resource/csdk/connectivity/lib/libcoap-4.1.1/pdu.h

   1 /* pdu.h -- CoAP message structure
   2  *
   3  * Copyright (C) 2010--2012 Olaf Bergmann <bergmann@tzi.org>
   4  *
   5  * This file is part of the CoAP library libcoap. Please see
   6  * README for terms of use.
   7  */
   8
   9 #ifndef _PDU_H_
  10 #define _PDU_H_
  11
  12 #include "config.h"
  13 #include "coap_list.h"
  14 #include "uri.h"
  15
  16 #ifdef WITH_LWIP
  17 #include <lwip/pbuf.h>
  18 #endif
  19
  20 /* pre-defined constants that reflect defaults for CoAP */
  21
  22 #define COAP_DEFAULT_RESPONSE_TIMEOUT  2 /* response timeout in seconds */
  23 #define COAP_DEFAULT_MAX_RETRANSMIT    4 /* max number of retransmissions */
  24 #define COAP_DEFAULT_PORT           5683 /* CoAP default UDP port */
  25 #define COAP_DEFAULT_MAX_AGE          60 /* default maximum object lifetime in seconds */
  26 #ifndef COAP_MAX_PDU_SIZE
  27 #ifdef WITH_ARDUINO
  28 #define COAP_MAX_PDU_SIZE           320 /* maximum size of a CoAP PDU for embedded platforms*/
  29 #else
  30 #define COAP_MAX_PDU_SIZE           1400 /* maximum size of a CoAP PDU for big platforms*/
  31 #endif
  32 #endif /* COAP_MAX_PDU_SIZE */
  33
  34 #define COAP_DEFAULT_VERSION           1 /* version of CoAP supported */
  35 #define COAP_DEFAULT_SCHEME        "coap" /* the default scheme for CoAP URIs */
  36
  37 /** well-known resources URI */
  38 #define COAP_DEFAULT_URI_WELLKNOWN ".well-known/core"
  39
  40 #ifdef __COAP_DEFAULT_HASH
  41 /* pre-calculated hash key for the default well-known URI */
  42 #define COAP_DEFAULT_WKC_HASHKEY   "\345\130\144\245"
  43 #endif
  44
  45 /* CoAP message types */
  46
  47 #define COAP_MESSAGE_CON               0 /* confirmable message (requires ACK/RST) */
  48 #define COAP_MESSAGE_NON               1 /* non-confirmable message (one-shot message) */
  49 #define COAP_MESSAGE_ACK               2 /* used to acknowledge confirmable messages */
  50 #define COAP_MESSAGE_RST               3 /* indicates error in received messages */
  51
  52 /* CoAP request methods */
  53
  54 #define COAP_REQUEST_GET       1
  55 #define COAP_REQUEST_POST      2
  56 #define COAP_REQUEST_PUT       3
  57 #define COAP_REQUEST_DELETE    4
  58
  59 /* CoAP option types (be sure to update check_critical when adding options */
  60
  61 #define COAP_OPTION_IF_MATCH      1 /* C, opaque, 0-8 B, (none) */
  62 #define COAP_OPTION_URI_HOST      3 /* C, String, 1-255 B, destination address */
  63 #define COAP_OPTION_ETAG          4 /* E, opaque, 1-8 B, (none) */
  64 #define COAP_OPTION_IF_NONE_MATCH 5 /* empty, 0 B, (none) */
  65 #define COAP_OPTION_URI_PORT      7 /* C, uint, 0-2 B, destination port */
  66 #define COAP_OPTION_LOCATION_PATH 8 /* E, String, 0-255 B, - */
  67 #define COAP_OPTION_URI_PATH     11 /* C, String, 0-255 B, (none) */
  68 #define COAP_OPTION_CONTENT_FORMAT 12 /* E, uint, 0-2 B, (none) */
  69 #define COAP_OPTION_CONTENT_TYPE COAP_OPTION_CONTENT_FORMAT
  70 #define COAP_OPTION_MAXAGE       14 /* E, uint, 0--4 B, 60 Seconds */
  71 #define COAP_OPTION_URI_QUERY    15 /* C, String, 1-255 B, (none) */
  72 #define COAP_OPTION_ACCEPT       17 /* C, uint,   0-2 B, (none) */
  73 #define COAP_OPTION_LOCATION_QUERY 20 /* E, String,   0-255 B, (none) */
  74 #define COAP_OPTION_PROXY_URI    35 /* C, String, 1-1034 B, (none) */
  75 #define COAP_OPTION_PROXY_SCHEME 39 /* C, String, 1-255 B, (none) */
  76 #define COAP_OPTION_SIZE1        60 /* E, uint, 0-4 B, (none) */
  77 #define COAP_OPTION_SIZE2        28 /* E, uint, 0-4 B, (none) */
  78
  79 /* option types from draft-ietf-coap-observe-09 */
  80
  81 #define COAP_OPTION_OBSERVE       6 /* E, empty/uint, 0 B/0-3 B, (none) */
  82 #define COAP_OPTION_SUBSCRIPTION  COAP_OPTION_OBSERVE
  83
  84 /* selected option types from draft-core-block-04 */
  85
  86 #define COAP_OPTION_BLOCK2       23 /* C, uint, 0--3 B, (none) */
  87 #define COAP_OPTION_BLOCK1       27 /* C, uint, 0--3 B, (none) */
  88
  89 #define COAP_MAX_OPT             63 /**< the highest option number we know */
  90
  91 /* CoAP result codes (HTTP-Code / 100 * 40 + HTTP-Code % 100) */
  92
  93 /* As of draft-ietf-core-coap-04, response codes are encoded to base
  94  * 32, i.e.  the three upper bits determine the response class while
  95  * the remaining five fine-grained information specific to that class.
  96  */
  97 #define COAP_RESPONSE_CODE(N) (((N)/100 << 5) | (N)%100)
  98
  99 /* Determines the class of response code C */
 100 #define COAP_RESPONSE_CLASS(C) (((C) >> 5) & 0xFF)
 101
 102 #ifndef SHORT_ERROR_RESPONSE
 103 /**
 104  * Returns a human-readable response phrase for the specified CoAP
 105  * response @p code. This function returns @c NULL if not found.
 106  *
 107  * @param code The response code for which the literal phrase should
 108  * be retrieved.
 109  *
 110  * @return A zero-terminated string describing the error, or @c NULL
 111  * if not found.
 112  */
 113 char *coap_response_phrase(unsigned char code);
 114
 115 #define COAP_ERROR_PHRASE_LENGTH 32 /**< maximum length of error phrase */
 116
 117 #else
 118 #define coap_response_phrase(x) ((char *)NULL)
 119
 120 #define COAP_ERROR_PHRASE_LENGTH 0 /**< maximum length of error phrase */
 121 #endif /* SHORT_ERROR_RESPONSE */
 122
 123 /* The following definitions exist for backwards compatibility */
 124 #if 0 /* this does not exist any more */
 125 #define COAP_RESPONSE_100      40 /* 100 Continue */
 126 #endif
 127 #define COAP_RESPONSE_200      COAP_RESPONSE_CODE(200)  /* 2.00 OK */
 128 #define COAP_RESPONSE_201      COAP_RESPONSE_CODE(201)  /* 2.01 Created */
 129 #define COAP_RESPONSE_304      COAP_RESPONSE_CODE(203)  /* 2.03 Valid */
 130 #define COAP_RESPONSE_400      COAP_RESPONSE_CODE(400)  /* 4.00 Bad Request */
 131 #define COAP_RESPONSE_404      COAP_RESPONSE_CODE(404)  /* 4.04 Not Found */
 132 #define COAP_RESPONSE_405      COAP_RESPONSE_CODE(405)  /* 4.05 Method Not Allowed */
 133 #define COAP_RESPONSE_415      COAP_RESPONSE_CODE(415)  /* 4.15 Unsupported Media Type */
 134 #define COAP_RESPONSE_500      COAP_RESPONSE_CODE(500)  /* 5.00 Internal Server Error */
 135 #define COAP_RESPONSE_501      COAP_RESPONSE_CODE(501)  /* 5.01 Not Implemented */
 136 #define COAP_RESPONSE_503      COAP_RESPONSE_CODE(503)  /* 5.03 Service Unavailable */
 137 #define COAP_RESPONSE_504      COAP_RESPONSE_CODE(504)  /* 5.04 Gateway Timeout */
 138 #if 0  /* these response codes do not have a valid code any more */
 139 #  define COAP_RESPONSE_X_240    240   /* Token Option required by server */
 140 #  define COAP_RESPONSE_X_241    241   /* Uri-Authority Option required by server */
 141 #endif
 142 #define COAP_RESPONSE_X_242    COAP_RESPONSE_CODE(402)  /* Critical Option not supported */
 143
 144 /* CoAP media type encoding */
 145
 146 #define COAP_MEDIATYPE_TEXT_PLAIN                     0 /* text/plain (UTF-8) */
 147 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_LINK_FORMAT       40 /* application/link-format */
 148 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_XML               41 /* application/xml */
 149 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_OCTET_STREAM      42 /* application/octet-stream */
 150 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_RDF_XML           43 /* application/rdf+xml */
 151 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_EXI               47 /* application/exi  */
 152 #define COAP_MEDIATYPE_APPLICATION_JSON              50 /* application/json  */
 153
 154 /* Note that identifiers for registered media types are in the range 0-65535. We
 155  * use an unallocated type here and hope for the best. */
 156 #define COAP_MEDIATYPE_ANY                         0xff /* any media type */
 157
 158 /* CoAP transaction id */
 159 /*typedef unsigned short coap_tid_t; */
 160 typedef int coap_tid_t;
 161 #define COAP_INVALID_TID -1
 162
 163 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 164 typedef struct
 165 {
 166     unsigned int version:2; /* protocol version */
 167     unsigned int type:2; /* type flag */
 168     unsigned int token_length:4; /* length of Token */
 169     unsigned int code:8; /* request method (value 1--10) or response code (value 40-255) */
 170     unsigned short id; /* message id */
 171     unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
 172 }coap_hdr_t;
 173 #else
 174 typedef struct
 175 {
 176     unsigned int token_length :4; /* length of Token */
 177     unsigned int type :2; /* type flag */
 178     unsigned int version :2; /* protocol version */
 179     unsigned int code :8; /* request method (value 1--10) or response code (value 40-255) */
 180     unsigned short id; /* transaction id (network byte order!) */
 181     unsigned char token[]; /* the actual token, if any */
 182 } coap_hdr_t;
 183 #endif
 184
 185 #define COAP_MESSAGE_IS_EMPTY(MSG)    ((MSG)->code == 0)
 186 #define COAP_MESSAGE_IS_REQUEST(MSG)  (!COAP_MESSAGE_IS_EMPTY(MSG)  \
 187                        && ((MSG)->code < 32))
 188 #define COAP_MESSAGE_IS_RESPONSE(MSG) ((MSG)->code >= 64 && (MSG)->code <= 191)
 189
 190 #define COAP_OPT_LONG 0x0F  /* OC == 0b1111 indicates that the option list in a
 191                  * CoAP message is limited by 0b11110000 marker */
 192
 193 #define COAP_OPT_END 0xF0   /* end marker */
 194
 195 #define COAP_PAYLOAD_START 0xFF /* payload marker */
 196
 197 /**
 198  * Structures for more convenient handling of options. (To be used with ordered
 199  * coap_list_t.) The option's data will be added to the end of the coap_option
 200  * structure (see macro COAP_OPTION_DATA).
 201  */
 202 typedef struct
 203 {
 204     unsigned short key; /* the option key (no delta coding) */
 205     unsigned int length;
 206 } coap_option;
 207
 208 #define COAP_OPTION_KEY(option) (option).key
 209 #define COAP_OPTION_LENGTH(option) (option).length
 210 #define COAP_OPTION_DATA(option) ((unsigned char *)&(option) + sizeof(coap_option))
 211
 212 /** Header structure for CoAP PDUs */
 213
 214 typedef struct
 215 {
 216     size_t max_size; /**< allocated storage for options and data */
 217
 218     coap_hdr_t *hdr;
 219     unsigned short max_delta; /**< highest option number */
 220     unsigned short length; /**< PDU length (including header, options, data)  */
 221     unsigned char *data; /**< payload */
 222
 223 #ifdef WITH_LWIP
 224     struct pbuf
 225             *pbuf; /**< lwIP PBUF. The allocated coap_pdu_t will always reside inside the pbuf's payload, but the pointer has to be kept because no exact offset can be given. This field must not be accessed from outside, because the pbuf's reference count is checked to be 1 when the pbuf is assigned to the pdu, and the pbuf stays exclusive to this pdu. */
 226 #endif
 227
 228 } coap_pdu_t;
 229
 230 /** Options in coap_pdu_t are accessed with the macro COAP_OPTION. */
 231 #define COAP_OPTION(node) ((coap_option *)(node)->options)
 232
 233 #ifdef WITH_LWIP
 234 /**
 235  * Creates a CoAP PDU from an lwIP @p pbuf, whose reference is passed on to
 236  * this function.
 237  *
 238  * The pbuf is checked for being contiguous, for having enough head space for
 239  * the PDU struct (which is located directly in front of the data, overwriting
 240  * the old other headers), and for having only one reference. The reference is
 241  * stored in the PDU and will be freed when the PDU is freed.
 242  *
 243  * (For now, these are errors; in future, a new pbuf might be allocated, the
 244  * data copied and the passed pbuf freed).
 245  *
 246  * This behaves like coap_pdu_init(0, 0, 0, pbuf->tot_len), and afterwards
 247  * copying the contents of the pbuf to the pdu.
 248  *
 249  * @return A pointer to the new PDU object or @c NULL on error.
 250  */
 251 coap_pdu_t * coap_pdu_from_pbuf(struct pbuf *pbuf);
 252 #endif
 253
 254 /**
 255  * Creates a new CoAP PDU of given @p size (must be large enough to hold the
 256  * basic CoAP message header (coap_hdr_t). The function returns a pointer to
 257  * the node coap_pdu_t object on success, or @c NULL on error. The storage
 258  * allocated for the result must be released with coap_delete_pdu().
 259  *
 260  * @param type The type of the PDU (one of COAP_MESSAGE_CON,
 261  *             COAP_MESSAGE_NON, COAP_MESSAGE_ACK, COAP_MESSAGE_RST).
 262  * @param code The message code.
 263  * @param id   The message id to set or COAP_INVALID_TID if unknown.
 264  * @param size The number of bytes to allocate for the actual message.
 265  *
 266  * @return A pointer to the new PDU object or @c NULL on error.
 267  */
 268 coap_pdu_t *
 269 coap_pdu_init(unsigned char type, unsigned char code, unsigned short id, size_t size);
 270
 271 /**
 272  * Clears any contents from @p pdu and resets @c version field, @c
 273  * length and @c data pointers. @c max_size is set to @p size, any
 274  * other field is set to @c 0. Note that @p pdu must be a valid
 275  * pointer to a coap_pdu_t object created e.g. by coap_pdu_init().
 276  */
 277 void coap_pdu_clear(coap_pdu_t *pdu, size_t size);
 278
 279 /**
 280  * Creates a new CoAP PDU. The object is created on the heap and must be released
 281  * using coap_delete_pdu();
 282  *
 283  * @deprecated This function allocates the maximum storage for each
 284  * PDU. Use coap_pdu_init() instead.
 285  */
 286 coap_pdu_t *coap_new_pdu();
 287
 288 void coap_delete_pdu(coap_pdu_t *);
 289
 290 /**
 291  * Parses @p data into the CoAP PDU structure given in @p result. This
 292  * function returns @c 0 on error or a number greater than zero on
 293  * success.
 294  *
 295  * @param data   The raw data to parse as CoAP PDU
 296  * @param length The actual size of @p data
 297  * @param result The PDU structure to fill. Note that the structure must
 298  *               provide space for at least @p length bytes to hold the
 299  *               entire CoAP PDU.
 300  * @return A value greater than zero on success or @c 0 on error.
 301  */
 302 int coap_pdu_parse(unsigned char *data, size_t length, coap_pdu_t *result);
 303
 304 /**
 305  * Adds token of length @p len to @p pdu. Adding the token destroys
 306  * any following contents of the pdu. Hence options and data must be
 307  * added after coap_add_token() has been called. In @p pdu, length is
 308  * set to @p len + @c 4, and max_delta is set to @c 0.  This funtion
 309  * returns @c 0 on error or a value greater than zero on success.
 310  *
 311  * @param pdu  The PDU where the token is to be added.
 312  * @param len  The length of the new token.
 313  * @param data The token to add.
 314  * @return A value greater than zero on success, or @c 0 on error.
 315  */
 316 int coap_add_token(coap_pdu_t *pdu, size_t len, const unsigned char *data);
 317
 318 /**
 319  * Adds option of given type to pdu that is passed as first
 320  * parameter. coap_add_option() destroys the PDU's data, so
 321  * coap_add_data() must be called after all options have been added.
 322  * As coap_add_token() destroys the options following the token,
 323  * the token must be added before coap_add_option() is called.
 324  * This function returns the number of bytes written or @c 0 on error.
 325  */
 326 size_t coap_add_option(coap_pdu_t *pdu, unsigned short type, unsigned int len,
 327         const unsigned char *data);
 328
 329 /**
 330  * Adds option of given type to pdu that is passed as first
 331  * parameter, but does not write a value. It works like coap_add_option with
 332  * respect to calling sequence (i.e. after token and before data).
 333  * This function returns a memory address to which the option data has to be
 334  * written before the PDU can be sent, or @c NULL on error.
 335  */
 336 unsigned char *coap_add_option_later(coap_pdu_t *pdu, unsigned short type, unsigned int len);
 337
 338 /**
 339  * Adds given data to the pdu that is passed as first parameter. Note
 340  * that the PDU's data is destroyed by coap_add_option(). coap_add_data()
 341  * must be called only once per PDU, otherwise the result is undefined.
 342  */
 343 int coap_add_data(coap_pdu_t *pdu, unsigned int len, const unsigned char *data);
 344
 345 /**
 346  * Retrieves the length and data pointer of specified PDU. Returns 0 on error
 347  * or 1 if *len and *data have correct values. Note that these values are
 348  * destroyed with the pdu.
 349  */
 350 int coap_get_data(const coap_pdu_t *pdu, size_t *len, unsigned char **data);
 351
 352 #endif /* _PDU_H_ */