src/core/netif.c

   1 /**
   2  * @file
   3  * lwIP network interface abstraction
   4  *
   5  */
   6
   7 /*
   8  * Copyright (c) 2001-2004 Swedish Institute of Computer Science.
   9  * All rights reserved.
  10  *
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  31  * OF SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  * This file is part of the lwIP TCP/IP stack.
  34  *
  35  * Author: Adam Dunkels <adam@sics.se>
  36  *
  37  */
  38
  39 #include "lwip/opt.h"
  40
  41 #include "lwip/def.h"
  42 #include "lwip/ip_addr.h"
  43 #include "lwip/netif.h"
  44 #include "lwip/tcp.h"
  45 #include "lwip/snmp.h"
  46 #include "lwip/igmp.h"
  47 #include "netif/etharp.h"
  48 #if ENABLE_LOOPBACK && !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING
  49 #include "lwip/sys.h"
  50 #endif /* ENABLE_LOOPBACK && !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING */
  51
  52 #if LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK
  53 #define NETIF_STATUS_CALLBACK(n) { if (n->status_callback) (n->status_callback)(n); }
  54 #else
  55 #define NETIF_STATUS_CALLBACK(n) { /* NOP */ }
  56 #endif /* LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK */
  57
  58 #if LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK
  59 #define NETIF_LINK_CALLBACK(n) { if (n->link_callback) (n->link_callback)(n); }
  60 #else
  61 #define NETIF_LINK_CALLBACK(n) { /* NOP */ }
  62 #endif /* LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK */
  63
  64 struct netif *netif_list;
  65 struct netif *netif_default;
  66
  67 /**
  68  * Add a network interface to the list of lwIP netifs.
  69  *
  70  * @param netif a pre-allocated netif structure
  71  * @param ipaddr IP address for the new netif
  72  * @param netmask network mask for the new netif
  73  * @param gw default gateway IP address for the new netif
  74  * @param state opaque data passed to the new netif
  75  * @param init callback function that initializes the interface
  76  * @param input callback function that is called to pass
  77  * ingress packets up in the protocol layer stack.
  78  *
  79  * @return netif, or NULL if failed.
  80  */
  81 struct netif *
  82 netif_add(struct netif *netif, struct ip_addr *ipaddr, struct ip_addr *netmask,
  83   struct ip_addr *gw,
  84   void *state,
  85   err_t (* init)(struct netif *netif),
  86   err_t (* input)(struct pbuf *p, struct netif *netif))
  87 {
  88   static u8_t netifnum = 0;
  89
  90   /* reset new interface configuration state */
  91   netif->ip_addr.addr = 0;
  92   netif->netmask.addr = 0;
  93   netif->gw.addr = 0;
  94   netif->flags = 0;
  95 #if LWIP_DHCP
  96   /* netif not under DHCP control by default */
  97   netif->dhcp = NULL;
  98 #endif /* LWIP_DHCP */
  99 #if LWIP_AUTOIP
 100   /* netif not under AutoIP control by default */
 101   netif->autoip = NULL;
 102 #endif /* LWIP_AUTOIP */
 103 #if LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK
 104   netif->status_callback = NULL;
 105 #endif /* LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK */
 106 #if LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK
 107   netif->link_callback = NULL;
 108 #endif /* LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK */
 109 #if LWIP_IGMP
 110   netif->igmp_mac_filter = NULL;
 111 #endif /* LWIP_IGMP */
 112 #if ENABLE_LOOPBACK && !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING
 113   netif->loop_first = NULL;
 114   netif->loop_last = NULL;
 115 #endif /* ENABLE_LOOPBACK && !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING */
 116
 117   /* remember netif specific state information data */
 118   netif->state = state;
 119   netif->num = netifnum++;
 120   netif->input = input;
 121 #if LWIP_NETIF_HWADDRHINT
 122   netif->addr_hint = NULL;
 123 #endif /* LWIP_NETIF_HWADDRHINT*/
 124
 125   netif_set_addr(netif, ipaddr, netmask, gw);
 126
 127   /* call user specified initialization function for netif */
 128   if (init(netif) != ERR_OK) {
 129     return NULL;
 130   }
 131
 132   /* add this netif to the list */
 133   netif->next = netif_list;
 134   netif_list = netif;
 135   snmp_inc_iflist();
 136
 137 #if LWIP_IGMP
 138   /* start IGMP processing */
 139   if (netif->flags & NETIF_FLAG_IGMP) {
 140     igmp_start( netif);
 141   }
 142 #endif /* LWIP_IGMP */
 143
 144   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, ("netif: added interface %c%c IP addr ",
 145     netif->name[0], netif->name[1]));
 146   ip_addr_debug_print(NETIF_DEBUG, ipaddr);
 147   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, (" netmask "));
 148   ip_addr_debug_print(NETIF_DEBUG, netmask);
 149   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, (" gw "));
 150   ip_addr_debug_print(NETIF_DEBUG, gw);
 151   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, ("\n"));
 152   return netif;
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Change IP address configuration for a network interface (including netmask
 157  * and default gateway).
 158  *
 159  * @param netif the network interface to change
 160  * @param ipaddr the new IP address
 161  * @param netmask the new netmask
 162  * @param gw the new default gateway
 163  */
 164 void
 165 netif_set_addr(struct netif *netif, struct ip_addr *ipaddr, struct ip_addr *netmask,
 166     struct ip_addr *gw)
 167 {
 168   netif_set_ipaddr(netif, ipaddr);
 169   netif_set_netmask(netif, netmask);
 170   netif_set_gw(netif, gw);
 171 }
 172
 173 /**
 174  * Remove a network interface from the list of lwIP netifs.
 175  *
 176  * @param netif the network interface to remove
 177  */
 178 void netif_remove(struct netif * netif)
 179 {
 180   if ( netif == NULL ) return;
 181
 182 #if LWIP_IGMP
 183   /* stop IGMP processing */
 184   if (netif->flags & NETIF_FLAG_IGMP) {
 185     igmp_stop( netif);
 186   }
 187 #endif /* LWIP_IGMP */
 188
 189   snmp_delete_ipaddridx_tree(netif);
 190
 191   /*  is it the first netif? */
 192   if (netif_list == netif) {
 193     netif_list = netif->next;
 194     snmp_dec_iflist();
 195   }
 196   else {
 197     /*  look for netif further down the list */
 198     struct netif * tmpNetif;
 199     for (tmpNetif = netif_list; tmpNetif != NULL; tmpNetif = tmpNetif->next) {
 200       if (tmpNetif->next == netif) {
 201         tmpNetif->next = netif->next;
 202         snmp_dec_iflist();
 203         break;
 204       }
 205     }
 206     if (tmpNetif == NULL)
 207       return; /*  we didn't find any netif today */
 208   }
 209   /* this netif is default? */
 210   if (netif_default == netif)
 211     /* reset default netif */
 212     netif_set_default(NULL);
 213   LWIP_DEBUGF( NETIF_DEBUG, ("netif_remove: removed netif\n") );
 214 }
 215
 216 /**
 217  * Find a network interface by searching for its name
 218  *
 219  * @param name the name of the netif (like netif->name) plus concatenated number
 220  * in ascii representation (e.g. 'en0')
 221  */
 222 struct netif *
 223 netif_find(char *name)
 224 {
 225   struct netif *netif;
 226   u8_t num;
 227
 228   if (name == NULL) {
 229     return NULL;
 230   }
 231
 232   num = name[2] - '0';
 233
 234   for(netif = netif_list; netif != NULL; netif = netif->next) {
 235     if (num == netif->num &&
 236        name[0] == netif->name[0] &&
 237        name[1] == netif->name[1]) {
 238       LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, ("netif_find: found %c%c\n", name[0], name[1]));
 239       return netif;
 240     }
 241   }
 242   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, ("netif_find: didn't find %c%c\n", name[0], name[1]));
 243   return NULL;
 244 }
 245
 246 /**
 247  * Change the IP address of a network interface
 248  *
 249  * @param netif the network interface to change
 250  * @param ipaddr the new IP address
 251  *
 252  * @note call netif_set_addr() if you also want to change netmask and
 253  * default gateway
 254  */
 255 void
 256 netif_set_ipaddr(struct netif *netif, struct ip_addr *ipaddr)
 257 {
 258   /* TODO: Handling of obsolete pcbs */
 259   /* See:  http://mail.gnu.org/archive/html/lwip-users/2003-03/msg00118.html */
 260 #if LWIP_TCP
 261   struct tcp_pcb *pcb;
 262   struct tcp_pcb_listen *lpcb;
 263
 264   /* address is actually being changed? */
 265   if ((ip_addr_cmp(ipaddr, &(netif->ip_addr))) == 0)
 266   {
 267     /* extern struct tcp_pcb *tcp_active_pcbs; defined by tcp.h */
 268     LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG | 1, ("netif_set_ipaddr: netif address being changed\n"));
 269     pcb = tcp_active_pcbs;
 270     while (pcb != NULL) {
 271       /* PCB bound to current local interface address? */
 272       if (ip_addr_cmp(&(pcb->local_ip), &(netif->ip_addr))) {
 273         /* this connection must be aborted */
 274         struct tcp_pcb *next = pcb->next;
 275         LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG | 1, ("netif_set_ipaddr: aborting TCP pcb %p\n", (void *)pcb));
 276         tcp_abort(pcb);
 277         pcb = next;
 278       } else {
 279         pcb = pcb->next;
 280       }
 281     }
 282     for (lpcb = tcp_listen_pcbs.listen_pcbs; lpcb != NULL; lpcb = lpcb->next) {
 283       /* PCB bound to current local interface address? */
 284       if ((!(ip_addr_isany(&(lpcb->local_ip)))) &&
 285           (ip_addr_cmp(&(lpcb->local_ip), &(netif->ip_addr)))) {
 286         /* The PCB is listening to the old ipaddr and
 287          * is set to listen to the new one instead */
 288         ip_addr_set(&(lpcb->local_ip), ipaddr);
 289       }
 290     }
 291   }
 292 #endif
 293   snmp_delete_ipaddridx_tree(netif);
 294   snmp_delete_iprteidx_tree(0,netif);
 295   /* set new IP address to netif */
 296   ip_addr_set(&(netif->ip_addr), ipaddr);
 297   snmp_insert_ipaddridx_tree(netif);
 298   snmp_insert_iprteidx_tree(0,netif);
 299
 300   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 3, ("netif: IP address of interface %c%c set to %"U16_F".%"U16_F".%"U16_F".%"U16_F"\n",
 301     netif->name[0], netif->name[1],
 302     ip4_addr1(&netif->ip_addr),
 303     ip4_addr2(&netif->ip_addr),
 304     ip4_addr3(&netif->ip_addr),
 305     ip4_addr4(&netif->ip_addr)));
 306 }
 307
 308 /**
 309  * Change the default gateway for a network interface
 310  *
 311  * @param netif the network interface to change
 312  * @param gw the new default gateway
 313  *
 314  * @note call netif_set_addr() if you also want to change ip address and netmask
 315  */
 316 void
 317 netif_set_gw(struct netif *netif, struct ip_addr *gw)
 318 {
 319   ip_addr_set(&(netif->gw), gw);
 320   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 3, ("netif: GW address of interface %c%c set to %"U16_F".%"U16_F".%"U16_F".%"U16_F"\n",
 321     netif->name[0], netif->name[1],
 322     ip4_addr1(&netif->gw),
 323     ip4_addr2(&netif->gw),
 324     ip4_addr3(&netif->gw),
 325     ip4_addr4(&netif->gw)));
 326 }
 327
 328 /**
 329  * Change the netmask of a network interface
 330  *
 331  * @param netif the network interface to change
 332  * @param netmask the new netmask
 333  *
 334  * @note call netif_set_addr() if you also want to change ip address and
 335  * default gateway
 336  */
 337 void
 338 netif_set_netmask(struct netif *netif, struct ip_addr *netmask)
 339 {
 340   snmp_delete_iprteidx_tree(0, netif);
 341   /* set new netmask to netif */
 342   ip_addr_set(&(netif->netmask), netmask);
 343   snmp_insert_iprteidx_tree(0, netif);
 344   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 3, ("netif: netmask of interface %c%c set to %"U16_F".%"U16_F".%"U16_F".%"U16_F"\n",
 345     netif->name[0], netif->name[1],
 346     ip4_addr1(&netif->netmask),
 347     ip4_addr2(&netif->netmask),
 348     ip4_addr3(&netif->netmask),
 349     ip4_addr4(&netif->netmask)));
 350 }
 351
 352 /**
 353  * Set a network interface as the default network interface
 354  * (used to output all packets for which no specific route is found)
 355  *
 356  * @param netif the default network interface
 357  */
 358 void
 359 netif_set_default(struct netif *netif)
 360 {
 361   if (netif == NULL)
 362   {
 363     /* remove default route */
 364     snmp_delete_iprteidx_tree(1, netif);
 365   }
 366   else
 367   {
 368     /* install default route */
 369     snmp_insert_iprteidx_tree(1, netif);
 370   }
 371   netif_default = netif;
 372   LWIP_DEBUGF(NETIF_DEBUG, ("netif: setting default interface %c%c\n",
 373            netif ? netif->name[0] : '\'', netif ? netif->name[1] : '\''));
 374 }
 375
 376 /**
 377  * Bring an interface up, available for processing
 378  * traffic.
 379  *
 380  * @note: Enabling DHCP on a down interface will make it come
 381  * up once configured.
 382  *
 383  * @see dhcp_start()
 384  */
 385 void netif_set_up(struct netif *netif)
 386 {
 387   if ( !(netif->flags & NETIF_FLAG_UP )) {
 388     netif->flags |= NETIF_FLAG_UP;
 389
 390 #if LWIP_SNMP
 391     snmp_get_sysuptime(&netif->ts);
 392 #endif /* LWIP_SNMP */
 393
 394     NETIF_LINK_CALLBACK(netif);
 395     NETIF_STATUS_CALLBACK(netif);
 396
 397 #if LWIP_ARP
 398     /** For Ethernet network interfaces, we would like to send a
 399      *  "gratuitous ARP"; this is an ARP packet sent by a node in order
 400      *  to spontaneously cause other nodes to update an entry in their
 401      *  ARP cache. From RFC 3220 "IP Mobility Support for IPv4" section 4.6.
 402      */
 403     if (netif->flags & NETIF_FLAG_ETHARP) {
 404       etharp_query(netif, &(netif->ip_addr), NULL);
 405     }
 406 #endif /* LWIP_ARP */
 407
 408   }
 409 }
 410
 411 /**
 412  * Bring an interface down, disabling any traffic processing.
 413  *
 414  * @note: Enabling DHCP on a down interface will make it come
 415  * up once configured.
 416  *
 417  * @see dhcp_start()
 418  */
 419 void netif_set_down(struct netif *netif)
 420 {
 421   if ( netif->flags & NETIF_FLAG_UP )
 422     {
 423       netif->flags &= ~NETIF_FLAG_UP;
 424 #if LWIP_SNMP
 425       snmp_get_sysuptime(&netif->ts);
 426 #endif
 427
 428       NETIF_LINK_CALLBACK(netif);
 429       NETIF_STATUS_CALLBACK(netif);
 430     }
 431 }
 432
 433 /**
 434  * Ask if an interface is up
 435  */
 436 u8_t netif_is_up(struct netif *netif)
 437 {
 438   return (netif->flags & NETIF_FLAG_UP)?1:0;
 439 }
 440
 441 #if LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK
 442 /**
 443  * Set callback to be called when interface is brought up/down
 444  */
 445 void netif_set_status_callback(struct netif *netif, void (* status_callback)(struct netif *netif ))
 446 {
 447     if ( netif )
 448         netif->status_callback = status_callback;
 449 }
 450 #endif /* LWIP_NETIF_STATUS_CALLBACK */
 451
 452 #if LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK
 453 /**
 454  * Called by a driver when its link goes up
 455  */
 456 void netif_set_link_up(struct netif *netif )
 457 {
 458   netif->flags |= NETIF_FLAG_LINK_UP;
 459
 460 #if LWIP_ARP
 461   /** For Ethernet network interfaces, we would like to send a
 462    *  "gratuitous ARP"; this is an ARP packet sent by a node in order
 463    *  to spontaneously cause other nodes to update an entry in their
 464    *  ARP cache. From RFC 3220 "IP Mobility Support for IPv4" section 4.6.
 465    */
 466   if (netif->flags & NETIF_FLAG_ETHARP) {
 467     etharp_query(netif, &(netif->ip_addr), NULL);
 468   }
 469 #endif /* LWIP_ARP */
 470
 471 #if LWIP_IGMP
 472   /* resend IGMP memberships */
 473   if (netif->flags & NETIF_FLAG_IGMP) {
 474     igmp_report_groups( netif);
 475   }
 476 #endif /* LWIP_IGMP */
 477
 478   NETIF_LINK_CALLBACK(netif);
 479 }
 480
 481 /**
 482  * Called by a driver when its link goes down
 483  */
 484 void netif_set_link_down(struct netif *netif )
 485 {
 486   netif->flags &= ~NETIF_FLAG_LINK_UP;
 487   NETIF_LINK_CALLBACK(netif);
 488 }
 489
 490 /**
 491  * Ask if a link is up
 492  */
 493 u8_t netif_is_link_up(struct netif *netif)
 494 {
 495   return (netif->flags & NETIF_FLAG_LINK_UP) ? 1 : 0;
 496 }
 497
 498 /**
 499  * Set callback to be called when link is brought up/down
 500  */
 501 void netif_set_link_callback(struct netif *netif, void (* link_callback)(struct netif *netif ))
 502 {
 503     if ( netif )
 504         netif->link_callback = link_callback;
 505 }
 506 #endif /* LWIP_NETIF_LINK_CALLBACK */
 507
 508 #if ENABLE_LOOPBACK
 509 /**
 510  * Send an IP packet to be received on the same netif (loopif-like).
 511  * The pbuf is simply copied and handed back to netif->input.
 512  * In multithreaded mode, this is done directly since netif->input must put
 513  * the packet on a queue.
 514  * In callback mode, the packet is put on an internal queue and is fed to
 515  * netif->input by netif_poll().
 516  *
 517  * @param netif the lwip network interface structure
 518  * @param p the (IP) packet to 'send'
 519  * @param ipaddr the ip address to send the packet to (not used)
 520  * @return ERR_OK if the packet has been sent
 521  *         ERR_MEM if the pbuf used to copy the packet couldn't be allocated
 522  */
 523 err_t
 524 netif_loop_output(struct netif *netif, struct pbuf *p,
 525        struct ip_addr *ipaddr)
 526 {
 527   struct pbuf *r;
 528   err_t err;
 529 #if !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING
 530   struct pbuf *last;
 531   SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev);
 532 #endif /* LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING */
 533   LWIP_UNUSED_ARG(ipaddr);
 534
 535   /* Allocate a new pbuf */
 536   r = pbuf_alloc(PBUF_LINK, p->tot_len, PBUF_RAM);
 537   if (r == NULL) {
 538     return ERR_MEM;
 539   }
 540
 541   /* Copy the whole pbuf queue p into the single pbuf r */
 542   if ((err = pbuf_copy(r, p)) != ERR_OK) {
 543     pbuf_free(r);
 544     r = NULL;
 545     return err;
 546   }
 547
 548 #if LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING
 549   /* Multithreading environment, netif->input() is supposed to put the packet
 550      into a mailbox, so we can safely call it here without risking to re-enter
 551      functions that are not reentrant (TCP!!!) */
 552   LWIP_ASSERT(netif->input != ip_input, "Don't use ip_input as netif->input with LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING = 1!");
 553   if(netif->input(r, netif) != ERR_OK) {
 554     pbuf_free(r);
 555     r = NULL;
 556   }
 557 #else /* LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING */
 558   /* Raw API without threads: put the packet on a linked list which gets emptied
 559      through calling netif_poll(). */
 560
 561   /* let last point to the last pbuf in chain r */
 562   for (last = r; last->next != NULL; last = last->next);
 563   SYS_ARCH_PROTECT(lev);
 564   if(netif->loop_first != NULL) {
 565     LWIP_ASSERT("if first != NULL, last must also be != NULL", netif->loop_last != NULL);
 566     netif->loop_last->next = r;
 567     netif->loop_last = last;
 568   } else {
 569     netif->loop_first = r;
 570     netif->loop_last = last;
 571   }
 572   SYS_ARCH_UNPROTECT(lev);
 573 #endif /* LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING */
 574
 575   return ERR_OK;
 576 }
 577
 578 #if !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING
 579 /**
 580  * Calls netif_poll() for every netif on the netif_list.
 581  */
 582 void
 583 netif_poll_all(void)
 584 {
 585   struct netif *netif = netif_list;
 586   /* loop through netifs */
 587   while (netif != NULL) {
 588     netif_poll(netif);
 589     /* proceed to next network interface */
 590     netif = netif->next;
 591   }
 592 }
 593
 594 /**
 595  * Call netif_poll() in the main loop of your application. This is to prevent
 596  * reentering non-reentrant functions like tcp_input(). Packets passed to
 597  * netif_loop_output() are put on a list that is passed to netif->input() by
 598  * netif_poll().
 599  */
 600 void
 601 netif_poll(struct netif *netif)
 602 {
 603   struct pbuf *in;
 604   SYS_ARCH_DECL_PROTECT(lev);
 605
 606   do {
 607     /* Get a packet from the list. With SYS_LIGHTWEIGHT_PROT=1, this is protected */
 608     SYS_ARCH_PROTECT(lev);
 609     in = netif->loop_first;
 610     if(in != NULL) {
 611       struct pbuf *in_end = in;
 612       while(in_end->len != in_end->tot_len) {
 613         LWIP_ASSERT("bogus pbuf: len != tot_len but next == NULL!", in_end->next != NULL);
 614         in_end = in_end->next;
 615       }
 616       /* 'in_end' now points to the last pbuf from 'in' */
 617       if(in_end == netif->loop_last) {
 618         /* this was the last pbuf in the list */
 619         netif->loop_first = netif->loop_last = NULL;
 620       } else {
 621         /* pop the pbuf off the list */
 622         netif->loop_first = in_end->next;
 623         LWIP_ASSERT("should not be null since first != last!", netif->loop_first != NULL);
 624       }
 625       /* De-queue the pbuf from its successors on the 'loop_' list. */
 626       in_end->next = NULL;
 627     }
 628     SYS_ARCH_UNPROTECT(lev);
 629
 630     if(in != NULL) {
 631       if(netif->input(in, netif) != ERR_OK) {
 632         pbuf_free(in);
 633       }
 634       /* Don't reference the packet any more! */
 635       in = NULL;
 636     }
 637   /* go on while there is a packet on the list */
 638   } while(netif->loop_first != NULL);
 639 }
 640 #endif /* !LWIP_NETIF_LOOPBACK_MULTITHREADING */
 641 #endif /* ENABLE_LOOPBACK */