kernel/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 "canethgw.h"
  24
  25 MODULE_LICENSE("GPL");
  26
  27 static int cegw_udp2can(void *data);
  28 static int cegw_udp_send(struct socket *udp_sock, struct can_frame *cf,
  29                 struct sockaddr* addr, int addrlen);
  30 static int cegw_can2udp(void *data);
  31 static int cegw_can_send(struct socket *can_sock, struct can_frame *cf);
  32 static int cegw_thread_start(void *data);
  33 static int cegw_thread_stop(struct cegw_job *job);
  34 static void cegw_job_release(struct kref *ref);
  35
  36 static int cegw_udp_send(struct socket *udp_sock, struct can_frame *cf, struct sockaddr *addr,
  37                 int addrlen)
  38 {
  39         struct msghdr mh;
  40         struct kvec vec;
  41         int err;
  42
  43         mh.msg_name = addr;
  44         mh.msg_namelen = addrlen;
  45         mh.msg_control = NULL;
  46         mh.msg_controllen = 0;
  47         mh.msg_flags = 0;
  48
  49         vec.iov_base = cf;
  50         vec.iov_len = sizeof(*cf);
  51
  52         err = kernel_sendmsg(udp_sock, &mh, &vec, 1, sizeof(*cf));
  53
  54         return err;
  55 }
  56
  57 static int cegw_can_send(struct socket* can_sock, struct can_frame* cf)
  58 {
  59         struct msghdr mh;
  60         struct kvec vec;
  61         int err;
  62
  63         mh.msg_name = NULL;
  64         mh.msg_namelen = 0;
  65         mh.msg_control = NULL;
  66         mh.msg_controllen = 0;
  67         mh.msg_flags = 0;
  68
  69         vec.iov_base = cf;
  70         vec.iov_len = sizeof(*cf);
  71
  72         err = kernel_sendmsg(can_sock, &mh, &vec, 1, sizeof(*cf));
  73
  74         return err;
  75 }
  76
  77 /**
  78  * cegw_udp2can - performs udp->can routing
  79  *
  80  * This function is run as a thread.
  81  */
  82 static int cegw_udp2can(void *data)
  83 {
  84         struct can_frame cf;
  85         struct kvec vec;
  86         struct msghdr mh;
  87         struct cegw_job *job = (struct cegw_job *)data;
  88         struct socket *udp_sock = NULL, *can_sock = NULL;
  89         int ret = 0;
  90
  91         memset(&mh, 0, sizeof(mh));
  92         udp_sock = job->udp_sock;
  93         can_sock = job->can_sock;
  94
  95         while (1) {
  96                 vec.iov_base = &cf;
  97                 vec.iov_len = sizeof(cf);
  98                 ret = kernel_recvmsg(udp_sock, &mh, &vec, 1,
  99                                 sizeof(cf), 0);
 100                 if (ret < 1)
 101                         break;
 102
 103                 cf.can_id = be32_to_cpu(cf.can_id);
 104                 cegw_can_send(can_sock, &cf);
 105         }
 106
 107         cegw_thread_stop(job);
 108         kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 109         do_exit(ret);
 110 }
 111
 112 /**
 113  * cegw_can2udp - performs can->udp routing
 114  *
 115  * This function is run as a thread.
 116  */
 117 static int cegw_can2udp(void* data)
 118 {
 119         struct msghdr mh;
 120         struct kvec vec;
 121         struct sockaddr *udst;
 122         struct can_frame cf;
 123         struct cegw_job* job = (struct cegw_job*)data;
 124         struct socket* udp_sock = job->udp_sock;
 125         struct socket* can_sock = job->can_sock;
 126         int i;
 127         int ret;
 128
 129         memset(&mh, 0, sizeof(mh));
 130
 131         while (1) {
 132                 vec.iov_base = &cf;
 133                 vec.iov_len = sizeof(cf);
 134
 135                 ret = kernel_recvmsg(can_sock, &mh, &vec, 1,
 136                                            sizeof(cf), 0);
 137                 if (ret < 1)
 138                         break;
 139
 140                 cf.can_id = cpu_to_be32(cf.can_id);
 141                 for (i=0; i<job->udp_dstcnt; i++) {
 142                         udst = (struct sockaddr *)(job->udp_dst + i*job->udp_addrlen);
 143                         cegw_udp_send(udp_sock, &cf, udst, job->udp_addrlen);
 144                 }
 145         }
 146
 147         cegw_thread_stop(job);
 148         kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 149         do_exit(ret);
 150 }
 151
 152 static void cegw_job_release(struct kref *ref)
 153 {
 154         struct cegw_job *job = container_of(ref, struct cegw_job, refcount);
 155
 156         fput(job->can_sock->file);
 157         fput(job->udp_sock->file);
 158         kfree(job);
 159 }
 160
 161 /**
 162  * cegw_thread_start - start working threads
 163  * @data: (struct cegw_job *) with sockets and udp addresses filled in
 164  *
 165  * Two threads are started. One is serving udp->can routing and the other
 166  * can->udp.
 167  */
 168 static int cegw_thread_start(void *data)
 169 {
 170         struct task_struct *task = NULL;
 171         struct cegw_job *job = (struct cegw_job *)data;
 172
 173         kref_init(&job->refcount);
 174         kref_get(&job->refcount);
 175
 176         task = kthread_run(cegw_udp2can, data, "canethgw_udp2can");
 177         if (IS_ERR(task)) {
 178                 kref_sub(&job->refcount, 2, cegw_job_release);
 179                 return -ENOMEM;
 180         }
 181
 182         task = kthread_run(cegw_can2udp, data, "canethgw_can2udp");
 183         if (IS_ERR(task)) {
 184                 cegw_thread_stop(job);
 185                 kref_put(&job->refcount, cegw_job_release);
 186                 return -ENOMEM;
 187         }
 188
 189         return 0;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * cegw_thread_stop - stops threads
 194  */
 195 static int cegw_thread_stop(struct cegw_job *job)
 196 {
 197         int how = SHUT_RDWR;
 198         struct sock *sk = NULL;
 199         struct socket *udp_sock = job->udp_sock;
 200         struct socket *can_sock = job->can_sock;
 201
 202         kernel_sock_shutdown(udp_sock, SHUT_RDWR);
 203
 204         /* PF_CAN sockets do not implement shutdown - do it manualy */
 205         sk = can_sock->sk;
 206         how++;
 207         lock_sock(sk);
 208         sk->sk_shutdown |= how;
 209         sk->sk_state_change(sk);
 210         release_sock(sk);
 211
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 static int cegw_open(struct inode *inode, struct file *file)
 216 {
 217         file->private_data = NULL;
 218
 219         if (try_module_get(THIS_MODULE) == false)
 220                 return -EAGAIN;
 221
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 static int cegw_release(struct inode *inode, struct file *file)
 226 {
 227         struct cegw_job *job = (struct cegw_job *)file->private_data;
 228
 229         if (job) {
 230                 cegw_thread_stop(job);
 231         }
 232
 233         module_put(THIS_MODULE);
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 /**
 238  * cegw_ioctl_start - processes ioctl CEGW_IOCTL_START call
 239  *
 240  * The function takes over cegw_ioctl structure from userspace and
 241  * prepares cegw_job structure. The cegw_job is stored in
 242  * file->private_data and used by kernel threads to serve gateway
 243  * functionality.
 244  */
 245 static long cegw_ioctl_start(struct file *file, unsigned long arg)
 246 {
 247         int i;
 248         int chckfam;
 249         int err = 0;
 250         __u32 dstcnt = 0;
 251         __u32 addrlen = 0;
 252         struct sockaddr *sa;
 253         struct cegw_ioctl gwctl;
 254         struct cegw_job *job = NULL;
 255
 256         err = copy_from_user(&gwctl, (void __user *)arg, sizeof(gwctl));
 257         if (err != 0)
 258                 return -EFAULT;
 259
 260         dstcnt = gwctl.udp_dstcnt;
 261         addrlen = gwctl.udp_addrlen;
 262
 263         if (addrlen != sizeof(struct sockaddr_in) && addrlen != sizeof(struct sockaddr_in6))
 264                 return -EAFNOSUPPORT;
 265
 266         /* ToDo: consider dstcnt maximum */
 267         job = kmalloc(GFP_KERNEL, sizeof(*job) + dstcnt*addrlen);
 268         if (job == NULL)
 269                 return -ENOMEM;
 270
 271         err = copy_from_user(&job->udp_dst, (void __user *)(arg + sizeof(struct cegw_ioctl)), dstcnt*addrlen);
 272         if (err != 0) {
 273                 kfree(job);
 274                 return -EFAULT;
 275         }
 276
 277         /* */
 278         if (dstcnt > 0)
 279                 sa = (struct sockaddr *)job->udp_dst;
 280                 chckfam = sa->sa_family;
 281
 282         for (i=1; i<dstcnt; i++) {
 283                 sa = (struct sockaddr *)(job->udp_dst + i*addrlen);
 284                 if (sa->sa_family != chckfam) {
 285                         kfree(job);
 286                         return -EAFNOSUPPORT;
 287                 }
 288         }
 289
 290         job->udp_sock = sockfd_lookup(gwctl.udp_sock, &err);
 291         if (job->udp_sock == NULL) {
 292                 kfree(job);
 293                 return err;
 294         }
 295
 296         job->can_sock = sockfd_lookup(gwctl.can_sock, &err);
 297         if (job->can_sock == NULL) {
 298                 fput(job->udp_sock->file);
 299                 kfree(job);
 300                 return err;
 301         }
 302
 303         job->udp_dstcnt = dstcnt;
 304         job->udp_addrlen = addrlen;
 305
 306         err = cegw_thread_start(job);
 307         if (err != 0)
 308                 return err;
 309
 310         file->private_data = job;
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 static long cegw_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 315 {
 316         int err;
 317
 318         switch (cmd) {
 319                 case CEGW_IOCTL_START:
 320                         err = cegw_ioctl_start(file, arg);
 321                         break;
 322                 default:
 323                         err = -EOPNOTSUPP;
 324                         break;
 325         }
 326
 327         return err;
 328 }
 329
 330 static const struct file_operations cegw_fops = {
 331         .owner = THIS_MODULE,
 332         .open = cegw_open,
 333         .release = cegw_release,
 334         .unlocked_ioctl = cegw_ioctl
 335 };
 336
 337 static struct miscdevice cegw_device = {
 338         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 339         .name = "canethgw",
 340         .fops = &cegw_fops
 341 };
 342
 343 static int __init cegw_init(void)
 344 {
 345         misc_register(&cegw_device);
 346
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 static void __exit cegw_exit(void)
 351 {
 352         misc_deregister(&cegw_device);
 353
 354         return;
 355 }
 356
 357 module_init(cegw_init);
 358 module_exit(cegw_exit);
 359