]> git.sur5r.net Git - freertos/blob - FreeRTOS-Plus/Demo/FreeRTOS_IoT_Libraries/mqtt/DemoTasks/SimpleUDPClientAndServer.c
32a9aec1f1efef9c41e6e059fd5b47cb6e29c7e6
[freertos] / FreeRTOS-Plus / Demo / FreeRTOS_IoT_Libraries / mqtt / DemoTasks / SimpleUDPClientAndServer.c
1 /*\r
2  * FreeRTOS Kernel V10.2.1\r
3  * Copyright (C) 2017 Amazon.com, Inc. or its affiliates.  All Rights Reserved.\r
4  *\r
5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of\r
6  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in\r
7  * the Software without restriction, including without limitation the rights to\r
8  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of\r
9  * the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,\r
10  * subject to the following conditions:\r
11  *\r
12  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all\r
13  * copies or substantial portions of the Software.\r
14  *\r
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR\r
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS\r
17  * FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR\r
18  * COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER\r
19  * IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN\r
20  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.\r
21  *\r
22  * http://www.FreeRTOS.org\r
23  * http://aws.amazon.com/freertos\r
24  *\r
25  * 1 tab == 4 spaces!\r
26  */\r
27 \r
28 /*\r
29  * Creates two transmitting tasks and two receiving tasks.  The transmitting\r
30  * tasks send values that are received by the receiving tasks.  One set of tasks\r
31  * uses the standard API.  The other set of tasks uses the zero copy API.\r
32  *\r
33  * See the following web page for essential demo usage and configuration\r
34  * details:\r
35  * http://www.FreeRTOS.org/FreeRTOS-Plus/FreeRTOS_Plus_TCP/examples_FreeRTOS_simulator.html\r
36  */\r
37 \r
38 /* Standard includes. */\r
39 #include <stdint.h>\r
40 #include <stdio.h>\r
41 \r
42 /* FreeRTOS includes. */\r
43 #include "FreeRTOS.h"\r
44 #include "task.h"\r
45 \r
46 /* FreeRTOS+TCP includes. */\r
47 #include "FreeRTOS_IP.h"\r
48 #include "FreeRTOS_Sockets.h"\r
49 \r
50 #if( configASSERT_DEFINED == 0 )\r
51         #error This demo uses configASSERT() to trap errors.  configASSERT() must be defined in FreeRTOSConfig.h https://www.freertos.org/a00110.html#configASSERT\r
52 #endif\r
53 \r
54 #define simpTINY_DELAY  ( ( TickType_t ) 2 )\r
55 \r
56 /*\r
57  * Uses a socket to send data without using the zero copy option.\r
58  * prvSimpleServerTask() will receive the data.\r
59  */\r
60 static void prvSimpleClientTask( void *pvParameters );\r
61 \r
62 /*\r
63  * Uses a socket to receive the data sent by the prvSimpleClientTask() task.\r
64  * Does not use the zero copy option.\r
65  */\r
66 static void prvSimpleServerTask( void *pvParameters );\r
67 \r
68 /*\r
69  * Uses a socket to send data using the zero copy option.\r
70  * prvSimpleZeroCopyServerTask() will receive the data.\r
71  */\r
72 static void prvSimpleZeroCopyUDPClientTask( void *pvParameters );\r
73 \r
74 /*\r
75  * Uses a socket to receive the data sent by the prvSimpleZeroCopyUDPClientTask()\r
76  * task.  Uses the zero copy option.\r
77  */\r
78 static void prvSimpleZeroCopyServerTask( void *pvParameters );\r
79 \r
80 /*-----------------------------------------------------------*/\r
81 \r
82 void vStartSimpleUDPClientServerTasks( uint16_t usStackSize, uint32_t ulPort, UBaseType_t uxPriority )\r
83 {\r
84         /* Create the client and server tasks that do not use the zero copy\r
85         interface. */\r
86         xTaskCreate( prvSimpleClientTask, "SimpCpyClnt", usStackSize, ( void * ) ulPort, uxPriority, NULL );\r
87         xTaskCreate( prvSimpleServerTask, "SimpCpySrv", usStackSize, ( void * ) ulPort, uxPriority + 1, NULL );\r
88 \r
89         /* Create the client and server tasks that do use the zero copy interface. */\r
90         xTaskCreate( prvSimpleZeroCopyUDPClientTask, "SimpZCpyClnt", usStackSize, ( void * ) ( ulPort + 1 ), uxPriority, NULL );\r
91         xTaskCreate( prvSimpleZeroCopyServerTask, "SimpZCpySrv", usStackSize, ( void * ) ( ulPort + 1 ), uxPriority + 1, NULL );\r
92 }\r
93 /*-----------------------------------------------------------*/\r
94 \r
95 static void prvSimpleClientTask( void *pvParameters )\r
96 {\r
97 Socket_t xClientSocket;\r
98 struct freertos_sockaddr xDestinationAddress;\r
99 uint8_t cString[ 65 ];\r
100 BaseType_t lReturned;\r
101 uint32_t ulCount = 0UL, ulIPAddress;\r
102 const uint32_t ulLoopsPerSocket = 10UL;\r
103 const TickType_t x150ms = 150UL / portTICK_PERIOD_MS;\r
104 \r
105         /* Remove compiler warning about unused parameters. */\r
106         ( void ) pvParameters;\r
107 \r
108         FreeRTOS_printf( ( "Starting prvSimpleClientTask\r\n" ) );\r
109 \r
110         /* It is assumed that this task is not created until the network is up,\r
111         so the IP address can be obtained immediately.  store the IP address being\r
112         used in ulIPAddress.  This is done so the socket can send to a different\r
113         port on the same IP address. */\r
114         FreeRTOS_GetAddressConfiguration( &ulIPAddress, NULL, NULL, NULL );\r
115 \r
116         /* This test sends to itself, so data sent from here is received by a server\r
117         socket on the same IP address.  Setup the freertos_sockaddr structure with\r
118         this nodes IP address, and the port number being sent to.  The strange\r
119         casting is to try and remove compiler warnings on 32 bit machines. */\r
120         xDestinationAddress.sin_addr = ulIPAddress;\r
121         xDestinationAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
122         xDestinationAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xDestinationAddress.sin_port );\r
123 \r
124         for( ;; )\r
125         {\r
126                 /* Create the socket. */\r
127                 xClientSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
128                 configASSERT( xClientSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
129 \r
130                 /* The count is used to differentiate between different messages sent to\r
131                 the server, and to break out of the do while loop below. */\r
132                 ulCount = 0UL;\r
133 \r
134                 do\r
135                 {\r
136                         /* Create the string that is sent to the server. */\r
137                         sprintf( ( char * ) cString, "Server received (not zero copy): Message number %lu\r\n", ulCount );\r
138 \r
139                         /* Send the string to the socket.  ulFlags is set to 0, so the zero\r
140                         copy option is not selected.  That means the data from cString[] is\r
141                         copied into a network buffer inside FreeRTOS_sendto(), and cString[]\r
142                         can be reused as soon as FreeRTOS_sendto() has returned. */\r
143                         lReturned = FreeRTOS_sendto( xClientSocket, ( void * ) cString, strlen( ( const char * ) cString ), 0, &xDestinationAddress, sizeof( xDestinationAddress ) );\r
144 \r
145                         ulCount++;\r
146 \r
147                 } while( ( lReturned != FREERTOS_SOCKET_ERROR ) && ( ulCount < ulLoopsPerSocket ) );\r
148 \r
149                 FreeRTOS_closesocket( xClientSocket );\r
150 \r
151                 /* A short delay to prevent the messages printed by the server task\r
152                 scrolling off the screen too quickly, and to prevent reduce the network\r
153                 loading. */\r
154                 vTaskDelay( x150ms );\r
155         }\r
156 }\r
157 /*-----------------------------------------------------------*/\r
158 \r
159 static void prvSimpleServerTask( void *pvParameters )\r
160 {\r
161 int32_t lBytes;\r
162 uint8_t cReceivedString[ 60 ];\r
163 struct freertos_sockaddr xClient, xBindAddress;\r
164 uint32_t xClientLength = sizeof( xClient );\r
165 Socket_t xListeningSocket;\r
166 \r
167         /* Just to prevent compiler warnings. */\r
168         ( void ) pvParameters;\r
169 \r
170         FreeRTOS_printf( ( "Starting prvSimpleServerTask\r\n" ) );\r
171 \r
172         /* Attempt to open the socket. */\r
173         xListeningSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
174         configASSERT( xListeningSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
175 \r
176         /* This test receives data sent from a different port on the same IP\r
177         address.  Configure the freertos_sockaddr structure with the address being\r
178         bound to.  The strange casting is to try and remove     compiler warnings on 32\r
179         bit machines.  Note that this task is only created after the network is up,\r
180         so the IP address is valid here. */\r
181         xBindAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
182         xBindAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xBindAddress.sin_port );\r
183 \r
184         /* Bind the socket to the port that the client task will send to. */\r
185         FreeRTOS_bind( xListeningSocket, &xBindAddress, sizeof( xBindAddress ) );\r
186 \r
187         for( ;; )\r
188         {\r
189                 /* Zero out the receive array so there is NULL at the end of the string\r
190                 when it is printed out. */\r
191                 memset( cReceivedString, 0x00, sizeof( cReceivedString ) );\r
192 \r
193                 /* Receive data on the socket.  ulFlags is zero, so the zero copy option\r
194                 is not set and the received data is copied into the buffer pointed to by\r
195                 cReceivedString.  By default the block time is portMAX_DELAY.\r
196                 xClientLength is not actually used by FreeRTOS_recvfrom(), but is set\r
197                 appropriately in case future versions do use it. */\r
198                 lBytes = FreeRTOS_recvfrom( xListeningSocket, cReceivedString, sizeof( cReceivedString ), 0, &xClient, &xClientLength );\r
199 \r
200                 /* Error check. */\r
201                 configASSERT( lBytes == ( BaseType_t ) strlen( ( const char * ) cReceivedString ) );\r
202                 FreeRTOS_printf( ( "prvSimpleServerTask() recieved %s\r\n", ( const char * ) cReceivedString ) );\r
203         }\r
204 }\r
205 /*-----------------------------------------------------------*/\r
206 \r
207 static void prvSimpleZeroCopyUDPClientTask( void *pvParameters )\r
208 {\r
209 Socket_t xClientSocket;\r
210 uint8_t *pucUDPPayloadBuffer;\r
211 struct freertos_sockaddr xDestinationAddress;\r
212 BaseType_t lReturned;\r
213 uint32_t ulCount = 0UL, ulIPAddress;\r
214 const uint32_t ulLoopsPerSocket = 10UL;\r
215 const char *pcStringToSend = "Server received (using zero copy): Message number ";\r
216 const TickType_t x150ms = 150UL / portTICK_PERIOD_MS;\r
217 /* 15 is added to ensure the number, \r\n and terminating zero fit. */\r
218 const size_t xStringLength = strlen( pcStringToSend ) + 15;\r
219 \r
220         /* Remove compiler warning about unused parameters. */\r
221         ( void ) pvParameters;\r
222 \r
223         FreeRTOS_printf( ( "Starting prvSimpleZeroCopyUDPClientTask\r\n" ) );\r
224 \r
225         /* It is assumed that this task is not created until the network is up,\r
226         so the IP address can be obtained immediately.  store the IP address being\r
227         used in ulIPAddress.  This is done so the socket can send to a different\r
228         port on the same IP address. */\r
229         FreeRTOS_GetAddressConfiguration( &ulIPAddress, NULL, NULL, NULL );\r
230 \r
231         /* This test sends to itself, so data sent from here is received by a server\r
232         socket on the same IP address.  Setup the freertos_sockaddr structure with\r
233         this nodes IP address, and the port number being sent to.  The strange\r
234         casting is to try and remove compiler warnings on 32 bit machines. */\r
235         xDestinationAddress.sin_addr = ulIPAddress;\r
236         xDestinationAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
237         xDestinationAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xDestinationAddress.sin_port );\r
238 \r
239         for( ;; )\r
240         {\r
241                 /* Create the socket. */\r
242                 xClientSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
243                 configASSERT( xClientSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
244 \r
245                 /* The count is used to differentiate between different messages sent to\r
246                 the server, and to break out of the do while loop below. */\r
247                 ulCount = 0UL;\r
248 \r
249                 do\r
250                 {\r
251                         /* This task is going to send using the zero copy interface.  The\r
252                         data being sent is therefore written directly into a buffer that is\r
253                         passed into, rather than copied into, the FreeRTOS_sendto()\r
254                         function.\r
255 \r
256                         First obtain a buffer of adequate length from the IP stack into which\r
257                         the string will be written.  Although a max delay is used, the actual\r
258                         delay will be capped to ipconfigMAX_SEND_BLOCK_TIME_TICKS, hence\r
259                         the do while loop is used to ensure a buffer is obtained. */\r
260                         do\r
261                         {\r
262                         } while( ( pucUDPPayloadBuffer = ( uint8_t * ) FreeRTOS_GetUDPPayloadBuffer( xStringLength, portMAX_DELAY ) ) == NULL );\r
263 \r
264                         /* A buffer was successfully obtained.  Create the string that is\r
265                         sent to the server.  First the string is filled with zeros as this will\r
266                         effectively be the null terminator when the string is received at the other\r
267                         end.  Note that the string is being written directly into the buffer\r
268                         obtained from the IP stack above. */\r
269                         memset( ( void * ) pucUDPPayloadBuffer, 0x00, xStringLength );\r
270                         sprintf( ( char * ) pucUDPPayloadBuffer, "%s%lu\r\n", pcStringToSend, ulCount );\r
271 \r
272                         /* Pass the buffer into the send function.  ulFlags has the\r
273                         FREERTOS_ZERO_COPY bit set so the IP stack will take control of the\r
274                         buffer rather than copy data out of the buffer. */\r
275                         lReturned = FreeRTOS_sendto( xClientSocket,                             /* The socket being sent to. */\r
276                                                                                 ( void * ) pucUDPPayloadBuffer, /* A pointer to the the data being sent. */\r
277                                                                                 strlen( ( const char * ) pucUDPPayloadBuffer ) + 1, /* The length of the data being sent - including the string's null terminator. */\r
278                                                                                 FREERTOS_ZERO_COPY,                     /* ulFlags with the FREERTOS_ZERO_COPY bit set. */\r
279                                                                                 &xDestinationAddress,                   /* Where the data is being sent. */\r
280                                                                                 sizeof( xDestinationAddress ) );\r
281 \r
282                         if( lReturned == 0 )\r
283                         {\r
284                                 /* The send operation failed, so this task is still responsible\r
285                                 for the buffer obtained from the IP stack.  To ensure the buffer\r
286                                 is not lost it must either be used again, or, as in this case,\r
287                                 returned to the IP stack using FreeRTOS_ReleaseUDPPayloadBuffer().\r
288                                 pucUDPPayloadBuffer can be safely re-used after this call. */\r
289                                 FreeRTOS_ReleaseUDPPayloadBuffer( ( void * ) pucUDPPayloadBuffer );\r
290                         }\r
291                         else\r
292                         {\r
293                                 /* The send was successful so the IP stack is now managing the\r
294                                 buffer pointed to by pucUDPPayloadBuffer, and the IP stack will\r
295                                 return the buffer once it has been sent.  pucUDPPayloadBuffer can\r
296                                 be safely re-used. */\r
297                         }\r
298 \r
299                         ulCount++;\r
300 \r
301                 } while( ( lReturned != FREERTOS_SOCKET_ERROR ) && ( ulCount < ulLoopsPerSocket ) );\r
302 \r
303                 FreeRTOS_closesocket( xClientSocket );\r
304 \r
305                 /* A short delay to prevent the messages scrolling off the screen too\r
306                 quickly. */\r
307                 vTaskDelay( x150ms );\r
308         }\r
309 }\r
310 /*-----------------------------------------------------------*/\r
311 \r
312 static void prvSimpleZeroCopyServerTask( void *pvParameters )\r
313 {\r
314 int32_t lBytes;\r
315 uint8_t *pucUDPPayloadBuffer;\r
316 struct freertos_sockaddr xClient, xBindAddress;\r
317 uint32_t xClientLength = sizeof( xClient ), ulIPAddress;\r
318 Socket_t xListeningSocket;\r
319 \r
320         /* Just to prevent compiler warnings. */\r
321         ( void ) pvParameters;\r
322 \r
323         FreeRTOS_printf( ( "Starting prvSimpleZeroCopyServerTask\r\n" ) );\r
324 \r
325         /* Attempt to open the socket. */\r
326         xListeningSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
327         configASSERT( xListeningSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
328 \r
329         /* This test receives data sent from a different port on the same IP address.\r
330         Obtain the nodes IP address.  Configure the freertos_sockaddr structure with\r
331         the address being bound to.  The strange casting is to try and remove\r
332         compiler warnings on 32 bit machines.  Note that this task is only created\r
333         after the network is up, so the IP address is valid here. */\r
334         FreeRTOS_GetAddressConfiguration( &ulIPAddress, NULL, NULL, NULL );\r
335         xBindAddress.sin_addr = ulIPAddress;\r
336         xBindAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
337         xBindAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xBindAddress.sin_port );\r
338 \r
339         /* Bind the socket to the port that the client task will send to. */\r
340         FreeRTOS_bind( xListeningSocket, &xBindAddress, sizeof( xBindAddress ) );\r
341 \r
342         for( ;; )\r
343         {\r
344                 /* Receive data on the socket.  ulFlags has the zero copy bit set\r
345                 (FREERTOS_ZERO_COPY) indicating to the stack that a reference to the\r
346                 received data should be passed out to this task using the second\r
347                 parameter to the FreeRTOS_recvfrom() call.  When this is done the\r
348                 IP stack is no longer responsible for releasing the buffer, and\r
349                 the task *must* return the buffer to the stack when it is no longer\r
350                 needed.  By default the block time is portMAX_DELAY. */\r
351                 lBytes = FreeRTOS_recvfrom( xListeningSocket, ( void * ) &pucUDPPayloadBuffer, 0, FREERTOS_ZERO_COPY, &xClient, &xClientLength );\r
352 \r
353                 /* Print the received characters. */\r
354                 if( lBytes > 0 )\r
355                 {\r
356                         /* It is expected to receive one more byte than the string length as\r
357                         the NULL terminator is also transmitted. */\r
358                         configASSERT( lBytes == ( ( BaseType_t ) strlen( ( const char * ) pucUDPPayloadBuffer ) + 1 ) );\r
359                         FreeRTOS_printf( ( "prvSimpleZeroCopyServerTask() recieved %s\r\n", ( const char * ) pucUDPPayloadBuffer ) );\r
360                 }\r
361 \r
362                 if( lBytes >= 0 )\r
363                 {\r
364                         /* The buffer *must* be freed once it is no longer needed. */\r
365                         FreeRTOS_ReleaseUDPPayloadBuffer( pucUDPPayloadBuffer );\r
366                 }\r
367         }\r
368 }\r
369 \r