geekos/src/geekos/socket.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, Lei Xia <xiaxlei@gmail.com>
  12  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  13  * All rights reserved.
  14  *
  15  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  16  * Author: Lei Xia <xiaxlei@gmail.com>
  17  *
  18  * This is free software.  You are permitted to use,
  19  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  20  */
  21
  22 #include <geekos/socket.h>
  23 #include <geekos/malloc.h>
  24 #include <geekos/ne2k.h>
  25
  26 #ifdef UIP
  27
  28 #include <uip/uip.h>
  29 #include <uip/uip_arp.h>
  30
  31 #include <geekos/vmm_stubs.h>
  32 #include <geekos/debug.h>
  33 #include <geekos/timer.h>
  34
  35 #define BUF ((struct uip_eth_hdr *)&uip_buf[0])
  36
  37 #define MAX_SOCKS 1024
  38 #define BUF_SIZE 1000
  39
  40 struct socket sockets[MAX_SOCKS];
  41
  42 void socket_appcall(void);
  43 #ifndef UIP_APPCALL
  44 #define UIP_APPCALL socket_appcall
  45 #endif /* UIP_APPCALL */
  46
  47
  48 static int Packet_Received(struct NE2K_Packet_Info* info, uchar_t *pkt);
  49 static void periodic_caller(int timer_id, void * arg);
  50
  51 void init_socket_layer() {
  52
  53    int i = 0;
  54    bool iflag;
  55
  56
  57    for (i = 0; i < MAX_SOCKS; i++) {
  58       sockets[i].in_use = 0;
  59       sockets[i].send_buf = NULL;
  60       sockets[i].recv_buf = NULL;
  61       sockets[i].state = CLOSED;
  62    }
  63
  64     //initiate uIP
  65     uip_init();
  66     uip_arp_init();
  67
  68     //setup device driver
  69     Init_Ne2k(&Packet_Received);
  70
  71     iflag = Begin_Int_Atomic();
  72     Start_Timer(2, periodic_caller, NULL);
  73     End_Int_Atomic(iflag);
  74 }
  75
  76 void set_ip_addr(uchar_t addr[4]) {
  77   uip_ipaddr_t ipaddr;
  78   uip_ipaddr(ipaddr, addr[0], addr[1], addr[2], addr[3]);  /* Local IP address */
  79   uip_sethostaddr(ipaddr);
  80 }
  81
  82 static int allocate_socket_fd() {
  83   int i = 0;
  84
  85   for (i = 0; i < MAX_SOCKS; i++) {
  86     if (sockets[i].in_use == 0) {
  87       sockets[i].in_use = 1;
  88       sockets[i].send_buf = create_ring_buffer(BUF_SIZE);
  89       if (sockets[i].send_buf == NULL)
  90                 return -1;
  91       sockets[i].recv_buf = create_ring_buffer(BUF_SIZE);
  92       if (sockets[i].recv_buf == NULL){
  93                 free_ring_buffer(sockets[i].send_buf);
  94                 return -1;
  95       }
  96       return i;
  97     }
  98   }
  99
 100   return -1;
 101 }
 102
 103 static int release_socket_fd(int sockfd){
 104        if (sockfd >= 0 && sockfd < MAX_SOCKS){
 105                 sockets[sockfd].in_use = 0;
 106                 free_ring_buffer(sockets[sockfd].send_buf);
 107                 free_ring_buffer(sockets[sockfd].recv_buf);
 108                 sockets[sockfd].send_buf = NULL;
 109                 sockets[sockfd].recv_buf = NULL;
 110                 sockets[sockfd].state = CLOSED;
 111        }
 112
 113         return 0;
 114 }
 115
 116
 117 struct socket * get_socket_from_fd(int fd) {
 118   return &(sockets[fd]);
 119 }
 120
 121
 122 static void periodic_caller(int timer_id, void * arg) {
 123   int i;
 124   //handle the periodic calls of uIP
 125
 126   //PrintBoth("Timer CALLBACK handler\n");
 127
 128   for(i = 0; i < UIP_CONNS; ++i) {
 129     uip_periodic(i);
 130     if(uip_len > 0) {
 131       //devicedriver_send();
 132       PrintBoth("Sending Packet\n");
 133       NE2K_Transmit(uip_len);
 134     }
 135   }
 136   for(i = 0; i < UIP_UDP_CONNS; i++) {
 137     uip_udp_periodic(i);
 138     if(uip_len > 0) {
 139     //devicedriver_send();
 140       NE2K_Transmit(uip_len);
 141     }
 142   }
 143 }
 144
 145
 146 int connect(const uchar_t ip_addr[4], ushort_t port) {
 147   int sockfd = -1;
 148   sockfd = allocate_socket_fd();
 149   static uip_ipaddr_t ipaddr;
 150
 151   if (sockfd == -1) {
 152     return -1;
 153   }
 154
 155   uip_ipaddr(&ipaddr, ip_addr[0], ip_addr[1], ip_addr[2], ip_addr[3]);
 156
 157   sockets[sockfd].con = uip_connect(&ipaddr, htons(port));
 158
 159
 160   if (sockets[sockfd].con == NULL){
 161     release_socket_fd(sockfd);
 162     return -1;
 163   }
 164
 165
 166   PrintBoth("Connection start\n");
 167   Wait(&(sockets[sockfd].recv_wait_queue));
 168
 169
 170   PrintBoth("Connected\n");
 171
 172
 173
 174
 175   return sockfd;
 176 }
 177
 178 int recv(int sockfd, void * buf, uint_t len){
 179   uint_t recvlen;
 180
 181   struct socket *sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 182
 183
 184   // here we need some lock mechnism, just disable interrupt may not work properly because recv() will be run as a kernel thread
 185 buf_read:
 186   recvlen = rb_read(sock->recv_buf, buf, len);
 187
 188   if (recvlen == 0){
 189         Wait(&(sock->recv_wait_queue));
 190         goto buf_read;
 191   }
 192
 193   return recvlen;
 194 }
 195
 196
 197
 198 // a series of utilities to handle conncetion states
 199 static void connected(int sockfd) {
 200   struct socket * sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 201
 202   PrintBoth("Connected Interrupt\n");
 203
 204   sock->state = ESTABLISHED;
 205
 206   Wake_Up(&(sock->recv_wait_queue));
 207 }
 208
 209 static void closed(int sockfd){
 210
 211 }
 212
 213 static void acked(int sockfd){
 214
 215 }
 216
 217 static void newdata(int sockfd){
 218   uint_t len;
 219   char *dataptr;
 220   uint_t wrlen;
 221   struct socket *sock;
 222
 223   len = uip_datalen();
 224   dataptr = (char *)uip_appdata;
 225
 226   if (len == 0)
 227         return;
 228
 229   sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 230
 231   wrlen = rb_write(sock->recv_buf, dataptr, len);
 232
 233   if (wrlen < len){ //write error, what should I do?
 234         return;
 235   }
 236
 237   Wake_Up(&(sock->recv_wait_queue));
 238
 239   return;
 240
 241 }
 242
 243 // not finished yet
 244 static void send_to_driver(int sockfd) {
 245
 246   PrintBoth("Sending data to driver\n");
 247
 248 }
 249
 250
 251
 252 int send(int sockfd, void * buf, uint_t len) {
 253   struct socket * sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 254   //int mss = uip_mss();
 255   //int pending_bytes = rb_data_len(sock->send_buf);
 256   //int len = (mss < pending_bytes) ? mss: pending_bytes;
 257   int bytes_read = 0;
 258   uchar_t * send_buf = uip_appdata;
 259
 260   bytes_read = rb_peek(sock->send_buf, send_buf, len);
 261
 262   if (bytes_read == 0) {
 263     // no packet for send
 264     return -1;
 265   }
 266
 267   uip_send(send_buf, len);
 268
 269   return len;
 270 }
 271
 272
 273
 274 //get the socket id by the local tcp port
 275 static int get_socket_from_port(ushort_t lport) {
 276   int i;
 277
 278
 279   for (i = 0; i < MAX_SOCKS; i++){
 280     if (sockets[i].con->lport == lport) {
 281       return i;
 282     }
 283   }
 284
 285   return -1;
 286 }
 287
 288
 289
 290 void socket_appcall(void) {
 291
 292   int sockfd;
 293
 294   sockfd = get_socket_from_port(uip_conn->lport);
 295
 296   PrintBoth("Appcall\n");
 297
 298
 299   if (sockfd == -1) {
 300     return;
 301   }
 302
 303   if (uip_connected()) {
 304     connected(sockfd);
 305
 306   }
 307
 308   if (uip_closed() ||uip_aborted() ||uip_timedout()) {
 309      closed(sockfd);
 310      return;
 311   }
 312
 313   if (uip_acked()) {
 314      acked(sockfd);
 315   }
 316
 317   if (uip_newdata()) {
 318      newdata(sockfd);
 319   }
 320
 321   if (uip_rexmit() ||
 322       uip_newdata() ||
 323       uip_acked() ||
 324       uip_connected() ||
 325       uip_poll()) {
 326     send_to_driver(sockfd);
 327   }
 328 }
 329
 330
 331
 332
 333 static int Packet_Received(struct NE2K_Packet_Info * info, uchar_t * pkt) {
 334   //int i;
 335   uip_len = info->size;
 336
 337   //  for (i = 0; i < info->size; i++) {
 338   //  uip_buf[i] = *(pkt + i);
 339   //}
 340
 341   PrintBoth("Packet REceived\n");
 342
 343   memcpy(uip_buf, pkt, uip_len);
 344
 345
 346   Free(pkt);
 347
 348   if (BUF->type == htons(UIP_ETHTYPE_ARP)) {
 349     PrintBoth("ARP PACKET\n");
 350
 351     uip_arp_arpin();
 352
 353
 354     if (uip_len > 0) {
 355       PrintBoth("Transmitting\n");
 356       NE2K_Transmit(uip_len);
 357     }
 358
 359
 360   } else {
 361     PrintBoth("Data PACKET\n");
 362     uip_arp_ipin();
 363     uip_input();
 364
 365
 366     if (uip_len > 0) {
 367       PrintBoth("Transmitting\n");
 368       uip_arp_out();
 369       NE2K_Transmit(uip_len);
 370     }
 371
 372   }
 373
 374   return 0;
 375 }
 376
 377
 378 #endif  /* UIP */