最近使用 STM32 测试了一下 lwip 和 esp8266 的网络连接问题，使用 RTThread 的自动网卡时，发现不能很好的自动切换默认网卡，不能满足需求，所以自己简单的改了一下。
一、准备材料
- MCU：STM32F103ZT6
- RTThread：5.0.2
- 工具：RTThread studio
- 网络芯片：DM9000（FSMC连接）
- WIFI：ESP8266（uart连接）
二、测试现象
- 如果默认网卡断开是，无其他网卡联网时，其他网卡重新联网，不会自动切换默认网卡
- 初始化时，如果默认网卡为初始成功，即时存在能联网的网卡时，也不会切换默认网卡
三、问题原因
遇到问题的时候，我们首先查看一下官方的说明文档: https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/netdev/netdev
找到默认网卡的说明，如下图所示：
从图中不难看出，他只有网卡从 up → down 的时候，才会去切换状态，所以也能解释上面我测试到的现象了
四、解决办法
这里有两个办法可以解决，方式一，直接就该源码；方式二，从新添加相应的处理程序，如下所示：
方式一
程序源码的文件是 rt-thread/components/net/netdev/src/netdev.c,
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先来看一下自动切换网卡的实现方式, 程序如下
c/* Change to the first link_up network interface device automatically */ static void netdev_auto_change_default(struct netdev *netdev) { struct netdev *new_netdev = RT_NULL; if (netdev->flags & NETDEV_FLAG_LINK_UP) { if (!(netdev_default->flags & NETDEV_FLAG_LINK_UP)) { netdev_set_default(netdev); } return; } if (rt_memcmp(netdev, netdev_default, sizeof(struct netdev)) == 0) { new_netdev = netdev_get_first_by_flags(NETDEV_FLAG_LINK_UP); if (new_netdev) { netdev_set_default(new_netdev); } } }程序中不难看出切换网卡的思路，确实很厉害，代码也比较简洁，所以切换部分的代码没有问题
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调用的自动切换部分的程序
c/** * This function will set network interface device status. * @NOTE it can only be called in the network interface device driver. * * @param netdev the network interface device to change * @param is_up the new status */ void netdev_low_level_set_status(struct netdev *netdev, rt_bool_t is_up) { if (netdev && netdev_is_up(netdev) != is_up) { if (is_up) { netdev->flags |= NETDEV_FLAG_UP; } else { netdev->flags &= ~NETDEV_FLAG_UP; #ifdef NETDEV_USING_AUTO_DEFAULT /* change to the first link_up network interface device automatically */ netdev_auto_change_default(netdev); #endif /* NETDEV_USING_AUTO_DEFAULT */ } /* execute network interface device status change callback function */ if (netdev->status_callback) { netdev->status_callback(netdev, is_up ? NETDEV_CB_STATUS_UP : NETDEV_CB_STATUS_DOWN); } } } /** * This function will set network interface device active link status. * @NOTE it can only be called in the network interface device driver. * * @param netdev the network interface device to change * @param is_up the new link status */ void netdev_low_level_set_link_status(struct netdev *netdev, rt_bool_t is_up) { if (netdev && netdev_is_link_up(netdev) != is_up) { if (is_up) { netdev->flags |= NETDEV_FLAG_LINK_UP; #ifdef RT_USING_SAL /* set network interface device flags to internet up */ if (netdev_is_up(netdev) && !ip_addr_isany(&(netdev->ip_addr))) { sal_check_netdev_internet_up(netdev); } #endif /* RT_USING_SAL */ } else { netdev->flags &= ~NETDEV_FLAG_LINK_UP; /* set network interface device flags to internet down */ netdev->flags &= ~NETDEV_FLAG_INTERNET_UP; #ifdef NETDEV_USING_AUTO_DEFAULT /* change to the first link_up network interface device automatically */ netdev_auto_change_default(netdev); #endif /* NETDEV_USING_AUTO_DEFAULT */ } /* execute link status change callback function */ if (netdev->status_callback) { netdev->status_callback(netdev, is_up ? NETDEV_CB_STATUS_LINK_UP : NETDEV_CB_STATUS_LINK_DOWN); } } }从程序中不难看出，它是只有当网络状态为 down 的时候，才去调用切换网络状态函数
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解决办法
只需要将 netdev_low_level_set_link_status 函数中的调用位移，移除 down 的判断条件即可解决这个问题。这个问题解决很简单，但是为啥会是这样的设计我还没弄明白，也能是开发人员粗心了（按理说不应该），也有可能是另有深意，但是不满足我得需求，所以还是需要更改一下。这里我没有改源程序，而是从新写了一个函数去实现的，具体流程如下
方式二
通过提供的 API 重写了一下默认网卡切换的方法，程序如下
c
#include <rtthread.h>
/* 当需要网卡操作是，需要包含这两个头文件 */
#include <arpa/inet.h>
#include <netdev.h>
#define DBG_TAG "app_net_monitor"
#include <rtdbg.h>
typedef struct net_device_info
{
const char *name; // 设备名称
struct netdev *dev; // 网络设备指针
} net_device_info_t;
/* 初始网卡设备，第一个为默认网卡 */
static net_device_info_t net_device[] =
{
{"e0", RT_NULL},
{"esp0", RT_NULL}
};
/* 默认网卡设备 */
struct netdev *network_default = RT_NULL;
rt_uint16_t net_dev_number = sizeof(net_device)/sizeof(net_device_info_t);
/**
* @brief 自动更改为第一个link_up网络接口设备
*
* @param netdev 网络设备对象
*/
static void network_auto_change_default(struct netdev *netdev)
{
struct netdev *new_netdev = RT_NULL;
if (netdev->flags & NETDEV_FLAG_LINK_UP)
{
if (!(network_default->flags & NETDEV_FLAG_LINK_UP))
{
netdev_set_default(netdev);
network_default = netdev;
}
return;
}
if (rt_memcmp(netdev, network_default, sizeof(struct netdev)) == 0)
{
new_netdev = netdev_get_first_by_flags(NETDEV_FLAG_LINK_UP);
if (new_netdev)
{
netdev_set_default(new_netdev);
network_default = new_netdev;
}
}
}
/**
* @brief 网络设备状态回调函数
*
* @param netdev 网络设备对象
* @param type 网络状态类型
*/
void network_status_callback(struct netdev *netdev, enum netdev_cb_type type)
{
switch (type)
{
/* 网络断开 */
case NETDEV_CB_STATUS_LINK_DOWN:
network_auto_change_default(netdev);
break;
/* 网络连接 */
case NETDEV_CB_STATUS_INTERNET_UP:
network_auto_change_default(netdev);
break;
default:
break;
}
}
/**
* @brief 返回设备联网状态
*
* @return RT_EOK 表示网络连接
*/
rt_bool_t network_is_up()
{
return netdev_is_link_up(network_default);
}
/**
* @brief 初始化自动网卡设置
*
*/
static int app_network_init(void)
{
for (int i = 0; i < net_dev_number; i++)
{
/* 获取网卡设备 */
net_device[i].dev = netdev_get_by_name(net_device[i].name);
if (net_device[i].dev == RT_NULL)
{
LOG_E("not find network interface device name(%s).\n", net_device[i].name);
continue;
}
/* 设置网络设备状态变化的回调函数 */
netdev_set_status_callback(net_device[i].dev, network_status_callback);
/* 设置一个默认网卡 */
if (network_default == RT_NULL)
{
network_default = net_device[i].dev;
netdev_set_default(network_default);
}
}
return RT_EOK;
}
INIT_APP_EXPORT(app_network_init);