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