PICおよびW5100に基づいて5分でWebサーバー

5分でW5100チップで簡単なWebサーバーを起動する方法について学びたいと思っていたが、尋ねるのは恥ずかしかった。







この記事では、たとえば、Wiznetの素晴らしく安価なW5100チップ上でWebサーバーを実行する方法を簡単かつ詳細に、明確に説明します。



なぜ彼女は素晴らしいのですか？

第二に-安価。

そして最初に、彼女はあなたのためにすべての仕事をします。 遅延してTEXT（または-HTML）データを送受信する必要があります。



免責事項1：20年以上の経験を持つ電子技術者は、すでに（おそらく）対象になっているため、表面的で単純に見えるかもしれません。 この記事は、電子工学、または少なくともマイクロコントローラーのプログラミングの経験があり、これを実行することを最終的に（完全に）望んでいる人を対象としています...（取り消し線）（わかりました、「素晴らしい」 ）チップW5100。



免責事項2：普遍的な学習、データシートの完全な翻訳、およびそのすべてのポイントの解釈の目標を設定しませんでした。 私のタスクは、紛らわしい点を明確にし、W5100チップの使用方法とそのアプリケーション（Webサーバーなど）を実行する方法を示すことです。



私の説明と応用例に基づいて、マイクロコントローラの経験があり、ネットワークの少なくとも基本的な概念を持っている人なら誰でも、他のすべてを自分で理解することができます。



免責事項3：この実験は自宅で行わないでください。 そして、大人の一人が近くにいたことが望ましい。

範囲

この記事は、広範なネットワークトピックに関する包括的な知識を提供することを意図したものではなく、これに関するマニュアルもありますが、原則として、何が起こっているのか、なぜ、そしてどの情報が主題の詳細な理解を求めているのかを理解する機会を提供します。



ただし、最後に示した例では、マイクロコントローラー上のアプリケーションでインターネット（より正確にはイーサネットとTCP / IP）を使用する方法を把握できます。その単純さにもかかわらず、実際に完全に適用できます。 クライアントとサーバーの接続の操作方法を理解し、最終的には何かを手元に置いて、トピックをよりよく理解できるようになるため、説明が複雑になります-説明付きで何十ページにもわたって眠ることなく、知識を深めることがはるかに容易になりますレジスタの割り当て、NATチューニングの原則、またはパケット内のフラグメントオフセットの正しい指示。



（ "...パケット内のフラグメント.."ウッディアレンのようなもの？）



私自身の経験から：通常、記事を書く人にとって、主題は明確で理解しやすいので、彼は簡潔かつ「明確に」書く。

しかし、これは多くの場合、読者の場合には当てはまらず、話題から外れて、著者が何を念頭に置いていたのか、そしてこのような声明を理解するべきか、それともまったく逆なのかを疑問に思わせることがよくありますか？ したがって、可能な限り、私は解散せず、完全に明快で理解が明確になるまで噛む必要がある場所では、言葉を節約しません。



同時に、完璧な人は誰もいないことを忘れないでください（私でさえ）。



最後まで読んだ人にはボーナスです。記事の最後に、簡単な「C」にWORKINGコードと多数のコメントが表示され、5年生でもプログラムで何が起こっているかを理解できます。 コードは通常のPICa用に書かれています（すべてがAVR-shikiとArduin-shikiの周辺にあるわけではありませんか？）。

成分

ボードを広げてTQFP80パッケージにチップをはんだ付けする特別な欲求がない場合は、W5100に基づく通常のArduinoイーサネットシールドを使用することをお勧めします。 また、操作中にサーバー内で何が起こっているかに突然興味がある場合に備えて、シンプルで安価なPIC、PICaのブレッドボード、いくつかの接続ワイヤ、イーサネットパッチコード、および好みに応じてシリアルRS232ケーブルが必要になります（出力の行がコードに挿入されます関連情報-端末へ）。

歌詞（スキップ）

開発の経験がある人なら誰でも、この状況はおなじみです（そうでないのか、それとも私だけが負けているのでしょうか？）



アプリケーションを実行する必要がある特定のチップを使用します。 簡単にするために、このアプリケーションが使用されるトピック/領域（イーサネット、TCP / IP、HTTP、CGIなど）にも精通しているとしましょう。



最初に、チップ上のデータシートを100,500ページで取得し、



この記事は、読者が退屈な段階をスキップし、すぐに「うまくいった」段階に進んでから本文を読みやすくすることを目的としています。

歌詞-2（スキップできます）

何年も前（もう少し）、Windows98以前の時代でさえ、私の友人はこれらの偽のユーザーと離婚したと不平を言っていました。DOSチームを知らず、Windows 3.11があるのでconfig.sysに入ると思います必ずしもではありませんが、そこにも-彼らはコンピューターを持ちたいです。

「パンに行くために...これはどんなコードですか？」



経験豊富なバガーでさえ、進歩をサポートし、新人が働く機会を増やし、さまざまなタイプのユーザーをサポートしています。

クライアント-サーバー。 一般的に

おそらく最後から始めて上に移動するのが理にかなっています。



ブラウザープログラムを起動し、サイトの名前を入力します-画面にWebページのコンテンツが表示されます。

もちろん、ブラウザは写真付きの美しいページを受信しませんが、大量のテキスト、HTMLタグ、写真/ビデオへのリンクなどがすべてをまとめて、美しい（時には）Webページを提供します。



これはすべて、HTTPプロトコルを使用してサーバーとブラウザーの間で送信されます。HTTPプロトコルは、それらの間の接続の確立とその動作も制御します。



ネットワーク/インターネットを扱っているため、ネットワーク/インターネットで採用されているルールに従って送信するために、このデータ（HTML、HTTPを「ラップ」する）はすべて新しい「レイヤー」-TCP / IPでラップされます。



TCP（Transmission Control Protocol）は、保証された接続の確立とデータパケットの配信を保証するために使用されます。 Webブラウザ（電子メールクライアントなど）は正確にTCPを使用します。



おそらく、TCPに加えて、UDP（User Datagram Protocol）もあります。UDPは、接続の確立やメッセージの配信の保証などの些細なことにまったく困惑せず、時間を費やさないため、マシンガンのようにパケットを落書きします、ただし、接続（チャネル）が高品質で信頼性の高い場合、またはパケットの損失（または損失ではなく）に厳しい要件が課されていない場合にのみ使用できます（神、それらを数えます！）。



この記事ではUDPは考慮されませんが、W5100でも可能です。



Webサーバーはイーサネット接続を介してコンピューターに接続されるため、これらすべては別のレイヤーである「イーサネットフレーム」に「ラップ」されます。



実際、ご存知のように、イーサネットを使用せずに標準のRS-232チャネル経由でもTCP / IPを送信できます。



そのため、ネスティングドールがあります。サービスバイト（「ヘッダー」）と実際のデータ（ペイロード）を持つバイトで構成されるイーサネットフレームです。



このデータにはTCP / IPパケットが含まれており、このパケットにはヘッダーバイトとデータ自体も含まれています。



そして、この最後のデータは、HTTPヘッダーで構成されており、長い間待たれており、HTML形式のテキストや画像を少し冷やす時間がありました。



Etheretet、TCP、およびIPについての話-W5100はこれらすべての困難に対処し、頭痛を取り除きます（これが魅力です！）（頭痛ではなく、W5100の魅力です）。



しかし、HTTPについて詳しく見ていきましょう。W5100からHTTPを取得して処理する必要があるためです（Webブラウザーがサーバーに要求を送信する場合）。逆の場合も同様です-Webに応答するときにHTTPを作成してW5100に提供しますブラウザに。



この記事でHTTPプロトコルのすべてのニュアンスを完全に開示することはできません（私はHTTP / 1.1 RFC 2616に興味を持っています）、ここでは最も基本的で、シンプルな（しかし非常に使いやすい！）Webサーバーを上げるのに役立つものを検討します。



ブラウザーでWebサイトを開くと（例： opticaldt.us-広告ではありません！）、ブラウザーはWebサイトサーバーにリクエストを送信します。



GET / HTTP/1.1

Host: opticaldt.us

Connection: keep-alive

Cache-Control: max-age=0

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/35.0.1916.153 Safari/537.36

Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch

Accept-Language: en-US,en;q=0.8,ru;q=0.6







この行に注意してください：GET ...



「... /」の後、「HTTP / 1.1」の前-空。

つまり、デフォルトでは、index.htmlファイル（またはindex.htm）が要求されます。

サーバーのindex.htmlファイルがこのサブディレクトリに実際にある場合、ブラウザはそれを正常に開きます。 このファイルが存在しない場合（または、一般に、任意の名前と拡張子を持つ欠落ファイルのリクエストを行った場合）、サーバーはエラー404ページを返します（これも最初から表示されます-不正なリクエストへの応答としてそれを与えるのはサーバーのタスクです）個人的にそのようなページを作成する必要があります）。



タイトルからわかるように、クライアント（ブラウザ）は、自身に関する多くの興味深く有用な情報を報告します。

サーバーは非常にシンプルで、クライアントに特別なものを送信しません（たとえば、ヘッダーから親密な詳細をすべて抽出し、次のようなことでユーザーを怖がらせることはありません。 2階の住所、アパートはあなたのものではありませんが、プロバイダーのアカウントは3日で終了します。補充することを忘れないでください。このような画面解像度とWindowsXPで猫Fedorに餌をやる時間です。なりますか Mozillaではなく、IE 11、そうそう、あなたはウクライナのIPを持っているので、「大きないじめ」がありますが、いや、それはYevpatoriyaなので、「hello again」など）、我々、ブラウザからのリクエストでは、最初の行のみが対象になります。クライアント（ブラウザ）がサーバーから受信したいファイルを見つけるために「解析」と言われるように、それが必要になります。



最も単純なバージョンでは、サーバーが機能していることをテストするために、すべての要求（つまり、すべてのファイルの要求）に対して同じHTMLページを送信できます。

（先ほど、この例では、「ファイル」index.htmlが要求された場合はそれを、他の何かを要求された場合はエラーのあるページを渡します）。



そこで、幸いなことに、このサイトのindex.htmlファイルがあり、サーバーは、ヘッダーとindex.htmlファイルの実際のコンテンツで構成されるメッセージでブラウザーに応答します。



HTTP/1.1 200 OK

Date: Sun, 13 Jul 2014 21:32:49 GMT

Server: Apache

Accept-Ranges: bytes

Vary: Accept-Encoding

Content-Length: 185

Keep-Alive: timeout=5, max=100

Connection: Keep-Alive

Content-Type: text/html

 <html> <head> <meta http-equiv = "Content-Type" content = "text / html; charset = Windows-1251"> <title> W5100 WebServer </ title> </ head> <body> <center>さて、<br> <b> Hello World ?! </ b> </ center> </ html>

最初の行（ "... 200 OK .."）では、サーバーは要求が正しい（つまり、そのようなファイルが存在する）ことを報告します。

「Content-Length：185」の行では、サーバーは、送信されたファイルの長さ（より正確には、具体的にはHTTPヘッダーの直後に続くWebページの長さ）についてクライアント（つまりブラウザー）に警告します。



ブラウザーでの作業が多少なりとも正しくなるようにするには、（サーバー）応答として（HTMLファイルに加えて）HTTPヘッダーで少なくとも3つのパラメーターを指定する必要があります。



HTTP / 1.1 200 OK

Content-Type：text / html（たとえば、写真ではなくこれを送信する場合）。

コンテンツの長さ：（後でカウント）



実際、最新のブラウザは非常に自由度が高いため、3番目のヘッダー行を削除できます。 さらに、この例では、「Webページ」をクライアントに提供した後、切断します。そのため、クライアント（ブラウザー）はすべてを受け取ったと推測します。



しかし...ページが長い場合、または、たとえば、写真などを送信する場合 -送信するデータブロックの長さ（Content-Length）を示す方が適切です。

TCP / IPについて少しだけ

上記でW5100がイーサネットとTCP / IPを使用してすべての作業を行っていると書いたとき、私は現実を少し装飾しました。 何か（ほんの少し）私たちはまだ自分でやらなければなりません。 すなわち：接続を確立するプロセスとその完了を管理する。



要するに、サーバーとクライアントはお互いにIPパケットを転送することで通信します。IPパケットには「有用な」データ（たとえばHTMLページ）が含まれるか、「有用な」データのない純粋なサービスデータになります。



W5100チップセットデータシートを開いて（はい、はい、今です）、サーバーモードでクライアント（ブラウザー）とW5100が通信する方法を考えてみましょう。







まず、OPENモードのW5100は、ソケット（ネットワーク接続）を開いて作成し、「リスニング」モード（LISTEN）に切り替えて、クライアント（ブラウザーなど）からの要求を待ちます。



クライアントからの要求が到着し、サーバーとクライアント間で接続が確立されると、サーバー（W5100）はESTABLISHEDモードに切り替わり、 データが当事者間で交換されます。



注：憲章によると、IPパケットの最大データサイズは1500バイトです。 データが1つのパッケージに収まらない場合（大きなHTMLコード、または画像を転送する必要がある場合など）、データを1500バイト未満の部分に分割し、1つずつ転送する必要があります。



さらに、当事者が魂で燃えているすべてのものを互いに表明したとき、彼らのうちの1人（人生のように）は切断要求を送信することによって最初に「電話を切りました」。



注：（完全な）データ転送後に常に切断が発生するとは限りません。 たとえば、チャネルが遅い、または干渉があり、ブラウザは完了を待つのにうんざりしており、タイムアウトで接続を終了しました。 または、Webサーバーで何か問題が発生し、最も興味深い場所で切断することにしました。 まあ、一般的に、すべては人生で起こります。



それらの間の接続が切断された後、サーバーは閉じた接続（ソケット）モードになります-閉じられました（まあ、必要なことはすべて言われた/送信されました、なぜ他に待つのですか？）。



それだけです



あなたがつかの間の絆の支持者である場合、および/または一度十分以上がある場合は、ここで停止できます。

あなたが人生の楽観主義者（または永続的）であり、サーバーがおそらく2回以上接続されると考えている場合は、「OPEN」ステップに戻って、写真に従うだけです。 （通常、適切なサーバーがそれを行います）。 しかし、おそらく将来的には安価なプラスチック製の使い捨てサーバーがあるでしょうか？ タイプは1回使用しました-そしてそれを捨てましたか？



これなしでもできます（W5100のおかげです）が、それについては引き続き言及します。 実際には、クライアントとサーバー間でaketsが交換され、接続ステータスが変更されるたびに、転送されたパケットでフラグが送信され、現在何が起こっているのか、どのように対応するのかが示されます。



最も一般的なIPスタックを使用します。



IBM-360とAS-400の魔術師と魔術師は、「スタック」という美しい言葉で誰も怖がらないようにしましょう。 実際、これは単なるプロトコルであり、サービスフィールドと実際のデータがどのような順序でどのような順序で描画されるかを示すデータ転送フォーマットです。 （Zhvanetsky：「...そしてブルガリア人でさえ、私たちの表現を理解することはできません」それは天候条件にもかかわらず「単に雨を意味する！」）







7番目のバイトの3つの最上位ビットFLAGSに興味があります。



これらの3ビットの組み合わせにより、FIN、SYN、RST、PSH、ACK、URGのフラグが形成されます。



FIN-セッションの終了を示します。

SYN-接続の初期化。

RST-接続の中断（通常はエラーへの応答）;

ACK-受領確認（パッケージ）;

PSH-簡略化-確認をすぐに送信するための要件。

URG-パッケージのアーキテクチャの表示。



好奇心If盛（称賛に値し、便利）、実際にパケットが交換され、どのフラグが設定され、どのような場合に、他のすべてに-他のヘッダーフィールドは何ですか（まあ、良い、「スタック」）-自分で見つけなければなりません。 この記事では、W5100がパッケージとフラグをすべて処理するため、これについては考慮しませんが、現時点での接続のステータス（OPEN、LISTEN、ESTABLISHED、CLOSED）を処理します。

W5100の可能な限り簡単な説明

さて、さらにこの瞬間を遅らせることはできません。鉄とソフトウェアの側面からW5100を検討する時です。







一方では、W5100はイーサネットコネクタに（トランスと整合回路を介して）接続し、他方ではマイクロコントローラーから接続します。

アドレスバスとデータバスを使用して、またはSPIインターフェイスを介して、（好みや状況に応じて）マイクロコントローラに接続できます。

チップをどのように正確に接続するか-私は、インターネット上で完全な説明で既製の回路をペイントしません。 さらに（秘密をお話しします）、この例では、このチップを備えた既製のボードを使用します。



チップには、イーサネットPHYおよびMAC、イーサネットフレームのハンドラー、ハードウェアに実装されたいくつかのIPグループプロトコルが含まれ、最大4つのソケット（ネットワーク接続）を作成でき、それぞれ8KBのメモリのRXおよびTXバッファーが含まれ、各ソケットで相互に共有できますまたは公平に（または同等に）、ソケットごとに1.2.4または8 KBを割り当てます（ただし、バッファー全体のサイズが受信用に8KB、転送用に8KBであることを忘れないでください）。



メモリ割り当て：







図からわかるように：



アドレス0x0000からアドレス0x002Fまではすべての共通レジスタであり、

アドレス0x0400からアドレス0x07FFまで-レジスタの4つの同一グループ-各ソケットに1つ、

アドレス0x4000からアドレス0x5FFFへ-送信バッファ（8KB）。自由にソケット間で分配できます。

アドレス0x6000からアドレス0x7FFF-受信バッファー（8KB）。これは、独自の判断でソケット間で配布することもできます。



すべてのレジスタは8ビットです。 ほとんどの人が読み書きできます。



すべてのレジスタを検討するのではなく、Webサーバーの作成に必要なレジスタのみを検討しますが、一般的なアイデアを簡単に理解し、特定のタスク用にさらに開発することができます。



重要なポイント：W5100は、一般に「ビッグエンディアン」または「ネットワークオーダー」と呼ばれるバイトオーダーを使用します。 深い科学的意味は、最上位バイトの最上位ビットが最初に来て（送信され）、最後が最下位バイトの最下位ビットであり、最も重要なことには、最上位バイトが下位メモリアドレスにあるという事実に要約されます。 つまり、たとえば、サーバーのIPアドレス（たとえば192.168.0.155）の4バイトをソースIPアドレス0x000F ... 0x0012（SIPR0 ... SIPR3）レジスタに書き込むには、SIPR0、「168」レジスタに「192」を書き込む必要があります。 -SIPR1では、SIPR2で「0」、SIPR3で「155」。

汎用レジスタ

（一般-チップ全体とすべてのソケットの動作に影響を与えることを意味します。つまり、 特定のソケットには適用されません ）。



0x0000 MR-モード-ここではすべてが明確です-それらを通して、動作モードを設定します。

0x0001 ..0x0004 GAR0..3-ゲートウェイアドレス（例：192.168.0.254）;

0x0005 ... 0x0008 SUBR0..3-サブネットマスクアドレス（例：255.255.255.0）;

0x0009..0x000E SHAR0..5-ソースハードウェアアドレス

（つまり、MACアドレス、たとえば0A 1B 2C 3D 4E 5F）。

（サーバーで市場をあふれさせない場合、任意のMACを指定できます。主なことは、ネットワークに同じMACアドレスを持つデバイスがないことです-競合は必要ありませんよね？）



0x000F ... 0x0012 SIPR0..3-送信元IPアドレス-Webサーバーのアドレス。例：192.168.0.155;

0x001A-RMSR-RXメモリサイズ-ここでは、各ソケットの受信バッファのメモリ量を指定します。

0x001B-TMSR-TXメモリサイズ-ここでは、各ソケットの転送バッファのメモリ量を指定します。

ソケットレジスタ

この例では、1つのソケットと、TCP / IPサーバーに必要なレジスタのみを操作するため、これらのレジスタのみを考慮します。



0x400 S0_MR-Socket0モードレジスタ-この特定のソケットの動作モードを設定します。

0x0401 S0_CR-Socket0コマンドレジスタ-ここでは、接続の状態を制御するコマンドを設定します。

0x0403 S0_SR-Socket0ステータスレジスタ-ここから、現在のステータスに関するデータを読み取ります。

0x0404、0x0405 S0_PORT0、S0_PORT1-Socket0ソースポート-サーバーが使用可能なポート（より正確な場合-開いたソケットが使用可能なポート）。



正直に言うと、サービスを参照するときは、プロトコル、このサービスのサーバーアドレス、ポート番号（およびファイルの名前とそのフルパス）を完全に示す必要があります。



たとえば、ポート123を介してソケットにアクセスできるアドレス192.168.0.155のサーバーにあるindex.htmlファイルが必要な場合、ブラウザのURLバー（つまり、アドレスバー）に次のように記述する必要があります。



192.168.0.155：123 / index.html （Enterキーを押すまで待ち​​ます）。



しかし...「http：// ...」のような接続の場合（つまり、HTTPプロトコルの場合）、ポート80を割り当てるのが慣例です。

したがって、Socket0 Source Portにポート番号80を割り当てた場合、ブラウザーのアドレスバーにポート番号を入力できません。ポートが指定されていない場合、ブラウザーは定義上、 192.168.0.155 / indexという形式のURLの結果としてこのポートを使用するためですhtmlはエラーなしで機能します。 （より一般的には、これはデフォルトポートがあるすべての場合に当てはまります

-サービスへのアクセス時にそれらを指定しない場合、クライアントはデフォルトポート（HTTPの場合は80、Telnetの場合は23など）を通過します。



また、以前に分析したように、要求されたファイルの名前を指定しない場合、双方がindex.html（またはindex.htm）（またはindex.php）ファイルについて話していると想定するのが慣例です。 そのため、ブラウザのアドレスバー192.168.0.155で指定すると、サーバーから正しい応答が返されます（つまり、クライアントが特定のファイル名を要求しない場合、インデックスファイルを期待していることがわかります）（たとえば、クライアントがディレクトリを要求し、その内容をみんなとみんなに見せて恥ずかしい（たとえば、猫やスクリプトの写真など）場合、ページに「404エラー」を与えるのは非常に面白くなるでしょう）。



アドレスの入力にかかる時間を完全に節約するために、プロトコルのタイプを指定しない場合、ブラウザは自動的にそれがHTTPであると見なします（もちろん、ブラウザがそれを愛するIEでない限り... OK、それは重要ではありません、忘れてしまいました）。



したがって、アドレスバー192.168.0.155に書き込むだけで、すべての関係者は192.168.0.155について話していることを理解できます：80 / index.html



だから、それは決まってるよね？ サーバーのソケットポートアドレスを80に設定します。

同時に、「ビッグエンディアン」を忘れないでください。したがって、80（より正確には-0080）は次のように記述されます。S0_PORT0= 00、S0_PORT1 = 80（はい。これらは10進数の「80」であり、16進数ではないことを忘れないでください）。



0x0420、0x0421 S0_TX_FSR0、S0_TX_FSR1-Socket0 TX Free Size-ソケット0送信バッファーの空き領域のサイズ。

0x0422、0x0423 S0_TX_RD0、S0_TX_RD1-Socket0 TX読み取りポインター（*読み取り専用）-転送バッファー内で、クライアントに送信する（データ）データブロックの先頭を示します。



ここには扱いにくい小さなものがあります（Wiznetはダミーをつぶやくことに決めました）。たとえば、Socket0 TX読み取りポインターを読み取り、たとえばアドレス0x4200を指している場合、...正しく-これは、転送にデータを書き込む必要があるという意味ではありませんこの場所から始まるバッファ。 ええ、ええ...（「運転している女性が左折を示している場合-これは彼女がまっすぐに行くことを意味しない！」（C））。 これについては後で詳しく説明します。



0x0424、0x0425 S0_TX_WR0、S0_TX_WR1-Socket0 TX書き込みポインター-クライアントに送信（データ）するデータブロックの終わりを転送バッファーで示します。



ここで重要な説明をする必要があります。

最後の2つのレジスタは、バッファに送信するデータのブロックを書き込む必要がある物理アドレスを決定しません。 これらのアドレスを自分で把握する必要があります。



もう1つの注意：転送バッファに2KBを割り当てたとしましょう。 Socket0 TX読み取りポインターを読み取り、バッファーの最後の10バイトを指すことが判明しました。 また、一般的に1000バイトを転送（つまり、バッファに書き込む）することを意図していました。 どうする

簡単です：これらの10バイトに転送するデータを書き込んでから、バッファーの先頭に移動し、残りのデータをさらに書き続けます（つまり、データの1000バイトから、10バイトがバッファーの最後に配置され、990バイトの残りの部分が先頭になります）バッファ）。

W5100はこの不名誉を知っており（実際、それを作ったのは彼でした）、したがって、終わりに達した後、バッファの先頭にジャンプして、残りの部分を辛抱強く読み上げます。



さて、この問題に対処しましょう。レジスタで指定されたポインタから、転送バッファにデータを書き込む物理アドレスを計算する方法です。



もちろん、すべてのアドレスをハードコーディングしてスコア付けすることもできますが、私たちが最も正確なプログラマーであり、インド人のようなものではなく、1時間あたり3ドルで計算する一般的な原則を考慮し、あらゆる場面で最も普遍的なプログラムを作成します。



誰かがデータシートを読むことに決めた場合、定数と変数のニーモニックをできるだけデータシートに近づけておくので、私の例やデータシートの説明と混同しないようにしてください。（レジスタの名前はデータシートとまったく同じように示しました;もちろん、アドレスも）。



そのため、便宜上、変数



S0_TX_BASE-Socket0送信バッファーのベースアドレスを紹介します。



メモリ割り当ての図を見ると、0x4000のようです。

W5100チップがゼロアドレスにない場合はどうでしょうか？つまり、たとえば、システムのアドレス空間でチップの「ゼロ」アドレスがシフトされ、システムで（たとえば）チップのゼロアドレスは0x1984です。

さらに：Socket0ですべてがクリアな場合、Socket1のベースアドレス（チップアドレスの潜在的なオフセットに加えて）は、各ソケットのバッファーに割り当てたメモリ量にも依存します。

つまり、再びハードドライブを実行するか、TMSRレジスタ（転送バッファーの場合）を「正しい方法で」読み取り、各ソケットに割り当てられているバッファーメモリの量を確認して、各ソケットのバッファーメモリ領域の開始位置を「計算」することができます。



一般に、私はあなたに警告しました、そして、私の例では、簡単にするために、彼を激しく打ちました：

S0_TX_BASE = 0x4000。



S0_TX_MASK-マスク、「計算」でさらに必要になります。



同様に、マスクは、良い方法で、ソケット間のバッファーメモリ割り当てレジスタ（TMSR）に書き込まれたもの（方法、方法）に基づいて、ソケットごとに計算する必要があります。



私は何も計算しません（私はかつて私が困ったことだと思っていましたが、定期的な読者になったとき、Habrはすべてが正常であることに気付きました-私はただ先延ばししている）、私は各ソケットに2KBを割り当てました（あなたが覚えているように、これは2000グラム、ただし2048バイト）、それぞれマスクは2048 -1 = 2047（0x07FF）です。



合計、この例では、S0_TX_MASK = 0x07FFになります。



混乱を追加し、名誉を払って解きます。



上で書いたように、レジスタ（読み取り専用）S0_TX_RD0、S0_TX_RD1は、ソケット転送バッファーにある転送データのブロックの先頭へのポインターです。

もっと正確に言えば、これは、現時点でネットワークの外部に送信されるデータの特定のバイトへのポインターです（これは、今読んでいるように、送信に関してはそうではありません）。

そして、データは、送信されたバイトの現在のアドレス（バッファ内）がデータのブロックの終わりに達するまで送信されます。データのブロック（ブロックの終わりへのポインタ）は、レジスタS0_TX_WR0、S0_TX_WR1のペアに記録されます。



つまり、実際には、W5100は転送バッファーからデータのバイトを引き出します。これは、S0_TX_RD0、S0_TX_RD1のレジスターのペアで示され、ネットワークにそれを吐き出し、その後、レジスターをインクリメントし、このレジスターが指す次のバイトに進みます。 ）、レジスタS0_TX_WR0、S0_TX_WR1のペアと値が等しくなるまでインクリメントされ、この時点でデータ転送が終了します。（したがって、すべてのデータを転送すると、S0_TX_RD0、S0_TX_RD1の内容はS0_TX_WR0、S0_TX_WR1の内容と等しくなります）。



紳士、私はこのすべての退屈さのために私の許しを許します、私は本当に誰もロードしたくありませんでしたが、これなしではできませんでした（私は心でビズネットを受け入れません）。もう少し耐えて、それはすぐに終了します、コーヒーブレイクは非常に近いです。



OK、転送バッファに何かを書き始めましょう。

5つのアクションですべてを1行で実行するわけではありませんが、何が起こっているのかが明確になるように、ステップごとに分解します。



いくつかの変数を生成します：



Offset：S0_TX_OFFSET = make16（S0_TX_RD0、S0_TX_RD1）



// 2つの8ビットレジスタポインターから16ビット変数「オフセット」を作成します

//「ビッグエンディアン」なので、最上位バイトがレジスターにあることを忘れないでくださいS0_TX_RD0、

//および最年少-S0_TX_RD1の場合



、このポインターは通常、チップのアドレス空間の外側を指すことがあります（ライブアプリケーションでこれらのレジスタを読み取る場合は、自分で確認してください）。このソケット用に予約されたゾーン内（つまり、食べる） b ）アドレスの物理的範囲内。

：私たちは、レジスタの値が近い値（値）の現実にあるましょう



S0_TX_OFFSET =（S0_TX_OFFSET＆S0_TX_MASK）



私たちは今、本当の、計算物理我々は転送に我々のデータの書き込みを開始する必要がありますアドレス：



S0_TX_Start_Addr = S0_TX_OFFSET + S0_TX_BASE



まあが、今我々が持っています転送バイトの読み取りを開始する場所をチップに指示するポインター、ソケットの転送バッファー（Socket0）の物理アドレスを計算し、（たとえば）転送にデータをアップロードしました-計算した物理アドレスからチップの転送バッファーに。



チップは、転送バッファからデータを読み取る時間をどのように知るのですか？

これは、前述のレジスタ（ペア）-Socket0 TX Write Pointerによって彼に示されます。



これまでのところ、Socket0 TX読み取りポインターとSocket0 TX書き込みポインターの値は同じです。

（上記を参照）データブロックが転送された後、それらの内容は同じになり、データセット内の単語ではなく、チップのリセット後も疑われるためです。



最後の仕上げ-転送バッファ内のデータブロックの最後を指す必要があります。

注意！-転送バッファにデータをロードするために必要な物理アドレスとは異なり、ここでは、メモリ内の自分自身の内部チップ表現で動作します。

つまり、送信データブロックの長さだけ、書き込みポインターの内容を増やすだけです



。Socket0TX書き込みポインター= Socket0 TX書き込みポインター+ Data_Block_Length。



頭が既に回転していると仮定すると、「Socket0 TX Write Pointer」（16ビット）とは、8ビットのレジスタS0_TX_WR0（上位バイト）とS0_TX_WR1（下位バイト）の内容を意味することを思い出します。



（そして-はい、-あなたが疲れている場合-あなたはコーヒーと煙を飲むことができます、私は待ちます...）



! … , … . , , – – – , .

: ? , . - – . Deal?

記事への招待を希望していれば、新しい段落ごとに溶けてしまいます。



はい-読者はおそらく「...サーバーを5分で！」でそれを買ったと思います。待ってください-あなたはまだコードを見ていません！いいえ、それはもちろん、短いものではありませんが、少し逆もありますが、これはすべてコメントが豊富なためですあまりにも多く削除して、有用なコードだけが残っている場合は、ナプキンに書き留めます！そして、100ページのデータシートを読むのに2日間かかるよりも、10分間読む方が良いです。 5分間のトレーニングでの戦闘-「誰もキャンセルしませんでした。



はい、そうです-アルゴリズム。



原則として、私はプログラムで何が行われているかを理解するのが好きで、フローチャートを持つことを好みます。同様に、すぐにコードを書きたいという圧倒的な欲求にもかかわらず、私は通常、フローチャートを作成して最初に作業するロジックをデバッグし、それからコードに移ります。 Webサーバーがどのように機能するかを理解しましょう（写真を参照）。







「1回聞くよりも100回見る方が良い」という原則がまだ機能している場合、おそらく写真に書かれていることを説明しても意味がありません。



ちょうど2つの単語：



プロセス制御は、S0_CR（Socket0コマンドレジスタ）（0x0401）を介して行われます。



現在のステータス（接続など）の確認-S0_SR（Socket0ステータスレジスタ）（0x0403）を介して。



原則として、状態チェックはソケット割り込みレジスタを介して（つまり、割り込みによって）実行できますが、ほとんどのアプリケーションでは超高速は不要であり、そのような場合には、ステータスレジスタのポーリングによる作業が正当化されます。

イーサネットシールド接続-PICコントローラーへ

ここでも、酸洗には意味がありません-写真にすべてが示されています。



ヒント：ボードの2x3ヘッダー（ボードの下にあり、図には表示されていません）は、薄っぺらでバグがあります。使用せず、コンポーネントの側面から直接ワイヤをボードにはんだ付けすることをお勧めします。



ボード接続-マイクロコントローラーのピンを引きませんでした。これはプログラムで説明されており、さらに、ピン割り当てプログラムをお好みに変更するだけで、好きなように接続できます。

プログラム（チェック済み-動作します！）

本物の科学者（？）として、人間（または実験動物）で何かをテストする前に、私は彼女の仕事を最初に自分でテストしたので、この能力を失っていなければ彼女を信頼できます。



このプログラムは、CCSコンパイラーで作成されています。便利なIDEに問題なく簡単にやり直せます（移植-あまりにも大声で言われます）。



PIC16F77がコントローラーとして使用されました（完成したデモボードで手元にありました）。同様に、どのPICでも簡単に調整できます（実際には-プロセッサ定義に1行あります）。リソースをほとんど消費せず、すべての印刷機能（デバッグには役立ちますが、プログラムに影響を与えない）をすべて捨てると、コードは再び半分に減少します。



前述したように、この例には「プリント」が詰め込まれており、プロセスの理解を容易にするために、RS232を介して何が起こっているかを端末画面に出力します。それらを安全に削除できます-これはサーバー操作に影響しません。



サーバープログラムでは、クライアントからのHTTPヘッダーを（最も簡単な方法で）単純に分析して、要求しているファイルを見つけます。実際、デフォルトのindex.htmlファイルリクエストを探します。つまり、ファイルの名前が綴られていない場合は、インデックスファイルを意味します。



この要求は次のようになります



。GET / HTTP / 1.1



最初の「/」の後、「HTTP」の前のスペースに注意してください。この場所では、広告が要求されたファイルの名前になります。



空（スペース）であるため、index.htmlが要求されることを意味します。 （わかりました、説明は完全に正しいわけではありません。通常、サイトにアクセスするときは、サイト名をスラッシュとファイル名なしで指定するだけです。両方の人が誰にでも支払います。ファイル名が指定されていない場合、応答インデックスファイル）。



ブラウザのアドレスバーの例タイピングのため、このアドレス：



192.168.0.155/kotiki.jpgは



：それはこのように見えます、サーバーにリクエストを送信します



GET /kotiki.jpg HTTP / 1.1



なぜ私はそう長くrazmusolivatています-私たちはHTTPヘッダーかどうかを確認する必要がありますスラッシュの後のスペース。その場合、クライアントにindex.htmlの「ページ」を送信します（非常に単純です）。そして、少なくとも何か他のものがある場合-エラー_404を持つページ。



つまり、この例は単純であり、さらに、ファイルシステムではなくWebサーバーを起動してHTMLコードを生成する例でもあるため、すべてが非常に単純になります。



しかし...（aahhh！アフタールはすでにそれを手に入れた！）ええ、しかしまた。ここにトリックがあります：「ページが見つかりません」の場合、サーバーからの標準HTTPヘッダーは次のように始まり



ます：HTTP / 1.1 404ページが見つかりません



（すべてが



正常で、サーバーがHTTP / 1.1 200 OK を送信する場合とは異なります）ブラウザには、美しいエラーメッセージが表示されたHTMLページが表示され、そのようなタイトルを使用すると、ほとんどのページに美しいページが表示されます。 Internet Explorerを除く。タイトルでそのような行を受け取ったので、彼は単に私たちのページをつまんで、インターネットエクスプローラーのスタイルでCurzonに答えます。



また、どれだけ退屈させたくないとしても、これを指摘する必要があります。HTTPヘッダーの各行は、文字「キャリッジリターン」と「ラインフィード」で終わる必要があります-\ r \ n（またはASCIIコード：0D 0A） 。そして、この順序であることが望ましいです。そうしないと、一部のブラウザ（無駄に再び言及しません）があなたを理解しないかもしれません。さらに、HTTPヘッダーの最後の行とHTMLタグの先頭の間には、これらの組み合わせのペア（つまり、ASCIIコードの\ r \ n \ r \ nまたは0D0A0D0A）がなければなりません。そうでなければ、あなた自身だけでなく、他のブラウザもあなたを理解しません



そして、それでもなお（すべて同じ貴重な経験であり、あなたはそれについて知っておくべきです）。過度に綿密なブラウザーのバレルにある軟膏の別のフライ（よくわかります）：後続のHTMLコード（Content-Lenght：...）の長さを文字通り1文字以上示しているため、HTTPヘッダーに何らかの誤りを犯しました実際（つまり、文字、たとえば665、および私はそれらの666があることを示しました）。

そのため、すべてのブラウザは点滅せずにページを飲み込み、IEは青色が666番目の文字に到達するまで正直に待ち、それが到着するまでページの表示をまったく拒否しました。



私は通常、論理ブロック関数からそれらを構成するプログラムを作成し、後で関数自体を発明してペイントします。したがって、最初の私の例では関数が宣言されてからmain（）が宣言され、最後に関数が詳細に説明されます。さらに、最初に（定数や変数からそれほど遠くない）main（）が実行され、メインディッシュに到達する前にたくさんの関数を歩いていくのではなく、すぐにそれを見て、何が起こっているのかを理解することができます。



また、あるプログラムがサポートするping要求は（、あなたが私たちのサーバのアドレス（192.168.0.155）へのpingを送信できることは注目に値する- 。と答えを得るには、

実際には、pingに応答が- 。それは明らかにされていません

回/オプションがあり、サービスがある場合（および非常に機能するもの）、pingには応答しません。

実際、pingユーティリティはIPプロトコルのサブ種の1つであるICMP（Internet Control Message Protocol）を介してリクエストを送信します。ICMPは診断機能もサポートし、IPパケットの配信に失敗した場合のエラーを報告します（RFC 792の詳細を参照）。 、pingが成功するように、このプロトコルを含むサポートを提供する必要があります。

W5100チップにはすでにこのサポートがあります。



ああ、もう一度：プログラムをいくつかのファイルに分割するのではなく、すべてを1つのファイルにまとめて、操作しやすくしました。



プログラムはエレガントなコードの理想ではありませんが、もちろん改善することができます。定数と変数の半分と関数の3分の1を取り除くことができますが、この場合、私のタスクは何が起こっているのか、プログラムがどのように機能するかについての理解を隠すことでした。



そして、あなたは信じないでしょうが、私たちは終わりに来ました。

それはまさに2インチ下です-非常に約束されたプログラムは「5分で」。



まあ、それは始まった！