linux_module/iface-stream.c

   1 /*
   2  * Stream Implementation
   3  * (c) Lei Xia  2010
   4  */
   5
   6
   7 #include <linux/errno.h>
   8 #include <linux/percpu.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/uaccess.h>
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/poll.h>
  13 #include <linux/anon_inodes.h>
  14 #include <linux/file.h>
  15
  16
  17 #define sint64_t int64_t
  18 #include <interfaces/vmm_stream.h>
  19 #include "linux-exts.h"
  20 #include "util-ringbuffer.h"
  21 #include "vm.h"
  22
  23
  24
  25 // This is probably overkill
  26 #define STREAM_RING_LEN 4096
  27 #define STREAM_NAME_LEN 128
  28
  29
  30
  31 static struct list_head global_streams;
  32
  33
  34
  35 struct stream_state {
  36     char name[STREAM_NAME_LEN];
  37
  38     struct ringbuf * out_ring;
  39
  40     int connected;
  41
  42     wait_queue_head_t user_poll_queue;
  43
  44     spinlock_t lock;
  45
  46     struct v3_guest * guest;
  47     struct list_head stream_node;
  48
  49     struct v3_stream * v3_stream;
  50 };
  51
  52
  53 // Currently just the list of open streams
  54 struct vm_global_streams {
  55     struct list_head open_streams;
  56 };
  57
  58
  59
  60
  61
  62 static struct stream_state * find_stream_by_name(struct v3_guest * guest, const char * name) {
  63     struct stream_state * stream = NULL;
  64     struct list_head * stream_list = NULL;
  65     struct vm_global_streams * vm_state = NULL;
  66
  67     if (guest == NULL) {
  68         stream_list = &global_streams;
  69     } else {
  70         vm_state = get_vm_ext_data(guest, "STREAM_INTERFACE");
  71
  72         if (vm_state == NULL) {
  73             ERROR("ERROR: Could not locate vm stream state for extension STREAM_INTERFACE\n");
  74             return NULL;
  75         }
  76
  77         stream_list = &(vm_state->open_streams);
  78     }
  79
  80     list_for_each_entry(stream,  stream_list, stream_node) {
  81         if (strncmp(stream->name, name, STREAM_NAME_LEN) == 0) {
  82             return stream;
  83         }
  84     }
  85
  86     return NULL;
  87 }
  88
  89
  90 // host->user nonblocking data flow
  91 static ssize_t stream_read(struct file * filp, char __user * buf, size_t size, loff_t * offset) {
  92   struct stream_state * stream = filp->private_data;
  93   ssize_t bytes_read = 0;
  94   unsigned long flags;
  95   char *kern_buf;
  96
  97
  98   kern_buf = palacios_alloc(size);
  99
 100   if (!kern_buf) {
 101     ERROR("Cannot allocate space for buffer\n");
 102     return -1;
 103   }
 104
 105   palacios_spinlock_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 106   bytes_read = ringbuf_read(stream->out_ring,kern_buf,size);
 107   palacios_spinlock_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 108
 109   if (bytes_read>0) {
 110     if (copy_to_user(buf, kern_buf, bytes_read)) {
 111       ERROR("Read Fault\n");
 112       palacios_free(kern_buf);
 113       return -EFAULT;
 114     } else {
 115       palacios_free(kern_buf);
 116       return bytes_read;
 117     }
 118   } else if (bytes_read==0) {
 119     // out of space
 120     palacios_free(kern_buf);
 121     return -EWOULDBLOCK;
 122   } else { // bytes_read<0
 123     ERROR("Read failed\n");
 124     palacios_free(kern_buf);
 125     return -EFAULT;
 126   }
 127 }
 128
 129
 130 static unsigned int
 131 stream_poll(struct file * filp, struct poll_table_struct * poll_tb) {
 132     struct stream_state * stream = filp->private_data;
 133     unsigned long flags;
 134     int data_avail = 0;
 135
 136     if (!stream) {
 137       return POLLERR;
 138     }
 139
 140     poll_wait(filp, &(stream->user_poll_queue), poll_tb);
 141
 142     palacios_spinlock_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 143     data_avail = ringbuf_data_len(stream->out_ring);
 144     palacios_spinlock_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 145
 146     if (data_avail > 0) {
 147         return POLLIN | POLLRDNORM;
 148     }
 149
 150     return 0;
 151
 152 }
 153
 154 //
 155 // Non-blocking user->Host->VM data flow
 156 //
 157 static ssize_t stream_write(struct file * filp, const char __user * buf, size_t size, loff_t * offset) {
 158     struct stream_state * stream = filp->private_data;
 159     char * kern_buf = NULL;
 160     ssize_t bytes_written = 0;
 161
 162     kern_buf = palacios_alloc(size);
 163
 164     if (!kern_buf) {
 165         ERROR("Cannot allocate buffer in stream interface\n");
 166         return -EFAULT;
 167     }
 168
 169     if (copy_from_user(kern_buf, buf, size)) {
 170         ERROR("Stream Write Failed\n");
 171         palacios_free(kern_buf);
 172         return -EFAULT;
 173     };
 174
 175     bytes_written = stream->v3_stream->input(stream->v3_stream, kern_buf, size);
 176
 177     // could end up with zero here
 178     if (bytes_written<0) {
 179       ERROR("Error on writing to stream\n");
 180       palacios_free(kern_buf);
 181       return -EFAULT;
 182     }
 183
 184     if (bytes_written==0) {
 185       // This is somewhat bogus, since
 186       // the FD is treated as non-blocking regardless
 187       palacios_free(kern_buf);
 188       return -EWOULDBLOCK;
 189     }
 190
 191     palacios_free(kern_buf);
 192     return bytes_written;
 193 }
 194
 195
 196 static int stream_release(struct inode * i, struct file * filp) {
 197     struct stream_state * stream = filp->private_data;
 198     unsigned long flags;
 199
 200     palacios_spinlock_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 201     stream->connected = 0;
 202     palacios_spinlock_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 203
 204
 205     return 0;
 206
 207 }
 208
 209 static struct file_operations stream_fops = {
 210     .read = stream_read,
 211     .write = stream_write,
 212     .release = stream_release,
 213     .poll = stream_poll,
 214 };
 215
 216
 217
 218 static void * palacios_stream_open(struct v3_stream * v3_stream, const char * name, void * private_data) {
 219     struct v3_guest * guest = (struct v3_guest *)private_data;
 220     struct stream_state * stream = NULL;
 221     struct vm_global_streams * vm_state = NULL;
 222
 223     if (guest != NULL) {
 224         vm_state = get_vm_ext_data(guest, "STREAM_INTERFACE");
 225
 226         if (vm_state == NULL) {
 227             ERROR("ERROR: Could not locate vm stream state for extension STREAM_INTERFACE\n");
 228             return NULL;
 229         }
 230     }
 231
 232     if (find_stream_by_name(guest, name) != NULL) {
 233         ERROR("Stream already exists\n");
 234         return NULL;
 235     }
 236
 237     stream = palacios_alloc(sizeof(struct stream_state));
 238     if (!stream) {
 239         ERROR("Unable to allocate stream\n");
 240         return NULL;
 241     }
 242     memset(stream, 0, sizeof(struct stream_state));
 243
 244     stream->out_ring = create_ringbuf(STREAM_RING_LEN);
 245     stream->v3_stream = v3_stream;
 246     stream->guest = guest;
 247     stream->connected = 0;
 248
 249     strncpy(stream->name, name, STREAM_NAME_LEN - 1);
 250
 251     init_waitqueue_head(&(stream->user_poll_queue));
 252     palacios_spinlock_init(&(stream->lock));
 253
 254     if (guest == NULL) {
 255         list_add(&(stream->stream_node), &(global_streams));
 256     } else {
 257         list_add(&(stream->stream_node), &(vm_state->open_streams));
 258     }
 259
 260     return stream;
 261 }
 262
 263
 264 //
 265 // Non-blocking VM->host data flow
 266 //
 267 static sint64_t palacios_stream_output(struct v3_stream * v3_stream, uint8_t * buf, sint64_t len) {
 268     struct stream_state * stream = (struct stream_state *)v3_stream->host_stream_data;
 269     sint64_t bytes_written = 0;
 270     unsigned long flags;
 271
 272
 273
 274     palacios_spinlock_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 275     bytes_written=ringbuf_write(stream->out_ring, buf, len);
 276     palacios_spinlock_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 277
 278     if (bytes_written<0) {
 279       // we ended in an error, so push back to VM
 280       return bytes_written;
 281     } else {
 282       // normal situation, tell it how much we handled
 283       wake_up_interruptible(&(stream->user_poll_queue));
 284       return bytes_written;
 285     }
 286
 287 }
 288
 289
 290 static void palacios_stream_close(struct v3_stream * v3_stream) {
 291     struct stream_state * stream = (struct stream_state *)v3_stream->host_stream_data;
 292
 293     free_ringbuf(stream->out_ring);
 294     list_del(&(stream->stream_node));
 295     palacios_spinlock_deinit(&(stream->lock));
 296     palacios_free(stream);
 297
 298 }
 299
 300 static struct v3_stream_hooks palacios_stream_hooks = {
 301     .open = palacios_stream_open,
 302     .output = palacios_stream_output,
 303     .close = palacios_stream_close,
 304 };
 305
 306
 307 static int stream_init( void ) {
 308     INIT_LIST_HEAD(&(global_streams));
 309     V3_Init_Stream(&palacios_stream_hooks);
 310
 311     return 0;
 312 }
 313
 314
 315 static int stream_deinit( void ) {
 316     struct stream_state * stream = NULL;
 317     struct stream_state * tmp = NULL;
 318
 319     list_for_each_entry_safe(stream, tmp, &(global_streams), stream_node) {
 320         free_ringbuf(stream->out_ring);
 321         list_del(&(stream->stream_node));
 322         palacios_free(stream);
 323     }
 324
 325     return 0;
 326 }
 327
 328
 329
 330
 331
 332 static int stream_connect(struct v3_guest * guest, unsigned int cmd, unsigned long arg, void * priv_data) {
 333     void __user * argp = (void __user *)arg;
 334     struct stream_state * stream = NULL;
 335     int stream_fd = 0;
 336     char name[STREAM_NAME_LEN];
 337     unsigned long flags = 0;
 338     int ret = -1;
 339
 340
 341     if (copy_from_user(name, argp, STREAM_NAME_LEN)) {
 342         ERROR("%s(%d): copy from user error...\n", __FILE__, __LINE__);
 343         return -EFAULT;
 344     }
 345
 346     stream = find_stream_by_name(guest, name);
 347
 348     if (stream == NULL) {
 349         ERROR("Could not find stream (%s)\n", name);
 350         return -EFAULT;
 351     }
 352
 353     palacios_spinlock_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 354     if (stream->connected == 0) {
 355         stream->connected = 1;
 356         ret = 1;
 357     }
 358     palacios_spinlock_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 359
 360
 361     if (ret == -1) {
 362         ERROR("Stream (%s) already connected\n", name);
 363         return -EFAULT;
 364     }
 365
 366
 367     stream_fd = anon_inode_getfd("v3-stream", &stream_fops, stream, O_RDWR);
 368
 369     if (stream_fd < 0) {
 370         ERROR("Error creating stream inode for (%s)\n", name);
 371         return stream_fd;
 372     }
 373
 374     INFO("Stream (%s) connected\n", name);
 375
 376     return stream_fd;
 377 }
 378
 379
 380 static int guest_stream_init(struct v3_guest * guest, void ** vm_data) {
 381     struct vm_global_streams * state = palacios_alloc(sizeof(struct vm_global_streams));
 382
 383     if (!state) {
 384         ERROR("Unable to allocate state in stream init\n");
 385         return -1;
 386     }
 387
 388     INIT_LIST_HEAD(&(state->open_streams));
 389     *vm_data = state;
 390
 391     add_guest_ctrl(guest, V3_VM_STREAM_CONNECT, stream_connect, state);
 392
 393     return 0;
 394 }
 395
 396
 397 static int guest_stream_deinit(struct v3_guest * guest, void * vm_data) {
 398     struct vm_global_streams * state = vm_data;
 399
 400     struct stream_state * stream = NULL;
 401     struct stream_state * tmp = NULL;
 402
 403     list_for_each_entry_safe(stream, tmp, &(global_streams), stream_node) {
 404         free_ringbuf(stream->out_ring);
 405         list_del(&(stream->stream_node));
 406         palacios_free(stream);
 407     }
 408
 409     palacios_free(state);
 410
 411     return 0;
 412 }
 413
 414
 415
 416 static struct linux_ext stream_ext = {
 417     .name = "STREAM_INTERFACE",
 418     .init = stream_init,
 419     .deinit = stream_deinit,
 420     .guest_init = guest_stream_init,
 421     .guest_deinit = guest_stream_deinit
 422 };
 423
 424
 425 register_extension(&stream_ext);