src/raw/swift_raw.c

   1 /*
   2  * swift implementation of syscall API>
   3  *
   4  * Simulates the classic socket syscalls (socket, bind, send, recv).
   5  * Implementation uses raw sockets (AF_INET, SOCK_RAW).
   6  *
   7  * Subsequently, implementation is to be ported into kernel space and
   8  * the interface is going to be offered by the Linux syscall API.
   9  *
  10  * Heavily inspired by GLIBC's <sys/socket.h>
  11  * (/usr/include/sys/socket.h).
  12  *
  13  * 2011, Razvan Deaconescu, razvan.deaconescu@cs.pub.ro
  14  */
  15
  16 #include <stdio.h>
  17 #include <stdlib.h>
  18 #include <string.h>
  19 #include <sys/types.h>
  20 #include <sys/socket.h>
  21 #include <netinet/in.h>
  22 #include <unistd.h>
  23 #include <errno.h>
  24
  25 #include "swift_types.h"
  26 #include "swift_raw.h"
  27
  28 enum sock_rw_state {
  29         STATE_NO_SHUT,
  30         STATE_SHUT_RD,
  31         STATE_SHUT_WR,
  32         STATE_SHUT_RDWR
  33 };
  34
  35 /* socket management structure */
  36 struct sock_list {
  37         int s;
  38         struct sockaddr_sw addr;
  39         enum sock_rw_state rw_state;
  40         struct sock_list *next;
  41         struct sock_list *prev;
  42 };
  43
  44 static struct sock_list sock_list_head = {
  45         .next = &sock_list_head,
  46         .prev = &sock_list_head
  47 };
  48
  49 /*
  50  * Add new socket to list. Called by sw_socket "syscall".
  51  */
  52
  53 static struct sock_list *list_add_socket(int s)
  54 {
  55         struct sock_list *ptr = malloc(sizeof(*ptr));
  56         if (ptr == NULL)
  57                 return NULL;
  58
  59         ptr->next = &sock_list_head;
  60         ptr->prev = sock_list_head.prev;
  61         sock_list_head.prev->next = ptr;
  62         sock_list_head.prev = ptr;
  63         ptr->s = s;
  64
  65         return ptr;
  66 }
  67
  68 /*
  69  * Bind socket to given address. Called by sw_bind "syscall".
  70  */
  71
  72 static struct sock_list *list_update_socket_address(int s, __CONST_SOCKADDR_ARG addr)
  73 {
  74         struct sock_list *ptr;
  75
  76         for (ptr = sock_list_head.next; ptr != &sock_list_head; ptr = ptr->next)
  77                 if (ptr->s == s) {
  78                         memcpy(&ptr->addr, addr, sizeof(ptr->addr));
  79                         return ptr;
  80                 }
  81
  82         return NULL;
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Get list element containing socket s. Called by sw_send* "syscalls".
  87  */
  88
  89 static struct sock_list *list_elem_from_socket(int s)
  90 {
  91         struct sock_list *ptr;
  92
  93         for (ptr = sock_list_head.next; ptr != &sock_list_head; ptr = ptr->next)
  94                 if (ptr->s == s) {
  95                         return ptr;
  96                 }
  97
  98         return NULL;
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Get list element containing address addr. Called by sw_bind "syscall".
 103  */
 104
 105 static struct sock_list *list_elem_from_address(__CONST_SOCKADDR_ARG addr)
 106 {
 107         struct sock_list *ptr;
 108
 109         for (ptr = sock_list_head.next; ptr != &sock_list_head; ptr = ptr->next)
 110                 if (memcmp(&ptr->addr, addr, sizeof(addr)) == 0)
 111                         return ptr;
 112
 113         return NULL;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Remove socket from list. Called by sw_close "syscall".
 118  */
 119
 120 static struct sock_list *list_unlink_socket(int s)
 121 {
 122         struct sock_list *ptr;
 123
 124         for (ptr = sock_list_head.next; ptr != &sock_list_head; ptr = ptr->next)
 125                 if (ptr->s == s) {
 126                         ptr->next->prev = ptr->prev;
 127                         ptr->prev->next = ptr->next;
 128                         ptr->next = ptr;
 129                         ptr->prev = ptr;
 130                         return ptr;
 131                 }
 132
 133         return NULL;
 134 }
 135
 136 /*
 137  * Create a new socket of type TYPE in domain DOMAIN, using
 138  * protocol PROTOCOL.  If PROTOCOL is zero, one is chosen automatically.
 139  * Returns a file descriptor for the new socket, or -1 for errors.
 140  *
 141  * swift: PROTOCOL is IPPROTO_SWIFT. Ignore TYPE.
 142  */
 143 int sw_socket (int __domain, int __type, int __protocol)
 144 {
 145         int s;
 146         struct sock_list *list;
 147
 148         s = socket(__domain, SOCK_RAW, IPPROTO_SWIFT);
 149         if (s < 0)
 150                 goto sock_err;
 151
 152         list = list_add_socket(s);
 153         if (list == NULL)
 154                 goto list_add_err;
 155
 156         return s;
 157
 158 list_add_err:
 159         close(s);
 160 sock_err:
 161         return -1;
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Give the socket FD the local address ADDR (which is LEN bytes long).
 166  *
 167  * swift: ADDR is of type struct sockaddr_sw.
 168  */
 169 int sw_bind (int __fd, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr, socklen_t __len)
 170 {
 171         struct sock_list *list;
 172
 173         /* Check whether address is already in use. */
 174         list = list_elem_from_address(__addr);
 175         if (list != NULL) {
 176                 errno = EADDRINUSE;
 177                 goto list_elem_err;
 178         }
 179         /* Update __fd entry in socket management list. */
 180         list = list_update_socket_address(__fd, __addr);
 181         if (list == NULL) {
 182                 errno = EBADF;
 183                 goto list_update_err;
 184         }
 185
 186         return 0;
 187
 188 list_update_err:
 189 list_elem_err:
 190         return -1;
 191 }
 192
 193 /* Put the local address of FD into *ADDR and its length in *LEN.  */
 194 int sw_getsockname (int __fd, __SOCKADDR_ARG __addr,
 195                         socklen_t *__restrict __len)
 196 {
 197         /* TODO */
 198
 199         return 0;
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Send N bytes of BUF on socket FD to peer at address ADDR (which is
 204  * ADDR_LEN bytes long).  Returns the number sent, or -1 for errors.
 205  *
 206  * This function is a cancellation point and therefore not marked with
 207  * __THROW.
 208  */
 209 ssize_t sw_sendto (int __fd, __const void *__buf, size_t __n,
 210                        int __flags, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr,
 211                        socklen_t __addr_len)
 212 {
 213         ssize_t bytes_sent;
 214
 215         /* TODO */
 216
 217         return bytes_sent;
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Read N bytes into BUF through socket FD.
 222  * If ADDR is not NULL, fill in *ADDR_LEN bytes of it with tha address of
 223  * the sender, and store the actual size of the address in *ADDR_LEN.
 224  * Returns the number of bytes read or -1 for errors.
 225  *
 226  * This function is a cancellation point and therefore not marked with
 227  * __THROW.
 228  */
 229 ssize_t sw_recvfrom (int __fd, void *__restrict __buf, size_t __n,
 230                          int __flags, __SOCKADDR_ARG __addr,
 231                          socklen_t *__restrict __addr_len)
 232 {
 233         ssize_t bytes_recv;
 234
 235         /* TODO */
 236
 237         return bytes_recv;
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Send a message described MESSAGE on socket FD.
 242  * Returns the number of bytes sent, or -1 for errors.
 243  *
 244  * This function is a cancellation point and therefore not marked with
 245  * __THROW.
 246  */
 247 ssize_t sw_sendmsg (int __fd, __const struct msghdr *__message,
 248                         int __flags)
 249 {
 250         ssize_t bytes_sent;
 251
 252         /* TODO */
 253
 254         return bytes_sent;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Receive a message as described by MESSAGE from socket FD.
 259  * Returns the number of bytes read or -1 for errors.
 260  *
 261  * This function is a cancellation point and therefore not marked with
 262  * __THROW.
 263  */
 264 ssize_t sw_recvmsg (int __fd, struct msghdr *__message, int __flags)
 265 {
 266         ssize_t bytes_recv;
 267
 268         /* TODO */
 269
 270         return bytes_recv;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Put the current value for socket FD's option OPTNAME at protocol level
 275  * LEVEL into OPTVAL (which is *OPTLEN bytes long), and set *OPTLEN to the
 276  * value's actual length.  Returns 0 on success, -1 for errors.
 277  */
 278 int sw_getsockopt (int __fd, int __level, int __optname,
 279                        void *__restrict __optval,
 280                        socklen_t *__restrict __optlen)
 281 {
 282         /* Call classical interface of getsockopt(2). */
 283         return getsockopt(__fd, __level, __optname, __optval, __optlen);
 284 }
 285
 286 /*
 287  * Set socket FD's option OPTNAME at protocol level LEVEL
 288  * to *OPTVAL (which is OPTLEN bytes long).
 289  * Returns 0 on success, -1 for errors.
 290  */
 291
 292 int sw_setsockopt (int __fd, int __level, int __optname,
 293                        __const void *__optval, socklen_t __optlen)
 294 {
 295         /* Call classical interface of setsockopt(2). */
 296         return setsockopt(__fd, __level, __optname, __optval, __optlen);
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Shut down all or part of the connection open on socket FD.
 301  * HOW determines what to shut down:
 302  *   SHUT_RD   = No more receptions;
 303  *   SHUT_WR   = No more transmissions;
 304  *   SHUT_RDWR = No more receptions or transmissions.
 305  * Returns 0 on success, -1 for errors.
 306  */
 307 int sw_shutdown (int __fd, int __how)
 308 {
 309         /* Call classical interface of shutdown(2). */
 310         return shutdown(__fd, __how);
 311 }