1f6a899d3102c24cfa0a3f8d8f07f9c542f25812
[gpxe.git] / src / net / udp.c
1 #include <stdint.h>
2 #include <string.h>
3 #include <assert.h>
4 #include <byteswap.h>
5 #include <latch.h>
6 #include <errno.h>
7 #include <gpxe/in.h>
8 #include <gpxe/ip.h>
9 #include <gpxe/ip6.h>
10 #include <gpxe/udp.h>
11 #include <gpxe/init.h>
12 #include <gpxe/pkbuff.h>
13 #include <gpxe/netdevice.h>
14 #include <gpxe/tcpip.h>
15
16 /** @file
17  *
18  * UDP protocol
19  */
20
21 /**
22  * List of registered UDP connections
23  */
24 static LIST_HEAD ( udp_conns );
25
26 /**
27  * Some utility functions
28  */
29 static inline void copy_sockaddr ( struct sockaddr *source, struct sockaddr *dest ) {
30         memcpy ( dest, source, sizeof ( *dest ) );
31 }
32
33 static inline uint16_t * dest_port ( struct sockaddr *sock ) {
34         switch ( sock->sa_family ) {
35         case AF_INET:
36                 return &sock->sin.sin_port;
37         case AF_INET6:
38                 return &sock->sin6.sin6_port;
39         }
40         return NULL;
41 }
42
43 /**
44  * Dump the UDP header
45  *
46  * @v udphdr    UDP header
47  */
48 void udp_dump ( struct udp_header *udphdr ) {
49
50         /* Print UDP header for debugging */
51         DBG ( "UDP header at %p + %#zx\n", udphdr, sizeof ( *udphdr ) );
52         DBG ( "\tSource Port = %d\n", ntohs ( udphdr->source_port ) );
53         DBG ( "\tDestination Port = %d\n", ntohs ( udphdr->dest_port ) );
54         DBG ( "\tLength = %d\n", ntohs ( udphdr->len ) );
55         DBG ( "\tChecksum = %x\n", ntohs ( udphdr->chksum ) );
56         DBG ( "\tChecksum located at %p\n", &udphdr->chksum );
57 }
58
59 /**
60  * Open a UDP connection
61  *
62  * @v conn      UDP connection
63  * @v peer      Destination socket address
64  *
65  * This function stores the socket address within the connection
66  */
67 void udp_connect ( struct udp_connection *conn, struct sockaddr *peer ) {
68         copy_sockaddr ( peer, &conn->sa );
69
70         /* Not sure if this should add the connection to udp_conns; If it does,
71          * uncomment the following code
72          */
73 //      list_add ( &conn->list, &udp_conns );
74 }
75
76 /**
77  * Initialize a UDP connection
78  *
79  * @v conn      UDP connection
80  * @v udp_op    UDP operations
81  */
82 void udp_init ( struct udp_connection *conn, struct udp_operations *udp_op ) {
83         conn->local_port = 0;
84         conn->tx_pkb = NULL;
85         if ( udp_op != NULL ) {
86                 conn->udp_op = udp_op;
87         }
88 }
89
90 /**
91  * User request to send data via a UDP connection
92  *
93  * @v conn      UDP connection
94  *
95  * This function allocates buffer space and invokes the function's senddata()
96  * callback. The callback may use the buffer space
97  */
98 int udp_senddata ( struct udp_connection *conn ) {
99         conn->tx_pkb = alloc_pkb ( UDP_MAX_TXPKB );
100         if ( conn->tx_pkb == NULL ) {
101                 DBG ( "Error allocating packet buffer of length %d\n",
102                                                         UDP_MAX_TXPKB );
103                 return -ENOMEM;
104         }
105         pkb_reserve ( conn->tx_pkb, UDP_MAX_HLEN );
106         conn->udp_op->senddata ( conn, conn->tx_pkb->data, 
107                                  pkb_available ( conn->tx_pkb ) );
108         return 0;
109 }
110                 
111 /**
112  * Transmit data via a UDP connection to a specified address
113  *
114  * @v conn      UDP connection
115  * @v peer      Destination address
116  * @v data      Data to send
117  * @v len       Length of data
118  *
119  * This function fills up the UDP headers and sends the data. Discover the
120  * network protocol through the sa_family field in the destination socket
121  * address.
122  */
123 int udp_sendto ( struct udp_connection *conn, struct sockaddr *peer,
124                  const void *data, size_t len ) {
125         struct udp_header *udphdr;              /* UDP header */
126         uint16_t *dest;
127
128         /* Copy payload */
129         memmove ( pkb_put ( conn->tx_pkb, len ), data, len );
130
131         /*
132          * Add the UDP header
133          *
134          * Covert all 16- and 32- bit integers into network btye order before
135          * sending it over the network
136          */
137         udphdr = pkb_push ( conn->tx_pkb, sizeof ( *udphdr ) );
138         if ( (dest = dest_port ( peer ) ) == NULL ) {
139                 DBG ( "Network family %d not supported\n", peer->sa_family );
140                 return -EAFNOSUPPORT;
141         }
142         udphdr->dest_port = *dest;
143         udphdr->source_port = conn->local_port;
144         udphdr->len = htons ( pkb_len ( conn->tx_pkb ) );
145         udphdr->chksum = 0;
146         udphdr->chksum = tcpip_chksum ( udphdr, sizeof ( *udphdr ) + len );
147
148         /**
149          * Dump the contents of the UDP header
150          */
151         udp_dump ( udphdr );
152
153         /* Send it to the next layer for processing */
154         return tcpip_tx ( conn->tx_pkb, &udp_protocol, peer );
155 }
156
157 /**
158  * Transmit data via a UDP connection to a specified address
159  *
160  * @v conn      UDP connection
161  * @v data      Data to send
162  * @v len       Length of data
163  */
164 int udp_send ( struct udp_connection *conn, const void *data, size_t len ) {
165         return udp_sendto ( conn, &conn->sa, data, len );
166 }
167
168 /**
169  * Close a UDP connection
170  *
171  * @v conn      UDP connection
172  */
173 void udp_close ( struct udp_connection *conn ) {
174         list_del ( &conn->list );
175 }
176
177 /**
178  * Open a local port
179  *
180  * @v conn              UDP connection
181  * @v local_port        Local port on which to open connection
182  *
183  * This does not support the 0 port option correctly yet
184  */
185 int udp_open ( struct udp_connection *conn, uint16_t local_port ) {
186         struct udp_connection *connr;
187         uint16_t min_port = 0xffff;
188
189         /* Iterate through udp_conns to see if local_port is available */
190         list_for_each_entry ( connr, &udp_conns, list ) {
191                 if ( connr->local_port == local_port ) {
192                         return -EISCONN;
193                 }
194                 if ( min_port > connr->local_port ) {
195                         min_port = connr->local_port;
196                 }
197         }
198         /* This code is buggy. I will update it soon :) */
199         conn->local_port = local_port == 0 ? min_port > 1024 ? 1024 :
200                                                 min_port + 1 : local_port;
201
202         /* Add the connection to the list of listening connections */
203         list_add ( &conn->list, &udp_conns );
204         return 0;
205 }
206
207 /**
208  * Process a received packet
209  *
210  * @v pkb              Packet buffer
211  * @v src_net_addr      Source network address
212  * @v dest_net_addr     Destination network address
213  */
214 void udp_rx ( struct pk_buff *pkb, struct in_addr *src_net_addr __unused,
215                         struct in_addr *dest_net_addr __unused ) {
216         struct udp_header *udphdr = pkb->data;
217         struct udp_connection *conn;
218         uint16_t ulen;
219         uint16_t chksum;
220
221         udp_dump ( udphdr );
222
223         /* Validate the packet and the UDP length */
224         if ( pkb_len ( pkb ) < sizeof ( *udphdr ) ) {
225                 DBG ( "UDP packet too short (%d bytes)\n",
226                       pkb_len ( pkb ) );
227                 return;
228         }
229
230         ulen = ntohs ( udphdr->len );
231         if ( ulen != pkb_len ( pkb ) ) {
232                 DBG ( "Inconsistent UDP packet length (%d bytes)\n",
233                       pkb_len ( pkb ) );
234                 return;
235         }
236
237         /* Verify the checksum */
238 #warning "Don't we need to take the pseudo-header into account here?"
239 #if 0
240         chksum = tcpip_chksum ( pkb->data, pkb_len ( pkb ) );
241         if ( chksum != 0xffff ) {
242                 DBG ( "Bad checksum %#x\n", chksum );
243                 return;
244         }
245 #endif
246
247         /* Todo: Check if it is a broadcast or multicast address */
248
249         /* Demux the connection */
250         list_for_each_entry ( conn, &udp_conns, list ) {
251                 if ( conn->local_port == udphdr->dest_port ) {
252                         goto conn;
253                 }
254         }
255         return;
256
257         conn:
258         /** Strip off the UDP header */
259         pkb_pull ( pkb, sizeof ( *udphdr ) );
260
261         /** Call the application's callback */
262         conn->udp_op->newdata ( conn, pkb->data, ulen - sizeof ( *udphdr ) );
263 }
264
265 struct tcpip_protocol udp_protocol  = {
266         .name = "UDP",
267         .rx = udp_rx,
268         .trans_proto = IP_UDP,
269         .csum_offset = 6,
270 };
271
272 TCPIP_PROTOCOL ( udp_protocol );