resource/csdk/connectivity/src/tcp_adapter/catcpserver.c

   1 /* ****************************************************************
   2  *
   3  * Copyright 2015 Samsung Electronics All Rights Reserved.
   4  *
   5  *
   6  *
   7  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   8  * you may not use this file except in compliance with the License.
   9  * You may obtain a copy of the License at
  10  *
  11  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  12  *
  13  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  14  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  15  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  16  * See the License for the specific language governing permissions and
  17  * limitations under the License.
  18  *
  19  ******************************************************************/
  20
  21 #include <sys/types.h>
  22 #include <sys/socket.h>
  23 #include <sys/select.h>
  24 #include <sys/ioctl.h>
  25 #include <sys/poll.h>
  26 #include <stdio.h>
  27 #include <unistd.h>
  28 #include <fcntl.h>
  29 #include <arpa/inet.h>
  30 #include <netinet/in.h>
  31 #include <net/if.h>
  32 #include <errno.h>
  33
  34 #ifndef WITH_ARDUINO
  35 #include <sys/socket.h>
  36 #include <netinet/in.h>
  37 #include <netdb.h>
  38 #endif
  39
  40 #include "catcpinterface.h"
  41 #include "caipnwmonitor.h"
  42 #include <coap/pdu.h>
  43 #include "caadapterutils.h"
  44 #include "octhread.h"
  45 #include "oic_malloc.h"
  46 #include "oic_string.h"
  47
  48 #ifdef __WITH_TLS__
  49 #include "ca_adapter_net_ssl.h"
  50 #endif
  51
  52 /**
  53  * Logging tag for module name.
  54  */
  55 #define TAG "OIC_CA_TCP_SERVER"
  56
  57 /**
  58  * Maximum CoAP over TCP header length
  59  * to know the total data length.
  60  */
  61 #define COAP_MAX_HEADER_SIZE  6
  62
  63 /**
  64  * TLS header size
  65  */
  66 #define TLS_HEADER_SIZE 5
  67
  68 /**
  69  * Mutex to synchronize device object list.
  70  */
  71 static oc_mutex g_mutexObjectList = NULL;
  72
  73 /**
  74  * Conditional mutex to synchronize.
  75  */
  76 static oc_cond g_condObjectList = NULL;
  77
  78 /**
  79  * Maintains the callback to be notified when data received from remote device.
  80  */
  81 static CATCPPacketReceivedCallback g_packetReceivedCallback = NULL;
  82
  83 /**
  84  * Error callback to update error in TCP.
  85  */
  86 static CATCPErrorHandleCallback g_tcpErrorHandler = NULL;
  87
  88 /**
  89  * Connected Callback to pass the connection information to RI.
  90  */
  91 static CATCPConnectionHandleCallback g_connectionCallback = NULL;
  92
  93 static CAResult_t CATCPCreateMutex();
  94 static void CATCPDestroyMutex();
  95 static CAResult_t CATCPCreateCond();
  96 static void CATCPDestroyCond();
  97 static int CACreateAcceptSocket(int family, CASocket_t *sock);
  98 static void CAAcceptConnection(CATransportFlags_t flag, CASocket_t *sock);
  99 static void CAFindReadyMessage();
 100 static void CASelectReturned(fd_set *readFds);
 101 static void CAReceiveMessage(int fd);
 102 static void CAReceiveHandler(void *data);
 103 static int CATCPCreateSocket(int family, CATCPSessionInfo_t *tcpServerInfo);
 104
 105 #define CHECKFD(FD) \
 106     if (FD > caglobals.tcp.maxfd) \
 107         caglobals.tcp.maxfd = FD;
 108
 109 /**
 110  * Read length amount of data from socket item->fd
 111  * Can read less data length then requested
 112  * Actual read length added to item->len variable
 113  *
 114  * @param[in/out] item - used socket, buffer and to update received message length
 115  * @param[in]  length  - length of data required to read
 116  * @param[in]  flags   - additional info about socket
 117  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 118  */
 119 static CAResult_t CARecv(CATCPSessionInfo_t *item, size_t length, int flags)
 120 {
 121     if (NULL == item)
 122     {
 123         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 124     }
 125
 126     //skip read operation if requested zero length
 127     if (0 == length)
 128     {
 129         return CA_STATUS_OK;
 130     }
 131
 132     unsigned char *buffer = item->data + item->len;
 133
 134     int len = recv(item->fd, buffer, length, flags);
 135
 136     if (len < 0)
 137     {
 138         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "recv failed %s", strerror(errno));
 139         return CA_RECEIVE_FAILED;
 140     }
 141     else if (0 == len)
 142     {
 143         OIC_LOG(INFO, TAG, "Received disconnect from peer. Close connection");
 144         return CA_DESTINATION_DISCONNECTED;
 145     }
 146
 147     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "recv len = %d", len);
 148     OIC_LOG_BUFFER(DEBUG, TAG, buffer, len);
 149
 150     item->len += len;
 151
 152     return CA_STATUS_OK;
 153 }
 154
 155 static void CATCPDestroyMutex()
 156 {
 157     if (g_mutexObjectList)
 158     {
 159         oc_mutex_free(g_mutexObjectList);
 160         g_mutexObjectList = NULL;
 161     }
 162 }
 163
 164 static CAResult_t CATCPCreateMutex()
 165 {
 166     if (!g_mutexObjectList)
 167     {
 168         g_mutexObjectList = oc_mutex_new();
 169         if (!g_mutexObjectList)
 170         {
 171             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to created mutex!");
 172             return CA_STATUS_FAILED;
 173         }
 174     }
 175
 176     return CA_STATUS_OK;
 177 }
 178
 179 static void CATCPDestroyCond()
 180 {
 181     if (g_condObjectList)
 182     {
 183         oc_cond_free(g_condObjectList);
 184         g_condObjectList = NULL;
 185     }
 186 }
 187
 188 static CAResult_t CATCPCreateCond()
 189 {
 190     if (!g_condObjectList)
 191     {
 192         g_condObjectList = oc_cond_new();
 193         if (!g_condObjectList)
 194         {
 195             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to created cond!");
 196             return CA_STATUS_FAILED;
 197         }
 198     }
 199     return CA_STATUS_OK;
 200 }
 201
 202 static void CAReceiveHandler(void *data)
 203 {
 204     (void)data;
 205     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "IN - CAReceiveHandler");
 206
 207     while (!caglobals.tcp.terminate)
 208     {
 209         CAFindReadyMessage();
 210     }
 211
 212     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 213     oc_cond_signal(g_condObjectList);
 214     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 215
 216     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "OUT - CAReceiveHandler");
 217 }
 218
 219 static void CAFindReadyMessage()
 220 {
 221     fd_set readFds;
 222     struct timeval timeout = { .tv_sec = caglobals.tcp.selectTimeout };
 223
 224     FD_ZERO(&readFds);
 225
 226     if (-1 != caglobals.tcp.ipv4.fd)
 227     {
 228         FD_SET(caglobals.tcp.ipv4.fd, &readFds);
 229     }
 230     if (-1 != caglobals.tcp.ipv6.fd)
 231     {
 232         FD_SET(caglobals.tcp.ipv6.fd, &readFds);
 233     }
 234     if (-1 != caglobals.tcp.shutdownFds[0])
 235     {
 236         FD_SET(caglobals.tcp.shutdownFds[0], &readFds);
 237     }
 238     if (-1 != caglobals.tcp.connectionFds[0])
 239     {
 240         FD_SET(caglobals.tcp.connectionFds[0], &readFds);
 241     }
 242
 243     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
 244     for (size_t i = 0; i < length; i++)
 245     {
 246         CATCPSessionInfo_t *svritem =
 247                 (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
 248         if (svritem && 0 <= svritem->fd)
 249         {
 250             FD_SET(svritem->fd, &readFds);
 251         }
 252     }
 253
 254     int ret = select(caglobals.tcp.maxfd + 1, &readFds, NULL, NULL, &timeout);
 255
 256     if (caglobals.tcp.terminate)
 257     {
 258         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "Packet receiver Stop request received.");
 259         return;
 260     }
 261
 262     if (0 == ret)
 263     {
 264         return;
 265     }
 266     else if (0 < ret)
 267     {
 268         CASelectReturned(&readFds);
 269     }
 270     else // if (0 > ret)
 271     {
 272         OIC_LOG_V(FATAL, TAG, "select error %s", strerror(errno));
 273         return;
 274     }
 275 }
 276
 277 static void CASelectReturned(fd_set *readFds)
 278 {
 279     VERIFY_NON_NULL_VOID(readFds, TAG, "readFds is NULL");
 280
 281     if (caglobals.tcp.ipv4.fd != -1 && FD_ISSET(caglobals.tcp.ipv4.fd, readFds))
 282     {
 283         CAAcceptConnection(CA_IPV4, &caglobals.tcp.ipv4);
 284         return;
 285     }
 286     else if (caglobals.tcp.ipv6.fd != -1 && FD_ISSET(caglobals.tcp.ipv6.fd, readFds))
 287     {
 288         CAAcceptConnection(CA_IPV6, &caglobals.tcp.ipv6);
 289         return;
 290     }
 291     else if (-1 != caglobals.tcp.connectionFds[0] &&
 292             FD_ISSET(caglobals.tcp.connectionFds[0], readFds))
 293     {
 294         // new connection was created from remote device.
 295         // exit the function to update read file descriptor.
 296         char buf[MAX_ADDR_STR_SIZE_CA] = {0};
 297         ssize_t len = read(caglobals.tcp.connectionFds[0], buf, sizeof (buf));
 298         if (-1 == len)
 299         {
 300             return;
 301         }
 302         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "Received new connection event with [%s]", buf);
 303         FD_CLR(caglobals.tcp.connectionFds[0], readFds);
 304         return;
 305     }
 306     else
 307     {
 308         uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
 309         for (size_t i = 0; i < length; i++)
 310         {
 311             CATCPSessionInfo_t *svritem =
 312                     (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
 313             if (svritem && svritem->fd >= 0)
 314             {
 315                 if (FD_ISSET(svritem->fd, readFds))
 316                 {
 317                     CAReceiveMessage(svritem->fd);
 318                     FD_CLR(svritem->fd, readFds);
 319                 }
 320             }
 321         }
 322     }
 323 }
 324
 325 static void CAAcceptConnection(CATransportFlags_t flag, CASocket_t *sock)
 326 {
 327     VERIFY_NON_NULL_VOID(sock, TAG, "sock is NULL");
 328
 329     struct sockaddr_storage clientaddr;
 330     socklen_t clientlen = sizeof (struct sockaddr_in);
 331     if (flag & CA_IPV6)
 332     {
 333         clientlen = sizeof(struct sockaddr_in6);
 334     }
 335
 336     int sockfd = accept(sock->fd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clientlen);
 337     if (-1 != sockfd)
 338     {
 339         CATCPSessionInfo_t *svritem =
 340                 (CATCPSessionInfo_t *) OICCalloc(1, sizeof (*svritem));
 341         if (!svritem)
 342         {
 343             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Out of memory");
 344             close(sockfd);
 345             return;
 346         }
 347
 348         svritem->fd = sockfd;
 349         svritem->sep.endpoint.flags = flag;
 350         svritem->sep.endpoint.adapter = CA_ADAPTER_TCP;
 351         CAConvertAddrToName((struct sockaddr_storage *)&clientaddr, clientlen,
 352                             svritem->sep.endpoint.addr, &svritem->sep.endpoint.port);
 353
 354         oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 355         bool result = u_arraylist_add(caglobals.tcp.svrlist, svritem);
 356         if (!result)
 357         {
 358             OIC_LOG(ERROR, TAG, "u_arraylist_add failed.");
 359             close(sockfd);
 360             OICFree(svritem);
 361             oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 362             return;
 363         }
 364         oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 365
 366         CHECKFD(sockfd);
 367     }
 368 }
 369
 370 #ifdef __WITH_TLS__
 371 static bool CAIsTlsMessage(const unsigned char* data, size_t length)
 372 {
 373     if (NULL == data || 0 == length)
 374     {
 375         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "%s: null input param", __func__);
 376         return false;
 377     }
 378
 379     unsigned char first_byte = data[0];
 380
 381     //TLS Plaintext has four types: change_cipher_spec = [14], alert = [15],
 382     //handshake = [16], application_data = [17] in HEX
 383     const uint8_t tls_head_type[] = {0x14, 0x15, 0x16, 0x17};
 384     size_t i = 0;
 385
 386     for (i = 0; i < sizeof(tls_head_type); i++)
 387     {
 388         if(tls_head_type[i] == first_byte)
 389         {
 390             return true;
 391         }
 392     }
 393
 394     return false;
 395 }
 396 #endif
 397
 398 /**
 399  * Clean socket state data
 400  *
 401  * @param[in/out] item - socket state data
 402  */
 403 static void CACleanData(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 404 {
 405     if (svritem)
 406     {
 407         OICFree(svritem->data);
 408         svritem->data = NULL;
 409         svritem->len = 0;
 410         svritem->totalLen = 0;
 411         svritem->protocol = UNKNOWN;
 412     }
 413 }
 414
 415 /**
 416  * Read message header from socket item->fd
 417  *
 418  * @param[in/out] item - used socket, buffer, current received message length and protocol
 419  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 420  */
 421 static CAResult_t CAReadHeader(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 422 {
 423     CAResult_t res = CA_STATUS_OK;
 424
 425     if (NULL == svritem)
 426     {
 427         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 428     }
 429
 430     if (NULL == svritem->data)
 431     {
 432         // allocate memory for message header (CoAP header size because it is bigger)
 433         svritem->data = (unsigned char *) OICCalloc(1, COAP_MAX_HEADER_SIZE);
 434         if (NULL == svritem->data)
 435         {
 436             OIC_LOG(ERROR, TAG, "OICCalloc - out of memory");
 437             return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
 438         }
 439     }
 440
 441     //read data (assume TLS header) from remote device.
 442     //use TLS_HEADER_SIZE - svritem->len because even header can be read partially
 443     res = CARecv(svritem, TLS_HEADER_SIZE - svritem->len, 0);
 444
 445     //return if any error occurs
 446     if (CA_STATUS_OK != res)
 447     {
 448         return res;
 449     }
 450
 451     //if not enough data received - read them on next CAReceiveMessage() call
 452     if (svritem->len < TLS_HEADER_SIZE)
 453     {
 454         OIC_LOG(DEBUG, TAG, "Header received partially. Wait for rest header data");
 455         return CA_STATUS_OK;
 456     }
 457
 458     //if enough data received - parse header
 459 #ifdef __WITH_TLS__
 460     if (CAIsTlsMessage(svritem->data, svritem->len))
 461     {
 462         svritem->protocol = TLS;
 463
 464         //[3][4] bytes in tls header are tls payload length
 465         unsigned int message_length = (unsigned int)((svritem->data[3] << 8) | svritem->data[4]);
 466         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "%s: message_length = %d", __func__, message_length);
 467
 468         svritem->totalLen = message_length + TLS_HEADER_SIZE;
 469     }
 470     else
 471 #endif
 472     {
 473         svritem->protocol = COAP;
 474
 475         //seems CoAP data received. read full coap header.
 476         coap_transport_t transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(svritem->data[0] >> 4);
 477
 478         size_t headerLen = coap_get_tcp_header_length_for_transport(transport);
 479
 480         if (svritem->len < headerLen)
 481         {
 482             //read required bytes to have full CoAP header
 483             //it should be 1 byte (COAP_MAX_HEADER_SIZE - TLS_HEADER_SIZE)
 484             res = CARecv(svritem, headerLen - svritem->len, 0);
 485
 486             //return if any error occurs
 487             if (CA_STATUS_OK != res)
 488             {
 489                 return res;
 490             }
 491
 492             //if not enough data received - read them on next CAReceiveMessage() call
 493             if (svritem->len < headerLen)
 494             {
 495                 OIC_LOG(DEBUG, TAG, "CoAP header received partially. Wait for rest header data");
 496                 return CA_STATUS_OK;
 497             }
 498         }
 499
 500         //calculate CoAP message length
 501         svritem->totalLen = CAGetTotalLengthFromHeader(svritem->data);
 502     }
 503
 504     unsigned char *buffer = OICRealloc(svritem->data, svritem->totalLen);
 505     if (NULL == buffer)
 506     {
 507         OIC_LOG(ERROR, TAG, "OICRealloc - out of memory");
 508         return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
 509     }
 510     svritem->data = buffer;
 511
 512     return CA_STATUS_OK;
 513 }
 514
 515 /**
 516  * Read message payload from socket item->fd
 517
 518  *
 519  * @param[in/out] item - used socket, buffer and to update received message length
 520  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 521  */
 522 static CAResult_t CAReadPayload(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 523 {
 524     if (NULL == svritem)
 525     {
 526         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 527     }
 528
 529     return CARecv(svritem, svritem->totalLen - svritem->len, 0);
 530 }
 531
 532 /**
 533  * Pass received data to app layer depending on protocol
 534  *
 535  * @param[in/out] item - used buffer, received message length and protocol
 536  */
 537 static void CAExecuteRequest(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 538 {
 539     if (NULL == svritem)
 540     {
 541         return;
 542     }
 543
 544     switch(svritem->protocol)
 545     {
 546         case COAP:
 547         {
 548             if (g_packetReceivedCallback)
 549             {
 550                 g_packetReceivedCallback(&svritem->sep, svritem->data, svritem->len);
 551             }
 552         }
 553         break;
 554         case TLS:
 555 #ifdef __WITH_TLS__
 556         {
 557             int ret = CAdecryptSsl(&svritem->sep, (uint8_t *)svritem->data, svritem->len);
 558
 559             OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "%s: CAdecryptSsl returned %d", __func__, ret);
 560         }
 561         break;
 562 #endif
 563         case UNKNOWN: /* pass through */
 564         default:
 565             OIC_LOG(ERROR, TAG, "unknown application protocol. Ignore it");
 566         break;
 567     }
 568 }
 569
 570 static void CAReceiveMessage(int fd)
 571 {
 572     CAResult_t res = CA_STATUS_OK;
 573
 574     //get remote device information from file descriptor.
 575     size_t index = 0;
 576     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetSessionInfoFromFD(fd, &index);
 577     if (!svritem)
 578     {
 579         OIC_LOG(ERROR, TAG, "there is no connection information in list");
 580         return;
 581     }
 582
 583     //totalLen filled only when header fully read and parsed
 584     if (0 == svritem->totalLen)
 585     {
 586         res = CAReadHeader(svritem);
 587     }
 588     else
 589     {
 590         res = CAReadPayload(svritem);
 591
 592         //when successfully read all required data - pass them to upper layer.
 593         if (CA_STATUS_OK == res && svritem->len == svritem->totalLen)
 594         {
 595             CAExecuteRequest(svritem);
 596             CACleanData(svritem);
 597         }
 598     }
 599
 600     //disconnect session and clean-up data if any error occurs
 601     if (res != CA_STATUS_OK)
 602     {
 603 #ifdef __WITH_TLS__
 604         if (CA_STATUS_OK != CAcloseSslConnection(&svritem->sep.endpoint))
 605         {
 606             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to close TLS session");
 607         }
 608 #endif
 609         CADisconnectTCPSession(svritem, index);
 610         CACleanData(svritem);
 611     }
 612 }
 613
 614 static void CAWakeUpForReadFdsUpdate(const char *host)
 615 {
 616     if (caglobals.tcp.connectionFds[1] != -1)
 617     {
 618         ssize_t len = 0;
 619         do
 620         {
 621             len = write(caglobals.tcp.connectionFds[1], host, strlen(host));
 622         } while ((len == -1) && (errno == EINTR));
 623
 624         if ((len == -1) && (errno != EINTR) && (errno != EPIPE))
 625         {
 626             OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "write failed: %s", strerror(errno));
 627         }
 628     }
 629 }
 630
 631 static CAResult_t CATCPConvertNameToAddr(int family, const char *host, uint16_t port,
 632                                          struct sockaddr_storage *sockaddr)
 633 {
 634     struct addrinfo *addrs = NULL;
 635     struct addrinfo hints = { .ai_family = family,
 636                               .ai_protocol   = IPPROTO_TCP,
 637                               .ai_socktype = SOCK_STREAM,
 638                               .ai_flags = AI_NUMERICHOST };
 639
 640     int r = getaddrinfo(host, NULL, &hints, &addrs);
 641     if (r)
 642     {
 643         if (EAI_SYSTEM == r)
 644         {
 645             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getaddrinfo failed: errno %s", strerror(errno));
 646         }
 647         else
 648         {
 649             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getaddrinfo failed: %s", gai_strerror(r));
 650         }
 651         freeaddrinfo(addrs);
 652         return CA_STATUS_FAILED;
 653     }
 654     // assumption: in this case, getaddrinfo will only return one addrinfo
 655     // or first is the one we want.
 656     if (addrs[0].ai_family == AF_INET6)
 657     {
 658         memcpy(sockaddr, addrs[0].ai_addr, sizeof (struct sockaddr_in6));
 659         ((struct sockaddr_in6 *)sockaddr)->sin6_port = htons(port);
 660     }
 661     else
 662     {
 663         memcpy(sockaddr, addrs[0].ai_addr, sizeof (struct sockaddr_in));
 664         ((struct sockaddr_in *)sockaddr)->sin_port = htons(port);
 665     }
 666     freeaddrinfo(addrs);
 667     return CA_STATUS_OK;
 668 }
 669
 670 static int CATCPCreateSocket(int family, CATCPSessionInfo_t *svritem)
 671 {
 672     VERIFY_NON_NULL_RET(svritem, TAG, "svritem", -1);
 673
 674     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "try to connect with [%s:%u]",
 675               svritem->sep.endpoint.addr, svritem->sep.endpoint.port);
 676
 677     // #1. create tcp socket.
 678     int fd = socket(family, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 679     if (-1 == fd)
 680     {
 681         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "create socket failed: %s", strerror(errno));
 682         return -1;
 683     }
 684
 685     // #2. convert address from string to binary.
 686     struct sockaddr_storage sa = { .ss_family = family };
 687     CAResult_t res = CATCPConvertNameToAddr(family, svritem->sep.endpoint.addr,
 688                                             svritem->sep.endpoint.port, &sa);
 689     if (CA_STATUS_OK != res)
 690     {
 691         close(fd);
 692         return -1;
 693     }
 694
 695     // #3. set socket length.
 696     socklen_t socklen = 0;
 697     if (sa.ss_family == AF_INET6)
 698     {
 699         socklen = sizeof(struct sockaddr_in6);
 700     }
 701     else
 702     {
 703         socklen = sizeof(struct sockaddr_in);
 704     }
 705
 706     // #4. connect to remote server device.
 707     if (connect(fd, (struct sockaddr *)&sa, socklen) < 0)
 708     {
 709         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "failed to connect socket, %s", strerror(errno));
 710         close(fd);
 711         return -1;
 712     }
 713
 714     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "connect socket success");
 715     CAWakeUpForReadFdsUpdate(svritem->sep.endpoint.addr);
 716     return fd;
 717 }
 718
 719 static int CACreateAcceptSocket(int family, CASocket_t *sock)
 720 {
 721     VERIFY_NON_NULL_RET(sock, TAG, "sock", -1);
 722
 723     if (sock->fd != -1)
 724     {
 725         OIC_LOG(DEBUG, TAG, "accept socket created already");
 726         return sock->fd;
 727     }
 728
 729     socklen_t socklen = 0;
 730     struct sockaddr_storage server = { .ss_family = family };
 731
 732     int fd = socket(family, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 733     if (fd < 0)
 734     {
 735         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to create socket");
 736         goto exit;
 737     }
 738
 739     if (family == AF_INET6)
 740     {
 741         // the socket is restricted to sending and receiving IPv6 packets only.
 742         int on = 1;
 743         if (-1 == setsockopt(fd, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, &on, sizeof (on)))
 744         {
 745             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "IPV6_V6ONLY failed: %s", strerror(errno));
 746             goto exit;
 747         }
 748         ((struct sockaddr_in6 *)&server)->sin6_port = htons(sock->port);
 749         socklen = sizeof (struct sockaddr_in6);
 750     }
 751     else
 752     {
 753         ((struct sockaddr_in *)&server)->sin_port = htons(sock->port);
 754         socklen = sizeof (struct sockaddr_in);
 755     }
 756
 757     int reuse = 1;
 758     if (-1 == setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)))
 759     {
 760         OIC_LOG(ERROR, TAG, "setsockopt SO_REUSEADDR");
 761         goto exit;
 762     }
 763
 764     if (-1 == bind(fd, (struct sockaddr *)&server, socklen))
 765     {
 766         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "bind socket failed: %s", strerror(errno));
 767         goto exit;
 768     }
 769
 770     if (listen(fd, caglobals.tcp.listenBacklog) != 0)
 771     {
 772         OIC_LOG(ERROR, TAG, "listen() error");
 773         goto exit;
 774     }
 775
 776     if (!sock->port)  // return the assigned port
 777     {
 778         if (-1 == getsockname(fd, (struct sockaddr *)&server, &socklen))
 779         {
 780             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getsockname failed: %s", strerror(errno));
 781             goto exit;
 782         }
 783         sock->port = ntohs(family == AF_INET6 ?
 784                       ((struct sockaddr_in6 *)&server)->sin6_port :
 785                       ((struct sockaddr_in *)&server)->sin_port);
 786     }
 787
 788     return fd;
 789
 790 exit:
 791     if (fd >= 0)
 792     {
 793         close(fd);
 794     }
 795     return -1;
 796 }
 797
 798 static void CAInitializePipe(int *fds)
 799 {
 800     int ret = pipe(fds);
 801     if (-1 != ret)
 802     {
 803         ret = fcntl(fds[0], F_GETFD);
 804         if (-1 != ret)
 805         {
 806             ret = fcntl(fds[0], F_SETFD, ret|FD_CLOEXEC);
 807         }
 808         if (-1 != ret)
 809         {
 810             ret = fcntl(fds[1], F_GETFD);
 811         }
 812         if (-1 != ret)
 813         {
 814             ret = fcntl(fds[1], F_SETFD, ret|FD_CLOEXEC);
 815         }
 816         if (-1 == ret)
 817         {
 818             close(fds[1]);
 819             close(fds[0]);
 820
 821             fds[0] = -1;
 822             fds[1] = -1;
 823
 824             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "pipe failed: %s", strerror(errno));
 825         }
 826     }
 827 }
 828
 829 #define NEWSOCKET(FAMILY, NAME) \
 830     caglobals.tcp.NAME.fd = CACreateAcceptSocket(FAMILY, &caglobals.tcp.NAME); \
 831     if (caglobals.tcp.NAME.fd == -1) \
 832     { \
 833         caglobals.tcp.NAME.port = 0; \
 834         caglobals.tcp.NAME.fd = CACreateAcceptSocket(FAMILY, &caglobals.tcp.NAME); \
 835     } \
 836     CHECKFD(caglobals.tcp.NAME.fd);
 837
 838 CAResult_t CATCPStartServer(const ca_thread_pool_t threadPool)
 839 {
 840     if (caglobals.tcp.started)
 841     {
 842         return CA_STATUS_OK;
 843     }
 844
 845     if (!caglobals.tcp.ipv4tcpenabled)
 846     {
 847         caglobals.tcp.ipv4tcpenabled = true;    // only needed to run CA tests
 848     }
 849     if (!caglobals.tcp.ipv6tcpenabled)
 850     {
 851         caglobals.tcp.ipv6tcpenabled = true;    // only needed to run CA tests
 852     }
 853
 854     CAResult_t res = CATCPCreateMutex();
 855     if (CA_STATUS_OK == res)
 856     {
 857         res = CATCPCreateCond();
 858     }
 859     if (CA_STATUS_OK != res)
 860     {
 861         OIC_LOG(ERROR, TAG, "failed to create mutex/cond");
 862         return res;
 863     }
 864
 865     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 866     if (!caglobals.tcp.svrlist)
 867     {
 868         caglobals.tcp.svrlist = u_arraylist_create();
 869     }
 870     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 871
 872     if (caglobals.server)
 873     {
 874         NEWSOCKET(AF_INET, ipv4);
 875         NEWSOCKET(AF_INET6, ipv6);
 876         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "IPv4 socket fd=%d, port=%d",
 877                   caglobals.tcp.ipv4.fd, caglobals.tcp.ipv4.port);
 878         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "IPv6 socket fd=%d, port=%d",
 879                   caglobals.tcp.ipv6.fd, caglobals.tcp.ipv6.port);
 880     }
 881
 882     // create pipe for fast shutdown
 883     CAInitializePipe(caglobals.tcp.shutdownFds);
 884     CHECKFD(caglobals.tcp.shutdownFds[0]);
 885     CHECKFD(caglobals.tcp.shutdownFds[1]);
 886
 887     // create pipe for connection event
 888     CAInitializePipe(caglobals.tcp.connectionFds);
 889     CHECKFD(caglobals.tcp.connectionFds[0]);
 890     CHECKFD(caglobals.tcp.connectionFds[1]);
 891
 892     caglobals.tcp.terminate = false;
 893     res = ca_thread_pool_add_task(threadPool, CAReceiveHandler, NULL);
 894     if (CA_STATUS_OK != res)
 895     {
 896         OIC_LOG(ERROR, TAG, "thread_pool_add_task failed");
 897         return res;
 898     }
 899     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "CAReceiveHandler thread started successfully.");
 900
 901     caglobals.tcp.started = true;
 902     return CA_STATUS_OK;
 903 }
 904
 905 void CATCPStopServer()
 906 {
 907     // mutex lock
 908     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 909
 910     // set terminate flag
 911     caglobals.tcp.terminate = true;
 912
 913     if (caglobals.tcp.shutdownFds[1] != -1)
 914     {
 915         close(caglobals.tcp.shutdownFds[1]);
 916         // receive thread will stop immediately
 917     }
 918
 919     if (caglobals.tcp.connectionFds[1] != -1)
 920     {
 921         close(caglobals.tcp.connectionFds[1]);
 922     }
 923
 924     if (caglobals.tcp.started)
 925     {
 926         oc_cond_wait(g_condObjectList, g_mutexObjectList);
 927     }
 928     caglobals.tcp.started = false;
 929
 930     // mutex unlock
 931     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 932
 933     if (-1 != caglobals.tcp.ipv4.fd)
 934     {
 935         close(caglobals.tcp.ipv4.fd);
 936         caglobals.tcp.ipv4.fd = -1;
 937     }
 938
 939     if (-1 != caglobals.tcp.ipv6.fd)
 940     {
 941         close(caglobals.tcp.ipv6.fd);
 942         caglobals.tcp.ipv6.fd = -1;
 943     }
 944
 945     CATCPDisconnectAll();
 946     CATCPDestroyMutex();
 947     CATCPDestroyCond();
 948 }
 949
 950 void CATCPSetPacketReceiveCallback(CATCPPacketReceivedCallback callback)
 951 {
 952     g_packetReceivedCallback = callback;
 953 }
 954
 955 void CATCPSetConnectionChangedCallback(CATCPConnectionHandleCallback connHandler)
 956 {
 957     g_connectionCallback = connHandler;
 958 }
 959
 960 size_t CACheckPayloadLengthFromHeader(const void *data, size_t dlen)
 961 {
 962     VERIFY_NON_NULL_RET(data, TAG, "data", -1);
 963
 964     coap_transport_t transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(
 965             ((unsigned char *)data)[0] >> 4);
 966
 967     coap_pdu_t *pdu = coap_new_pdu2(transport, dlen);
 968     if (!pdu)
 969     {
 970         OIC_LOG(ERROR, TAG, "outpdu is null");
 971         return 0;
 972     }
 973
 974     int ret = coap_pdu_parse2((unsigned char *) data, dlen, pdu, transport);
 975     if (0 >= ret)
 976     {
 977         OIC_LOG(ERROR, TAG, "pdu parse failed");
 978         coap_delete_pdu(pdu);
 979         return 0;
 980     }
 981
 982     size_t payloadLen = 0;
 983     size_t headerSize = coap_get_tcp_header_length_for_transport(transport);
 984     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "headerSize : %zu, pdu length : %d",
 985               headerSize, pdu->length);
 986     if (pdu->length > headerSize)
 987     {
 988         payloadLen = (unsigned char *) pdu->hdr + pdu->length - pdu->data;
 989     }
 990
 991     OICFree(pdu);
 992
 993     return payloadLen;
 994 }
 995
 996 static ssize_t sendData(const CAEndpoint_t *endpoint, const void *data,
 997                         size_t dlen, const char *fam)
 998 {
 999     // #1. get TCP Server object from list
1000     size_t index = 0;
1001     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(endpoint, &index);
1002     if (!svritem)
1003     {
1004         // if there is no connection info, connect to TCP Server
1005         svritem = CAConnectTCPSession(endpoint);
1006         if (!svritem)
1007         {
1008             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to create TCP server object");
1009             return -1;
1010         }
1011     }
1012
1013     // #2. check connection state
1014     if (svritem->fd < 0)
1015     {
1016         // if file descriptor value is wrong, remove TCP Server info from list
1017         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to connect to TCP server");
1018         return -1;
1019     }
1020
1021     // #3. send data to TCP Server
1022     ssize_t remainLen = dlen;
1023     do
1024     {
1025         ssize_t len = send(svritem->fd, data, remainLen, 0);
1026         if (-1 == len)
1027         {
1028             if (EWOULDBLOCK != errno)
1029             {
1030                 OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "unicast ipv4tcp sendTo failed: %s", strerror(errno));
1031                 return len;
1032             }
1033             continue;
1034         }
1035         data += len;
1036         remainLen -= len;
1037     } while (remainLen > 0);
1038
1039 #ifndef TB_LOG
1040     (void)fam;
1041 #endif
1042     OIC_LOG_V(INFO, TAG, "unicast %stcp sendTo is successful: %zu bytes", fam, dlen);
1043     return dlen;
1044 }
1045
1046 ssize_t CATCPSendData(CAEndpoint_t *endpoint, const void *data, size_t datalen)
1047 {
1048     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", -1);
1049     VERIFY_NON_NULL_RET(data, TAG, "data is NULL", -1);
1050
1051     if (caglobals.tcp.ipv6tcpenabled && (endpoint->flags & CA_IPV6))
1052     {
1053         return sendData(endpoint, data, datalen, "ipv6");
1054     }
1055     if (caglobals.tcp.ipv4tcpenabled && (endpoint->flags & CA_IPV4))
1056     {
1057         return sendData(endpoint, data, datalen, "ipv4");
1058     }
1059     return -1;
1060 }
1061
1062 CAResult_t CAGetTCPInterfaceInformation(CAEndpoint_t **info, uint32_t *size)
1063 {
1064     VERIFY_NON_NULL(info, TAG, "info is NULL");
1065     VERIFY_NON_NULL(size, TAG, "size is NULL");
1066
1067     u_arraylist_t *iflist = CAIPGetInterfaceInformation(0);
1068     if (!iflist)
1069     {
1070         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "get interface info failed: %s", strerror(errno));
1071         return CA_STATUS_FAILED;
1072     }
1073
1074     uint32_t len = u_arraylist_length(iflist);
1075
1076     CAEndpoint_t *ep = (CAEndpoint_t *)OICCalloc(len, sizeof (CAEndpoint_t));
1077     if (!ep)
1078     {
1079         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Malloc Failed");
1080         u_arraylist_destroy(iflist);
1081         return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
1082     }
1083
1084     for (uint32_t i = 0, j = 0; i < len; i++)
1085     {
1086         CAInterface_t *ifitem = (CAInterface_t *)u_arraylist_get(iflist, i);
1087         if (!ifitem)
1088         {
1089             continue;
1090         }
1091
1092         ep[j].adapter = CA_ADAPTER_TCP;
1093         ep[j].ifindex = ifitem->index;
1094
1095         if (ifitem->family == AF_INET6)
1096         {
1097             ep[j].flags = CA_IPV6;
1098             ep[j].port = caglobals.tcp.ipv6.port;
1099         }
1100         else if (ifitem->family == AF_INET)
1101         {
1102             ep[j].flags = CA_IPV4;
1103             ep[j].port = caglobals.tcp.ipv4.port;
1104         }
1105         else
1106         {
1107             continue;
1108         }
1109         OICStrcpy(ep[j].addr, sizeof(ep[j].addr), ifitem->addr);
1110         j++;
1111     }
1112
1113     *info = ep;
1114     *size = len;
1115
1116     u_arraylist_destroy(iflist);
1117
1118     return CA_STATUS_OK;
1119 }
1120
1121 CATCPSessionInfo_t *CAConnectTCPSession(const CAEndpoint_t *endpoint)
1122 {
1123     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", NULL);
1124
1125     // #1. create TCP server object
1126     CATCPSessionInfo_t *svritem = (CATCPSessionInfo_t *) OICCalloc(1, sizeof (*svritem));
1127     if (!svritem)
1128     {
1129         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Out of memory");
1130         return NULL;
1131     }
1132     memcpy(svritem->sep.endpoint.addr, endpoint->addr, sizeof(svritem->sep.endpoint.addr));
1133     svritem->sep.endpoint.adapter = endpoint->adapter;
1134     svritem->sep.endpoint.port = endpoint->port;
1135     svritem->sep.endpoint.flags = endpoint->flags;
1136     svritem->sep.endpoint.ifindex = endpoint->ifindex;
1137
1138     // #2. create the socket and connect to TCP server
1139     int family = (svritem->sep.endpoint.flags & CA_IPV6) ? AF_INET6 : AF_INET;
1140     int fd = CATCPCreateSocket(family, svritem);
1141     if (-1 == fd)
1142     {
1143         OICFree(svritem);
1144         return NULL;
1145     }
1146
1147     // #3. add TCP connection info to list
1148     svritem->fd = fd;
1149     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1150     if (caglobals.tcp.svrlist)
1151     {
1152         bool res = u_arraylist_add(caglobals.tcp.svrlist, svritem);
1153         if (!res)
1154         {
1155             OIC_LOG(ERROR, TAG, "u_arraylist_add failed.");
1156             close(svritem->fd);
1157             OICFree(svritem);
1158             oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1159             return NULL;
1160         }
1161     }
1162     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1163
1164     CHECKFD(fd);
1165
1166     // pass the connection information to CA Common Layer.
1167     if (g_connectionCallback)
1168     {
1169         g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), true);
1170     }
1171
1172     return svritem;
1173 }
1174
1175 CAResult_t CADisconnectTCPSession(CATCPSessionInfo_t *svritem, size_t index)
1176 {
1177     VERIFY_NON_NULL(svritem, TAG, "svritem is NULL");
1178
1179     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1180
1181     // close the socket and remove TCP connection info in list
1182     if (svritem->fd >= 0)
1183     {
1184         close(svritem->fd);
1185     }
1186     u_arraylist_remove(caglobals.tcp.svrlist, index);
1187     OICFree(svritem->data);
1188     svritem->data = NULL;
1189
1190     // pass the connection information to CA Common Layer.
1191     if (g_connectionCallback)
1192     {
1193         g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), false);
1194     }
1195
1196     OICFree(svritem);
1197     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1198
1199     return CA_STATUS_OK;
1200 }
1201
1202 void CATCPDisconnectAll()
1203 {
1204     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1205     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1206
1207     CATCPSessionInfo_t *svritem = NULL;
1208     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1209     {
1210         svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
1211         if (svritem && svritem->fd >= 0)
1212         {
1213 #ifdef __WITH_TLS__
1214             CAcloseSslConnection(&svritem->sep.endpoint);
1215 #endif
1216             shutdown(svritem->fd, SHUT_RDWR);
1217             close(svritem->fd);
1218             OICFree(svritem->data);
1219             svritem->data = NULL;
1220
1221             // pass the connection information to CA Common Layer.
1222             if (g_connectionCallback)
1223             {
1224                 g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), false);
1225             }
1226         }
1227     }
1228     u_arraylist_destroy(caglobals.tcp.svrlist);
1229     caglobals.tcp.svrlist = NULL;
1230     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1231 }
1232
1233 CATCPSessionInfo_t *CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(const CAEndpoint_t *endpoint, size_t *index)
1234 {
1235     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", NULL);
1236     VERIFY_NON_NULL_RET(index, TAG, "index is NULL", NULL);
1237
1238     // get connection info from list
1239     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1240     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1241     {
1242         CATCPSessionInfo_t *svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(
1243                 caglobals.tcp.svrlist, i);
1244         if (!svritem)
1245         {
1246             continue;
1247         }
1248
1249         if (!strncmp(svritem->sep.endpoint.addr, endpoint->addr,
1250                      sizeof(svritem->sep.endpoint.addr))
1251                 && (svritem->sep.endpoint.port == endpoint->port)
1252                 && (svritem->sep.endpoint.flags & endpoint->flags))
1253         {
1254             *index = i;
1255             return svritem;
1256         }
1257     }
1258
1259     return NULL;
1260 }
1261
1262 CATCPSessionInfo_t *CAGetSessionInfoFromFD(int fd, size_t *index)
1263 {
1264     oc_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1265
1266     // check from the last item.
1267     CATCPSessionInfo_t *svritem = NULL;
1268     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1269     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1270     {
1271         svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
1272
1273         if (svritem && svritem->fd == fd)
1274         {
1275             *index = i;
1276             oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1277             return svritem;
1278         }
1279     }
1280
1281     oc_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1282
1283     return NULL;
1284 }
1285
1286 CAResult_t CASearchAndDeleteTCPSession(const CAEndpoint_t *endpoint)
1287 {
1288     CAResult_t result = CA_STATUS_OK;
1289     size_t index = 0;
1290     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(endpoint, &index);
1291     if (svritem)
1292     {
1293         result = CADisconnectTCPSession(svritem, index);
1294         if (CA_STATUS_OK != result)
1295         {
1296             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "CADisconnectTCPSession failed, result[%d]", result);
1297         }
1298     }
1299
1300     return result;
1301 }
1302
1303 size_t CAGetTotalLengthFromHeader(const unsigned char *recvBuffer)
1304 {
1305     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "IN - CAGetTotalLengthFromHeader");
1306
1307     coap_transport_t transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(
1308             ((unsigned char *)recvBuffer)[0] >> 4);
1309     size_t optPaylaodLen = coap_get_length_from_header((unsigned char *)recvBuffer,
1310                                                         transport);
1311     size_t headerLen = coap_get_tcp_header_length((unsigned char *)recvBuffer);
1312
1313     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "option/paylaod length [%zu]", optPaylaodLen);
1314     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "header length [%zu]", headerLen);
1315     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "total data length [%zu]", headerLen + optPaylaodLen);
1316
1317     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "OUT - CAGetTotalLengthFromHeader");
1318     return headerLen + optPaylaodLen;
1319 }
1320
1321 void CATCPSetErrorHandler(CATCPErrorHandleCallback errorHandleCallback)
1322 {
1323     g_tcpErrorHandler = errorHandleCallback;
1324 }