chiark / gitweb /
New pkstream program.
[tripe] / pkstream.c
1 /* -*-c-*-
2  *
3  * $Id: pkstream.c,v 1.1 2003/04/23 12:53:28 mdw Exp $
4  *
5  * Forwarding UDP packets over a stream
6  *
7  * (c) 2003 Straylight/Edgeware
8  */
9
10 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
11  *
12  * This file is part of Trivial IP Encryption (TrIPE).
13  *
14  * TrIPE is free software; you can redistribute it and/or modify
15  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
16  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
17  * (at your option) any later version.
18  * 
19  * TrIPE is distributed in the hope that it will be useful,
20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
22  * GNU General Public License for more details.
23  * 
24  * You should have received a copy of the GNU General Public License
25  * along with TrIPE; if not, write to the Free Software Foundation,
26  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
27  */
28
29 /*----- Revision history --------------------------------------------------* 
30  *
31  * $Log: pkstream.c,v $
32  * Revision 1.1  2003/04/23 12:53:28  mdw
33  * New pkstream program.
34  *
35  */
36
37 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
38
39 #include "config.h"
40
41 #include <ctype.h>
42 #include <errno.h>
43 #include <stdio.h>
44 #include <stdlib.h>
45 #include <string.h>
46
47 #include <sys/time.h>
48 #include <sys/types.h>
49 #include <unistd.h>
50 #include <fcntl.h>
51 #include <sys/uio.h>
52 #include <sys/socket.h>
53 #include <netinet/in.h>
54 #include <arpa/inet.h>
55 #include <netdb.h>
56
57 #include <mLib/alloc.h>
58 #include <mLib/bits.h>
59 #include <mLib/dstr.h>
60 #include <mLib/fdflags.h>
61 #include <mLib/mdwopt.h>
62 #include <mLib/quis.h>
63 #include <mLib/report.h>
64 #include <mLib/sel.h>
65 #include <mLib/selpk.h>
66
67 /*----- Data structures ---------------------------------------------------*/
68
69 typedef struct pk {
70   struct pk *next;                      /* Next packet in the chain */
71   octet *p, *o;                         /* Buffer start and current posn */
72   size_t n;                             /* Size of packet remaining */
73 } pk;
74
75 typedef struct pkstream {
76   unsigned f;                           /* Flags... */
77 #define PKF_FULL 1u                     /*   Buffer is full: stop reading */
78   sel_file r, w;                        /* Read and write selectors */
79   pk *pks, **pk_tail;                   /* Packet queue */
80   size_t npk, szpk;                     /* Number and size of data */
81   selpk p;                              /* Packet parser */
82 } pkstream;
83
84 typedef struct connwait {
85   sel_file a;                           /* Selector */
86   struct sockaddr_in me;                /* Who I'm meant to be */
87   struct in_addr peer;                  /* Who my peer is */
88 } connwait;
89
90 /*----- Static variables --------------------------------------------------*/
91
92 static sel_state sel;
93 static connwait cw;
94 static int fd_udp;
95 static size_t pk_nmax = 128, pk_szmax = 1024 * 1024;
96
97 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
98
99 static int nonblockify(int fd)
100 {
101   return (fdflags(fd, O_NONBLOCK, O_NONBLOCK, 0, 0));
102 }
103
104 static int cloexec(int fd)
105 {
106   return (fdflags(fd, 0, 0, FD_CLOEXEC, FD_CLOEXEC));
107 }
108
109 static void dolisten(void);
110
111 static void doclose(pkstream *p)
112 {
113   pk *pk, *ppk;
114   close(p->w.fd);
115   close(p->p.reader.fd);
116   selpk_destroy(&p->p);
117   if (!(p->f & PKF_FULL))
118     sel_rmfile(&p->r);
119   if (p->npk)
120     sel_rmfile(&p->w);
121   for (pk = p->pks; pk; pk = ppk) {
122     ppk = pk->next;
123     xfree(pk->p);
124     xfree(pk);
125   }
126   xfree(p);
127   if (cw.me.sin_port != 0)
128     dolisten();
129   else
130     exit(0);
131 }
132
133 static void rdtcp(octet *b, size_t sz, pkbuf *pk, size_t *k, void *vp)
134 {
135   pkstream *p = vp;
136   size_t pksz;
137
138   if (!sz) {
139     doclose(p);
140     return;
141   }
142   pksz = LOAD16(b);
143   if (pksz + 2 == sz) {
144     write(fd_udp, b + 2, pksz);
145     selpk_want(&p->p, 2);
146   } else {
147     selpk_want(&p->p, pksz + 2);
148     *k = sz;
149   }
150 }
151
152 static void wrtcp(int fd, unsigned mode, void *vp)
153 {
154 #define NPK 16
155   struct iovec iov[NPK];
156   pkstream *p = vp;
157   size_t i;
158   ssize_t n;
159   pk *pk, *ppk;
160
161   for (i = 0, pk = p->pks; i < NPK && pk; i++, pk = pk->next) {
162     iov[i].iov_base = pk->o;
163     iov[i].iov_len = pk->n;
164   }
165
166   if ((n = writev(fd, iov, i)) < 0) {
167     if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == EINTR)
168       return;
169     moan("couldn't write to TCP socket: %s", strerror(errno));
170     doclose(p);
171     return;
172   }
173
174   p->szpk -= n;
175   for (pk = p->pks; n && pk; pk = ppk) {
176     ppk = pk->next;
177     if (pk->n <= n) {
178       p->npk--;
179       n -= pk->n;
180       xfree(pk->p);
181       xfree(pk);
182     } else {
183       pk->n -= n;
184       pk->o += n;
185       break;
186     }
187   }
188   p->pks = pk;
189   if (!pk) {
190     p->pk_tail = &p->pks;
191     sel_rmfile(&p->w);
192   }
193   if ((p->f & PKF_FULL) && p->npk < pk_nmax && p->szpk < pk_szmax) {
194     p->f &= ~PKF_FULL;
195     sel_addfile(&p->r);
196   }
197 }
198
199 static void rdudp(int fd, unsigned mode, void *vp)
200 {
201   octet buf[65536];
202   ssize_t n;
203   pkstream *p = vp;
204   pk *pk;
205
206   if ((n = read(fd, buf, sizeof(buf))) < 0) {
207     if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == EINTR)
208       return;
209     moan("couldn't read from UDP socket: %s", strerror(errno));
210     return;
211   }
212   pk = xmalloc(sizeof(*pk));
213   pk->next = 0;
214   pk->p = xmalloc(n + 2);
215   STORE16(pk->p, n);
216   memcpy(pk->p + 2, buf, n);
217   pk->o = pk->p;
218   pk->n = n + 2;
219   *p->pk_tail = pk;
220   p->pk_tail = &pk->next;
221   if (!p->npk)
222     sel_addfile(&p->w);
223   sel_force(&p->w);
224   p->npk++;
225   p->szpk += n + 2;
226   if (p->npk >= pk_nmax || p->szpk >= pk_szmax) {
227     sel_rmfile(&p->r);
228     p->f |= PKF_FULL;
229   }
230 }
231
232 static void dofwd(int fd_in, int fd_out)
233 {
234   pkstream *p = xmalloc(sizeof(*p));
235   sel_initfile(&sel, &p->r, fd_udp, SEL_READ, rdudp, p);
236   sel_initfile(&sel, &p->w, fd_out, SEL_WRITE, wrtcp, p);
237   selpk_init(&p->p, &sel, fd_in, rdtcp, p);
238   selpk_want(&p->p, 2);
239   p->pks = 0;
240   p->pk_tail = &p->pks;
241   p->npk = p->szpk = 0;
242   p->f = 0;
243   sel_addfile(&p->r);
244 }
245
246 static void doaccept(int fd_s, unsigned mode, void *p)
247 {
248   int fd;
249   struct sockaddr_in sin;
250   socklen_t sz = sizeof(sin);
251
252   if ((fd = accept(fd_s, (struct sockaddr *)&sin, &sz)) < 0) {
253     if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == EINTR)
254       return;
255     moan("couldn't accept incoming connection: %s", strerror(errno));
256     return;
257   }
258   if (cw.peer.s_addr != INADDR_ANY &&
259       cw.peer.s_addr != sin.sin_addr.s_addr) {
260     close(fd);
261     moan("rejecting connection from %s", inet_ntoa(sin.sin_addr));
262     return;
263   }
264   if (nonblockify(fd) || cloexec(fd)) {
265     close(fd);
266     moan("couldn't accept incoming connection: %s", strerror(errno));
267     return;
268   }
269   dofwd(fd, fd);
270   close(fd_s);
271   sel_rmfile(&cw.a);
272 }
273
274 static void dolisten(void)
275 {
276   int fd;
277   int opt = 1;
278
279   if ((fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ||
280       bind(fd, (struct sockaddr *)&cw.me, sizeof(cw.me)) ||
281       setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt)) ||
282       listen(fd, 1) || nonblockify(fd) || cloexec(fd))
283     die(1, "couldn't set up listening socket: %s", strerror(errno));
284   sel_initfile(&sel, &cw.a, fd, SEL_READ, doaccept, 0);
285   sel_addfile(&cw.a);
286 }
287
288 static void parseaddr(const char *pp, struct in_addr *a, unsigned short *pt)
289 {
290   char *p = xstrdup(pp);
291   char *q = 0;
292   if (a && pt) {
293     strtok(p, ":");
294     q = strtok(0, "");
295     if (!q)
296       die(1, "missing port number in address `%s'", p);
297   } else if (pt) {
298     q = p;
299   }
300
301   if (a) {
302     struct hostent *h;
303     if ((h = gethostbyname(p)) == 0)
304       die(1, "unknown host `%s'", p);
305     memcpy(a, h->h_addr, sizeof(*a));
306   }
307
308   if (pt) {
309     struct servent *s;
310     char *qq;
311     unsigned long n;
312     if ((s = getservbyname(q, "tcp")) != 0)
313       *pt = s->s_port;
314     else if ((n = strtoul(q, &qq, 0)) == 0 || *qq || n > 0xffff)
315       die(1, "bad port number `%s'", q);
316     else
317       *pt = htons(n);
318   }
319 }
320
321 static void usage(FILE *fp)
322 {
323   pquis(fp,
324         "Usage: $ [-l PORT] [-p ADDR] [-c ADDR:PORT] ADDR:PORT ADDR:PORT\n");
325 }
326
327 static void version(FILE *fp)
328 {
329   pquis(fp, "$, tripe version " VERSION "\n");
330 }
331
332 static void help(FILE *fp)
333 {
334   version(fp);
335   fputc('\n', fp);
336   usage(fp);
337   fputs("\n\
338 Options:\n\
339 \n\
340 -h, --help              Display this help text.\n\
341 -v, --version           Display version number.\n\
342 -u, --usage             Display pointless usage message.\n\
343 \n\
344 -l, --listen=PORT       Listen for connections to TCP PORT.\n\
345 -p, --peer=PORT         Only accept connections from IP ADDR.\n\
346 -c, --connect=ADDR:PORT Connect to IP ADDR, TCP PORT.\n\
347 \n\
348 Forwards UDP packets over a reliable stream.  By default, uses stdin and\n\
349 stdout; though it can use TCP sockets instead.\n\
350 ", fp);
351 }
352
353 int main(int argc, char *argv[])
354 {
355   unsigned f = 0;
356   unsigned short pt;
357   struct sockaddr_in connaddr;
358   struct sockaddr_in udp_me, udp_peer;
359   int len = 65536;
360
361 #define f_bogus 1u
362
363   ego(argv[0]);
364   connaddr.sin_family = AF_INET;
365   cw.me.sin_family = AF_INET;
366   cw.me.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
367   cw.me.sin_port = 0;
368   cw.peer.s_addr = INADDR_ANY;
369   sel_init(&sel);
370   for (;;) {
371     static struct option opt[] = {
372       { "help",                 0,              0,      'h' },
373       { "version",              0,              0,      'v' },
374       { "usage",                0,              0,      'u' },
375       { "listen",               OPTF_ARGREQ,    0,      'l' },
376       { "peer",                 OPTF_ARGREQ,    0,      'p' },
377       { "connect",              OPTF_ARGREQ,    0,      'c' },
378       { 0,                      0,              0,      0 }
379     };
380     int i;
381
382     i = mdwopt(argc, argv, "hvul:p:c:", opt, 0, 0, 0);
383     if (i < 0)
384       break;
385     switch (i) {
386       case 'h':
387         help(stdout);
388         exit(0);
389       case 'v':
390         version(stdout);
391         exit(0);
392       case 'u':
393         usage(stdout);
394         exit(0);
395       case 'l':
396         parseaddr(optarg, 0, &pt);
397         cw.me.sin_port = pt;
398         break;
399       case 'p':
400         parseaddr(optarg, &cw.peer, 0);
401         break;
402       case 'c':
403         parseaddr(optarg, &connaddr.sin_addr, &pt);
404         connaddr.sin_port = pt;
405         break;
406       default:
407         f |= f_bogus;
408         break;
409     }
410   }
411   if (optind + 2 != argc || (f & f_bogus)) {
412     usage(stderr);
413     exit(1);
414   }
415
416   udp_me.sin_family = udp_peer.sin_family = AF_INET;
417   parseaddr(argv[optind], &udp_me.sin_addr, &pt);
418   udp_me.sin_port = pt; 
419   parseaddr(argv[optind + 1], &udp_peer.sin_addr, &pt);
420   udp_peer.sin_port = pt;
421
422   if ((fd_udp = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ||
423       bind(fd_udp, (struct sockaddr *)&udp_me, sizeof(udp_me)) ||
424       connect(fd_udp, (struct sockaddr *)&udp_peer, sizeof(udp_peer)) ||
425       setsockopt(fd_udp, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &len, sizeof(len)) ||
426       setsockopt(fd_udp, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &len, sizeof(len)) ||
427       nonblockify(fd_udp) || cloexec(fd_udp))
428     die(1, "couldn't set up UDP socket: %s", strerror(errno));
429
430   if (cw.me.sin_port != 0)
431     dolisten();
432   else if (connaddr.sin_addr.s_addr != INADDR_ANY) {
433     int fd;
434     if ((fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ||
435         connect(fd, (struct sockaddr *)&connaddr, sizeof(connaddr)) ||
436         nonblockify(fd) || cloexec(fd))
437       die(1, "couldn't connect to TCP server: %s", strerror(errno));
438     dofwd(fd, fd);
439   } else
440     dofwd(STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO);
441
442   for (;;)
443     sel_select(&sel);
444   return (0);
445 }
446
447 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/