寻，所以最好的方法是：将那些申请之后不会释放的空间直接用静态申请；而那些动态申请空间用完后释放的内存才使用malloc分配
6 tcp server并发程序涉及的主要文件是app_tcp_server.c，主要思路如下：
  a, 创建一个任务作为server主任务监听请求，等有连接要求时创建一个新的子任务专门负责新的连接通信
  b,如果子任务连接断开，调用OSTaskDel()删除自己，之后子任务结束而不会从OSTaskDel()返回
  c,由于每个子任务用到的TCB和任务堆栈都是malloc动态申请的，需要释放，但是在子任务在删除自己前还会用到这些空间，因此这些空间只能被其他任务在子任务del删除之后释放
  d,基于以上原因，子任务在删除自己之前向server主任务发送一个消息，消息内容就是要删除的空间首地址，server主任务调用非阻塞的OSTaskQPend()等待接收这个消息
  e,为什么要非阻塞等待呢？因为主任务的主要职责是监听连接然后创建子任务通信，因此主任务的阻塞只能是由netconn_accept()来完成。而netconn_accept()也不是真正的阻塞，而是每隔conn->recv_timeout 醒来一次，醒来之后就可以非阻塞调用OSTaskQPend()，看是否有释放子任务TCB和任务堆栈空间的要求。如果有则完成释放，如果没有则继续阻塞在netconn_accept()等待新的连接。周而复始。
  f, OSTaskDel()删除自身后不会返回，所以此函数返回的OS_ERR  *p_err变量不能是子任务内的局部变量而应该是全局变量，这里是tcp_server_delete_ChildTask，在server任务释放空间时需要检查此变量是否正确
7 另外还实现了网线的热插拔，这里的热插拔是指在没有开上层网络应用的情况下，只要随时插上网线，随时都可以ping通，与板子启动时是否连接网线、断开后又连接无关。添加上层tcp应用之后的热插拔目前还没有实现
8 附件代码是用的source insight软件进行组织的（下载此软件之后打开文件名：STM32F407.PR），此软件是查看代码的利器，建议使用它来编辑代码，由keil来编译
keil源文件在STM32F407_uCOS-III+lwip(20160826)\Micrium_STM3240G-EVAL_OS3\Micrium\Examples\ST\STM3240G-EVAL\OS3这个目录下

如有表述不清的，看不明白的可以给我留言。
如果使用过程中发现有bug，也请在下面留言

okyihu · 发表于 2019-5-30 16:19:27

曹尼玛的，下载后根本打不开，就是一个快捷方式图标。

6221038 · 发表于 2023-9-25 13:13:32

有例程吗

14269471 · 发表于 2022-6-16 23:25:52

请问我现在遇到407+83848运行ucosiii系统，不带网线启动会ping不通，用的工程也是原子的tcp服务器ucosiii工程。

stride80 · 发表于 2022-5-16 20:00:02

good example!Thanks for sharing

shd704374586 · 发表于 2022-5-2 14:14:17

感谢分享

whchenggang · 发表于 2022-4-24 21:42:27

en hehe hao

a15370731330 · 发表于 2021-11-11 20:55:17

taoking_opendev 发表于 2021-11-11 16:37
这个可能是TCP调试助手的原因，也不排除是开发板程序的原因。因为工作用不到，所以之后也没有再深究这个 ...

谢谢回复，不过我通过这个DEMO测试过，确实是存在回显问题的。

taoking_opendev · 发表于 2021-11-11 16:37:44

a15370731330 发表于 2021-8-11 13:25
请教一下长时间运行后回显时间变慢的问题怎么解决

这个可能是TCP调试助手的原因，也不排除是开发板程序的原因。因为工作用不到，所以之后也没有再深究这个问题了

a15370731330 · 发表于 2021-8-11 13:25:30

请教一下长时间运行后回显时间变慢的问题怎么解决

WKXwkx · 发表于 2021-7-19 16:52:02

厉害了

sigequan2010 · 发表于 2021-7-6 15:53:06

sigequan2010 发表于 2021-7-6 13:45
你好，我下载这个例程后，刷进我的板子，板子用的芯片是stm32f407ZGT6，没有外部sram，软件使用的是keil5。 ...

问题解决了，仔细看你1楼的第3、4条重新进行配置，程序可以跑起来

sigequan2010 · 发表于 2021-7-6 13:45:33

你好，我下载这个例程后，刷进我的板子，板子用的芯片是stm32f407ZGT6，没有外部sram，软件使用的是keil5。程序下载后在启动文件startup.s里，只执行到 LDR R0, =__main
就无法运行了，进入了App_Fault_ISR。查了很久没查出问题。请问这个大概是哪里出了问题？

daven2007 · 发表于 2020-8-7 14:58:42

感谢分享！

yuanhe249 · 发表于 2020-5-20 14:35:54

大神们有没有client端网线热插拔那块的处理？小弟求教！

tinyguoguo · 发表于 2020-4-26 14:46:10

感谢分享！

haojie7629 · 发表于 2020-2-6 10:34:27

初始化成功后，为什么再拔掉网线检测不到呢？lwipdev.init.ok标志位不变话，应该看哪个标志位。

yuanhe249 · 发表于 2020-1-10 16:23:24

有socket的并发程序吗？

大树不用动 · 发表于 2020-1-3 08:58:54

不错。
子任务创建时的任务优先级 static uint8_t i=0;
创造任务过多的时候，i会超出范围。
另外，连接断开过快时，任务删除只会删除5个子任务的内存。

xiaojinmian · 发表于 2019-9-28 15:05:50

正准备弄个FreeRTos+Lwip的http服务器。正好借鉴借鉴。

Snoopy2000 · 发表于 2019-9-10 11:25:35

感谢分享，参考一下

冰海1985 · 发表于 2019-9-9 11:35:25

参考下

dhs347 · 发表于 2019-5-28 15:38:51

学习了，楼主。。。

jifengzhiling · 发表于 2019-4-26 17:08:15

nice 好文

lixueao · 发表于 2019-3-25 16:34:13

mark一下，正要学习

拿着扁担去跳水 · 发表于 2019-3-8 16:02:02

mark！

老可爱 · 发表于 2018-12-25 17:28:34

老可爱发表于 2018-12-25 17:18
用keil5 直接编译出现68个error？怎么破

..\..\..\STM32CubeF4\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Include\stm32f407xx.h(184): error: #5: cannot open source input file "core_cm4.h": No such file or directory
#include "core_cm4.h" /* Cortex-M4 processor and core peripherals */
..\app.c: 0 warnings, 1 error

将STM32F407_uCOS-III+lwip(20160827)\Micrium_STM3240G-EVAL_OS3\Micrium\Examples\ST\STM32CubeF4\Drivers\CMSIS 中的所有。h都添加了都还没用

老可爱 · 发表于 2018-12-25 17:18:37

用keil5 直接编译出现68个error？怎么破

翾宥 · 发表于 2018-6-29 15:22:36

万分感谢

JuneQueen · 发表于 2018-1-30 22:30:52

mark一下，谢谢。

shibusha · 发表于 2017-12-24 10:50:32

mark1111

super910906 · 发表于 2017-12-12 09:00:07

mark一下

taoking_opendev · 发表于 2017-6-19 16:18:52

hi我歌月徘徊发表于 2017-5-24 11:14
编译一下，少了好几个头文件都在探索者的例程里复制过去了，最后还有一个文件找不到
#include "../../.. ...

a/b.h是指的相对路径，这样的话，你只需要在头文件路径中加入a的路径就可以了

hi我歌月徘徊 · 发表于 2017-5-24 11:14:03

编译一下，少了好几个头文件都在探索者的例程里复制过去了，最后还有一个文件找不到
#include "../../../../Source/os.h" 这怎么搞？
还有个问题有些头文件的写法为何加 a/b.h 为啥加“/”呢？
谢楼主

cbx2 · 发表于 2017-5-10 20:24:16

mark s

XUZJWWSZ · 发表于 2017-4-26 00:17:39

马克一下，多谢楼主

tongjinlv · 发表于 2017-3-17 11:59:33

给个链接你http://www.trtos.com/web/wp/?p=658

只看该作者 · 发表于 2017-3-16 16:06:13

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

yangkefeng · 发表于 2017-3-10 18:31:52

帅领了

sunwumcu · 发表于 2017-3-10 17:20:15

谢谢分享，学习下

kepuple · 发表于 2017-2-8 13:16:24

谢谢楼主好资料

cdwy · 发表于 2016-12-27 22:56:06

正在琢磨战舰板的并发问题，先标注一下，看是否可用到战舰板中

来俩不甜的 · 发表于 2016-9-27 17:26:49

mark，f4+ucosiii+lwip

aimjoe · 发表于 2016-9-7 23:00:26

本帖最后由 aimjoe 于 2016-9-7 23:40 编辑

taoking_opendev 发表于 2016-9-7 17:28
如果还是不明白，你可以结合bsp_int.c和startup.s，看看两个文件中的中断向量函数是个怎样的关系。另外你 ...

你好，感谢你的回复。
1、关于第一个问题，我将你的例程在原子的STMF407开发板上跑通了(没有改代码，直接下载)以后，我发现你的例程里面中断向量表不是HAL自带的，因此我将你的例程移植到我的STMF439开发板上，利用STM官方的HAL库+UCOSIII，使用HAL库自带的startup_stm32f439xx.s启动文件。而这个启动文件中函数 ETH_IRQHandler(void)  是中断向量函数。经过以上移植，在UCOSIII下自己建立了五个任务，运行正常。
2、在 HAL库+UCOSIII 移植正常以后，我基于你的例程移植LWIP，但是没有使用你的例程中startup.s中的中断向量函数，使用的是 startup_stm32f439xx.s 自带的向量表。

我修改的地方：
我看你在 void HAL_ETH_MspInit(ETH_HandleTypeDef *heth) 函数中
使用了下面这三个函数
      /* set priority of ETH*/
      //void HAL_NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
      BSP_IntPrioSet (BSP_INT_ID_ETH, APP_CFG_INTERRUPT_ETH_PRIO);

      /* configurate ISR of ETH*/
      BSP_IntVectSet(BSP_INT_ID_ETH, LwipBSP_STM32_ETH_IntHandler);

      /* enable NVIC interupt  of ETH*/
      //void HAL_NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn);
      BSP_IntEn(BSP_INT_ID_ETH);

由于这三个函数是设置网络中断服务函数的，因此我就是用下面这两个函数

      /* set priority of ETH*/
      HAL_NVIC_SetPriority(ETH_IRQn,0,0);       //网络中断优先级应该高一点

      /* enable NVIC interupt  of ETH*/
      HAL_NVIC_EnableIRQ(ETH_IRQn);

代替，然后将你所使用的网络中断服务函数：

void LwipBSP_STM32_ETH_IntHandler(void)
{

      HAL_ETH_IRQHandler(D_HandleStructure);

}

修改为

void ETH_IRQHandler(void)
{
      HAL_ETH_IRQHandler(D_HandleStructure);

}

实验现象：
我在ETH_IRQHandle函数中设置断点，并在另一台电脑中ping开发板，只能在一开始进入ETH_IRQHandle函数两三次，以后就进不了ETH_IRQHandle中断函数。虽然一开始进入ETH_IRQHandle中断函数，但是另一台电脑始终无法ping通，也无法连接中开发板服务器。附件为移植以后的程序源代码。
谢谢你的回复

taoking_opendev · 发表于 2016-9-7 17:28:25

aimjoe 发表于 2016-9-6 18:31
你好，我看你在 void HAL_ETH_MspInit(ETH_HandleTypeDef *heth) 函数中
使用了下面这三个函数
...

如果还是不明白，你可以结合bsp_int.c和startup.s，看看两个文件中的中断向量函数是个怎样的关系。另外你把中断优先级设的稍微低一点试试呢

taoking_opendev · 发表于 2016-9-7 17:23:04

aimjoe 发表于 2016-9-6 18:31
你好，我看你在 void HAL_ETH_MspInit(ETH_HandleTypeDef *heth) 函数中
使用了下面这三个函数
...

void ETH_IRQHandler(void)这个函数是在startup.s中的中断向量函数吗。在ucos中每个中断函数都是有头OSIntEnter();和尾的OSIntExit();，你可以看一下我工程中BSP_IntHandler()这个函数，修改后的伪代码应该是如下
static  void  BSP_IntHandler (CPU_DATA  int_id)
{
CPU_FNCT_VOID  isr;
CPU_SR_ALLOC();

CPU_CRITICAL_ENTER();                                     /* Tell the OS that we are starting an ISR          */
OSIntEnter();
CPU_CRITICAL_EXIT();

LwipBSP_STM32_ETH_IntHandler();

OSIntExit();                                              /* Tell the OS that we are leaving the ISR          */
}

aimjoe · 发表于 2016-9-6 18:31:17

本帖最后由 aimjoe 于 2016-9-6 18:42 编辑

你好，我看你在 void HAL_ETH_MspInit(ETH_HandleTypeDef *heth) 函数中
使用了下面这三个函数
      /* set priority of ETH*/
      //void HAL_NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
      BSP_IntPrioSet (BSP_INT_ID_ETH, APP_CFG_INTERRUPT_ETH_PRIO);

      /* configurate ISR of ETH*/
      BSP_IntVectSet(BSP_INT_ID_ETH, LwipBSP_STM32_ETH_IntHandler);

      /* enable NVIC interupt  of ETH*/
      //void HAL_NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn);
      BSP_IntEn(BSP_INT_ID_ETH);

由于这三个函数是设置网络中断服务函数的，因此我就是用下面这两个函数

      /* set priority of ETH*/
      HAL_NVIC_SetPriority(ETH_IRQn,0,0);       //网络中断优先级应该高一点

      /* enable NVIC interupt  of ETH*/
      HAL_NVIC_EnableIRQ(ETH_IRQn);

代替，然后将你所使用的网络中断服务函数：

void LwipBSP_STM32_ETH_IntHandler(void)
{

      HAL_ETH_IRQHandler(D_HandleStructure);

}

修改为

void ETH_IRQHandler(void)
{
      HAL_ETH_IRQHandler(D_HandleStructure);

}

修改后无法用客户端连接，请问如何解决

正点原子 · 发表于 2016-8-29 23:30:53

不错啊，cool

aimjoe · 发表于 2016-8-29 22:50:21

taoking_opendev 发表于 2016-8-29 20:57
不好意思，HAL库是趋势，所以我从一开始就是按照HAL库写的

能否做一个本实例的移植教程，这个例子真的太棒了

taoking_opendev · 发表于 2016-8-29 20:57:17

aimjoe 发表于 2016-8-29 17:01
是否可以提供一份使用stm32标准库的例程，想使用你的例程做一下压力测试。谢谢，祝好！
邮箱是 aim.cured@ ...

不好意思，HAL库是趋势，所以我从一开始就是按照HAL库写的

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