src/afb-ws-client.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2016 "IoT.bzh"
   3  * Author: José Bollo <jose.bollo@iot.bzh>
   4  *
   5  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6  * you may not use this file except in compliance with the License.
   7  * You may obtain a copy of the License at
   8  *
   9  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10  *
  11  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14  * See the License for the specific language governing permissions and
  15  * limitations under the License.
  16  */
  17
  18 #define _GNU_SOURCE
  19
  20 #include <stdlib.h>
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <unistd.h>
  23 #include <assert.h>
  24 #include <errno.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include <sys/types.h>
  27 #include <sys/socket.h>
  28 #include <netdb.h>
  29 #include <fcntl.h>
  30
  31 #include "afb-wsj1.h"
  32
  33 /**************** WebSocket handshake ****************************/
  34
  35 static const char *compkeys[32] = {
  36         "lYKr2sn9+ILcLpkqdrE2VQ==", "G5J7ncQnmS/MubIYcqKWM+E6k8I=",
  37         "gjN6eOU/6Yy7dBTJ+EaQSw==", "P5QzN7mRt4DeRWxKdG7s4/NCEwk=",
  38         "ziLin6OQ0/a1+cGaI9Mupg==", "yvpxcFJAGam6huL77vz34CdShyU=",
  39         "KMfd2bHKah0U5mk2Kg/LIg==", "lyYxfDP5YunhkBF+nAWb/w6K4yg=",
  40         "fQ/ISF1mNCPRMyAj3ucqNg==", "91YY1EUelb4eMU24Z8WHhJ9cHmc=",
  41         "RHlfiVVE1lM1AJnErI8dFg==", "UdZQc0JaihQJV5ETCZ84Av88pxQ=",
  42         "NVy3L2ujXN7v3KEJwK92ww==", "+dE7iITxhExjBtf06VYNWChHqx8=",
  43         "cCNAgttlgELfbDDIfhujww==", "W2JiswqbTAXx5u84EtjbtqAW2Bg=",
  44         "K+oQvEDWJP+WXzRS5BJDFw==", "szgW10a9AuD+HtfS4ylaqWfzWAs=",
  45         "nmg43S4DpVaxye+oQv9KTw==", "8XK74jB9xFfTzzl0wTqW04k3tPE=",
  46         "LIqZ23sEppbF4YJR9LQ4/w==", "f8lJBQEbR8QmmvPHZpA0smlIeeA=",
  47         "WY1vvvY2j/3V9DAGW3ZZcA==", "lROlE4vL4cjU1Vnk6rISc9gVKN0=",
  48         "Ia+dgHnA9QaBrbxuqh4wgQ==", "GiGjxFdSaF0EGTl2cjvFsVmJnfM=",
  49         "MfpIVG082jFTV7SxTNNijQ==", "f5I2h53hBsT5ES3EHhnxAJ2nqsw=",
  50         "kFumnAw5d/WctG0yAUHPiQ==", "aQQmOjoABl7mrbliTPS1bOkndOs=",
  51         "MHiEc+Qc8w/SJ3zMHEM8pA==", "FVCxLBmoil3gY0jSX3aNJ6kR/t4="
  52 };
  53
  54 static const char websocket_s[] = "websocket";
  55 static const char sec_websocket_key_s[] = "Sec-WebSocket-Key";
  56 static const char sec_websocket_version_s[] = "Sec-WebSocket-Version";
  57 static const char sec_websocket_accept_s[] = "Sec-WebSocket-Accept";
  58 static const char sec_websocket_protocol_s[] = "Sec-WebSocket-Protocol";
  59
  60 static const char vseparators[] = " \t,";
  61
  62 /* get randomly a pair of key/accept value */
  63 static void getkeypair(const char **key, const char **ack)
  64 {
  65         int r;
  66         r = rand();
  67         while (r > 15)
  68                 r = (r & 15) + (r >> 4);
  69         r = (r & 15) << 1;
  70         *key = compkeys[r];
  71         *ack = compkeys[r+1];
  72 }
  73
  74 /* joins the strings using the separator */
  75 static char *strjoin(int count, const char **strings, const char *separ)
  76 {
  77         char *result, *iter;
  78         size_t length;
  79         int idx;
  80
  81         /* creates the count if needed */
  82         if (count < 0)
  83                 for(count = 0 ; strings[count] != NULL ; count++);
  84
  85         /* compute the length of the result */
  86         if (count == 0)
  87                 length = 0;
  88         else {
  89                 length = (unsigned)(count - 1) * strlen(separ);
  90                 for (idx = 0 ; idx < count ; idx ++)
  91                         length += strlen(strings[idx]);
  92         }
  93
  94         /* allocates the result */
  95         result = malloc(length + 1);
  96         if (result == NULL)
  97                 errno = ENOMEM;
  98         else {
  99                 /* create the result */
 100                 if (count != 0) {
 101                         iter = stpcpy(result, strings[idx = 0]);
 102                         while (++idx < count)
 103                                 iter = stpcpy(stpcpy(iter, separ), strings[idx]);
 104                         // assert(iter - result == length);
 105                 }
 106                 result[length] = 0;
 107         }
 108         return result;
 109 }
 110
 111 /* creates the http message for the request */
 112 static int make_request(char **request, const char *path, const char *host, const char *key, const char *protocols)
 113 {
 114         int rc = asprintf(request,
 115                         "GET %s HTTP/1.1\r\n"
 116                         "Host: %s\r\n"
 117                         "Upgrade: websocket\r\n"
 118                         "Connection: Upgrade\r\n"
 119                         "Sec-WebSocket-Version: 13\r\n"
 120                         "Sec-WebSocket-Key: %s\r\n"
 121                         "Sec-WebSocket-Protocol: %s\r\n"
 122                         "Content-Length: 0\r\n"
 123                         "\r\n"
 124                         , path
 125                         , host
 126                         , key
 127                         , protocols
 128                 );
 129         if (rc < 0) {
 130                 errno = ENOMEM;
 131                 *request = NULL;
 132                 return -1;
 133         }
 134         return rc;
 135 }
 136
 137 /* create the request and send it to fd, returns the expected accept string */
 138 static const char *send_request(int fd, const char **protocols, const char *path, const char *host)
 139 {
 140         const char *key, *ack;
 141         char *protolist, *request;
 142         int length, rc;
 143
 144         /* make the list of accepted protocols */
 145         protolist = strjoin(-1, protocols, ", ");
 146         if (protolist == NULL)
 147                 return NULL;
 148
 149         /* create the request */
 150         getkeypair(&key, &ack);
 151         length = make_request(&request, path, host, key, protolist);
 152         free(protolist);
 153         if (length < 0)
 154                 return NULL;
 155
 156         /* send the request */
 157         do { rc = (int)write(fd, request, length); } while(rc < 0 && errno == EINTR);
 158         free(request);
 159         return rc < 0 ? NULL : ack;
 160 }
 161
 162 /* read a line not efficiently but without buffering */
 163 static int receive_line(int fd, char *line, int size)
 164 {
 165         int rc, length = 0, cr = 0;
 166         for(;;) {
 167                 if (length >= size) {
 168                         errno = EFBIG;
 169                         return -1;
 170                 }
 171                 do { rc = (int)read(fd, line + length, 1); } while (rc < 0 && errno == EINTR);
 172                 if (rc < 0)
 173                         return -1;
 174                 if (line[length] == '\r')
 175                         cr = 1;
 176                 else if (cr != 0 && line[length] == '\n') {
 177                         line[--length] = 0;
 178                         return length;
 179                 } else
 180                         cr = 0;
 181                 length++;
 182         }
 183 }
 184
 185 /* check a header */
 186 static inline int isheader(const char *head, size_t klen, const char *key)
 187 {
 188         return strncasecmp(head, key, klen) == 0 && key[klen] == 0;
 189 }
 190
 191 /* receives and scan the response */
 192 static int receive_response(int fd, const char **protocols, const char *ack)
 193 {
 194         char line[4096], *it;
 195         int rc, haserr, result = -1;
 196         size_t len, clen;
 197
 198         /* check the header line to be something like: "HTTP/1.1 101 Switching Protocols" */
 199         rc = receive_line(fd, line, (int)sizeof(line));
 200         if (rc < 0)
 201                 goto error;
 202         len = strcspn(line, " ");
 203         if (len != 8 || 0 != strncmp(line, "HTTP/1.1", 8))
 204                 goto abort;
 205         it = line + len;
 206         len = strspn(it, " ");
 207         if (len == 0)
 208                 goto abort;
 209         it += len;
 210         len = strcspn(it, " ");
 211         if (len != 3 || 0 != strncmp(it, "101", 3))
 212                 goto abort;
 213
 214         /* reads the rest of the response until empty line */
 215         clen = 0;
 216         haserr = 0;
 217         for(;;) {
 218                 rc = receive_line(fd, line, (int)sizeof(line));
 219                 if (rc < 0)
 220                         goto error;
 221                 if (rc == 0)
 222                         break;
 223                 len = strcspn(line, ": ");
 224                 if (len != 0 && line[len] == ':') {
 225                         /* checks the headers values */
 226                         it = line + len + 1;
 227                         it += strspn(it, " ,");
 228                         it[strcspn(it, " ,")] = 0;
 229                         if (isheader(line, len, "Sec-WebSocket-Accept")) {
 230                                 if (strcmp(it, ack) != 0)
 231                                         haserr = 1;
 232                         } else if (isheader(line, len, "Sec-WebSocket-Protocol")) {
 233                                 result = 0;
 234                                 while(protocols[result] != NULL && strcmp(it, protocols[result]) != 0)
 235                                         result++;
 236                         } else if (isheader(line, len, "Upgrade")) {
 237                                 if (strcmp(it, "websocket") != 0)
 238                                         haserr = 1;
 239                         } else if (isheader(line, len, "Content-Length")) {
 240                                 clen = atol(it);
 241                         }
 242                 }
 243         }
 244
 245         /* skips the remaining of the message */
 246         while (clen >= sizeof line) {
 247                 while (read(fd, line, sizeof line) < 0 && errno == EINTR);
 248                 clen -= sizeof line;
 249         }
 250         if (clen > 0) {
 251                 while (read(fd, line, len) < 0 && errno == EINTR);
 252         }
 253         if (haserr != 0 || result < 0)
 254                 goto abort;
 255         return result;
 256 abort:
 257         errno = ECONNABORTED;
 258 error:
 259         return -1;
 260 }
 261
 262 static int negociate(int fd, const char **protocols, const char *path, const char *host)
 263 {
 264         const char *ack = send_request(fd, protocols, path, host);
 265         return ack == NULL ? -1 : receive_response(fd, protocols, ack);
 266 }
 267
 268 /* tiny parse a "standard" websock uri ws://host:port/path... */
 269 static int parse_uri(const char *uri, char **host, char **service, const char **path)
 270 {
 271         const char *h, *p;
 272         size_t hlen, plen;
 273
 274         /* the scheme */
 275         if (strncmp(uri, "ws://", 5) == 0)
 276                 uri += 5;
 277
 278         /* the host */
 279         h = uri;
 280         hlen = strcspn(h, ":/");
 281         if (hlen == 0)
 282                 goto invalid;
 283         uri += hlen;
 284
 285         /* the port (optional) */
 286         if (*uri == ':') {
 287                 p = ++uri;
 288                 plen = strcspn(p, "/");
 289                 if (plen == 0)
 290                         goto invalid;
 291                 uri += plen;
 292         } else {
 293                 p = NULL;
 294                 plen = 0;
 295         }
 296
 297         /* the path */
 298         if (*uri != '/')
 299                 goto invalid;
 300
 301         /* make the result */
 302         *host = strndup(h, hlen);
 303         if (*host != NULL) {
 304                 *service = plen ? strndup(p, plen) : strdup("http");
 305                 if (*service != NULL) {
 306                         *path = uri;
 307                         return 0;
 308                 }
 309                 free(*host);
 310         }
 311         errno = ENOMEM;
 312         goto error;
 313 invalid:
 314         errno = EINVAL;
 315 error:
 316         return -1;
 317
 318 }
 319
 320
 321
 322
 323 static const char *proto_json1[2] = { "x-afb-ws-json1", NULL };
 324
 325 struct afb_wsj1 *afb_ws_client_connect_wsj1(const char *uri, struct afb_wsj1_itf *itf, void *closure)
 326 {
 327         int rc, fd;
 328         char *host, *service, xhost[32];
 329         const char *path;
 330         struct addrinfo hint, *rai, *iai;
 331         struct afb_wsj1 *result;
 332
 333         /* scan the uri */
 334         rc = parse_uri(uri, &host, &service, &path);
 335         if (rc < 0)
 336                 return NULL;
 337
 338         /* get addr */
 339         memset(&hint, 0, sizeof hint);
 340         hint.ai_family = AF_INET;
 341         hint.ai_socktype = SOCK_STREAM;
 342         rc = getaddrinfo(host, service, &hint, &rai);
 343         free(host);
 344         free(service);
 345         if (rc != 0) {
 346                 errno = EINVAL;
 347                 return NULL;
 348         }
 349
 350         /* get the socket */
 351         result = NULL;
 352         iai = rai;
 353         while (iai != NULL) {
 354                 struct sockaddr_in *a = (struct sockaddr_in*)(iai->ai_addr);
 355                 unsigned char *ipv4 = (unsigned char*)&(a->sin_addr.s_addr);
 356                 unsigned char *port = (unsigned char*)&(a->sin_port);
 357                 sprintf(xhost, "%d.%d.%d.%d:%d",
 358                         (int)ipv4[0], (int)ipv4[1], (int)ipv4[2], (int)ipv4[3],
 359                         (((int)port[0]) << 8)|(int)port[1]);
 360                 fd = socket(iai->ai_family, iai->ai_socktype, iai->ai_protocol);
 361                 if (fd >= 0) {
 362                         rc = connect(fd, iai->ai_addr, iai->ai_addrlen);
 363                         if (rc == 0) {
 364                                 rc = negociate(fd, proto_json1, path, xhost);
 365                                 if (rc == 0) {
 366                                         result = afb_wsj1_create(fd, itf, closure);
 367                                         if (result != NULL) {
 368                                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
 369                                                 break;
 370                                         }
 371                                 }
 372                         }
 373                         close(fd);
 374                 }
 375                 iai = iai->ai_next;
 376         }
 377         freeaddrinfo(rai);
 378         return result;
 379 }
 380
 381 #if 0
 382 /* compute the queried path */
 383 static char *makequery(const char *path, const char *uuid, const char *token)
 384 {
 385         char *result;
 386         int rc;
 387
 388         while(*path == '/')
 389                 path++;
 390         if (uuid == NULL) {
 391                 if (token == NULL)
 392                         rc = asprintf(&result, "/%s", path);
 393                 else
 394                         rc = asprintf(&result, "/%s?x-afb-token=%s", path, token);
 395         } else {
 396                 if (token == NULL)
 397                         rc = asprintf(&result, "/%s?x-afb-uuid=%s", path, uuid);
 398                 else
 399                         rc = asprintf(&result, "/%s?x-afb-uuid=%s&x-afb-token=%s", path, uuid, token);
 400         }
 401         if (rc < 0) {
 402                 errno = ENOMEM;
 403                 return NULL;
 404         }
 405         return result;
 406 }
 407 #endif
 408
 409