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 #include <uip/uip.h>
  26 #include <uip/uip_arp.h>
  27 #include <geekos/vmm_stubs.h>
  28 #include <geekos/debug.h>
  29 #include <geekos/timer.h>
  30
  31
  32 #define BUF ((struct uip_eth_hdr *)&uip_buf[0])
  33
  34 #define MAX_SOCKS 1024
  35 #define BUF_SIZE 1000
  36
  37 struct socket sockets[MAX_SOCKS];
  38
  39 void socket_appcall(void);
  40 #ifndef UIP_APPCALL
  41 #define UIP_APPCALL socket_appcall
  42 #endif /* UIP_APPCALL */
  43
  44
  45
  46
  47 static int Packet_Received(struct NE2K_Packet_Info* info, uchar_t *pkt);
  48 static void periodic_caller(int timer_id, void * arg);
  49
  50 void init_socket_layer() {
  51    int i = 0;
  52    bool iflag;
  53
  54
  55    for (i = 0; i < MAX_SOCKS; i++) {
  56       sockets[i].in_use = 0;
  57       sockets[i].send_buf = NULL;
  58       sockets[i].recv_buf = NULL;
  59       sockets[i].state = CLOSED;
  60    }
  61
  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
  77
  78
  79
  80 void set_ip_addr(uchar_t addr[4]) {
  81   uip_ipaddr_t ipaddr;
  82   uip_ipaddr(ipaddr, addr[0], addr[1], addr[2], addr[3]);  /* Local IP address */
  83   uip_sethostaddr(ipaddr);
  84 }
  85
  86
  87 static int allocate_socket_fd() {
  88   int i = 0;
  89
  90   for (i = 0; i < MAX_SOCKS; i++) {
  91     if (sockets[i].in_use == 0) {
  92       sockets[i].in_use = 1;
  93       sockets[i].send_buf = create_ring_buffer(BUF_SIZE);
  94       if (sockets[i].send_buf == NULL)
  95                 return -1;
  96       sockets[i].recv_buf = create_ring_buffer(BUF_SIZE);
  97       if (sockets[i].recv_buf == NULL){
  98                 free_ring_buffer(sockets[i].send_buf);
  99                 return -1;
 100       }
 101       return i;
 102     }
 103   }
 104
 105   return -1;
 106 }
 107
 108 static int release_socket_fd(int sockfd){
 109        if (sockfd >= 0 && sockfd < MAX_SOCKS){
 110                 sockets[sockfd].in_use = 0;
 111                 free_ring_buffer(sockets[sockfd].send_buf);
 112                 free_ring_buffer(sockets[sockfd].recv_buf);
 113                 sockets[sockfd].send_buf = NULL;
 114                 sockets[sockfd].recv_buf = NULL;
 115                 sockets[sockfd].state = CLOSED;
 116        }
 117
 118         return 0;
 119 }
 120
 121
 122 struct socket * get_socket_from_fd(int fd) {
 123   return &(sockets[fd]);
 124 }
 125
 126
 127
 128 static void periodic_caller(int timer_id, void * arg) {
 129   int i;
 130   //handle the periodic calls of uIP
 131
 132   //PrintBoth("Timer CALLBACK handler\n");
 133
 134   for(i = 0; i < UIP_CONNS; ++i) {
 135     uip_periodic(i);
 136     if(uip_len > 0) {
 137       //devicedriver_send();
 138       PrintBoth("Sending Packet\n");
 139       NE2K_Transmit(uip_len);
 140     }
 141   }
 142   for(i = 0; i < UIP_UDP_CONNS; i++) {
 143     uip_udp_periodic(i);
 144     if(uip_len > 0) {
 145     //devicedriver_send();
 146       NE2K_Transmit(uip_len);
 147     }
 148   }
 149 }
 150
 151
 152 int connect(const uchar_t ip_addr[4], ushort_t port) {
 153   int sockfd = -1;
 154   sockfd = allocate_socket_fd();
 155   static uip_ipaddr_t ipaddr;
 156
 157   if (sockfd == -1) {
 158     return -1;
 159   }
 160
 161   uip_ipaddr(&ipaddr, ip_addr[0], ip_addr[1], ip_addr[2], ip_addr[3]);
 162
 163   sockets[sockfd].con = uip_connect(&ipaddr, htons(port));
 164
 165
 166   if (sockets[sockfd].con == NULL){
 167     release_socket_fd(sockfd);
 168     return -1;
 169   }
 170
 171
 172   PrintBoth("Connection start\n");
 173   Wait(&(sockets[sockfd].recv_wait_queue));
 174
 175
 176   PrintBoth("Connected\n");
 177
 178
 179
 180
 181   return sockfd;
 182 }
 183
 184 int recv(int sockfd, void * buf, uint_t len){
 185   uint_t recvlen;
 186
 187   struct socket *sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 188
 189
 190   // here we need some lock mechnism, just disable interrupt may not work properly because recv() will be run as a kernel thread
 191 buf_read:
 192   recvlen = rb_read(sock->recv_buf, buf, len);
 193
 194   if (recvlen == 0){
 195         Wait(&(sock->recv_wait_queue));
 196         goto buf_read;
 197   }
 198
 199   return recvlen;
 200 }
 201
 202
 203
 204 // a series of utilities to handle conncetion states
 205 static void connected(int sockfd) {
 206   struct socket * sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 207
 208   PrintBoth("Connected Interrupt\n");
 209
 210   sock->state = ESTABLISHED;
 211
 212   Wake_Up(&(sock->recv_wait_queue));
 213 }
 214
 215 static void closed(int sockfd){
 216
 217 }
 218
 219 static void acked(int sockfd){
 220
 221 }
 222
 223 static void newdata(int sockfd){
 224   uint_t len;
 225   char *dataptr;
 226   uint_t wrlen;
 227   struct socket *sock;
 228
 229   len = uip_datalen();
 230   dataptr = (char *)uip_appdata;
 231
 232   if (len == 0)
 233         return;
 234
 235   sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 236
 237   wrlen = rb_write(sock->recv_buf, dataptr, len);
 238
 239   if (wrlen < len){ //write error, what should I do?
 240         return;
 241   }
 242
 243   Wake_Up(&(sock->recv_wait_queue));
 244
 245   return;
 246
 247 }
 248
 249 // not finished yet
 250 static void send_to_driver(int sockfd) {
 251
 252   PrintBoth("Sending data to driver\n");
 253
 254 }
 255
 256
 257
 258 int send(int sockfd, void * buf, uint_t len) {
 259   struct socket * sock = get_socket_from_fd(sockfd);
 260   //int mss = uip_mss();
 261   //int pending_bytes = rb_data_len(sock->send_buf);
 262   //int len = (mss < pending_bytes) ? mss: pending_bytes;
 263   int bytes_read = 0;
 264   uchar_t * send_buf = uip_appdata;
 265
 266   bytes_read = rb_peek(sock->send_buf, send_buf, len);
 267
 268   if (bytes_read == 0) {
 269     // no packet for send
 270     return -1;
 271   }
 272
 273   uip_send(send_buf, len);
 274
 275   return len;
 276 }
 277
 278
 279
 280 //get the socket id by the local tcp port
 281 static int get_socket_from_port(ushort_t lport) {
 282   int i;
 283
 284
 285   for (i = 0; i < MAX_SOCKS; i++){
 286     if (sockets[i].con->lport == lport) {
 287       return i;
 288     }
 289   }
 290
 291   return -1;
 292 }
 293
 294
 295
 296 void socket_appcall(void) {
 297
 298   int sockfd;
 299
 300   sockfd = get_socket_from_port(uip_conn->lport);
 301
 302   PrintBoth("Appcall\n");
 303
 304
 305   if (sockfd == -1) {
 306     return;
 307   }
 308
 309   if (uip_connected()) {
 310     connected(sockfd);
 311
 312   }
 313
 314   if (uip_closed() ||uip_aborted() ||uip_timedout()) {
 315      closed(sockfd);
 316      return;
 317   }
 318
 319   if (uip_acked()) {
 320      acked(sockfd);
 321   }
 322
 323   if (uip_newdata()) {
 324      newdata(sockfd);
 325   }
 326
 327   if (uip_rexmit() ||
 328       uip_newdata() ||
 329       uip_acked() ||
 330       uip_connected() ||
 331       uip_poll()) {
 332     send_to_driver(sockfd);
 333   }
 334 }
 335
 336
 337
 338
 339 static int Packet_Received(struct NE2K_Packet_Info * info, uchar_t * pkt) {
 340   //int i;
 341   uip_len = info->size;
 342
 343   //  for (i = 0; i < info->size; i++) {
 344   //  uip_buf[i] = *(pkt + i);
 345   //}
 346
 347   PrintBoth("Packet REceived\n");
 348
 349   memcpy(uip_buf, pkt, uip_len);
 350
 351
 352   Free(pkt);
 353
 354   if (BUF->type == htons(UIP_ETHTYPE_ARP)) {
 355     PrintBoth("ARP PACKET\n");
 356
 357     uip_arp_arpin();
 358
 359
 360     if (uip_len > 0) {
 361       PrintBoth("Transmitting\n");
 362       NE2K_Transmit(uip_len);
 363     }
 364
 365
 366   } else {
 367     PrintBoth("Data PACKET\n");
 368     uip_arp_ipin();
 369     uip_input();
 370
 371
 372     if (uip_len > 0) {
 373       PrintBoth("Transmitting\n");
 374       uip_arp_out();
 375       NE2K_Transmit(uip_len);
 376     }
 377
 378   }
 379
 380   return 0;
 381 }