STM32H767基于LwIP的TCP连接三次握手后被RST拒绝的问题排查

问题现象 #

基于STM32H767的LwIP TCP服务器实现中，三次握手可正常完成，但握手结束后开发板立即发送[RST, ACK]包关闭连接；recv_callback未触发（LED无闪烁），但tcp_echoserver_accept可正常执行。抓包信息如下：

6021    2919.149663 192.168.33.101  192.168.33.1    TCP 66  65222 → 8 [SYN] Seq=0 Win=64240 Len=0 MSS=1460 WS=256 SACK_PERM
6022    2919.150751 192.168.33.1    192.168.33.101  TCP 60  8 → 65222 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=2144 Len=0 MSS=536
6023    2919.150997 192.168.33.101  192.168.33.1    TCP 54  65222 → 8 [ACK] Seq=1 Ack=1 Win=65392 Len=0
6024    2919.151743 192.168.33.1    192.168.33.101  TCP 60  8 → 65222 [RST, ACK] Seq=1 Ack=1 Win=24584 Len=0

问题排查与代码修正 #

1. 核心错误点分析 #

错误1：未初始化全局指针导致未定义行为

tcp_echoserver_accept中直接操作全局变量tcp_newpcb，但该变量未被赋值为参数传入的newpcb，直接访问tcp_newpcb->state会破坏内存，触发LwIP内部异常，最终发送RST包。

错误2：accept回调未返回正确值

LwIP要求tcp_accept回调必须返回err_t类型值，未返回会被LwIP判定为连接处理失败，主动关闭连接。

错误3：多余的状态设置

手动设置state = ESTABLISHED完全多余，LwIP在三次握手完成后已经自动将连接状态设为ESTABLISHED。

2. 修正后的代码 #

修正tcp_echoserver_accept函数

err_t tcp_echoserver_accept(void *arg, struct tcp_pcb *newpcb, err_t err)
{
    tcp_newpcb = newpcb; // 给全局指针赋值，绑定当前连接的pcb
    tcp_arg(newpcb, newpcb); // 将pcb本身作为回调参数传递
    tcp_recv(newpcb, recv_callback); // 注册接收回调

    return ERR_OK; // 必须返回ERR_OK，告知LwIP连接处理成功
}

修正recv_callback函数（移除阻塞逻辑）

原代码中的无限循环会阻塞整个LwIP协议栈（裸机场景下LwIP为单线程执行），修正为正常处理数据包的逻辑：

err_t recv_callback(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err)
{
    if (p == NULL) {
        // 客户端主动关闭连接，释放pcb资源
        tcp_close(tpcb);
        return ERR_OK;
    }

    // 示例：回显收到的数据
    tcp_write(tpcb, p->payload, p->len, TCP_WRITE_FLAG_COPY);
    tcp_output(tpcb);

    // 释放pbuf内存，避免内存泄漏
    pbuf_free(p);

    // LED闪烁验证回调触发
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, LD1_Pin);
    return ERR_OK;
}

开发板上捕获与存储TCP数据包的方法 #

方法1：LwIP调试输出 #

• 在lwipopts.h中开启调试宏：

  #define LWIP_DEBUG 1
  #define TCP_DEBUG LWIP_DBG_ON
  #define ETHARP_DEBUG LWIP_DBG_ON
  

• 重定向printf到开发板的USART串口，通过串口终端即可查看LwIP内部的数据包接收、处理日志，适合调试阶段使用。

方法2：驱动层缓冲区存储 #

在以太网驱动的ethernetif_input函数中，将收到的数据包存储到SRAM或外部Flash：

1. 定义环形缓冲区：

   #define PACKET_BUF_SIZE 8192 // 8KB缓冲区
   uint8_t packet_buf[PACKET_BUF_SIZE];
   uint32_t packet_write_ptr = 0;
   

2. 修改ethernetif_input捕获数据包：

   err_t ethernetif_input(struct netif *netif)
   {
     struct pbuf *p;
     p = low_level_input(netif);
     if (p != NULL) {
         // 存储数据包到缓冲区（避免溢出）
         uint32_t len = p->tot_len;
         if ((packet_write_ptr + len) < PACKET_BUF_SIZE) {
             pbuf_copy_partial(p, &packet_buf[packet_write_ptr], len, 0);
             packet_write_ptr += len;
         }
         // 正常交付LwIP协议栈处理
         if (netif->input(p, netif) != ERR_OK) {
           pbuf_free(p);
           p = NULL;
         }
     }
     return ERR_OK;
   }
   

3. 后续可通过串口将缓冲区数据导出到PC，或写入SD卡的PCAP格式文件，直接用Wireshark分析。

方法3：硬件旁路抓包 #

将开发板以太网接口的RX/TX引脚通过网络分线器连接到PC网卡，直接用Wireshark抓包，该方法不影响开发板性能，适合高流量场景调试。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者confusedfresher