学会Zynq（16）UDP echo服务器（接收回调）

前两篇我们学习了UDP的发送，本文学习如何处理接收数据。lwIP为UDP接收提供了回调机制，学会回调机制的使用可以为学习更复杂的TCP回调打下基础。

本文使用UDP设计一个echo服务器，开发板将来自所有IP地址和端口的数据原路发送回去，功能和SDK提供的“lwip echo server”例程一样，只不过例程使用的是TCP协议。

---

SDK程序设计

主要差别体现在user_udp.c文件中，比起前两篇的设计甚至更为简洁， 其余文件代码基本相同（main.c的while循环中无需调用udp_printf函数发送）。

#include "user_udp.h"

//---------------------------------------------------------
//                    变量定义
//---------------------------------------------------------
static unsigned local_port = 7;      //本地端口

//---------------------------------------------------------
//                  UDP接收回调函数
//---------------------------------------------------------
void udp_recv_callback(void *arg, struct udp_pcb *tpcb,
           struct pbuf *p, struct ip_addr *addr, u16_t port)
{
	xil_printf("Received from %d.%d.%d.%d port %d\r\n", (addr->addr) & 0xFF,
			(addr->addr>>8) & 0xFF, (addr->addr>>16) & 0xFF, (addr->addr>>24) & 0xFF, port);
	udp_printf(p, tpcb, addr, port);    //echo
	pbuf_free(p);     //释放pbuf
	return;
}

//---------------------------------------------------------
//                  UDP连接初始化函数
//---------------------------------------------------------
int user_udp_init(void)
{
	struct udp_pcb *pcb;
	err_t err;

	/*  创建UDP控制块   */
	pcb = udp_new();
	if (!pcb) {
		xil_printf("Error Creating PCB.\r\n");
		return -1;
	}
	/*  绑定本地端口   */
	err = udp_bind(pcb, IP_ADDR_ANY, local_port);
	if (err != ERR_OK) {
		xil_printf("Unable to bind to port %d\r\n", local_port);
		return -2;
	}

	udp_recv(pcb, udp_recv_callback, NULL);  //设置接收回调函数

	return 0;
}

//---------------------------------------------------------
//                   UDP发送数据函数
//---------------------------------------------------------
void udp_printf(struct pbuf *send_pbuf, struct udp_pcb *tpcb,
		   struct ip_addr *addr, u16_t port)
{
	err_t err;

	/*  发送字符串  */
	err = udp_sendto(tpcb, send_pbuf, addr, port);  //echo
	if (err != ERR_OK) {
		xil_printf("Error on udp send : %d\r\n", err);
		return;
	}
}

在初始化函数中使用udp_recv函数设置UDP PCB的接收回调函数为udp_recv_callback，该函数原型如下：

void udp_recv(struct udp_pcb *pcb, udp_recv_fn recv, void *recv_arg)

当指定的pcb收到一个数据报时，会调用recv函数。在lwip的udp.c中写明recv_arg是传递给回调函数的“additional argument”，这是因为recv函数被回调时，会提供一些与此连接相关的信息。回调函数接口如下：

void udp_recv_callback(void *arg, struct udp_pcb *tpcb,
           struct pbuf *p, struct ip_addr *addr, u16_t port)

tpcb便是接收时UDP连接的控制块；p是存储接收数据的pbuf链；addr和port是数据发送方的IP地址和端口；arg便是udp_recv函数的第三个参数。在回调函数中，我们可以利用这些参数完成要实现的功能，最后一定要记得使用pbuf_free释放p。

我们的设计任务是对来自任何地址、任何端口的数据echo，因此程序中没有连接和指定任何IP地址和端口。发送时利用接收回调的参数和udp_sendto函数，便可完成echo server的设计。

---

测试

网线连接开发板和电脑，将以太网的IPv4地址修改为任意地址。打开网络调试助手，选择UDP协议、IP地址和任意端口号。“远程主机”部分点“清除”，按下图所示格式输入开发板的IP地址和端口。下载程序，开发板和电脑完成连接。

电脑的IP地址和端口号修改为任何值，都可以接收到开发板echo回的数据。串口打印信息如下：

我们可以用网络调试助手的文件发送和文件保存功能来发送大批量数据。我们甚至可以利用该功能来发送文本文件，对比发送文件和接收文件的内容是否一致，来看看UDP到底有多“不可靠”。如下图所示，注意RX和TX统计相同。