hc
2024-11-01 2f529f9b558ca1c1bd74be7437a84e4711743404
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
/***
 *
 *  rtcap/rtcap.c
 *
 *  Real-Time Capturing Interface
 *
 *  Copyright (C) 2004, 2005 Jan Kiszka <jan.kiszka@web.de>
 *
 *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 *  (at your option) any later version.
 *
 *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 *  GNU General Public License for more details.
 *
 *  You should have received a copy of the GNU General Public License
 *  along with this program; if not, write to the Free Software
 *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
 *
 */
 
#include <linux/module.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/etherdevice.h>
#include <linux/sched.h>
 
#include <rtdev.h>
#include <rtnet_chrdev.h>
#include <rtnet_port.h> /* for netdev_priv() */
 
MODULE_LICENSE("GPL");
 
static unsigned int rtcap_rtskbs = 128;
module_param(rtcap_rtskbs, uint, 0444);
MODULE_PARM_DESC(rtcap_rtskbs, "Number of real-time socket buffers per "
                  "real-time device");
 
#define TAP_DEV 1
#define RTMAC_TAP_DEV 2
#define XMIT_HOOK 4
 
static rtdm_nrtsig_t cap_signal;
static struct rtskb_queue cap_queue;
static struct rtskb_pool cap_pool;
 
static struct tap_device_t {
   struct net_device *tap_dev;
   struct net_device *rtmac_tap_dev;
   struct net_device_stats tap_dev_stats;
   int present;
   int (*orig_xmit)(struct rtskb *skb, struct rtnet_device *dev);
} tap_device[MAX_RT_DEVICES];
 
void rtcap_rx_hook(struct rtskb *rtskb)
{
   bool            trigger = false;
 
   if ((rtskb->cap_comp_skb = rtskb_pool_dequeue(&cap_pool)) == 0) {
       tap_device[rtskb->rtdev->ifindex].tap_dev_stats.rx_dropped++;
       return;
   }
 
   if (cap_queue.first == NULL) {
       cap_queue.first = rtskb;
       trigger = true;
   } else
       cap_queue.last->cap_next = rtskb;
   cap_queue.last = rtskb;
   rtskb->cap_next = NULL;
 
   rtskb->cap_flags |= RTSKB_CAP_SHARED;
 
   if (trigger)
       rtdm_nrtsig_pend(&cap_signal);
}
 
int rtcap_xmit_hook(struct rtskb *rtskb, struct rtnet_device *rtdev)
{
   struct tap_device_t *tap_dev = &tap_device[rtskb->rtdev->ifindex];
   rtdm_lockctx_t context;
   bool trigger = false;
 
   if ((rtskb->cap_comp_skb = rtskb_pool_dequeue(&cap_pool)) == 0) {
       tap_dev->tap_dev_stats.rx_dropped++;
       return tap_dev->orig_xmit(rtskb, rtdev);
   }
 
   rtskb->cap_next = NULL;
   rtskb->cap_start = rtskb->data;
   rtskb->cap_len = rtskb->len;
   rtskb->cap_flags |= RTSKB_CAP_SHARED;
 
   rtskb->time_stamp = rtdm_clock_read();
 
   rtdm_lock_get_irqsave(&rtcap_lock, context);
 
   if (cap_queue.first == NULL) {
       cap_queue.first = rtskb;
       trigger = true;
   } else
       cap_queue.last->cap_next = rtskb;
   cap_queue.last = rtskb;
 
   rtdm_lock_put_irqrestore(&rtcap_lock, context);
 
   if (trigger)
       rtdm_nrtsig_pend(&cap_signal);
 
   return tap_dev->orig_xmit(rtskb, rtdev);
}
 
int rtcap_loopback_xmit_hook(struct rtskb *rtskb, struct rtnet_device *rtdev)
{
   struct tap_device_t *tap_dev = &tap_device[rtskb->rtdev->ifindex];
 
   rtskb->time_stamp = rtdm_clock_read();
 
   return tap_dev->orig_xmit(rtskb, rtdev);
}
 
void rtcap_kfree_rtskb(struct rtskb *rtskb)
{
   rtdm_lockctx_t context;
   struct rtskb *comp_skb;
 
   rtdm_lock_get_irqsave(&rtcap_lock, context);
 
   if (rtskb->cap_flags & RTSKB_CAP_SHARED) {
       rtskb->cap_flags &= ~RTSKB_CAP_SHARED;
 
       comp_skb = rtskb->cap_comp_skb;
 
       rtdm_lock_put_irqrestore(&rtcap_lock, context);
 
       rtskb_pool_queue_tail(comp_skb->pool, comp_skb);
 
       return;
   }
 
   rtdm_lock_put_irqrestore(&rtcap_lock, context);
 
   rtskb->chain_end = rtskb;
   rtskb_pool_queue_tail(rtskb->pool, rtskb);
}
 
static void convert_timestamp(nanosecs_abs_t timestamp, struct sk_buff *skb)
{
#ifdef CONFIG_KTIME_SCALAR
   skb->tstamp.tv64 = timestamp;
#else /* !CONFIG_KTIME_SCALAR */
   unsigned long rem;
 
   rem = do_div(timestamp, NSEC_PER_SEC);
   skb->tstamp = ktime_set((long)timestamp, rem);
#endif /* !CONFIG_KTIME_SCALAR */
}
 
static void rtcap_signal_handler(rtdm_nrtsig_t *nrtsig, void *arg)
{
   struct rtskb *rtskb;
   struct sk_buff *skb;
   struct sk_buff *rtmac_skb;
   struct net_device_stats *stats;
   int ifindex;
   int active;
   rtdm_lockctx_t context;
 
   while (1) {
       rtdm_lock_get_irqsave(&rtcap_lock, context);
 
       if ((rtskb = cap_queue.first) == NULL) {
           rtdm_lock_put_irqrestore(&rtcap_lock, context);
           break;
       }
 
       cap_queue.first = rtskb->cap_next;
 
       rtdm_lock_put_irqrestore(&rtcap_lock, context);
 
       ifindex = rtskb->rtdev->ifindex;
       active = tap_device[ifindex].present;
 
       if (active) {
           if ((tap_device[ifindex].tap_dev->flags & IFF_UP) == 0)
               active &= ~TAP_DEV;
           if (active & RTMAC_TAP_DEV &&
               !(tap_device[ifindex].rtmac_tap_dev->flags &
                 IFF_UP))
               active &= ~RTMAC_TAP_DEV;
       }
 
       if (active == 0) {
           tap_device[ifindex].tap_dev_stats.rx_dropped++;
           rtcap_kfree_rtskb(rtskb);
           continue;
       }
 
       skb = dev_alloc_skb(rtskb->cap_len);
       if (skb) {
           memcpy(skb_put(skb, rtskb->cap_len), rtskb->cap_start,
                  rtskb->cap_len);
 
           if (active & TAP_DEV) {
               skb->dev = tap_device[ifindex].tap_dev;
               skb->protocol = eth_type_trans(skb, skb->dev);
               convert_timestamp(rtskb->time_stamp, skb);
 
               rtmac_skb = NULL;
               if ((rtskb->cap_flags &
                    RTSKB_CAP_RTMAC_STAMP) &&
                   (active & RTMAC_TAP_DEV)) {
                   rtmac_skb = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
                   if (rtmac_skb != NULL)
                       convert_timestamp(
                           rtskb->cap_rtmac_stamp,
                           rtmac_skb);
               }
 
               rtcap_kfree_rtskb(rtskb);
 
               stats = &tap_device[ifindex].tap_dev_stats;
               stats->rx_packets++;
               stats->rx_bytes += skb->len;
 
               if (rtmac_skb != NULL) {
                   rtmac_skb->dev = tap_device[ifindex]
                                .rtmac_tap_dev;
                   netif_rx(rtmac_skb);
               }
               netif_rx(skb);
           } else if (rtskb->cap_flags & RTSKB_CAP_RTMAC_STAMP) {
               skb->dev = tap_device[ifindex].rtmac_tap_dev;
               skb->protocol = eth_type_trans(skb, skb->dev);
               convert_timestamp(rtskb->cap_rtmac_stamp, skb);
 
               rtcap_kfree_rtskb(rtskb);
 
               stats = &tap_device[ifindex].tap_dev_stats;
               stats->rx_packets++;
               stats->rx_bytes += skb->len;
 
               netif_rx(skb);
           } else {
               dev_kfree_skb(skb);
               rtcap_kfree_rtskb(rtskb);
           }
       } else {
           printk("RTcap: unable to allocate linux skb\n");
           rtcap_kfree_rtskb(rtskb);
       }
   }
}
 
static int tap_dev_open(struct net_device *dev)
{
   int err;
 
   err = try_module_get(THIS_MODULE);
   if (err == 0)
       return -EIDRM;
 
   dev_addr_set(dev,
            (*(struct rtnet_device **)netdev_priv(dev))->dev_addr);
 
   return 0;
}
 
static int tap_dev_stop(struct net_device *dev)
{
   module_put(THIS_MODULE);
   return 0;
}
 
static int tap_dev_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
{
   netif_stop_queue(dev);
   return 1;
}
 
static struct net_device_stats *tap_dev_get_stats(struct net_device *dev)
{
   struct rtnet_device *rtdev = *(struct rtnet_device **)netdev_priv(dev);
 
   return &tap_device[rtdev->ifindex].tap_dev_stats;
}
 
static int tap_dev_change_mtu(struct net_device *dev, int new_mtu)
{
   return -EINVAL;
}
 
static const struct net_device_ops tap_netdev_ops = {
   .ndo_open = tap_dev_open,
   .ndo_stop = tap_dev_stop,
   .ndo_start_xmit = tap_dev_xmit,
   .ndo_get_stats = tap_dev_get_stats,
   .ndo_change_mtu = tap_dev_change_mtu,
};
 
static void tap_dev_setup(struct net_device *dev)
{
   ether_setup(dev);
 
   dev->netdev_ops = &tap_netdev_ops;
   dev->mtu = 1500;
   dev->flags &= ~IFF_MULTICAST;
}
 
void cleanup_tap_devices(void)
{
   int i;
   struct rtnet_device *rtdev;
 
   for (i = 0; i < MAX_RT_DEVICES; i++)
       if ((tap_device[i].present & TAP_DEV) != 0) {
           if ((tap_device[i].present & XMIT_HOOK) != 0) {
               rtdev = *(struct rtnet_device **)netdev_priv(
                   tap_device[i].tap_dev);
 
               mutex_lock(&rtdev->nrt_lock);
               rtdev->hard_start_xmit =
                   tap_device[i].orig_xmit;
               if (rtdev->features & NETIF_F_LLTX)
                   rtdev->start_xmit =
                       tap_device[i].orig_xmit;
               mutex_unlock(&rtdev->nrt_lock);
 
               rtdev_dereference(rtdev);
           }
 
           if ((tap_device[i].present & RTMAC_TAP_DEV) != 0) {
               unregister_netdev(tap_device[i].rtmac_tap_dev);
               free_netdev(tap_device[i].rtmac_tap_dev);
           }
 
           unregister_netdev(tap_device[i].tap_dev);
           free_netdev(tap_device[i].tap_dev);
       }
}
 
int __init rtcap_init(void)
{
   struct rtnet_device *rtdev;
   struct net_device *dev;
   int ret;
   int devices = 0;
   int i;
 
   printk("RTcap: real-time capturing interface\n");
 
   rtskb_queue_init(&cap_queue);
 
   rtdm_nrtsig_init(&cap_signal, rtcap_signal_handler, NULL);
 
   for (i = 0; i < MAX_RT_DEVICES; i++) {
       tap_device[i].present = 0;
 
       rtdev = rtdev_get_by_index(i);
       if (rtdev != NULL) {
           mutex_lock(&rtdev->nrt_lock);
 
           if (test_bit(PRIV_FLAG_UP, &rtdev->priv_flags)) {
               mutex_unlock(&rtdev->nrt_lock);
               printk("RTcap: %s busy, skipping device!\n",
                      rtdev->name);
               rtdev_dereference(rtdev);
               continue;
           }
 
           if (rtdev->mac_priv != NULL) {
               mutex_unlock(&rtdev->nrt_lock);
 
               printk("RTcap: RTmac discipline already active on device %s. "
                      "Load RTcap before RTmac!\n",
                      rtdev->name);
 
               rtdev_dereference(rtdev);
               continue;
           }
 
           memset(&tap_device[i].tap_dev_stats, 0,
                  sizeof(struct net_device_stats));
 
           dev = alloc_netdev(sizeof(struct rtnet_device *),
                      rtdev->name, NET_NAME_UNKNOWN,
                      tap_dev_setup);
           if (!dev) {
               ret = -ENOMEM;
               goto error3;
           }
 
           tap_device[i].tap_dev = dev;
           *(struct rtnet_device **)netdev_priv(dev) = rtdev;
 
           ret = register_netdev(dev);
           if (ret < 0)
               goto error3;
 
           tap_device[i].present = TAP_DEV;
 
           tap_device[i].orig_xmit = rtdev->hard_start_xmit;
 
           if ((rtdev->flags & IFF_LOOPBACK) == 0) {
               dev = alloc_netdev(
                   sizeof(struct rtnet_device *),
                   rtdev->name, NET_NAME_UNKNOWN,
                   tap_dev_setup);
               if (!dev) {
                   ret = -ENOMEM;
                   goto error3;
               }
 
               tap_device[i].rtmac_tap_dev = dev;
               *(struct rtnet_device **)netdev_priv(dev) =
                   rtdev;
               strncat(dev->name, "-mac",
                   IFNAMSIZ - strlen(dev->name));
 
               ret = register_netdev(dev);
               if (ret < 0)
                   goto error3;
 
               tap_device[i].present |= RTMAC_TAP_DEV;
 
               rtdev->hard_start_xmit = rtcap_xmit_hook;
           } else
               rtdev->hard_start_xmit =
                   rtcap_loopback_xmit_hook;
 
           /* If the device requires no xmit_lock, start_xmit points equals
        * hard_start_xmit => we have to update this as well
        */
           if (rtdev->features & NETIF_F_LLTX)
               rtdev->start_xmit = rtdev->hard_start_xmit;
 
           tap_device[i].present |= XMIT_HOOK;
 
           mutex_unlock(&rtdev->nrt_lock);
 
           devices++;
       }
   }
 
   if (devices == 0) {
       printk("RTcap: no real-time devices found!\n");
       ret = -ENODEV;
       goto error2;
   }
 
   if (rtskb_module_pool_init(&cap_pool, rtcap_rtskbs * devices) <
       rtcap_rtskbs * devices) {
       rtskb_pool_release(&cap_pool);
       ret = -ENOMEM;
       goto error2;
   }
 
   /* register capturing handlers with RTnet core
     * (adding the handler need no locking) */
   rtcap_handler = rtcap_rx_hook;
 
   return 0;
 
error3:
   mutex_unlock(&rtdev->nrt_lock);
   rtdev_dereference(rtdev);
   printk("RTcap: unable to register %s!\n", dev->name);
 
error2:
   cleanup_tap_devices();
   rtdm_nrtsig_destroy(&cap_signal);
 
   return ret;
}
 
void rtcap_cleanup(void)
{
   rtdm_lockctx_t context;
 
   rtdm_nrtsig_destroy(&cap_signal);
 
   /* unregister capturing handlers
     * (take lock to avoid any unloading code before handler was left) */
   rtdm_lock_get_irqsave(&rtcap_lock, context);
   rtcap_handler = NULL;
   rtdm_lock_put_irqrestore(&rtcap_lock, context);
 
   /* empty queue (should be already empty) */
   rtcap_signal_handler(0, NULL /* we ignore them anyway */);
 
   cleanup_tap_devices();
 
   rtskb_pool_release(&cap_pool);
 
   printk("RTcap: unloaded\n");
}
 
module_init(rtcap_init);
module_exit(rtcap_cleanup);