msg_api_是什么意思？

LWIP（轻量级IP协议栈）是一种广泛应用于嵌入式系统的开源TCP/IP协议栈，在LWIP中，API消息机制是实现线程间通信的重要手段之一，本文将详细介绍LWIP的API消息结构及其实现细节，并通过实例说明其使用方法。

一、API_MSG结构体的定义与功能

1. API_MSG结构体定义

struct api_msg {
    void (*function)(struct api_msg_msg *msg); // 要执行的函数指针
    struct api_msg_msg msg; // 作为参数传递给该函数的结构体
};

这个结构体包含两个字段：一个函数指针和一个api_msg_msg类型的结构体，函数指针指向要在另一线程上下文中执行的函数，而api_msg_msg结构体则包含了该函数所需的所有参数。

2. API_MSG_MSG结构体定义

struct api_msg_msg {
    struct netconn *conn; // 当前连接，总是需要
    union {
        struct netbuf *b; // 用于do_send
        struct {
            u8_t proto; // 用于do_newconn
        } n;
        struct {
            struct ip_addr *ipaddr;
            u16_t port; // 用于do_bind和do_connect
        } bc;
        struct {
            struct ip_addr *ipaddr;
            u16_t *port;
            u8_t local; // 用于do_getaddr
        } ad;
        struct {
            const void *dataptr;
            int len;
            u8_t apiflags; // 用于do_write
        } w;
        struct {
            u16_t len; // 用于do_recv
        } r;
        #if LWIP_IGMP
        struct {
            struct ip_addr *multiaddr;
            struct ip_addr *interface;
            enum netconn_igmp join_or_leave; // 用于do_join_leave_group
        } jl;
        #endif /* LWIP_IGMP */
        #if TCP_LISTEN_BACKLOG
        struct {
            u8_t backlog; // 用于do_listen
        } lb;
        #endif /* TCP_LISTEN_BACKLOG */
    } msg;
};

api_msg_msg结构体包含了多个联合体成员，每个成员对应不同的API调用，do_send使用netbuf类型的b，而do_bind和do_connect使用包含ipaddr和port的bc，这种设计使得同一个结构体可以灵活地处理多种不同类型的参数。

二、API消息的使用示例

以下是netconn_getaddr函数的示例代码，展示了如何使用API消息机制获取网络连接的地址：

err_t netconn_getaddr(struct netconn *conn, struct ip_addr *addr, u16_t *port, u8_t local) {
    struct api_msg msg;
    msg.function = do_getaddr; // 设置要执行的函数
    msg.msg.conn = conn; // 设置当前连接
    msg.msg.msg.ad.ipaddr = addr; // 设置返回的IP地址
    msg.msg.msg.ad.port = port; // 设置返回的端口号
    msg.msg.msg.ad.local = local; // 设置是否为本地地址
    TCPIP_APIMSG(&msg); // 发送API消息
    return conn->err; // 返回错误码
}

在这个例子中，首先定义了一个api_msg结构体变量msg，并将其function字段设置为do_getaddr，将其他必要的参数填充到msg的相应字段中，通过调用TCPIP_APIMSG函数将这个API消息发送出去。

三、API消息的投递与处理

API消息的投递过程主要通过tcpip_apimsg函数完成，该函数会将API消息封装成tcpip_msg结构体，并通过邮箱机制将其投递到tcpip_thread线程，具体步骤如下：

1、封装消息：将api_msg结构体封装成tcpip_msg结构体，并设置相应的消息类型。

2、投递消息：通过sys_mbox_post函数将封装好的消息投递到tcpip_thread线程的邮箱中。

3、等待回应：使用sys_arch_sem_wait函数等待内核处理完毕。

以下是tcpip_apimsg函数的简化实现：

err_t tcpip_apimsg(struct api_msg *apimsg) {
    struct tcpip_msg msg;
    msg.type = TCPIP_MSG_API; // 设置消息类型为API消息
    msg.msg.apimsg = apimsg; // 记录API消息指针
    sys_mbox_post(mbox, &msg); // 投递消息
    sys_arch_sem_wait(apimsg->msg.conn->op_completed, 0); // 等待内核处理完毕
    return ERR_OK;
}

四、FAQs

Q1: API消息机制的主要作用是什么？

A1: API消息机制主要用于在不同线程之间传递消息，特别是在用户线程和内核线程之间，通过这种方式，可以实现线程安全的网络操作，避免直接调用内核函数带来的复杂性。

Q2: api_msg结构体中的function字段是如何工作的？

A2: function字段是一个函数指针，指向要在另一线程上下文中执行的函数，当API消息被投递到tcpip_thread线程后，tcpip_thread会根据message的类型调用相应的函数，对于API消息，它会调用function字段所指向的函数，并将api_msg_msg结构体作为参数传递给该函数。

五、小编有话说

LWIP的API消息机制为嵌入式系统中的网络编程提供了极大的便利，通过这种机制，开发者可以在不了解底层实现细节的情况下，轻松地进行复杂的网络操作，希望本文能够帮助大家更好地理解和使用LWIP的API消息机制，如果你有任何疑问或建议，欢迎留言讨论！