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