lwip网络接口netif

一个系统中可能有多个网络接口，有可能是以太网，有可能是WiFi，也有可能是其他的网络接口。

在lwip中每一个网络接口都由一个netif结构体表示。表示不同网卡的netif结构体链接成一个链表。全局变量struct netif *netif_list指向该链表表头。

全局变量struct netif *netif_default指向的netif结构所表示的网卡为缺省网卡。在发送消息的时候，会首先会通过这个网卡，若是没有回应，再使用其他网卡。

在之前的移植实例中，因为只有一个以太网卡作为网络接口，所以网卡就用struct netif netif表示了。

struct netif定义如下

struct netif {
struct netif *next;
char name[2];
int num;
struct ip_addr ip_addr;
struct ip_addr netmask;
struct ip_addr gw;
void (* input)(struct pbuf *p, struct netif *inp);
int (* output)(struct netif *netif, struct pbuf *p,
struct ip_addr *ipaddr);
void *state;

};

(1) next

指向链表中下一个netif结构

(2) ip_addr、netmask 和 gw
这三个结构体成员分别用来存储本网卡的 IP 地址、子网掩码和网关。
(3) err_t (* input)(struct pbuf *p, struct netif *inp)

这个函数是用来接收底层硬件输入的数据包的。函数的返回值是 err_t 类型，它是由 LwIP 定义的一种用于表示操作成功、失败等参数的变量。函数的输入参数为 pbuf 类型的 p 指针和 netif 类型的 inp 指针，表示我们要接收 inp 网卡通过底层硬件接收到的数据包，并把数据包保存到结构体 p 中。

(4) err_t (* output)(struct netif *netif, struct pbuf *p, struct ip_addr *ipaddr)

本成员也是一个函数指针，它指向一个用于 IP 层输出的函数。在 IP 层有数据包需要发送时，就通过该指针调用 output 函数。本函数输入参数有 netif、pbuf 和 ip_addr 三个参数，表示使用 netif 网卡、把 pbuf 结构体的内容发送到 IP 地址为 ip_addr 的设备中。 但由于在硬件底层收发数据时是使用 MAC 地址的，所以本函数把 IP 地址经过转化得到 MAC地址后，调用下一个成员——linkoutput 函数。

(5) err_t (* linkoutput)(struct netif *netif, struct pbuf *p)

这个函数指针是指向最底层的网卡发送数据包函数。它是被上面的 output 函数调用的。在 output 函数中的 pbuf 数据包实际上缺少了 MAC 包中的 DA 段(目标 MAC 地址)，output 函数把它的输入参数 IP 地址转化成 MAC 地址后，添加到 pbuf 的 payload 成员，组成完整 MAC 包，再由本函数 linkoutput 输出到网络中。

(6) state
state 指针指向一用户感兴趣的信息，这部分可以由用户自行配置，也可以不使用。
(7) mtu

本成员记录了最大传输单元，我们知道 MAC 数据段的最大长度为 1500 字节，所以本成员我们一般会直接赋值为 1500。

(8) hwaddr_len 和 hwaddr[NETIF_MAX_HWADDR_LEN]
hwaddr_len 存储的是 MAC 地长度，hwaddr[]数组则存储了本网卡的 MAC 完整地址。
(9) flags
本成员保存了网卡允许使用的功能，如使用广播地址、ARP 功能等。
(10) name 和 num

name 用于保存网络接口的名字，可以自由设置，名字是两个字节的

网络接口的初始化过程，根据之前的移植工程的步骤（主要netcong.c中）

struct netif netif; //定义网卡netif结构体

struct ip_addr ipaddr;

struct ip_addr netmask;

struct ip_addr gw;

IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 1, 254); //ip

IP4_ADDR(&netmask, 255, 255, 255, 0); //掩码

IP4_ADDR(&gw, 192, 168, 1, 1);//网关

netif_add(&netif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, &ethernetif_init, &ethernet_input);

//将之前设定的ip，掩码，网关初始化初始化netif结构体，结构体相关成员设定。

//链路层输出函数ethernet_input函数（ethnetif.c）与绑定结构体成员函数指针input

//netif_add函数的还有一个功能是调用底层硬件初始化函数ethernetif_init（ethnetif.c ）对底层硬件进行初始化，同时netif结构体的部分成员在这里初始化。ethernetif_init部分如下：

  netif->state = ethernetif;

  netif->name[0] = IFNAME0;//网络接口模块

  netif->name[1] = IFNAME1;

  netif->output = etharp_output; //将netif结构体的输出函数指正与etharp_output（etharp.c）绑定

  netif->linkoutput = low_level_output;//将netif结构体的arp连接输出指针与low_level_output(ethernetif.c)绑定

  ethernetif->ethaddr = (struct eth_addr *)&(netif->hwaddr[0]);

low_level_init(netif);//对网络模块进行初始化，具体会根据网络接口，之前的移植实例用的Enc28j60模块。该函数同时会将硬件地址赋值给netif 相关成员，netif结构体也被链入链表 netif_list。

netif_set_default(&netif);

//设定该网卡为默认网卡，全局变量netif_default指针指向该结构体

netif_set_up(&netif);//实现该接口

网络接口初初始化之后，除了节本的网络参数之外（ip，mac等）。

两个全局变量指针netif_list，netif_default的都指向了改网络接口节点。

当 IP层有数据发送时，它首先会以 netif_list 为索引选择满足某个条件的网络接口发送数据包，但是，当找不到这样的接口时，协议栈就会调用缺省的网络接口直接发送数据包。

netif结构体相关函数指针成员都绑定了相关函数

netif->input = ethernet_input;

netif->output = etharp_output;

netif->linkoutput = low_level_output;

当网卡有接收到数据（查询或者中断的方式）的时候，调用netif->input即ethernet_input（ethnernetif.c）会根据不同的报文类型，会执行不同的动作，具体看函数源码。例如若是ETHTYPE_IP时ip报文的时候，则调用ip_input(p, netif)将发往ip，交由ip层处理。

若是ip层有数据需要发送出去，则调用netif->output即etharp_output（etharp_out.c）将数据发送到底层。

若是底层数据发送到网络接口上发送出去，则调用netif->linkoutput 即low_level_output（ethnernetif.c）将数据通过网卡发送出去。