]> git.sur5r.net Git - freertos/blob - FreeRTOS-Plus/Demo/FreeRTOS_Plus_TCP_Minimal_Windows_Simulator/DemoTasks/SimpleUDPClientAndServer.c
54143c367594f74089c5c3817f2306a9f223919e
[freertos] / FreeRTOS-Plus / Demo / FreeRTOS_Plus_TCP_Minimal_Windows_Simulator / 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 #define simpTINY_DELAY  ( ( TickType_t ) 2 )\r
51 \r
52 /*\r
53  * Uses a socket to send data without using the zero copy option.\r
54  * prvSimpleServerTask() will receive the data.\r
55  */\r
56 static void prvSimpleClientTask( void *pvParameters );\r
57 \r
58 /*\r
59  * Uses a socket to receive the data sent by the prvSimpleClientTask() task.\r
60  * Does not use the zero copy option.\r
61  */\r
62 static void prvSimpleServerTask( void *pvParameters );\r
63 \r
64 /*\r
65  * Uses a socket to send data using the zero copy option.\r
66  * prvSimpleZeroCopyServerTask() will receive the data.\r
67  */\r
68 static void prvSimpleZeroCopyUDPClientTask( void *pvParameters );\r
69 \r
70 /*\r
71  * Uses a socket to receive the data sent by the prvSimpleZeroCopyUDPClientTask()\r
72  * task.  Uses the zero copy option.\r
73  */\r
74 static void prvSimpleZeroCopyServerTask( void *pvParameters );\r
75 \r
76 /*-----------------------------------------------------------*/\r
77 \r
78 void vStartSimpleUDPClientServerTasks( uint16_t usStackSize, uint32_t ulPort, UBaseType_t uxPriority )\r
79 {\r
80         /* Create the client and server tasks that do not use the zero copy\r
81         interface. */\r
82         xTaskCreate( prvSimpleClientTask, "SimpCpyClnt", usStackSize, ( void * ) ulPort, uxPriority, NULL );\r
83         xTaskCreate( prvSimpleServerTask, "SimpCpySrv", usStackSize, ( void * ) ulPort, uxPriority + 1, NULL );\r
84 \r
85         /* Create the client and server tasks that do use the zero copy interface. */\r
86         xTaskCreate( prvSimpleZeroCopyUDPClientTask, "SimpZCpyClnt", usStackSize, ( void * ) ( ulPort + 1 ), uxPriority, NULL );\r
87         xTaskCreate( prvSimpleZeroCopyServerTask, "SimpZCpySrv", usStackSize, ( void * ) ( ulPort + 1 ), uxPriority + 1, NULL );\r
88 }\r
89 /*-----------------------------------------------------------*/\r
90 \r
91 static void prvSimpleClientTask( void *pvParameters )\r
92 {\r
93 Socket_t xClientSocket;\r
94 struct freertos_sockaddr xDestinationAddress;\r
95 uint8_t cString[ 65 ];\r
96 BaseType_t lReturned;\r
97 uint32_t ulCount = 0UL, ulIPAddress;\r
98 const uint32_t ulLoopsPerSocket = 10UL;\r
99 const TickType_t x150ms = 150UL / portTICK_PERIOD_MS;\r
100 \r
101         /* Remove compiler warning about unused parameters. */\r
102         ( void ) pvParameters;\r
103 \r
104         /* It is assumed that this task is not created until the network is up,\r
105         so the IP address can be obtained immediately.  store the IP address being\r
106         used in ulIPAddress.  This is done so the socket can send to a different\r
107         port on the same IP address. */\r
108         FreeRTOS_GetAddressConfiguration( &ulIPAddress, NULL, NULL, NULL );\r
109 \r
110         /* This test sends to itself, so data sent from here is received by a server\r
111         socket on the same IP address.  Setup the freertos_sockaddr structure with\r
112         this nodes IP address, and the port number being sent to.  The strange\r
113         casting is to try and remove compiler warnings on 32 bit machines. */\r
114         xDestinationAddress.sin_addr = ulIPAddress;\r
115         xDestinationAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
116         xDestinationAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xDestinationAddress.sin_port );\r
117 \r
118         for( ;; )\r
119         {\r
120                 /* Create the socket. */\r
121                 xClientSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
122                 configASSERT( xClientSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
123 \r
124                 /* The count is used to differentiate between different messages sent to\r
125                 the server, and to break out of the do while loop below. */\r
126                 ulCount = 0UL;\r
127 \r
128                 do\r
129                 {\r
130                         /* Create the string that is sent to the server. */\r
131                         sprintf( ( char * ) cString, "Server received (not zero copy): Message number %lu\r\n", ulCount );\r
132 \r
133                         /* Send the string to the socket.  ulFlags is set to 0, so the zero\r
134                         copy option is not selected.  That means the data from cString[] is\r
135                         copied into a network buffer inside FreeRTOS_sendto(), and cString[]\r
136                         can be reused as soon as FreeRTOS_sendto() has returned. */\r
137                         lReturned = FreeRTOS_sendto( xClientSocket, ( void * ) cString, strlen( ( const char * ) cString ), 0, &xDestinationAddress, sizeof( xDestinationAddress ) );\r
138 \r
139                         ulCount++;\r
140 \r
141                 } while( ( lReturned != FREERTOS_SOCKET_ERROR ) && ( ulCount < ulLoopsPerSocket ) );\r
142 \r
143                 FreeRTOS_closesocket( xClientSocket );\r
144 \r
145                 /* A short delay to prevent the messages printed by the server task\r
146                 scrolling off the screen too quickly, and to prevent reduce the network\r
147                 loading. */\r
148                 vTaskDelay( x150ms );\r
149         }\r
150 }\r
151 /*-----------------------------------------------------------*/\r
152 \r
153 static void prvSimpleServerTask( void *pvParameters )\r
154 {\r
155 int32_t lBytes;\r
156 uint8_t cReceivedString[ 60 ];\r
157 struct freertos_sockaddr xClient, xBindAddress;\r
158 uint32_t xClientLength = sizeof( xClient );\r
159 Socket_t xListeningSocket;\r
160 \r
161         /* Just to prevent compiler warnings. */\r
162         ( void ) pvParameters;\r
163 \r
164         /* Attempt to open the socket. */\r
165         xListeningSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
166         configASSERT( xListeningSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
167 \r
168         /* This test receives data sent from a different port on the same IP\r
169         address.  Configure the freertos_sockaddr structure with the address being\r
170         bound to.  The strange casting is to try and remove     compiler warnings on 32\r
171         bit machines.  Note that this task is only created after the network is up,\r
172         so the IP address is valid here. */\r
173         xBindAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
174         xBindAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xBindAddress.sin_port );\r
175 \r
176         /* Bind the socket to the port that the client task will send to. */\r
177         FreeRTOS_bind( xListeningSocket, &xBindAddress, sizeof( xBindAddress ) );\r
178 \r
179         for( ;; )\r
180         {\r
181                 /* Zero out the receive array so there is NULL at the end of the string\r
182                 when it is printed out. */\r
183                 memset( cReceivedString, 0x00, sizeof( cReceivedString ) );\r
184 \r
185                 /* Receive data on the socket.  ulFlags is zero, so the zero copy option\r
186                 is not set and the received data is copied into the buffer pointed to by\r
187                 cReceivedString.  By default the block time is portMAX_DELAY.\r
188                 xClientLength is not actually used by FreeRTOS_recvfrom(), but is set\r
189                 appropriately in case future versions do use it. */\r
190                 lBytes = FreeRTOS_recvfrom( xListeningSocket, cReceivedString, sizeof( cReceivedString ), 0, &xClient, &xClientLength );\r
191 \r
192                 /* Error check. */\r
193                 configASSERT( lBytes == ( BaseType_t ) strlen( ( const char * ) cReceivedString ) );\r
194         }\r
195 }\r
196 /*-----------------------------------------------------------*/\r
197 \r
198 static void prvSimpleZeroCopyUDPClientTask( void *pvParameters )\r
199 {\r
200 Socket_t xClientSocket;\r
201 uint8_t *pucUDPPayloadBuffer;\r
202 struct freertos_sockaddr xDestinationAddress;\r
203 BaseType_t lReturned;\r
204 uint32_t ulCount = 0UL, ulIPAddress;\r
205 const uint32_t ulLoopsPerSocket = 10UL;\r
206 const char *pcStringToSend = "Server received (using zero copy): Message number ";\r
207 const TickType_t x150ms = 150UL / portTICK_PERIOD_MS;\r
208 /* 15 is added to ensure the number, \r\n and terminating zero fit. */\r
209 const size_t xStringLength = strlen( pcStringToSend ) + 15;\r
210 \r
211         /* Remove compiler warning about unused parameters. */\r
212         ( void ) pvParameters;\r
213 \r
214         /* It is assumed that this task is not created until the network is up,\r
215         so the IP address can be obtained immediately.  store the IP address being\r
216         used in ulIPAddress.  This is done so the socket can send to a different\r
217         port on the same IP address. */\r
218         FreeRTOS_GetAddressConfiguration( &ulIPAddress, NULL, NULL, NULL );\r
219 \r
220         /* This test sends to itself, so data sent from here is received by a server\r
221         socket on the same IP address.  Setup the freertos_sockaddr structure with\r
222         this nodes IP address, and the port number being sent to.  The strange\r
223         casting is to try and remove compiler warnings on 32 bit machines. */\r
224         xDestinationAddress.sin_addr = ulIPAddress;\r
225         xDestinationAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
226         xDestinationAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xDestinationAddress.sin_port );\r
227 \r
228         for( ;; )\r
229         {\r
230                 /* Create the socket. */\r
231                 xClientSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
232                 configASSERT( xClientSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
233 \r
234                 /* The count is used to differentiate between different messages sent to\r
235                 the server, and to break out of the do while loop below. */\r
236                 ulCount = 0UL;\r
237 \r
238                 do\r
239                 {\r
240                         /* This task is going to send using the zero copy interface.  The\r
241                         data being sent is therefore written directly into a buffer that is\r
242                         passed into, rather than copied into, the FreeRTOS_sendto()\r
243                         function.\r
244 \r
245                         First obtain a buffer of adequate length from the IP stack into which\r
246                         the string will be written.  Although a max delay is used, the actual\r
247                         delay will be capped to ipconfigMAX_SEND_BLOCK_TIME_TICKS, hence\r
248                         the do while loop is used to ensure a buffer is obtained. */\r
249                         do\r
250                         {\r
251                         } while( ( pucUDPPayloadBuffer = ( uint8_t * ) FreeRTOS_GetUDPPayloadBuffer( xStringLength, portMAX_DELAY ) ) == NULL );\r
252 \r
253                         /* A buffer was successfully obtained.  Create the string that is\r
254                         sent to the server.  First the string is filled with zeros as this will\r
255                         effectively be the null terminator when the string is received at the other\r
256                         end.  Note that the string is being written directly into the buffer\r
257                         obtained from the IP stack above. */\r
258                         memset( ( void * ) pucUDPPayloadBuffer, 0x00, xStringLength );\r
259                         sprintf( ( char * ) pucUDPPayloadBuffer, "%s%lu\r\n", pcStringToSend, ulCount );\r
260 \r
261                         /* Pass the buffer into the send function.  ulFlags has the\r
262                         FREERTOS_ZERO_COPY bit set so the IP stack will take control of the\r
263                         buffer rather than copy data out of the buffer. */\r
264                         lReturned = FreeRTOS_sendto( xClientSocket,                             /* The socket being sent to. */\r
265                                                                                 ( void * ) pucUDPPayloadBuffer, /* A pointer to the the data being sent. */\r
266                                                                                 strlen( ( const char * ) pucUDPPayloadBuffer ) + 1, /* The length of the data being sent - including the string's null terminator. */\r
267                                                                                 FREERTOS_ZERO_COPY,                     /* ulFlags with the FREERTOS_ZERO_COPY bit set. */\r
268                                                                                 &xDestinationAddress,                   /* Where the data is being sent. */\r
269                                                                                 sizeof( xDestinationAddress ) );\r
270 \r
271                         if( lReturned == 0 )\r
272                         {\r
273                                 /* The send operation failed, so this task is still responsible\r
274                                 for the buffer obtained from the IP stack.  To ensure the buffer\r
275                                 is not lost it must either be used again, or, as in this case,\r
276                                 returned to the IP stack using FreeRTOS_ReleaseUDPPayloadBuffer().\r
277                                 pucUDPPayloadBuffer can be safely re-used after this call. */\r
278                                 FreeRTOS_ReleaseUDPPayloadBuffer( ( void * ) pucUDPPayloadBuffer );\r
279                         }\r
280                         else\r
281                         {\r
282                                 /* The send was successful so the IP stack is now managing the\r
283                                 buffer pointed to by pucUDPPayloadBuffer, and the IP stack will\r
284                                 return the buffer once it has been sent.  pucUDPPayloadBuffer can\r
285                                 be safely re-used. */\r
286                         }\r
287 \r
288                         ulCount++;\r
289 \r
290                 } while( ( lReturned != FREERTOS_SOCKET_ERROR ) && ( ulCount < ulLoopsPerSocket ) );\r
291 \r
292                 FreeRTOS_closesocket( xClientSocket );\r
293 \r
294                 /* A short delay to prevent the messages scrolling off the screen too\r
295                 quickly. */\r
296                 vTaskDelay( x150ms );\r
297         }\r
298 }\r
299 /*-----------------------------------------------------------*/\r
300 \r
301 static void prvSimpleZeroCopyServerTask( void *pvParameters )\r
302 {\r
303 int32_t lBytes;\r
304 uint8_t *pucUDPPayloadBuffer;\r
305 struct freertos_sockaddr xClient, xBindAddress;\r
306 uint32_t xClientLength = sizeof( xClient ), ulIPAddress;\r
307 Socket_t xListeningSocket;\r
308 \r
309         /* Just to prevent compiler warnings. */\r
310         ( void ) pvParameters;\r
311 \r
312         /* Attempt to open the socket. */\r
313         xListeningSocket = FreeRTOS_socket( FREERTOS_AF_INET, FREERTOS_SOCK_DGRAM, FREERTOS_IPPROTO_UDP );\r
314         configASSERT( xListeningSocket != FREERTOS_INVALID_SOCKET );\r
315 \r
316         /* This test receives data sent from a different port on the same IP address.\r
317         Obtain the nodes IP address.  Configure the freertos_sockaddr structure with\r
318         the address being bound to.  The strange casting is to try and remove\r
319         compiler warnings on 32 bit machines.  Note that this task is only created\r
320         after the network is up, so the IP address is valid here. */\r
321         FreeRTOS_GetAddressConfiguration( &ulIPAddress, NULL, NULL, NULL );\r
322         xBindAddress.sin_addr = ulIPAddress;\r
323         xBindAddress.sin_port = ( uint16_t ) ( ( uint32_t ) pvParameters ) & 0xffffUL;\r
324         xBindAddress.sin_port = FreeRTOS_htons( xBindAddress.sin_port );\r
325 \r
326         /* Bind the socket to the port that the client task will send to. */\r
327         FreeRTOS_bind( xListeningSocket, &xBindAddress, sizeof( xBindAddress ) );\r
328 \r
329         for( ;; )\r
330         {\r
331                 /* Receive data on the socket.  ulFlags has the zero copy bit set\r
332                 (FREERTOS_ZERO_COPY) indicating to the stack that a reference to the\r
333                 received data should be passed out to this task using the second\r
334                 parameter to the FreeRTOS_recvfrom() call.  When this is done the\r
335                 IP stack is no longer responsible for releasing the buffer, and\r
336                 the task *must* return the buffer to the stack when it is no longer\r
337                 needed.  By default the block time is portMAX_DELAY. */\r
338                 lBytes = FreeRTOS_recvfrom( xListeningSocket, ( void * ) &pucUDPPayloadBuffer, 0, FREERTOS_ZERO_COPY, &xClient, &xClientLength );\r
339 \r
340                 /* Print the received characters. */\r
341                 if( lBytes > 0 )\r
342                 {\r
343                         /* It is expected to receive one more byte than the string length as\r
344                         the NULL terminator is also transmitted. */\r
345                         configASSERT( lBytes == ( ( BaseType_t ) strlen( ( const char * ) pucUDPPayloadBuffer ) + 1 ) );\r
346                 }\r
347 \r
348                 if( lBytes >= 0 )\r
349                 {\r
350                         /* The buffer *must* be freed once it is no longer needed. */\r
351                         FreeRTOS_ReleaseUDPPayloadBuffer( pucUDPPayloadBuffer );\r
352                 }\r
353         }\r
354 }\r
355 \r