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 #include <interfaces/vmm_stream.h>
  18 #include "linux-exts.h"
  19 #include "util-ringbuffer.h"
  20 #include "vm.h"
  21 #include "iface-stream.h"
  22
  23
  24 // This is probably overkill
  25 #define STREAM_RING_LEN 4096
  26
  27
  28
  29
  30 static struct list_head global_streams;
  31
  32
  33
  34 struct stream_state {
  35     char name[STREAM_NAME_LEN];
  36
  37     struct ringbuf * out_ring;
  38
  39     int connected;
  40
  41     wait_queue_head_t intr_queue;
  42     spinlock_t lock;
  43
  44     struct v3_guest * guest;
  45     struct list_head stream_node;
  46
  47     struct v3_stream * v3_stream;
  48 };
  49
  50
  51 // Currently just the list of open streams
  52 struct vm_global_streams {
  53     struct list_head open_streams;
  54 };
  55
  56
  57
  58
  59
  60 static struct stream_state * find_stream_by_name(struct v3_guest * guest, const char * name) {
  61     struct stream_state * stream = NULL;
  62     struct list_head * stream_list = NULL;
  63     struct vm_global_streams * vm_state = NULL;
  64
  65     if (guest == NULL) {
  66         stream_list = &global_streams;
  67     } else {
  68         vm_state = get_vm_ext_data(guest, "STREAM_INTERFACE");
  69
  70         if (vm_state == NULL) {
  71             printk("ERROR: Could not locate vm stream state for extension STREAM_INTERFACE\n");
  72             return NULL;
  73         }
  74
  75         stream_list = &(vm_state->open_streams);
  76     }
  77
  78     list_for_each_entry(stream,  stream_list, stream_node) {
  79         if (strncmp(stream->name, name, STREAM_NAME_LEN) == 0) {
  80             return stream;
  81         }
  82     }
  83
  84     return NULL;
  85 }
  86
  87
  88
  89 #define TMP_BUF_LEN 128
  90
  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     ssize_t bytes_left = size;
  95     unsigned long flags;
  96     char tmp_buf[TMP_BUF_LEN];
  97     ssize_t total_bytes_left = 0;
  98
  99     // memset(tmp_buf, 0, TMP_BUF_LEN);
 100
 101     while (bytes_left > 0) {
 102         int tmp_len = (TMP_BUF_LEN > bytes_left) ? bytes_left : TMP_BUF_LEN;
 103         int tmp_read = 0;
 104
 105         spin_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 106         tmp_read = ringbuf_read(stream->out_ring, tmp_buf, tmp_len);
 107         spin_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 108
 109         if (tmp_read == 0) {
 110             // If userspace reads more than we have
 111             break;
 112         }
 113
 114         if (copy_to_user(buf + bytes_read, tmp_buf, tmp_read)) {
 115             printk("Read Fault\n");
 116             return -EFAULT;
 117         }
 118
 119         bytes_left -= tmp_read;
 120         bytes_read += tmp_read;
 121     }
 122
 123
 124     spin_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 125     total_bytes_left = ringbuf_data_len(stream->out_ring);
 126     spin_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 127
 128     if (total_bytes_left > 0) {
 129         wake_up_interruptible(&(stream->intr_queue));
 130     }
 131
 132     return bytes_read;
 133 }
 134
 135 static unsigned int
 136 stream_poll(struct file * filp, struct poll_table_struct * poll_tb) {
 137     struct stream_state * stream = filp->private_data;
 138     unsigned int mask = POLLIN | POLLRDNORM;
 139     unsigned long flags;
 140     int data_avail = 0;
 141
 142     poll_wait(filp, &(stream->intr_queue), poll_tb);
 143
 144     spin_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 145     data_avail = ringbuf_data_len(stream->out_ring);
 146     spin_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 147
 148     if (data_avail > 0) {
 149         return mask;
 150     }
 151
 152     return 0;
 153
 154 }
 155
 156 static ssize_t stream_write(struct file * filp, const char __user * buf, size_t size, loff_t * offset) {
 157     struct stream_state * stream = filp->private_data;
 158     char * kern_buf = NULL;
 159     ssize_t bytes_written = 0;
 160
 161     kern_buf = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 162
 163     if (copy_from_user(kern_buf, buf, size)) {
 164         printk("Stream Write Failed\n");
 165         return -EFAULT;
 166     };
 167
 168     bytes_written = stream->v3_stream->input(stream->v3_stream, kern_buf, size);
 169
 170     kfree(kern_buf);
 171
 172     return bytes_written;
 173 }
 174
 175
 176 static int stream_release(struct inode * i, struct file * filp) {
 177     struct stream_state * stream = filp->private_data;
 178     unsigned long flags;
 179
 180     spin_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 181     stream->connected = 0;
 182     spin_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 183
 184
 185     return 0;
 186
 187 }
 188
 189 static struct file_operations stream_fops = {
 190     .read = stream_read,
 191     .write = stream_write,
 192     .release = stream_release,
 193     .poll = stream_poll,
 194 };
 195
 196
 197
 198 static void * palacios_stream_open(struct v3_stream * v3_stream, const char * name, void * private_data) {
 199     struct v3_guest * guest = (struct v3_guest *)private_data;
 200     struct stream_state * stream = NULL;
 201     struct vm_global_streams * vm_state = NULL;
 202
 203     if (guest != NULL) {
 204         vm_state = get_vm_ext_data(guest, "STREAM_INTERFACE");
 205
 206         if (vm_state == NULL) {
 207             printk("ERROR: Could not locate vm stream state for extension STREAM_INTERFACE\n");
 208             return NULL;
 209         }
 210     }
 211
 212     if (find_stream_by_name(guest, name) != NULL) {
 213         printk("Stream already exists\n");
 214         return NULL;
 215     }
 216
 217     stream = kmalloc(sizeof(struct stream_state), GFP_KERNEL);
 218     memset(stream, 0, sizeof(struct stream_state));
 219
 220     stream->out_ring = create_ringbuf(STREAM_RING_LEN);
 221     stream->v3_stream = v3_stream;
 222     stream->guest = guest;
 223     stream->connected = 0;
 224
 225     strncpy(stream->name, name, STREAM_NAME_LEN - 1);
 226
 227     init_waitqueue_head(&(stream->intr_queue));
 228     spin_lock_init(&(stream->lock));
 229
 230     if (guest == NULL) {
 231         list_add(&(stream->stream_node), &(global_streams));
 232     } else {
 233         list_add(&(stream->stream_node), &(vm_state->open_streams));
 234     }
 235
 236     return stream;
 237 }
 238
 239
 240 static uint64_t palacios_stream_output(struct v3_stream * v3_stream, char * buf, int len) {
 241     struct stream_state * stream = (struct stream_state *)v3_stream->host_stream_data;
 242     int bytes_written = 0;
 243     unsigned long flags;
 244
 245
 246     if (stream->connected == 0) {
 247         return 0;
 248     }
 249
 250     while (bytes_written < len) {
 251         spin_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 252         bytes_written += ringbuf_write(stream->out_ring, buf + bytes_written, len - bytes_written);
 253         spin_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 254
 255         wake_up_interruptible(&(stream->intr_queue));
 256
 257         if (bytes_written < len) {
 258             // not enough space in ringbuffer, activate user space to drain it
 259             schedule();
 260         }
 261     }
 262
 263
 264     return bytes_written;
 265 }
 266
 267
 268 static void palacios_stream_close(struct v3_stream * v3_stream) {
 269     struct stream_state * stream = (struct stream_state *)v3_stream->host_stream_data;
 270
 271     free_ringbuf(stream->out_ring);
 272     list_del(&(stream->stream_node));
 273     kfree(stream);
 274
 275 }
 276
 277 static struct v3_stream_hooks palacios_stream_hooks = {
 278     .open = palacios_stream_open,
 279     .output = palacios_stream_output,
 280     .close = palacios_stream_close,
 281 };
 282
 283
 284 static int stream_init( void ) {
 285     INIT_LIST_HEAD(&(global_streams));
 286     V3_Init_Stream(&palacios_stream_hooks);
 287
 288     return 0;
 289 }
 290
 291
 292 static int stream_deinit( void ) {
 293     if (!list_empty(&(global_streams))) {
 294         printk("Error removing module with open streams\n");
 295         printk("TODO: free old streams... \n");
 296     }
 297
 298     return 0;
 299 }
 300
 301
 302
 303
 304
 305 static int stream_connect(struct v3_guest * guest, unsigned int cmd, unsigned long arg, void * priv_data) {
 306     void __user * argp = (void __user *)arg;
 307     struct stream_state * stream = NULL;
 308     int stream_fd = 0;
 309     char name[STREAM_NAME_LEN];
 310     unsigned long flags = 0;
 311     int ret = -1;
 312
 313
 314     if (copy_from_user(name, argp, STREAM_NAME_LEN)) {
 315         printk("%s(%d): copy from user error...\n", __FILE__, __LINE__);
 316         return -EFAULT;
 317     }
 318
 319     stream = find_stream_by_name(guest, name);
 320
 321     if (stream == NULL) {
 322         printk("Could not find stream (%s)\n", name);
 323         return -EFAULT;
 324     }
 325
 326     spin_lock_irqsave(&(stream->lock), flags);
 327     if (stream->connected == 0) {
 328         stream->connected = 1;
 329         ret = 1;
 330     }
 331     spin_unlock_irqrestore(&(stream->lock), flags);
 332
 333
 334     if (ret == -1) {
 335         printk("Stream (%s) already connected\n", name);
 336         return -EFAULT;
 337     }
 338
 339
 340     stream_fd = anon_inode_getfd("v3-stream", &stream_fops, stream, O_RDWR);
 341
 342     if (stream_fd < 0) {
 343         printk("Error creating stream inode for (%s)\n", name);
 344         return stream_fd;
 345     }
 346
 347     printk("Stream (%s) connected\n", name);
 348
 349     return stream_fd;
 350 }
 351
 352
 353 static int guest_stream_init(struct v3_guest * guest, void ** vm_data) {
 354     struct vm_global_streams * state = kmalloc(sizeof(struct vm_global_streams), GFP_KERNEL);
 355
 356     INIT_LIST_HEAD(&(state->open_streams));
 357     *vm_data = state;
 358
 359     add_guest_ctrl(guest, V3_VM_STREAM_CONNECT, stream_connect, state);
 360
 361     return 0;
 362 }
 363
 364
 365 static int guest_stream_deinit(struct v3_guest * guest, void * vm_data) {
 366     struct vm_global_streams * state = vm_data;
 367     if (!list_empty(&(state->open_streams))) {
 368         printk("Error shutting down VM with open streams\n");
 369     }
 370
 371     return 0;
 372 }
 373
 374
 375
 376 static struct linux_ext stream_ext = {
 377     .name = "STREAM_INTERFACE",
 378     .init = stream_init,
 379     .deinit = stream_deinit,
 380     .guest_init = guest_stream_init,
 381     .guest_deinit = guest_stream_deinit
 382 };
 383
 384
 385 register_extension(&stream_ext);