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 "pdu.h"
  42 #include "caadapterutils.h"
  43 #include "camutex.h"
  44 #include "oic_malloc.h"
  45
  46 #ifdef __WITH_TLS__
  47 #include "ca_adapter_net_tls.h"
  48 #endif
  49
  50 /**
  51  * Logging tag for module name.
  52  */
  53 #define TAG "OIC_CA_TCP_SERVER"
  54
  55 /**
  56  * Maximum CoAP over TCP header length
  57  * to know the total data length.
  58  */
  59 #define COAP_MAX_HEADER_SIZE  6
  60
  61 /**
  62  * TLS header size
  63  */
  64 #define TLS_HEADER_SIZE 5
  65
  66 /**
  67  * Mutex to synchronize device object list.
  68  */
  69 static ca_mutex g_mutexObjectList = NULL;
  70
  71 /**
  72  * Conditional mutex to synchronize.
  73  */
  74 static ca_cond g_condObjectList = NULL;
  75
  76 /**
  77  * Maintains the callback to be notified when data received from remote device.
  78  */
  79 static CATCPPacketReceivedCallback g_packetReceivedCallback = NULL;
  80
  81 /**
  82  * Error callback to update error in TCP.
  83  */
  84 static CATCPErrorHandleCallback g_tcpErrorHandler = NULL;
  85
  86 /**
  87  * Connected Callback to pass the connection information to RI.
  88  */
  89 static CATCPConnectionHandleCallback g_connectionCallback = NULL;
  90
  91 static CAResult_t CATCPCreateMutex();
  92 static void CATCPDestroyMutex();
  93 static CAResult_t CATCPCreateCond();
  94 static void CATCPDestroyCond();
  95 static int CACreateAcceptSocket(int family, CASocket_t *sock);
  96 static void CAAcceptConnection(CATransportFlags_t flag, CASocket_t *sock);
  97 static void CAFindReadyMessage();
  98 static void CASelectReturned(fd_set *readFds);
  99 static void CAReceiveMessage(int fd);
 100 static void CAReceiveHandler(void *data);
 101 static int CATCPCreateSocket(int family, CATCPSessionInfo_t *tcpServerInfo);
 102
 103 #define CHECKFD(FD) \
 104     if (FD > caglobals.tcp.maxfd) \
 105         caglobals.tcp.maxfd = FD;
 106
 107 /**
 108  * Read length amount of data from socket item->fd
 109  * Can read less data length then requested
 110  * Actual read length added to item->len variable
 111  *
 112  * @param[in/out] item - used socket, buffer and to update received message length
 113  * @param[in]  length  - length of data required to read
 114  * @param[in]  flags   - additional info about socket
 115  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 116  */
 117 static CAResult_t CARecv(CATCPSessionInfo_t *item, size_t length, int flags)
 118 {
 119     if (NULL == item)
 120     {
 121         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 122     }
 123
 124     //skip read operation if requested zero length
 125     if (0 == length)
 126     {
 127         return CA_STATUS_OK;
 128     }
 129
 130     unsigned char *buffer = item->data + item->len;
 131
 132     int len = recv(item->fd, buffer, length, flags);
 133
 134     if (len < 0)
 135     {
 136         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "recv failed %s", strerror(errno));
 137         return CA_RECEIVE_FAILED;
 138     }
 139     else if (0 == len)
 140     {
 141         OIC_LOG(INFO, TAG, "Received disconnect from peer. Close connection");
 142         return CA_DESTINATION_DISCONNECTED;
 143     }
 144
 145     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "recv len = %d", len);
 146     OIC_LOG_BUFFER(DEBUG, TAG, buffer, len);
 147
 148     item->len += len;
 149
 150     return CA_STATUS_OK;
 151 }
 152
 153 static void CATCPDestroyMutex()
 154 {
 155     if (g_mutexObjectList)
 156     {
 157         ca_mutex_free(g_mutexObjectList);
 158         g_mutexObjectList = NULL;
 159     }
 160 }
 161
 162 static CAResult_t CATCPCreateMutex()
 163 {
 164     if (!g_mutexObjectList)
 165     {
 166         g_mutexObjectList = ca_mutex_new();
 167         if (!g_mutexObjectList)
 168         {
 169             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to created mutex!");
 170             return CA_STATUS_FAILED;
 171         }
 172     }
 173
 174     return CA_STATUS_OK;
 175 }
 176
 177 static void CATCPDestroyCond()
 178 {
 179     if (g_condObjectList)
 180     {
 181         ca_cond_free(g_condObjectList);
 182         g_condObjectList = NULL;
 183     }
 184 }
 185
 186 static CAResult_t CATCPCreateCond()
 187 {
 188     if (!g_condObjectList)
 189     {
 190         g_condObjectList = ca_cond_new();
 191         if (!g_condObjectList)
 192         {
 193             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to created cond!");
 194             return CA_STATUS_FAILED;
 195         }
 196     }
 197     return CA_STATUS_OK;
 198 }
 199
 200 static void CAReceiveHandler(void *data)
 201 {
 202     (void)data;
 203     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "IN - CAReceiveHandler");
 204
 205     while (!caglobals.tcp.terminate)
 206     {
 207         CAFindReadyMessage();
 208     }
 209
 210     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 211     ca_cond_signal(g_condObjectList);
 212     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 213
 214     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "OUT - CAReceiveHandler");
 215 }
 216
 217 static void CAFindReadyMessage()
 218 {
 219     fd_set readFds;
 220     struct timeval timeout = { .tv_sec = caglobals.tcp.selectTimeout };
 221
 222     FD_ZERO(&readFds);
 223
 224     if (-1 != caglobals.tcp.ipv4.fd)
 225     {
 226         FD_SET(caglobals.tcp.ipv4.fd, &readFds);
 227     }
 228     if (-1 != caglobals.tcp.ipv6.fd)
 229     {
 230         FD_SET(caglobals.tcp.ipv6.fd, &readFds);
 231     }
 232     if (-1 != caglobals.tcp.shutdownFds[0])
 233     {
 234         FD_SET(caglobals.tcp.shutdownFds[0], &readFds);
 235     }
 236     if (-1 != caglobals.tcp.connectionFds[0])
 237     {
 238         FD_SET(caglobals.tcp.connectionFds[0], &readFds);
 239     }
 240
 241     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
 242     for (size_t i = 0; i < length; i++)
 243     {
 244         CATCPSessionInfo_t *svritem =
 245                 (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
 246         if (svritem && 0 <= svritem->fd)
 247         {
 248             FD_SET(svritem->fd, &readFds);
 249         }
 250     }
 251
 252     int ret = select(caglobals.tcp.maxfd + 1, &readFds, NULL, NULL, &timeout);
 253
 254     if (caglobals.tcp.terminate)
 255     {
 256         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "Packet receiver Stop request received.");
 257         return;
 258     }
 259     if (0 >= ret)
 260     {
 261         if (0 > ret)
 262         {
 263             OIC_LOG_V(FATAL, TAG, "select error %s", strerror(errno));
 264         }
 265         return;
 266     }
 267
 268     CASelectReturned(&readFds);
 269 }
 270
 271 static void CASelectReturned(fd_set *readFds)
 272 {
 273     VERIFY_NON_NULL_VOID(readFds, TAG, "readFds is NULL");
 274
 275     if (caglobals.tcp.ipv4.fd != -1 && FD_ISSET(caglobals.tcp.ipv4.fd, readFds))
 276     {
 277         CAAcceptConnection(CA_IPV4, &caglobals.tcp.ipv4);
 278         return;
 279     }
 280     else if (caglobals.tcp.ipv6.fd != -1 && FD_ISSET(caglobals.tcp.ipv6.fd, readFds))
 281     {
 282         CAAcceptConnection(CA_IPV6, &caglobals.tcp.ipv6);
 283         return;
 284     }
 285     else if (-1 != caglobals.tcp.connectionFds[0] &&
 286             FD_ISSET(caglobals.tcp.connectionFds[0], readFds))
 287     {
 288         // new connection was created from remote device.
 289         // exit the function to update read file descriptor.
 290         char buf[MAX_ADDR_STR_SIZE_CA] = {0};
 291         ssize_t len = read(caglobals.tcp.connectionFds[0], buf, sizeof (buf));
 292         if (-1 == len)
 293         {
 294             return;
 295         }
 296         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "Received new connection event with [%s]", buf);
 297         FD_CLR(caglobals.tcp.connectionFds[0], readFds);
 298         return;
 299     }
 300     else
 301     {
 302         uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
 303         for (size_t i = 0; i < length; i++)
 304         {
 305             CATCPSessionInfo_t *svritem =
 306                     (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
 307             if (svritem && svritem->fd >= 0)
 308             {
 309                 if (FD_ISSET(svritem->fd, readFds))
 310                 {
 311                     CAReceiveMessage(svritem->fd);
 312                     FD_CLR(svritem->fd, readFds);
 313                 }
 314             }
 315         }
 316     }
 317 }
 318
 319 static void CAAcceptConnection(CATransportFlags_t flag, CASocket_t *sock)
 320 {
 321     VERIFY_NON_NULL_VOID(sock, TAG, "sock is NULL");
 322
 323     struct sockaddr_storage clientaddr;
 324     socklen_t clientlen = sizeof (struct sockaddr_in);
 325     if (flag & CA_IPV6)
 326     {
 327         clientlen = sizeof(struct sockaddr_in6);
 328     }
 329
 330     int sockfd = accept(sock->fd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clientlen);
 331     if (-1 != sockfd)
 332     {
 333         CATCPSessionInfo_t *svritem =
 334                 (CATCPSessionInfo_t *) OICCalloc(1, sizeof (*svritem));
 335         if (!svritem)
 336         {
 337             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Out of memory");
 338             close(sockfd);
 339             return;
 340         }
 341
 342         svritem->fd = sockfd;
 343         svritem->sep.endpoint.flags = flag;
 344         svritem->sep.endpoint.adapter = CA_ADAPTER_TCP;
 345         CAConvertAddrToName((struct sockaddr_storage *)&clientaddr, clientlen,
 346                             svritem->sep.endpoint.addr, &svritem->sep.endpoint.port);
 347
 348         ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 349         bool result = u_arraylist_add(caglobals.tcp.svrlist, svritem);
 350         if (!result)
 351         {
 352             OIC_LOG(ERROR, TAG, "u_arraylist_add failed.");
 353             close(sockfd);
 354             OICFree(svritem);
 355             ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 356             return;
 357         }
 358         ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 359
 360         CHECKFD(sockfd);
 361     }
 362 }
 363
 364 #ifdef __WITH_TLS__
 365 static bool CAIsTlsMessage(const unsigned char* data, size_t length)
 366 {
 367     if (NULL == data || 0 == length)
 368     {
 369         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "%s: null input param", __func__);
 370         return false;
 371     }
 372
 373     unsigned char first_byte = data[0];
 374
 375     //TLS Plaintext has four types: change_cipher_spec = [14], alert = [15],
 376     //handshake = [16], application_data = [17] in HEX
 377     const uint8_t tls_head_type[] = {0x14, 0x15, 0x16, 0x17};
 378     size_t i = 0;
 379
 380     for (i = 0; i < sizeof(tls_head_type); i++)
 381     {
 382         if(tls_head_type[i] == first_byte)
 383         {
 384             return true;
 385         }
 386     }
 387
 388     return false;
 389 }
 390 #endif
 391
 392 /**
 393  * Clean socket state data
 394  *
 395  * @param[in/out] item - socket state data
 396  */
 397 static void CACleanData(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 398 {
 399     if (svritem)
 400     {
 401         OICFree(svritem->data);
 402         svritem->data = NULL;
 403         svritem->len = 0;
 404         svritem->totalLen = 0;
 405         svritem->protocol = UNKNOWN;
 406     }
 407 }
 408
 409 /**
 410  * Read message header from socket item->fd
 411  *
 412  * @param[in/out] item - used socket, buffer, current received message length and protocol
 413  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 414  */
 415 static CAResult_t CAReadHeader(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 416 {
 417     CAResult_t res = CA_STATUS_OK;
 418
 419     if (NULL == svritem)
 420     {
 421         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 422     }
 423
 424     if (NULL == svritem->data)
 425     {
 426         // allocate memory for message header (CoAP header size because it is bigger)
 427         svritem->data = (unsigned char *) OICCalloc(1, COAP_MAX_HEADER_SIZE);
 428         if (NULL == svritem->data)
 429         {
 430             OIC_LOG(ERROR, TAG, "OICCalloc - out of memory");
 431             return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
 432         }
 433     }
 434
 435     //read data (assume TLS header) from remote device.
 436     //use TLS_HEADER_SIZE - svritem->len because even header can be read partially
 437     res = CARecv(svritem, TLS_HEADER_SIZE - svritem->len, 0);
 438
 439     //return if any error occurs
 440     if (CA_STATUS_OK != res)
 441     {
 442         return res;
 443     }
 444
 445     //if not enough data received - read them on next CAReceiveMessage() call
 446     if (svritem->len < TLS_HEADER_SIZE)
 447     {
 448         OIC_LOG(DEBUG, TAG, "Header received partially. Wait for rest header data");
 449         return CA_STATUS_OK;
 450     }
 451
 452     //if enough data received - parse header
 453 #ifdef __WITH_TLS__
 454     if (CAIsTlsMessage(svritem->data, svritem->len))
 455     {
 456         svritem->protocol = TLS;
 457
 458         //[3][4] bytes in tls header are tls payload length
 459         unsigned int message_length = (unsigned int)((svritem->data[3] << 8) | svritem->data[4]);
 460         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "%s: message_length = %d", __func__, message_length);
 461
 462         svritem->totalLen = message_length + TLS_HEADER_SIZE;
 463     }
 464     else
 465 #endif
 466     {
 467         svritem->protocol = COAP;
 468
 469         //seems CoAP data received. read full coap header.
 470         coap_transport_type transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(svritem->data[0] >> 4);
 471
 472         size_t headerLen = coap_get_tcp_header_length_for_transport(transport);
 473
 474         if (svritem->len < headerLen)
 475         {
 476             //read required bytes to have full CoAP header
 477             //it should be 1 byte (COAP_MAX_HEADER_SIZE - TLS_HEADER_SIZE)
 478             res = CARecv(svritem, headerLen - svritem->len, 0);
 479
 480             //return if any error occurs
 481             if (CA_STATUS_OK != res)
 482             {
 483                 return res;
 484             }
 485
 486             //if not enough data received - read them on next CAReceiveMessage() call
 487             if (svritem->len < headerLen)
 488             {
 489                 OIC_LOG(DEBUG, TAG, "CoAP header received partially. Wait for rest header data");
 490                 return CA_STATUS_OK;
 491             }
 492         }
 493
 494         //calculate CoAP message length
 495         svritem->totalLen = CAGetTotalLengthFromHeader(svritem->data);
 496     }
 497
 498     unsigned char *buffer = OICRealloc(svritem->data, svritem->totalLen);
 499     if (NULL == buffer)
 500     {
 501         OIC_LOG(ERROR, TAG, "OICRealloc - out of memory");
 502         return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
 503     }
 504     svritem->data = buffer;
 505
 506     return CA_STATUS_OK;
 507 }
 508
 509 /**
 510  * Read message payload from socket item->fd
 511
 512  *
 513  * @param[in/out] item - used socket, buffer and to update received message length
 514  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 515  */
 516 static CAResult_t CAReadPayload(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 517 {
 518     if (NULL == svritem)
 519     {
 520         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 521     }
 522
 523     return CARecv(svritem, svritem->totalLen - svritem->len, 0);
 524 }
 525
 526 /**
 527  * Pass received data to app layer depending on protocol
 528  *
 529  * @param[in/out] item - used buffer, received message length and protocol
 530  */
 531 static void CAExecuteRequest(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 532 {
 533     if (NULL == svritem)
 534     {
 535         return;
 536     }
 537
 538     switch(svritem->protocol)
 539     {
 540         case COAP:
 541         {
 542             if (g_packetReceivedCallback)
 543             {
 544                 g_packetReceivedCallback(&svritem->sep, svritem->data, svritem->len);
 545             }
 546         }
 547         break;
 548         case TLS:
 549 #ifdef __WITH_TLS__
 550         {
 551             int ret = CAdecryptTls(&svritem->sep, (uint8_t *)svritem->data, svritem->len);
 552
 553             OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "%s: CAdecryptTls returned %d", __func__, ret);
 554         }
 555         break;
 556 #endif
 557         case UNKNOWN: /* pass through */
 558         default:
 559             OIC_LOG(ERROR, TAG, "unknown application protocol. Ignore it");
 560         break;
 561     }
 562 }
 563
 564 static void CAReceiveMessage(int fd)
 565 {
 566     CAResult_t res = CA_STATUS_OK;
 567
 568     //get remote device information from file descriptor.
 569     size_t index = 0;
 570     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetSessionInfoFromFD(fd, &index);
 571     if (!svritem)
 572     {
 573         OIC_LOG(ERROR, TAG, "there is no connection information in list");
 574         return;
 575     }
 576
 577     //totalLen filled only when header fully read and parsed
 578     if (0 == svritem->totalLen)
 579     {
 580         res = CAReadHeader(svritem);
 581     }
 582     else
 583     {
 584         res = CAReadPayload(svritem);
 585
 586         //when successfully read all required data - pass them to upper layer.
 587         if (CA_STATUS_OK == res && svritem->len == svritem->totalLen)
 588         {
 589             CAExecuteRequest(svritem);
 590             CACleanData(svritem);
 591         }
 592     }
 593
 594     //disconnect session and clean-up data if any error occurs
 595     if (res != CA_STATUS_OK)
 596     {
 597         CADisconnectTCPSession(svritem, index);
 598         CACleanData(svritem);
 599     }
 600 }
 601
 602 static void CAWakeUpForReadFdsUpdate(const char *host)
 603 {
 604     if (caglobals.tcp.connectionFds[1] != -1)
 605     {
 606         ssize_t len = 0;
 607         do
 608         {
 609             len = write(caglobals.tcp.connectionFds[1], host, strlen(host));
 610         } while ((len == -1) && (errno == EINTR));
 611
 612         if ((len == -1) && (errno != EINTR) && (errno != EPIPE))
 613         {
 614             OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "write failed: %s", strerror(errno));
 615         }
 616     }
 617 }
 618
 619 static CAResult_t CATCPConvertNameToAddr(int family, const char *host, uint16_t port,
 620                                          struct sockaddr_storage *sockaddr)
 621 {
 622     struct addrinfo *addrs = NULL;
 623     struct addrinfo hints = { .ai_family = family,
 624                               .ai_protocol   = IPPROTO_TCP,
 625                               .ai_socktype = SOCK_STREAM,
 626                               .ai_flags = AI_NUMERICHOST };
 627
 628     int r = getaddrinfo(host, NULL, &hints, &addrs);
 629     if (r)
 630     {
 631         if (EAI_SYSTEM == r)
 632         {
 633             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getaddrinfo failed: errno %s", strerror(errno));
 634         }
 635         else
 636         {
 637             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getaddrinfo failed: %s", gai_strerror(r));
 638         }
 639         freeaddrinfo(addrs);
 640         return CA_STATUS_FAILED;
 641     }
 642     // assumption: in this case, getaddrinfo will only return one addrinfo
 643     // or first is the one we want.
 644     if (addrs[0].ai_family == AF_INET6)
 645     {
 646         memcpy(sockaddr, addrs[0].ai_addr, sizeof (struct sockaddr_in6));
 647         ((struct sockaddr_in6 *)sockaddr)->sin6_port = htons(port);
 648     }
 649     else
 650     {
 651         memcpy(sockaddr, addrs[0].ai_addr, sizeof (struct sockaddr_in));
 652         ((struct sockaddr_in *)sockaddr)->sin_port = htons(port);
 653     }
 654     freeaddrinfo(addrs);
 655     return CA_STATUS_OK;
 656 }
 657
 658 static int CATCPCreateSocket(int family, CATCPSessionInfo_t *svritem)
 659 {
 660     // #1. create tcp socket.
 661     int fd = socket(family, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 662     if (-1 == fd)
 663     {
 664         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "create socket failed: %s", strerror(errno));
 665         return -1;
 666     }
 667
 668     // #2. convert address from string to binary.
 669     struct sockaddr_storage sa = { .ss_family = family };
 670     CAResult_t res = CATCPConvertNameToAddr(family, svritem->sep.endpoint.addr,
 671                                             svritem->sep.endpoint.port, &sa);
 672     if (CA_STATUS_OK != res)
 673     {
 674         close(fd);
 675         return -1;
 676     }
 677
 678     // #3. set socket length.
 679     socklen_t socklen = 0;
 680     if (sa.ss_family == AF_INET6)
 681     {
 682         struct sockaddr_in6 *sock6 = (struct sockaddr_in6 *)&sa;
 683         if (!sock6->sin6_scope_id)
 684         {
 685             sock6->sin6_scope_id = svritem->sep.endpoint.ifindex;
 686         }
 687         socklen = sizeof(struct sockaddr_in6);
 688     }
 689     else
 690     {
 691         socklen = sizeof(struct sockaddr_in);
 692     }
 693
 694     // #4. connect to remote server device.
 695     if (connect(fd, (struct sockaddr *)&sa, socklen) < 0)
 696     {
 697         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "failed to connect socket, %s", strerror(errno));
 698         close(fd);
 699         return -1;
 700     }
 701
 702     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "connect socket success");
 703     CAWakeUpForReadFdsUpdate(svritem->sep.endpoint.addr);
 704     return fd;
 705 }
 706
 707 static int CACreateAcceptSocket(int family, CASocket_t *sock)
 708 {
 709     VERIFY_NON_NULL_RET(sock, TAG, "sock", -1);
 710
 711     if (sock->fd != -1)
 712     {
 713         OIC_LOG(DEBUG, TAG, "accept socket created already");
 714         return sock->fd;
 715     }
 716
 717     socklen_t socklen = 0;
 718     struct sockaddr_storage server = { .ss_family = family };
 719
 720     int fd = socket(family, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 721     if (fd < 0)
 722     {
 723         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to create socket");
 724         goto exit;
 725     }
 726
 727     if (family == AF_INET6)
 728     {
 729         // the socket is re‐stricted to sending and receiving IPv6 packets only.
 730         int on = 1;
 731         if (-1 == setsockopt(fd, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, &on, sizeof (on)))
 732         {
 733             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "IPV6_V6ONLY failed: %s", strerror(errno));
 734             goto exit;
 735         }
 736         ((struct sockaddr_in6 *)&server)->sin6_port = htons(sock->port);
 737         socklen = sizeof (struct sockaddr_in6);
 738     }
 739     else
 740     {
 741         ((struct sockaddr_in *)&server)->sin_port = htons(sock->port);
 742         socklen = sizeof (struct sockaddr_in);
 743     }
 744
 745     int reuse = 1;
 746     if (-1 == setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)))
 747     {
 748         OIC_LOG(ERROR, TAG, "setsockopt SO_REUSEADDR");
 749         goto exit;
 750     }
 751
 752     if (-1 == bind(fd, (struct sockaddr *)&server, socklen))
 753     {
 754         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "bind socket failed: %s", strerror(errno));
 755         goto exit;
 756     }
 757
 758     if (listen(fd, caglobals.tcp.listenBacklog) != 0)
 759     {
 760         OIC_LOG(ERROR, TAG, "listen() error");
 761         goto exit;
 762     }
 763
 764     if (!sock->port)  // return the assigned port
 765     {
 766         if (-1 == getsockname(fd, (struct sockaddr *)&server, &socklen))
 767         {
 768             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getsockname failed: %s", strerror(errno));
 769             goto exit;
 770         }
 771         sock->port = ntohs(family == AF_INET6 ?
 772                       ((struct sockaddr_in6 *)&server)->sin6_port :
 773                       ((struct sockaddr_in *)&server)->sin_port);
 774     }
 775
 776     return fd;
 777
 778 exit:
 779     if (fd >= 0)
 780     {
 781         close(fd);
 782     }
 783     return -1;
 784 }
 785
 786 static void CAInitializePipe(int *fds)
 787 {
 788     int ret = pipe(fds);
 789     if (-1 != ret)
 790     {
 791         ret = fcntl(fds[0], F_GETFD);
 792         if (-1 != ret)
 793         {
 794             ret = fcntl(fds[0], F_SETFD, ret|FD_CLOEXEC);
 795         }
 796         if (-1 != ret)
 797         {
 798             ret = fcntl(fds[1], F_GETFD);
 799         }
 800         if (-1 != ret)
 801         {
 802             ret = fcntl(fds[1], F_SETFD, ret|FD_CLOEXEC);
 803         }
 804         if (-1 == ret)
 805         {
 806             close(fds[1]);
 807             close(fds[0]);
 808
 809             fds[0] = -1;
 810             fds[1] = -1;
 811
 812             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "pipe failed: %s", strerror(errno));
 813         }
 814     }
 815 }
 816
 817 #define NEWSOCKET(FAMILY, NAME) \
 818     caglobals.tcp.NAME.fd = CACreateAcceptSocket(FAMILY, &caglobals.tcp.NAME); \
 819     if (caglobals.tcp.NAME.fd == -1) \
 820     { \
 821         caglobals.tcp.NAME.port = 0; \
 822         caglobals.tcp.NAME.fd = CACreateAcceptSocket(FAMILY, &caglobals.tcp.NAME); \
 823     } \
 824     CHECKFD(caglobals.tcp.NAME.fd);
 825
 826 CAResult_t CATCPStartServer(const ca_thread_pool_t threadPool)
 827 {
 828     if (caglobals.tcp.started)
 829     {
 830         return CA_STATUS_OK;
 831     }
 832
 833     if (!caglobals.tcp.ipv4tcpenabled)
 834     {
 835         caglobals.tcp.ipv4tcpenabled = true;    // only needed to run CA tests
 836     }
 837     if (!caglobals.tcp.ipv6tcpenabled)
 838     {
 839         caglobals.tcp.ipv6tcpenabled = true;    // only needed to run CA tests
 840     }
 841
 842     CAResult_t res = CATCPCreateMutex();
 843     if (CA_STATUS_OK == res)
 844     {
 845         res = CATCPCreateCond();
 846     }
 847     if (CA_STATUS_OK != res)
 848     {
 849         OIC_LOG(ERROR, TAG, "failed to create mutex/cond");
 850         return res;
 851     }
 852
 853     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 854     if (!caglobals.tcp.svrlist)
 855     {
 856         caglobals.tcp.svrlist = u_arraylist_create();
 857     }
 858     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 859
 860     if (caglobals.server)
 861     {
 862         NEWSOCKET(AF_INET, ipv4);
 863         NEWSOCKET(AF_INET6, ipv6);
 864         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "IPv4 socket fd=%d, port=%d",
 865                   caglobals.tcp.ipv4.fd, caglobals.tcp.ipv4.port);
 866         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "IPv6 socket fd=%d, port=%d",
 867                   caglobals.tcp.ipv6.fd, caglobals.tcp.ipv6.port);
 868     }
 869
 870     // create pipe for fast shutdown
 871     CAInitializePipe(caglobals.tcp.shutdownFds);
 872     CHECKFD(caglobals.tcp.shutdownFds[0]);
 873     CHECKFD(caglobals.tcp.shutdownFds[1]);
 874
 875     // create pipe for connection event
 876     CAInitializePipe(caglobals.tcp.connectionFds);
 877     CHECKFD(caglobals.tcp.connectionFds[0]);
 878     CHECKFD(caglobals.tcp.connectionFds[1]);
 879
 880     caglobals.tcp.terminate = false;
 881     res = ca_thread_pool_add_task(threadPool, CAReceiveHandler, NULL);
 882     if (CA_STATUS_OK != res)
 883     {
 884         OIC_LOG(ERROR, TAG, "thread_pool_add_task failed");
 885         return res;
 886     }
 887     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "CAReceiveHandler thread started successfully.");
 888
 889     caglobals.tcp.started = true;
 890     return CA_STATUS_OK;
 891 }
 892
 893 void CATCPStopServer()
 894 {
 895     // mutex lock
 896     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 897
 898     // set terminate flag
 899     caglobals.tcp.terminate = true;
 900
 901     if (caglobals.tcp.shutdownFds[1] != -1)
 902     {
 903         close(caglobals.tcp.shutdownFds[1]);
 904         // receive thread will stop immediately
 905     }
 906
 907     if (caglobals.tcp.connectionFds[1] != -1)
 908     {
 909         close(caglobals.tcp.connectionFds[1]);
 910     }
 911
 912     if (caglobals.tcp.started)
 913     {
 914         ca_cond_wait(g_condObjectList, g_mutexObjectList);
 915     }
 916     caglobals.tcp.started = false;
 917
 918     // mutex unlock
 919     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 920
 921     if (-1 != caglobals.tcp.ipv4.fd)
 922     {
 923         close(caglobals.tcp.ipv4.fd);
 924         caglobals.tcp.ipv4.fd = -1;
 925     }
 926
 927     if (-1 != caglobals.tcp.ipv6.fd)
 928     {
 929         close(caglobals.tcp.ipv6.fd);
 930         caglobals.tcp.ipv6.fd = -1;
 931     }
 932
 933     CATCPDisconnectAll();
 934     CATCPDestroyMutex();
 935     CATCPDestroyCond();
 936 }
 937
 938 void CATCPSetPacketReceiveCallback(CATCPPacketReceivedCallback callback)
 939 {
 940     g_packetReceivedCallback = callback;
 941 }
 942
 943 void CATCPSetConnectionChangedCallback(CATCPConnectionHandleCallback connHandler)
 944 {
 945     g_connectionCallback = connHandler;
 946 }
 947
 948 static size_t CACheckPayloadLength(const void *data, size_t dlen)
 949 {
 950     VERIFY_NON_NULL_RET(data, TAG, "data", -1);
 951
 952     coap_transport_type transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(
 953             ((unsigned char *)data)[0] >> 4);
 954
 955     coap_pdu_t *pdu = coap_new_pdu(transport, dlen);
 956     if (!pdu)
 957     {
 958         OIC_LOG(ERROR, TAG, "outpdu is null");
 959         return 0;
 960     }
 961
 962     int ret = coap_pdu_parse((unsigned char *) data, dlen, pdu, transport);
 963     if (0 >= ret)
 964     {
 965         OIC_LOG(ERROR, TAG, "pdu parse failed");
 966         coap_delete_pdu(pdu);
 967         return 0;
 968     }
 969
 970     size_t payloadLen = 0;
 971     size_t headerSize = coap_get_tcp_header_length_for_transport(transport);
 972     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "headerSize : %zu, pdu length : %d",
 973               headerSize, pdu->length);
 974     if (pdu->length > headerSize)
 975     {
 976         payloadLen = (unsigned char *) pdu->hdr + pdu->length - pdu->data;
 977     }
 978
 979     OICFree(pdu);
 980
 981     return payloadLen;
 982 }
 983
 984 static void sendData(const CAEndpoint_t *endpoint, const void *data,
 985                      size_t dlen, const char *fam)
 986 {
 987     // #1. get TCP Server object from list
 988     size_t index = 0;
 989     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(endpoint, &index);
 990     if (!svritem)
 991     {
 992         // if there is no connection info, connect to TCP Server
 993         svritem = CAConnectTCPSession(endpoint);
 994         if (!svritem)
 995         {
 996             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to create TCP server object");
 997             if (g_tcpErrorHandler)
 998             {
 999                 g_tcpErrorHandler(endpoint, data, dlen, CA_SEND_FAILED);
1000             }
1001             return;
1002         }
1003     }
1004
1005     // #2. check payload length
1006 #ifdef __WITH_TLS__
1007     if (false == CAIsTlsMessage(data, dlen))
1008 #endif
1009     {
1010         size_t payloadLen = CACheckPayloadLength(data, dlen);
1011         // if payload length is zero, disconnect from TCP server
1012         if (!payloadLen)
1013         {
1014             OIC_LOG(DEBUG, TAG, "payload length is zero, disconnect from remote device");
1015             CADisconnectTCPSession(svritem, index);
1016             return;
1017         }
1018     }
1019
1020     // #3. check connection state
1021     if (svritem->fd < 0)
1022     {
1023         // if file descriptor value is wrong, remove TCP Server info from list
1024         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to connect to TCP server");
1025         CADisconnectTCPSession(svritem, index);
1026         if (g_tcpErrorHandler)
1027         {
1028             g_tcpErrorHandler(endpoint, data, dlen, CA_SEND_FAILED);
1029         }
1030         return;
1031     }
1032
1033     // #4. send data to TCP Server
1034     ssize_t remainLen = dlen;
1035     do
1036     {
1037         ssize_t len = send(svritem->fd, data, remainLen, 0);
1038         if (-1 == len)
1039         {
1040             if (EWOULDBLOCK != errno)
1041             {
1042                 OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "unicast ipv4tcp sendTo failed: %s", strerror(errno));
1043                 if (g_tcpErrorHandler)
1044                 {
1045                     g_tcpErrorHandler(endpoint, data, dlen, CA_SEND_FAILED);
1046                 }
1047                 return;
1048             }
1049             continue;
1050         }
1051         data += len;
1052         remainLen -= len;
1053     } while (remainLen > 0);
1054
1055 #ifndef TB_LOG
1056     (void)fam;
1057 #endif
1058     OIC_LOG_V(INFO, TAG, "unicast %stcp sendTo is successful: %zu bytes", fam, dlen);
1059 }
1060
1061 void CATCPSendData(CAEndpoint_t *endpoint, const void *data, uint32_t datalen,
1062                    bool isMulticast)
1063 {
1064     VERIFY_NON_NULL_VOID(endpoint, TAG, "endpoint is NULL");
1065     VERIFY_NON_NULL_VOID(data, TAG, "data is NULL");
1066
1067     if (!isMulticast)
1068     {
1069         if (caglobals.tcp.ipv6tcpenabled && (endpoint->flags & CA_IPV6))
1070         {
1071             sendData(endpoint, data, datalen, "ipv6");
1072         }
1073         if (caglobals.tcp.ipv4tcpenabled && (endpoint->flags & CA_IPV4))
1074         {
1075             sendData(endpoint, data, datalen, "ipv4");
1076         }
1077     }
1078 }
1079
1080 CAResult_t CAGetTCPInterfaceInformation(CAEndpoint_t **info, uint32_t *size)
1081 {
1082     VERIFY_NON_NULL(info, TAG, "info is NULL");
1083     VERIFY_NON_NULL(size, TAG, "size is NULL");
1084
1085     return CA_NOT_SUPPORTED;
1086 }
1087
1088 CATCPSessionInfo_t *CAConnectTCPSession(const CAEndpoint_t *endpoint)
1089 {
1090     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", NULL);
1091
1092     // #1. create TCP server object
1093     CATCPSessionInfo_t *svritem = (CATCPSessionInfo_t *) OICCalloc(1, sizeof (*svritem));
1094     if (!svritem)
1095     {
1096         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Out of memory");
1097         return NULL;
1098     }
1099     memcpy(svritem->sep.endpoint.addr, endpoint->addr, sizeof(svritem->sep.endpoint.addr));
1100     svritem->sep.endpoint.adapter = endpoint->adapter;
1101     svritem->sep.endpoint.port = endpoint->port;
1102     svritem->sep.endpoint.flags = endpoint->flags;
1103     svritem->sep.endpoint.ifindex = endpoint->ifindex;
1104
1105     // #2. create the socket and connect to TCP server
1106     int family = (svritem->sep.endpoint.flags & CA_IPV6) ? AF_INET6 : AF_INET;
1107     int fd = CATCPCreateSocket(family, svritem);
1108     if (-1 == fd)
1109     {
1110         OICFree(svritem);
1111         return NULL;
1112     }
1113
1114     // #3. add TCP connection info to list
1115     svritem->fd = fd;
1116     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1117     if (caglobals.tcp.svrlist)
1118     {
1119         bool res = u_arraylist_add(caglobals.tcp.svrlist, svritem);
1120         if (!res)
1121         {
1122             OIC_LOG(ERROR, TAG, "u_arraylist_add failed.");
1123             close(svritem->fd);
1124             OICFree(svritem);
1125             ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1126             return NULL;
1127         }
1128     }
1129     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1130
1131     CHECKFD(fd);
1132
1133     // pass the connection information to CA Common Layer.
1134     if (g_connectionCallback)
1135     {
1136         g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), true);
1137     }
1138
1139     return svritem;
1140 }
1141
1142 CAResult_t CADisconnectTCPSession(CATCPSessionInfo_t *svritem, size_t index)
1143 {
1144     VERIFY_NON_NULL(svritem, TAG, "svritem is NULL");
1145
1146     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1147
1148     // close the socket and remove TCP connection info in list
1149     if (svritem->fd >= 0)
1150     {
1151         close(svritem->fd);
1152     }
1153     u_arraylist_remove(caglobals.tcp.svrlist, index);
1154     OICFree(svritem->data);
1155     svritem->data = NULL;
1156
1157     // pass the connection information to CA Common Layer.
1158     if (g_connectionCallback)
1159     {
1160         g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), false);
1161     }
1162
1163     OICFree(svritem);
1164     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1165
1166     return CA_STATUS_OK;
1167 }
1168
1169 void CATCPDisconnectAll()
1170 {
1171     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1172     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1173
1174     CATCPSessionInfo_t *svritem = NULL;
1175     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1176     {
1177         svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
1178         if (svritem && svritem->fd >= 0)
1179         {
1180             shutdown(svritem->fd, SHUT_RDWR);
1181             close(svritem->fd);
1182
1183             OICFree(svritem->data);
1184             svritem->data = NULL;
1185         }
1186     }
1187     u_arraylist_destroy(caglobals.tcp.svrlist);
1188     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1189 }
1190
1191 CATCPSessionInfo_t *CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(const CAEndpoint_t *endpoint, size_t *index)
1192 {
1193     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", NULL);
1194     VERIFY_NON_NULL_RET(index, TAG, "index is NULL", NULL);
1195
1196     // get connection info from list
1197     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1198     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1199     {
1200         CATCPSessionInfo_t *svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(
1201                 caglobals.tcp.svrlist, i);
1202         if (!svritem)
1203         {
1204             continue;
1205         }
1206
1207         if (!strncmp(svritem->sep.endpoint.addr, endpoint->addr,
1208                      sizeof(svritem->sep.endpoint.addr))
1209                 && (svritem->sep.endpoint.port == endpoint->port)
1210                 && (svritem->sep.endpoint.flags & endpoint->flags))
1211         {
1212             *index = i;
1213             return svritem;
1214         }
1215     }
1216
1217     return NULL;
1218 }
1219
1220 CATCPSessionInfo_t *CAGetSessionInfoFromFD(int fd, size_t *index)
1221 {
1222     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1223
1224     // check from the last item.
1225     CATCPSessionInfo_t *svritem = NULL;
1226     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1227     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1228     {
1229         svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
1230
1231         if (svritem && svritem->fd == fd)
1232         {
1233             *index = i;
1234             ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1235             return svritem;
1236         }
1237     }
1238
1239     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1240
1241     return NULL;
1242 }
1243
1244 size_t CAGetTotalLengthFromHeader(const unsigned char *recvBuffer)
1245 {
1246     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "IN - CAGetTotalLengthFromHeader");
1247
1248     coap_transport_type transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(
1249             ((unsigned char *)recvBuffer)[0] >> 4);
1250     size_t optPaylaodLen = coap_get_length_from_header((unsigned char *)recvBuffer,
1251                                                         transport);
1252     size_t headerLen = coap_get_tcp_header_length((unsigned char *)recvBuffer);
1253
1254     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "option/paylaod length [%zu]", optPaylaodLen);
1255     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "header length [%zu]", headerLen);
1256     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "total data length [%zu]", headerLen + optPaylaodLen);
1257
1258     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "OUT - CAGetTotalLengthFromHeader");
1259     return headerLen + optPaylaodLen;
1260 }
1261
1262 void CATCPSetErrorHandler(CATCPErrorHandleCallback errorHandleCallback)
1263 {
1264     g_tcpErrorHandler = errorHandleCallback;
1265 }