stm32f207实现组播

只看该作者 · 2023-7-26 18:50

背景
第一次使用lwip，在网上看了很多文章，一步步实现了freeRtos与lwip的移植，关于freeRtos与lwip的移植已经有很多可以参考的文章了，就不赘述了。这里主要讲讲我如何实现组播的，因为遇到一些坑，并且如何解决的。

实现组播的流程
第一步、配置LWIP
在lwipopts.h中，将LWIP_IGMP改为1，使能组播代码的编译。

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/* ---------- IGMP options ---------- */

#define LWIP_IGMP                       1

第二步、编写组播实现代码

此前没有用过lwip，不会使用netconn。所幸lwip实现了socket接口。socket实现组播，网上有很多文章可以学习，这里和是否使用lwip没关系。…

只看该作者 · 2023-7-26 18:50

实现组播接收

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#define MULTICAST_ADDR "239.2.1.22"

#define UDP_RCV_PORT 1234



typedef struct{

        int fd;

        struct sockaddr_in sockServer;

        struct sockaddr_in sockClient;

        uint8_t rcvData[1024];

        int rcvLen;

}SocketInfo_ts;



SocketInfo_ts udpClient;

//create a udp socket

int iCreatUdpClient(SocketInfo_ts* udpSock)

{

    struct ip_mreq group;

    

    if((udpSock->fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0)

    {

        return 0;

    }

    

    udpSock->sockClient.sin_family=AF_INET;

    udpSock->sockClient.sin_port=htons(UDP_RCV_PORT);

    udpSock->sockClient.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

    if(bind(udpSock->fd,(struct sockaddr*)&udpSock->sockClient,sizeof(struct sockaddr_in))<0)

    {

        return 0;

    }

        

        group.imr_interface.s_addr=htons(INADDR_ANY);

        group.imr_multiaddr.s_addr=inet_addr(MULTICAST_ADDR);

        setsockopt(udpSock->fd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,(char *)&group,sizeof(group));

        

        return 1;

}

void vUdpThread(void* argument)

{

    uint32_t fromSize;

    fd_set fdSockSet;

    struct timeval timeout;

    

    //init udpClient

    iCreatUdpClient(&udpClient);

    for(;;)

    {

                FD_ZERO(&fdSockSet);

                FD_SET(udpClient.fd,&fdSockSet);

                

                timeout.tv_sec=1;

                timeout.tv_usec=0;

                if(select(udpClient.fd+1,&fdSockSet,NULL,NULL,&timeout)>0)

                {

                        if(FD_ISSET(udpClient.fd,&fdSockSet))

                        {

                                fromSize=sizeof(struct sockaddr_in);

                                udpClient.rcvLen=recvfrom(udpClient.fd,udpClient.rcvData,1024,0,(struct sockaddr*)&udpClient.sockServer,&fromSize);

                        }

                }

    }

}



/*-----------------------------------------------------------------------------------*/

void vUdpInit(void)

{

    sys_thread_new("udp_thread", vUdpThread, NULL, DEFAULT_THREAD_STACKSIZE,UDP_THREAD_PRIO );

}

只看该作者 · 2023-7-26 18:51

实现组播发送
这里和普通发送差不多，只要将目的地址改为组播地址就行。

第三步、编译验证
编译没什么问题，有问题就改改，然后通过。网络调试助手用起来……
结果当然是失败了，看来没那么简单，啪啪打脸。
接着只能自己一步步查了，程序通过setsockopt(udpSock->fd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,(char *)&group,sizeof(group))实现组播，先查查这个函数，一步步打断点。发现了一个异常igmp.c中，igmp_joingroup函数中igmp_joingroup_netif没有执行，查看了netif->flag这里NETIF_FLAG_IGMP标志没有设置。

只看该作者 · 2023-7-26 18:51

程序修改点1
修改在ethernetif.c中low_level_init函数添加NETIF_FLAG_IGMP

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netif->flags |= NETIF_FLAG_BROADCAST | NETIF_FLAG_IGMP | NETIF_FLAG_ETHARP;

修改后，还是不能接收数据，看来还有问题啊。单播通信是可以的。发现网络调试助手发送组播后，网卡对应的中断都没有触发。
网卡初始化程序是抄的(参考)是st官方demo。查看了STM32技术手册，发现里面有组播/广播以及过滤器的说明。抱着疑惑的态度将网卡初始化代码看了。在结构体ETH_MACInitTypeDef中发现一个成员变量ReceiveAll设置是ETH_RECEIVEAll_DISABLE，将其改为ETH_RECEIVEALL_ENABLE试试。还有个成员变量MulticastFramesFilter注释说明该变量与组播有关，也可以改改。经测试，这里两种更改都可行。这里很多东西包括如何配置过滤器，都可以去看官方的文档。

只看该作者 · 2023-7-26 18:51

程序更改点2
更改方式1
修改stm32f2xx_hal_eth.c中函数ETH_MACDMAConfig，接收所有数据包，如下

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/*************************************************/

  macinit.ReceiveAll = ETH_RECEIVEALL_ENABLE;

/****************************************************/

只看该作者 · 2023-7-26 18:51

更改方式2
也是函数ETH_MACDMAConfig中，取消针对组播的过滤

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/********************************************************/

macinit.MulticastFramesFilter = ETH_MULTICASTFRAMESFILTER_NONE;

/*******************************************************/

只看该作者 · 2023-7-26 18:51

可以接收组播数据了。
只是电脑和pcb板一对一连接也不需要什么组播。用路由器、交换机，多个网络主机、多个开发板组个局域网，也能收发，可惜好景不长，接收了没多久，就收不到数据。
网口接收中断也不触发，然后抓包，发现交换机没有给板子发数据了（而使用路由器可以）。当时想交换机有bug啊，都不发数据了。但是用其他板子，可以正常收到数据，就stm32的不行，打电话问过交换机厂家，也不清楚具体原因。
看了只能自己好好了解下组播的机制，继续看文档。发现组播协议有自己的membership query与membership reports。

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

补充说明，市面上部分路由器、交换机并没有去实现组播，而是采用广播的方式。将组播数据直接转发出去，没有根据query与report建立对应的组播表，根据表实现转发。具体内容可以参考其他文章

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

抓包发现，板子就最初发送过membership reports，后面就没有发送了。查看了lwip里关于组播的api，这里有个igmp_report_groups，调用定时发送membership report。这个函数并不会report组播地址出来。调用igmp_lookfor_group，组播地址有加入netif里面。查看实现report代码。有如下语句，通过注释了解到是要跳过224.0.0.1这个地址。

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

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        /* Do not send messages on the all systems group address! */

     /* Skip the first group in the list, it is always the allsystems group added in igmp_start() */

        if (groupref != NULL) {

                 groupref = groupref->next;

        }

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

每次会跳过第一个组播地址（实际该地址是通过socket的配置组播地址），又查看了igmp_lookup_group实现组播地址的添加，这里通过链表实现，224.0.0.1这个地址放在最后的，不应该跳过第一个地址。

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

程序更改点3
igmp.c中把如下代码注释掉就行。在igmp_delaying_member中判断地址不等于224.0.0.1。

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

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  /* Skip the first group in the list, it is always the allsystems group added in igmp_start() */

//  if (group != NULL) {

//    group = group->next;

//  }

只看该作者 · 2023-7-26 18:52

每次会跳过第一个组播地址（实际该地址是通过socket的配置组播地址），又查看了igmp_lookup_group实现组播地址的添加，这里通过链表实现，224.0.0.1这个地址放在最后的，不应该跳过第一个地址。

只看该作者 · 2023-7-26 18:53

程序更改点3
igmp.c中把如下代码注释掉就行。在igmp_delaying_member中判断地址不等于224.0.0.1。

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  /* Skip the first group in the list, it is always the allsystems group added in igmp_start() */

//  if (group != NULL) {

//    group = group->next;

//  }

只看该作者 · 2023-7-26 18:53

本打算去lwip上提交更改意见，但查看了后面的版本，该问题已经修复了。这里建议使用较新的lwip，新版本修复了许多问题，也添加了如mqtt等新功能。

结束语
这里网口芯片最初使用的是LAN8742A，后续开发板使用了DP83848，也是可以使用的。**的本文能给大家一点参考。