linux_module/iface-packet.c

   1 /*
   2  * Palacios Raw Packet Interface Implementation
   3  * (c) Lei Xia  2010
   4  */
   5
   6 #include <asm/uaccess.h>
   7 #include <linux/inet.h>
   8 #include <linux/kthread.h>
   9 #include <linux/netdevice.h>
  10 #include <linux/ip.h>
  11 #include <linux/in.h>
  12 #include <linux/string.h>
  13 #include <linux/preempt.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/if_packet.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <asm/msr.h>
  18
  19 #include <interfaces/vmm_packet.h>
  20 #include <palacios/vmm_ethernet.h>
  21
  22 #include "palacios.h"
  23 #include "util-hashtable.h"
  24 #include "linux-exts.h"
  25 #include "vm.h"
  26
  27
  28 /* there is one for each host nic */
  29 struct raw_interface {
  30     char eth_dev[126];  /* host nic name "eth0" ... */
  31
  32     struct socket * raw_sock;
  33     uint8_t inited;
  34
  35     struct list_head brdcast_recvers;
  36     struct hashtable * mac_to_recver;
  37
  38     struct task_struct * recv_thread;
  39
  40     struct list_head node;
  41 };
  42
  43 struct palacios_packet_state{
  44     spinlock_t lock;
  45
  46     struct list_head open_interfaces;
  47 };
  48
  49 struct palacios_packet_state packet_state;
  50
  51 static inline uint_t hash_fn(addr_t hdr_ptr) {
  52     uint8_t * hdr_buf = (uint8_t *)hdr_ptr;
  53
  54     return palacios_hash_buffer(hdr_buf, ETH_ALEN);
  55 }
  56
  57 static inline int hash_eq(addr_t key1, addr_t key2) {
  58     return (memcmp((uint8_t *)key1, (uint8_t *)key2, ETH_ALEN) == 0);
  59 }
  60
  61
  62 static int
  63 recv_pkt(struct socket * raw_sock, unsigned char * pkt, unsigned int len) {
  64     struct msghdr msg;
  65     struct iovec iov;
  66     mm_segment_t oldfs;
  67     unsigned int size = 0;
  68
  69     if (raw_sock == NULL) {
  70         return -1;
  71     }
  72
  73     iov.iov_base = pkt;
  74     iov.iov_len = len;
  75
  76     msg.msg_flags = 0;
  77     msg.msg_name = NULL;
  78     msg.msg_namelen = 0;
  79     msg.msg_control = NULL;
  80     msg.msg_controllen = 0;
  81     msg.msg_iov = &iov;
  82     msg.msg_iovlen = 1;
  83     msg.msg_control = NULL;
  84
  85     oldfs = get_fs();
  86     set_fs(KERNEL_DS);
  87     size = sock_recvmsg(raw_sock, &msg, len, msg.msg_flags);
  88     set_fs(oldfs);
  89
  90     return size;
  91 }
  92
  93
  94 static int
  95 init_socket(struct raw_interface * iface, const char * eth_dev){
  96     int err;
  97     struct sockaddr_ll sock_addr;
  98     struct net_device * net_dev;
  99
 100     err = sock_create(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL), &(iface->raw_sock));
 101     if (err < 0) {
 102         printk(KERN_WARNING "Could not create a PF_PACKET Socket, err %d\n", err);
 103         return -1;
 104     }
 105
 106     net_dev = dev_get_by_name(&init_net, eth_dev);
 107     if(net_dev == NULL) {
 108         printk(KERN_WARNING "Palacios Packet: Unable to get index for device %s\n", eth_dev);
 109         sock_release(iface->raw_sock);
 110         return -1;
 111     }
 112
 113     memset(&sock_addr, 0, sizeof(sock_addr));
 114     sock_addr.sll_family = PF_PACKET;
 115     sock_addr.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
 116     sock_addr.sll_ifindex = net_dev->ifindex;
 117
 118     err = iface->raw_sock->ops->bind(iface->raw_sock,
 119                                      (struct sockaddr *)&sock_addr,
 120                                      sizeof(sock_addr));
 121
 122     if (err < 0){
 123         printk(KERN_WARNING "Error binding raw packet to device %s, %d\n", eth_dev, err);
 124         sock_release(iface->raw_sock);
 125
 126         return -1;
 127     }
 128
 129     printk(KERN_INFO "Bind a palacios raw packet interface to device %s, device index %d\n",
 130            eth_dev, net_dev->ifindex);
 131
 132     return 0;
 133 }
 134
 135
 136 static inline int
 137 is_multicast_ethaddr(const unsigned char * addr)
 138 {
 139     return (0x01 & addr[0]);
 140 }
 141
 142 static inline int
 143 is_broadcast_ethaddr(const unsigned char * addr)
 144 {
 145     unsigned char ret = 0xff;
 146     int i;
 147
 148     for(i=0; i<ETH_ALEN; i++) {
 149         ret &= addr[i];
 150     }
 151
 152     return (ret == 0xff);
 153 }
 154
 155 static int packet_recv_thread( void * arg ) {
 156     unsigned char * pkt;
 157     int size;
 158     struct v3_packet * recver_state;
 159     struct raw_interface * iface = (struct raw_interface *)arg;
 160
 161     pkt = (unsigned char *)kmalloc(ETHERNET_PACKET_LEN, GFP_KERNEL);
 162
 163     printk("Palacios Raw Packet Bridge: Staring receiving on ethernet device %s\n",
 164            iface->eth_dev);
 165
 166     while (!kthread_should_stop()) {
 167         size = recv_pkt(iface->raw_sock, pkt, ETHERNET_PACKET_LEN);
 168
 169         if (size < 0) {
 170             printk(KERN_WARNING "Palacios raw packet receive error, Server terminated\n");
 171             break;
 172         }
 173
 174         if(is_broadcast_ethaddr(pkt)) {
 175             /* Broadcast */
 176
 177             list_for_each_entry(recver_state, &(iface->brdcast_recvers), node) {
 178                 recver_state->input(recver_state, pkt, size);
 179             }
 180
 181         } else if(is_multicast_ethaddr(pkt)) {
 182             /* MultiCast */
 183
 184         } else {
 185             recver_state = (struct v3_packet *)palacios_htable_search(iface->mac_to_recver,
 186                                                                       (addr_t)pkt);
 187             if(recver_state != NULL) {
 188                 recver_state->input(recver_state, pkt, size);
 189             }
 190         }
 191     }
 192
 193     return 0;
 194 }
 195
 196
 197 static int
 198 init_raw_interface(struct raw_interface * iface, const char * eth_dev){
 199
 200     memcpy(iface->eth_dev, eth_dev, V3_ETHINT_NAMELEN);
 201     if(init_socket(iface, eth_dev) !=0) {
 202         printk("packet: fails to initiate raw socket\n");
 203         return -1;
 204     }
 205
 206
 207     INIT_LIST_HEAD(&(iface->brdcast_recvers));
 208     iface->mac_to_recver = palacios_create_htable(0, &hash_fn, &hash_eq);
 209     iface->recv_thread = kthread_run(packet_recv_thread, (void *)iface, "bridge-recver");
 210
 211     iface->inited = 1;
 212
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 static void inline
 217 deinit_raw_interface(struct raw_interface * iface){
 218     struct v3_packet * recver_state;
 219
 220     kthread_stop(iface->recv_thread);
 221     sock_release(iface->raw_sock);
 222     palacios_free_htable(iface->mac_to_recver,  0,  0);
 223
 224     list_for_each_entry(recver_state, &(iface->brdcast_recvers), node) {
 225         kfree(recver_state);
 226     }
 227 }
 228
 229
 230 static inline struct raw_interface *
 231 find_interface(const char * eth_dev) {
 232     struct raw_interface * iface;
 233
 234     list_for_each_entry(iface, &(packet_state.open_interfaces), node) {
 235         if (strncmp(iface->eth_dev, eth_dev, V3_ETHINT_NAMELEN) == 0) {
 236             return iface;
 237         }
 238     }
 239
 240     return NULL;
 241 }
 242
 243
 244 static int
 245 palacios_packet_connect(struct v3_packet * packet,
 246                         const char * host_nic,
 247                         void * host_vm_data) {
 248     struct raw_interface * iface;
 249     unsigned long flags;
 250
 251     spin_lock_irqsave(&(packet_state.lock), flags);
 252
 253     iface = find_interface(host_nic);
 254     if(iface == NULL){
 255         iface = (struct raw_interface *)kmalloc(sizeof(struct raw_interface), GFP_ATOMIC);
 256         if (!iface) {
 257             printk("Palacios Packet Interface: Fails to allocate interface\n");
 258             return -1;
 259         }
 260         if(init_raw_interface(iface, host_nic) != 0) {
 261             printk("Palacios Packet Interface: Fails to initiate an raw interface on device %s\n", host_nic);
 262             kfree(iface);
 263             spin_unlock_irqrestore(&(packet_state.lock), flags);
 264
 265             return -1;
 266         }
 267
 268         list_add(&(iface->node), &(packet_state.open_interfaces));
 269     }
 270
 271     spin_unlock_irqrestore(&(packet_state.lock), flags);
 272
 273     packet->host_packet_data = iface;
 274
 275     list_add(&(packet->node), &(iface->brdcast_recvers));
 276     palacios_htable_insert(iface->mac_to_recver,
 277                            (addr_t)packet->dev_mac,
 278                            (addr_t)packet);
 279
 280     printk(KERN_INFO "Packet: Add Receiver MAC to ethernet device %s: %2x:%2x:%2x:%2x:%2x:%2x\n",
 281            iface->eth_dev,
 282            packet->dev_mac[0], packet->dev_mac[1],
 283            packet->dev_mac[2], packet->dev_mac[3],
 284            packet->dev_mac[4], packet->dev_mac[5]);
 285
 286     return 0;
 287 }
 288
 289 static int
 290 palacios_packet_send(struct v3_packet * packet,
 291                      unsigned char * pkt,
 292                      unsigned int len) {
 293     struct raw_interface * iface = (struct raw_interface *)packet->host_packet_data;
 294     struct msghdr msg;
 295     struct iovec iov;
 296     mm_segment_t oldfs;
 297     int size = 0;
 298
 299     if(iface->inited == 0 ||
 300        iface->raw_sock == NULL){
 301         printk("Palacios Packet Interface: Send fails due to inapproriate interface\n");
 302
 303         return -1;
 304     }
 305
 306     iov.iov_base = (void *)pkt;
 307     iov.iov_len = (__kernel_size_t)len;
 308
 309     msg.msg_iov = &iov;
 310     msg.msg_iovlen = 1;
 311     msg.msg_control = NULL;
 312     msg.msg_controllen = 0;
 313     msg.msg_name = NULL;
 314     msg.msg_namelen = 0;
 315     msg.msg_flags = 0;
 316
 317     oldfs = get_fs();
 318     set_fs(KERNEL_DS);
 319     size = sock_sendmsg(iface->raw_sock, &msg, len);
 320     set_fs(oldfs);
 321
 322     return size;
 323 }
 324
 325
 326 static void
 327 palacios_packet_close(struct v3_packet * packet) {
 328     struct raw_interface * iface = (struct raw_interface *)packet->host_packet_data;
 329
 330     list_del(&(packet->node));
 331     palacios_htable_remove(iface->mac_to_recver, (addr_t)(packet->dev_mac), 0);
 332
 333     packet->host_packet_data = NULL;
 334 }
 335
 336
 337 static struct v3_packet_hooks palacios_packet_hooks = {
 338     .connect = palacios_packet_connect,
 339     .send = palacios_packet_send,
 340     .close = palacios_packet_close,
 341 };
 342
 343 static int packet_init( void ) {
 344     V3_Init_Packet(&palacios_packet_hooks);
 345
 346     memset(&packet_state, 0, sizeof(struct palacios_packet_state));
 347     spin_lock_init(&(packet_state.lock));
 348     INIT_LIST_HEAD(&(packet_state.open_interfaces));
 349
 350     // REGISTER GLOBAL CONTROL to add interfaces...
 351
 352     return 0;
 353 }
 354
 355 static int packet_deinit( void ) {
 356     struct raw_interface * iface;
 357
 358     list_for_each_entry(iface, &(packet_state.open_interfaces), node) {
 359         deinit_raw_interface(iface);
 360         kfree(iface);
 361     }
 362
 363     return 0;
 364 }
 365
 366 static struct linux_ext pkt_ext = {
 367     .name = "PACKET_INTERFACE",
 368     .init = packet_init,
 369     .deinit = packet_deinit,
 370     .guest_init = NULL,
 371     .guest_deinit = NULL
 372 };
 373
 374
 375 register_extension(&pkt_ext);