chiark - git - mdw - tripe/blob - 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 -------------------------------------------------*/