net/can/canethgw.c

   1 /*
   2  * Copyright: (c) 2012 Czech Technical University in Prague
   3  *
   4  * Authors:
   5  *      Radek Matějka <radek.matejka@gmail.com>
   6  *      Michal Sojka  <sojkam1@fel.cvut.cz>
   7  *
   8  * Funded by: Volkswagen Group Research
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  12  * as published by the Free Software Foundation; either version
  13  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  14  */
  15
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/kthread.h>
  19 #include <linux/file.h>
  20 #include <net/sock.h>
  21 #include <linux/can.h>
  22 #include <linux/miscdevice.h>
  23 #include <linux/can/canethgw.h>
  24
  25 MODULE_LICENSE("GPL");
  26
  27 enum msg_types {
  28         CAN_FRAME,
  29 };
  30
  31 struct cegw_job
  32 {
  33         struct kref refcount;
  34         struct socket* can_sock;
  35         struct socket* udp_sock;
  36         u32  udp_dstcnt;
  37         u32  udp_addrlen;
  38         u8   udp_dst[0];
  39 };
  40
  41 static int cegw_udp2can(void *data);
  42 static int cegw_udp_send(struct socket *udp_sock, struct can_frame *cf,
  43                 struct sockaddr* addr, int addrlen);
  44 static int cegw_can2udp(void *data);
  45 static int cegw_can_send(struct socket *can_sock, struct can_frame *cf);
  46 static int cegw_thread_start(void *data);
  47 static int cegw_thread_stop(struct cegw_job *job);
  48 static void cegw_job_release(struct kref *ref);
  49
  50 static int cegw_udp_send(struct socket *udp_sock, struct can_frame *cf, struct sockaddr *addr,
  51                 int addrlen)
  52 {
  53         struct msghdr mh;
  54         struct kvec vec[2];
  55         int err;
  56         __u16 type = CAN_FRAME;
  57
  58         mh.msg_name = addr;
  59         mh.msg_namelen = addrlen;
  60         mh.msg_control = NULL;
  61         mh.msg_controllen = 0;
  62         mh.msg_flags = 0;
  63
  64         type = cpu_to_be16(type);
  65         vec[0].iov_base = &type;
  66         vec[0].iov_len = sizeof(type);
  67         vec[1].iov_base = cf;
  68         vec[1].iov_len = sizeof(*cf);
  69
  70         err = kernel_sendmsg(udp_sock, &mh, vec, 2, sizeof(type)+sizeof(*cf));
  71
  72         return err;
  73 }
  74
  75 static int cegw_can_send(struct socket* can_sock, struct can_frame* cf)
  76 {
  77         struct msghdr mh;
  78         struct kvec vec;
  79         int err;
  80
  81         mh.msg_name = NULL;
  82         mh.msg_namelen = 0;
  83         mh.msg_control = NULL;
  84         mh.msg_controllen = 0;
  85         mh.msg_flags = 0;
  86
  87         vec.iov_base = cf;
  88         vec.iov_len = sizeof(*cf);
  89
  90         err = kernel_sendmsg(can_sock, &mh, &vec, 1, sizeof(*cf));
  91
  92         return err;
  93 }
  94
  95 /**
  96  * cegw_udp2can - performs udp->can routing
  97  *
  98  * This function is run as a thread.
  99  */
 100 static int cegw_udp2can(void *data)
 101 {
 102         struct can_frame cf;
 103         struct kvec vec[2];
 104         struct msghdr mh;
 105         struct cegw_job *job = (struct cegw_job *)data;
 106         struct socket *udp_sock = NULL, *can_sock = NULL;
 107         int ret = 0;
 108         __u16 type;
 109
 110         memset(&mh, 0, sizeof(mh));
 111         udp_sock = job->udp_sock;
 112         can_sock = job->can_sock;
 113
 114         while (1) {
 115                 vec[0].iov_base = &type;
 116                 vec[0].iov_len = sizeof(type);
 117                 vec[1].iov_base = &cf;
 118                 vec[1].iov_len = sizeof(cf);
 119                 ret = kernel_recvmsg(udp_sock, &mh, vec, 2,
 120                                      sizeof(type) + sizeof(cf), 0);
 121                 if (ret != sizeof(type) + sizeof(cf))
 122                         break;
 123
 124                 type = be16_to_cpu(type);
 125                 switch (type) {
 126                 case CAN_FRAME:
 127                         cf.can_id = be32_to_cpu(cf.can_id);
 128                         cegw_can_send(can_sock, &cf);
 129                 default:;
 130                 }
 131         }
 132
 133         cegw_thread_stop(job);
 134         kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 135         do_exit(ret);
 136 }
 137
 138 /**
 139  * cegw_can2udp - performs can->udp routing
 140  *
 141  * This function is run as a thread.
 142  */
 143 static int cegw_can2udp(void* data)
 144 {
 145         struct msghdr mh;
 146         struct kvec vec;
 147         struct sockaddr *udst;
 148         struct can_frame cf;
 149         struct cegw_job* job = (struct cegw_job*)data;
 150         struct socket* udp_sock = job->udp_sock;
 151         struct socket* can_sock = job->can_sock;
 152         int i;
 153         int ret;
 154
 155         memset(&mh, 0, sizeof(mh));
 156
 157         while (1) {
 158                 vec.iov_base = &cf;
 159                 vec.iov_len = sizeof(cf);
 160
 161                 ret = kernel_recvmsg(can_sock, &mh, &vec, 1,
 162                                      sizeof(cf), 0);
 163                 if (ret != sizeof(cf))
 164                         break;
 165
 166                 cf.can_id = cpu_to_be32(cf.can_id);
 167                 for (i=0; i<job->udp_dstcnt; i++) {
 168                         udst = (struct sockaddr *)(job->udp_dst + i*job->udp_addrlen);
 169                         cegw_udp_send(udp_sock, &cf, udst, job->udp_addrlen);
 170                 }
 171         }
 172
 173         cegw_thread_stop(job);
 174         kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 175         do_exit(ret);
 176 }
 177
 178 static void cegw_job_release(struct kref *ref)
 179 {
 180         struct cegw_job *job = container_of(ref, struct cegw_job, refcount);
 181
 182         fput(job->can_sock->file);
 183         fput(job->udp_sock->file);
 184         kfree(job);
 185 }
 186
 187 /**
 188  * cegw_thread_start - start working threads
 189  * @data: (struct cegw_job *) with sockets and udp addresses filled in
 190  *
 191  * Two threads are started. One is serving udp->can routing and the other
 192  * can->udp.
 193  */
 194 static int cegw_thread_start(void *data)
 195 {
 196         struct task_struct *task = NULL;
 197         struct cegw_job *job = (struct cegw_job *)data;
 198
 199         kref_get(&job->refcount);
 200         task = kthread_run(cegw_udp2can, data, "canethgw_udp2can");
 201         if (IS_ERR(task)) {
 202                 kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 203                 return -ENOMEM;
 204         }
 205
 206         kref_get(&job->refcount);
 207         task = kthread_run(cegw_can2udp, data, "canethgw_can2udp");
 208         if (IS_ERR(task)) {
 209                 cegw_thread_stop(job);
 210                 kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 211                 return -ENOMEM;
 212         }
 213
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 /**
 218  * cegw_thread_stop - stops threads
 219  */
 220 static int cegw_thread_stop(struct cegw_job *job)
 221 {
 222         int how = SHUT_RDWR;
 223         struct sock *sk = NULL;
 224         struct socket *udp_sock = job->udp_sock;
 225         struct socket *can_sock = job->can_sock;
 226
 227         if (udp_sock)
 228                 kernel_sock_shutdown(udp_sock, SHUT_RDWR);
 229
 230         /* PF_CAN sockets do not implement shutdown - do it manualy */
 231         sk = can_sock->sk;
 232         how++;
 233         lock_sock(sk);
 234         sk->sk_shutdown |= how;
 235         sk->sk_state_change(sk);
 236         release_sock(sk);
 237
 238         return 0;
 239 }
 240
 241 static int cegw_open(struct inode *inode, struct file *file)
 242 {
 243         file->private_data = NULL;
 244
 245         if (try_module_get(THIS_MODULE) == false)
 246                 return -EAGAIN;
 247
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 static int cegw_release(struct inode *inode, struct file *file)
 252 {
 253         struct cegw_job *job = (struct cegw_job *)file->private_data;
 254
 255         if (job) {
 256                 cegw_thread_stop(job);
 257         }
 258         kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 259
 260         module_put(THIS_MODULE);
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 /**
 265  * cegw_ioctl_start - processes ioctl CEGW_IOCTL_START call
 266  *
 267  * The function takes over cegw_ioctl structure from userspace and
 268  * prepares cegw_job structure. The cegw_job is stored in
 269  * file->private_data and used by kernel threads to serve gateway
 270  * functionality.
 271  */
 272 static long cegw_ioctl_start(struct file *file, unsigned long arg)
 273 {
 274         int i;
 275         int chckfam;
 276         int err = 0;
 277         __u32 dstcnt = 0;
 278         __u32 addrlen = 0;
 279         struct sockaddr *sa;
 280         struct cegw_ioctl gwctl;
 281         struct cegw_job *job = NULL;
 282
 283         err = copy_from_user(&gwctl, (void __user *)arg, sizeof(gwctl));
 284         if (err != 0)
 285                 return -EFAULT;
 286
 287         dstcnt = gwctl.udp_dstcnt;
 288         addrlen = gwctl.udp_addrlen;
 289
 290         if (addrlen != sizeof(struct sockaddr_in) && addrlen != sizeof(struct sockaddr_in6))
 291                 return -EAFNOSUPPORT;
 292
 293         /* ToDo: consider dstcnt maximum */
 294         job = kmalloc(GFP_KERNEL, sizeof(*job) + dstcnt*addrlen);
 295         if (job == NULL)
 296                 return -ENOMEM;
 297
 298         err = copy_from_user(&job->udp_dst, (void __user *)(arg + sizeof(struct cegw_ioctl)), dstcnt*addrlen);
 299         if (err != 0) {
 300                 err = -EFAULT;
 301                 goto err_free;
 302         }
 303
 304         /* */
 305         if (dstcnt > 0)
 306                 sa = (struct sockaddr *)job->udp_dst;
 307                 chckfam = sa->sa_family;
 308
 309         for (i=1; i<dstcnt; i++) {
 310                 sa = (struct sockaddr *)(job->udp_dst + i*addrlen);
 311                 if (sa->sa_family != chckfam) {
 312                         err = -EAFNOSUPPORT;
 313                         goto err_free;
 314                 }
 315         }
 316
 317         job->udp_sock = sockfd_lookup(gwctl.udp_sock, &err);
 318         if (job->udp_sock == NULL)
 319                 goto err_free;
 320
 321         job->can_sock = sockfd_lookup(gwctl.can_sock, &err);
 322         if (job->can_sock == NULL)
 323                 goto err_put_udp;
 324
 325         if (job->can_sock->ops->family != AF_CAN ||
 326             job->can_sock->type != SOCK_RAW) {
 327                 err = -EBADF;
 328                 goto err_put_all;
 329         }
 330
 331         kref_init(&job->refcount);
 332
 333         job->udp_dstcnt = dstcnt;
 334         job->udp_addrlen = addrlen;
 335
 336         err = cegw_thread_start(job);
 337         if (err != 0)
 338                 return err; /* cegw_thread_start performs cleaup for us.  */
 339
 340         file->private_data = job;
 341         return 0;
 342
 343 err_put_all:
 344         fput(job->can_sock->file);
 345 err_put_udp:
 346         fput(job->udp_sock->file);
 347 err_free:
 348         kfree(job);
 349         return err;
 350 }
 351
 352 static long cegw_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 353 {
 354         long err;
 355
 356         switch (cmd) {
 357                 case CEGW_IOCTL_START:
 358                         err = cegw_ioctl_start(file, arg);
 359                         break;
 360                 default:
 361                         err = -EOPNOTSUPP;
 362                         break;
 363         }
 364
 365         return err;
 366 }
 367
 368 static const struct file_operations cegw_fops = {
 369         .owner = THIS_MODULE,
 370         .open = cegw_open,
 371         .release = cegw_release,
 372         .unlocked_ioctl = cegw_ioctl,
 373         .compat_ioctl = cegw_ioctl,
 374 };
 375
 376 static struct miscdevice cegw_device = {
 377         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 378         .name = "canethgw",
 379         .fops = &cegw_fops
 380 };
 381
 382 static int __init cegw_init(void)
 383 {
 384         pr_info("can: can-eth gateway\n");
 385         return misc_register(&cegw_device);
 386 }
 387
 388 static void __exit cegw_exit(void)
 389 {
 390         misc_deregister(&cegw_device);
 391
 392         return;
 393 }
 394
 395 module_init(cegw_init);
 396 module_exit(cegw_exit);