chiark - git - mdw - tripe/blob - pkstream/pkstream.c

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