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 "camutex.h"
  45 #include "oic_malloc.h"
  46
  47 #ifdef __WITH_TLS__
  48 #include "ca_adapter_net_ssl.h"
  49 #endif
  50
  51 /**
  52  * Logging tag for module name.
  53  */
  54 #define TAG "OIC_CA_TCP_SERVER"
  55
  56 /**
  57  * Maximum CoAP over TCP header length
  58  * to know the total data length.
  59  */
  60 #define COAP_MAX_HEADER_SIZE  6
  61
  62 /**
  63  * TLS header size
  64  */
  65 #define TLS_HEADER_SIZE 5
  66
  67 /**
  68  * Mutex to synchronize device object list.
  69  */
  70 static ca_mutex g_mutexObjectList = NULL;
  71
  72 /**
  73  * Conditional mutex to synchronize.
  74  */
  75 static ca_cond g_condObjectList = NULL;
  76
  77 /**
  78  * Maintains the callback to be notified when data received from remote device.
  79  */
  80 static CATCPPacketReceivedCallback g_packetReceivedCallback = NULL;
  81
  82 /**
  83  * Error callback to update error in TCP.
  84  */
  85 static CATCPErrorHandleCallback g_tcpErrorHandler = NULL;
  86
  87 /**
  88  * Connected Callback to pass the connection information to RI.
  89  */
  90 static CATCPConnectionHandleCallback g_connectionCallback = NULL;
  91
  92 static CAResult_t CATCPCreateMutex();
  93 static void CATCPDestroyMutex();
  94 static CAResult_t CATCPCreateCond();
  95 static void CATCPDestroyCond();
  96 static int CACreateAcceptSocket(int family, CASocket_t *sock);
  97 static void CAAcceptConnection(CATransportFlags_t flag, CASocket_t *sock);
  98 static void CAFindReadyMessage();
  99 static void CASelectReturned(fd_set *readFds);
 100 static void CAReceiveMessage(int fd);
 101 static void CAReceiveHandler(void *data);
 102 static CAResult_t CATCPCreateSocket(int family, CATCPSessionInfo_t *tcpServerInfo);
 103
 104 #define CHECKFD(FD) \
 105     if (FD > caglobals.tcp.maxfd) \
 106         caglobals.tcp.maxfd = FD;
 107
 108 /**
 109  * Read length amount of data from socket item->fd
 110  * Can read less data length then requested
 111  * Actual read length added to item->len variable
 112  *
 113  * @param[in/out] item - used socket, buffer and to update received message length
 114  * @param[in]  length  - length of data required to read
 115  * @param[in]  flags   - additional info about socket
 116  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 117  */
 118 static CAResult_t CARecv(CATCPSessionInfo_t *item, size_t length, int flags)
 119 {
 120     if (NULL == item)
 121     {
 122         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 123     }
 124
 125     //skip read operation if requested zero length
 126     if (0 == length)
 127     {
 128         return CA_STATUS_OK;
 129     }
 130
 131     unsigned char *buffer = item->data + item->len;
 132
 133     int len = recv(item->fd, buffer, length, flags);
 134
 135     if (len < 0)
 136     {
 137         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "recv failed %s", strerror(errno));
 138         return CA_RECEIVE_FAILED;
 139     }
 140     else if (0 == len)
 141     {
 142         OIC_LOG(INFO, TAG, "Received disconnect from peer. Close connection");
 143         item->state = DISCONNECTED;
 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         ca_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 = ca_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         ca_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 = ca_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     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 213     ca_cond_signal(g_condObjectList);
 214     ca_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 && CONNECTED == svritem->state)
 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         CASelectReturned(&readFds);
 265     }
 266     else if (0 > ret)
 267     {
 268         OIC_LOG_V(FATAL, TAG, "select error %s", strerror(errno));
 269     }
 270 }
 271
 272 static void CASelectReturned(fd_set *readFds)
 273 {
 274     VERIFY_NON_NULL_VOID(readFds, TAG, "readFds is NULL");
 275
 276     if (caglobals.tcp.ipv4.fd != -1 && FD_ISSET(caglobals.tcp.ipv4.fd, readFds))
 277     {
 278         CAAcceptConnection(CA_IPV4, &caglobals.tcp.ipv4);
 279         return;
 280     }
 281     else if (caglobals.tcp.ipv6.fd != -1 && FD_ISSET(caglobals.tcp.ipv6.fd, readFds))
 282     {
 283         CAAcceptConnection(CA_IPV6, &caglobals.tcp.ipv6);
 284         return;
 285     }
 286     else if (-1 != caglobals.tcp.connectionFds[0] &&
 287             FD_ISSET(caglobals.tcp.connectionFds[0], readFds))
 288     {
 289         // new connection was created from remote device.
 290         // exit the function to update read file descriptor.
 291         char buf[MAX_ADDR_STR_SIZE_CA] = {0};
 292         ssize_t len = read(caglobals.tcp.connectionFds[0], buf, sizeof (buf));
 293         if (-1 == len)
 294         {
 295             return;
 296         }
 297         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "Received new connection event with [%s]", buf);
 298         FD_CLR(caglobals.tcp.connectionFds[0], readFds);
 299         return;
 300     }
 301     else
 302     {
 303         uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
 304         for (size_t i = 0; i < length; i++)
 305         {
 306             CATCPSessionInfo_t *svritem =
 307                     (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
 308             if (svritem && svritem->fd >= 0)
 309             {
 310                 if (FD_ISSET(svritem->fd, readFds))
 311                 {
 312                     CAReceiveMessage(svritem->fd);
 313                     if (-1 != svritem->fd)
 314                     {
 315                         FD_CLR(svritem->fd, readFds);
 316                     }
 317                 }
 318             }
 319         }
 320     }
 321 }
 322
 323 static void CAAcceptConnection(CATransportFlags_t flag, CASocket_t *sock)
 324 {
 325     VERIFY_NON_NULL_VOID(sock, TAG, "sock is NULL");
 326
 327     struct sockaddr_storage clientaddr;
 328     socklen_t clientlen = sizeof (struct sockaddr_in);
 329     if (flag & CA_IPV6)
 330     {
 331         clientlen = sizeof(struct sockaddr_in6);
 332     }
 333
 334     int sockfd = accept(sock->fd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clientlen);
 335     if (-1 != sockfd)
 336     {
 337         CATCPSessionInfo_t *svritem =
 338                 (CATCPSessionInfo_t *) OICCalloc(1, sizeof (*svritem));
 339         if (!svritem)
 340         {
 341             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Out of memory");
 342             close(sockfd);
 343             return;
 344         }
 345
 346         svritem->fd = sockfd;
 347         svritem->sep.endpoint.flags = flag;
 348         svritem->sep.endpoint.adapter = CA_ADAPTER_TCP;
 349         svritem->state = CONNECTED;
 350         CAConvertAddrToName((struct sockaddr_storage *)&clientaddr, clientlen,
 351                             svritem->sep.endpoint.addr, &svritem->sep.endpoint.port);
 352
 353         ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 354         bool result = u_arraylist_add(caglobals.tcp.svrlist, svritem);
 355         if (!result)
 356         {
 357             OIC_LOG(ERROR, TAG, "u_arraylist_add failed.");
 358             close(sockfd);
 359             OICFree(svritem);
 360             ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 361             return;
 362         }
 363         ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 364
 365         CHECKFD(sockfd);
 366     }
 367 }
 368
 369 #ifdef __WITH_TLS__
 370 static bool CAIsTlsMessage(const unsigned char* data, size_t length)
 371 {
 372     if (NULL == data || 0 == length)
 373     {
 374         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "%s: null input param", __func__);
 375         return false;
 376     }
 377
 378     unsigned char first_byte = data[0];
 379
 380     //TLS Plaintext has four types: change_cipher_spec = [14], alert = [15],
 381     //handshake = [16], application_data = [17] in HEX
 382     const uint8_t tls_head_type[] = {0x14, 0x15, 0x16, 0x17};
 383     size_t i = 0;
 384
 385     for (i = 0; i < sizeof(tls_head_type); i++)
 386     {
 387         if(tls_head_type[i] == first_byte)
 388         {
 389             return true;
 390         }
 391     }
 392
 393     return false;
 394 }
 395 #endif
 396
 397 /**
 398  * Clean socket state data
 399  *
 400  * @param[in/out] item - socket state data
 401  */
 402 static void CACleanData(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 403 {
 404     if (svritem)
 405     {
 406         OICFree(svritem->data);
 407         svritem->data = NULL;
 408         svritem->len = 0;
 409         svritem->totalLen = 0;
 410         svritem->protocol = UNKNOWN;
 411     }
 412 }
 413
 414 /**
 415  * Read message header from socket item->fd
 416  *
 417  * @param[in/out] item - used socket, buffer, current received message length and protocol
 418  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 419  */
 420 static CAResult_t CAReadHeader(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 421 {
 422     CAResult_t res = CA_STATUS_OK;
 423
 424     if (NULL == svritem)
 425     {
 426         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 427     }
 428
 429     if (NULL == svritem->data)
 430     {
 431         // allocate memory for message header (CoAP header size because it is bigger)
 432         svritem->data = (unsigned char *) OICCalloc(1, COAP_MAX_HEADER_SIZE);
 433         if (NULL == svritem->data)
 434         {
 435             OIC_LOG(ERROR, TAG, "OICCalloc - out of memory");
 436             return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
 437         }
 438     }
 439
 440     //read data (assume TLS header) from remote device.
 441     //use TLS_HEADER_SIZE - svritem->len because even header can be read partially
 442     res = CARecv(svritem, TLS_HEADER_SIZE - svritem->len, 0);
 443
 444     //return if any error occurs
 445     if (CA_STATUS_OK != res)
 446     {
 447         return res;
 448     }
 449
 450     //if not enough data received - read them on next CAReceiveMessage() call
 451     if (svritem->len < TLS_HEADER_SIZE)
 452     {
 453         OIC_LOG(DEBUG, TAG, "Header received partially. Wait for rest header data");
 454         return CA_STATUS_OK;
 455     }
 456
 457     //if enough data received - parse header
 458 #ifdef __WITH_TLS__
 459     if (CAIsTlsMessage(svritem->data, svritem->len))
 460     {
 461         svritem->protocol = TLS;
 462
 463         //[3][4] bytes in tls header are tls payload length
 464         unsigned int message_length = (unsigned int)((svritem->data[3] << 8) | svritem->data[4]);
 465         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "%s: message_length = %d", __func__, message_length);
 466
 467         svritem->totalLen = message_length + TLS_HEADER_SIZE;
 468     }
 469     else
 470 #endif
 471     {
 472         svritem->protocol = COAP;
 473
 474         //seems CoAP data received. read full coap header.
 475         coap_transport_t transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(svritem->data[0] >> 4);
 476
 477         size_t headerLen = coap_get_tcp_header_length_for_transport(transport);
 478
 479         if (svritem->len < headerLen)
 480         {
 481             //read required bytes to have full CoAP header
 482             //it should be 1 byte (COAP_MAX_HEADER_SIZE - TLS_HEADER_SIZE)
 483             res = CARecv(svritem, headerLen - svritem->len, 0);
 484
 485             //return if any error occurs
 486             if (CA_STATUS_OK != res)
 487             {
 488                 return res;
 489             }
 490
 491             //if not enough data received - read them on next CAReceiveMessage() call
 492             if (svritem->len < headerLen)
 493             {
 494                 OIC_LOG(DEBUG, TAG, "CoAP header received partially. Wait for rest header data");
 495                 return CA_STATUS_OK;
 496             }
 497         }
 498
 499         //calculate CoAP message length
 500         svritem->totalLen = CAGetTotalLengthFromHeader(svritem->data);
 501     }
 502
 503     unsigned char *buffer = OICRealloc(svritem->data, svritem->totalLen);
 504     if (NULL == buffer)
 505     {
 506         OIC_LOG(ERROR, TAG, "OICRealloc - out of memory");
 507         return CA_MEMORY_ALLOC_FAILED;
 508     }
 509     svritem->data = buffer;
 510
 511     return CA_STATUS_OK;
 512 }
 513
 514 /**
 515  * Read message payload from socket item->fd
 516
 517  *
 518  * @param[in/out] item - used socket, buffer and to update received message length
 519  * @return             - CA_STATUS_OK or appropriate error code
 520  */
 521 static CAResult_t CAReadPayload(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 522 {
 523     if (NULL == svritem)
 524     {
 525         return CA_STATUS_INVALID_PARAM;
 526     }
 527
 528     return CARecv(svritem, svritem->totalLen - svritem->len, 0);
 529 }
 530
 531 /**
 532  * Pass received data to app layer depending on protocol
 533  *
 534  * @param[in/out] item - used buffer, received message length and protocol
 535  */
 536 static void CAExecuteRequest(CATCPSessionInfo_t *svritem)
 537 {
 538     if (NULL == svritem)
 539     {
 540         return;
 541     }
 542
 543     switch(svritem->protocol)
 544     {
 545         case COAP:
 546         {
 547             if (g_packetReceivedCallback)
 548             {
 549                 g_packetReceivedCallback(&svritem->sep, svritem->data, svritem->len);
 550             }
 551         }
 552         break;
 553         case TLS:
 554 #ifdef __WITH_TLS__
 555         {
 556             int ret = CAdecryptSsl(&svritem->sep, (uint8_t *)svritem->data, svritem->len);
 557
 558             OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "%s: CAdecryptSsl returned %d", __func__, ret);
 559         }
 560         break;
 561 #endif
 562         case UNKNOWN: /* pass through */
 563         default:
 564             OIC_LOG(ERROR, TAG, "unknown application protocol. Ignore it");
 565         break;
 566     }
 567 }
 568
 569 static void CAReceiveMessage(int fd)
 570 {
 571     CAResult_t res = CA_STATUS_OK;
 572
 573     //get remote device information from file descriptor.
 574     size_t index = 0;
 575     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetSessionInfoFromFD(fd, &index);
 576     if (!svritem)
 577     {
 578         OIC_LOG(ERROR, TAG, "there is no connection information in list");
 579         return;
 580     }
 581
 582     //totalLen filled only when header fully read and parsed
 583     if (0 == svritem->totalLen)
 584     {
 585         res = CAReadHeader(svritem);
 586     }
 587     else
 588     {
 589         res = CAReadPayload(svritem);
 590
 591         //when successfully read all required data - pass them to upper layer.
 592         if (CA_STATUS_OK == res && svritem->len == svritem->totalLen)
 593         {
 594             CAExecuteRequest(svritem);
 595             CACleanData(svritem);
 596         }
 597     }
 598
 599     //disconnect session and clean-up data if any error occurs
 600     if (res != CA_STATUS_OK)
 601     {
 602 #ifdef __WITH_TLS__
 603         if (CA_STATUS_OK != CAcloseSslConnection(&svritem->sep.endpoint))
 604         {
 605             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to close TLS session");
 606         }
 607 #endif
 608         CASearchAndDeleteTCPSession(&(svritem->sep.endpoint));
 609         return;
 610     }
 611 }
 612
 613 static ssize_t CAWakeUpForReadFdsUpdate(const char *host)
 614 {
 615     if (caglobals.tcp.connectionFds[1] != -1)
 616     {
 617         ssize_t len = 0;
 618         do
 619         {
 620             len = write(caglobals.tcp.connectionFds[1], host, strlen(host));
 621         } while ((len == -1) && (errno == EINTR));
 622
 623         if ((len == -1) && (errno != EINTR) && (errno != EPIPE))
 624         {
 625             OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "write failed: %s", strerror(errno));
 626         }
 627         return len;
 628     }
 629     return -1;
 630 }
 631
 632 static CAResult_t CATCPConvertNameToAddr(int family, const char *host, uint16_t port,
 633                                          struct sockaddr_storage *sockaddr)
 634 {
 635     struct addrinfo *addrs = NULL;
 636     struct addrinfo hints = { .ai_family = family,
 637                               .ai_protocol   = IPPROTO_TCP,
 638                               .ai_socktype = SOCK_STREAM,
 639                               .ai_flags = AI_NUMERICHOST };
 640
 641     int r = getaddrinfo(host, NULL, &hints, &addrs);
 642     if (r)
 643     {
 644         if (EAI_SYSTEM == r)
 645         {
 646             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getaddrinfo failed: errno %s", strerror(errno));
 647         }
 648         else
 649         {
 650             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getaddrinfo failed: %s", gai_strerror(r));
 651         }
 652         freeaddrinfo(addrs);
 653         return CA_STATUS_FAILED;
 654     }
 655     // assumption: in this case, getaddrinfo will only return one addrinfo
 656     // or first is the one we want.
 657     if (addrs[0].ai_family == AF_INET6)
 658     {
 659         memcpy(sockaddr, addrs[0].ai_addr, sizeof (struct sockaddr_in6));
 660         ((struct sockaddr_in6 *)sockaddr)->sin6_port = htons(port);
 661     }
 662     else
 663     {
 664         memcpy(sockaddr, addrs[0].ai_addr, sizeof (struct sockaddr_in));
 665         ((struct sockaddr_in *)sockaddr)->sin_port = htons(port);
 666     }
 667     freeaddrinfo(addrs);
 668     return CA_STATUS_OK;
 669 }
 670
 671 static CAResult_t CATCPCreateSocket(int family, CATCPSessionInfo_t *svritem)
 672 {
 673     // #1. create tcp socket.
 674     int fd = socket(family, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 675     if (-1 == fd)
 676     {
 677         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "create socket failed: %s", strerror(errno));
 678         return CA_SOCKET_OPERATION_FAILED;
 679     }
 680     svritem->fd = fd;
 681
 682     // #2. convert address from string to binary.
 683     struct sockaddr_storage sa = { .ss_family = family };
 684     CAResult_t res = CATCPConvertNameToAddr(family, svritem->sep.endpoint.addr,
 685                                             svritem->sep.endpoint.port, &sa);
 686     if (CA_STATUS_OK != res)
 687     {
 688         return CA_SOCKET_OPERATION_FAILED;
 689     }
 690
 691     // #3. set socket length.
 692     socklen_t socklen = 0;
 693     if (sa.ss_family == AF_INET6)
 694     {
 695         struct sockaddr_in6 *sock6 = (struct sockaddr_in6 *)&sa;
 696         if (!sock6->sin6_scope_id)
 697         {
 698             sock6->sin6_scope_id = svritem->sep.endpoint.ifindex;
 699         }
 700         socklen = sizeof(struct sockaddr_in6);
 701     }
 702     else
 703     {
 704         socklen = sizeof(struct sockaddr_in);
 705     }
 706
 707     // #4. connect to remote server device.
 708     if (connect(fd, (struct sockaddr *)&sa, socklen) < 0)
 709     {
 710         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "failed to connect socket, %s", strerror(errno));
 711         return CA_SOCKET_OPERATION_FAILED;
 712     }
 713
 714     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "connect socket success");
 715     svritem->state = CONNECTED;
 716     CHECKFD(svritem->fd);
 717     ssize_t len = CAWakeUpForReadFdsUpdate(svritem->sep.endpoint.addr);
 718     if (-1 == len)
 719     {
 720         return CA_SOCKET_OPERATION_FAILED;
 721     }
 722     return CA_STATUS_OK;
 723 }
 724
 725 static int CACreateAcceptSocket(int family, CASocket_t *sock)
 726 {
 727     VERIFY_NON_NULL_RET(sock, TAG, "sock", -1);
 728
 729     if (sock->fd != -1)
 730     {
 731         OIC_LOG(DEBUG, TAG, "accept socket created already");
 732         return sock->fd;
 733     }
 734
 735     socklen_t socklen = 0;
 736     struct sockaddr_storage server = { .ss_family = family };
 737
 738     int fd = socket(family, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 739     if (fd < 0)
 740     {
 741         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to create socket");
 742         goto exit;
 743     }
 744
 745     if (family == AF_INET6)
 746     {
 747         // the socket is restricted to sending and receiving IPv6 packets only.
 748         int on = 1;
 749         if (-1 == setsockopt(fd, IPPROTO_IPV6, IPV6_V6ONLY, &on, sizeof (on)))
 750         {
 751             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "IPV6_V6ONLY failed: %s", strerror(errno));
 752             goto exit;
 753         }
 754         ((struct sockaddr_in6 *)&server)->sin6_port = htons(sock->port);
 755         socklen = sizeof (struct sockaddr_in6);
 756     }
 757     else
 758     {
 759         ((struct sockaddr_in *)&server)->sin_port = htons(sock->port);
 760         socklen = sizeof (struct sockaddr_in);
 761     }
 762
 763     int reuse = 1;
 764     if (-1 == setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)))
 765     {
 766         OIC_LOG(ERROR, TAG, "setsockopt SO_REUSEADDR");
 767         goto exit;
 768     }
 769
 770     if (-1 == bind(fd, (struct sockaddr *)&server, socklen))
 771     {
 772         OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "bind socket failed: %s", strerror(errno));
 773         goto exit;
 774     }
 775
 776     if (listen(fd, caglobals.tcp.listenBacklog) != 0)
 777     {
 778         OIC_LOG(ERROR, TAG, "listen() error");
 779         goto exit;
 780     }
 781
 782     if (!sock->port)  // return the assigned port
 783     {
 784         if (-1 == getsockname(fd, (struct sockaddr *)&server, &socklen))
 785         {
 786             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "getsockname failed: %s", strerror(errno));
 787             goto exit;
 788         }
 789         sock->port = ntohs(family == AF_INET6 ?
 790                       ((struct sockaddr_in6 *)&server)->sin6_port :
 791                       ((struct sockaddr_in *)&server)->sin_port);
 792     }
 793
 794     return fd;
 795
 796 exit:
 797     if (fd >= 0)
 798     {
 799         close(fd);
 800     }
 801     return -1;
 802 }
 803
 804 static void CAInitializePipe(int *fds)
 805 {
 806     int ret = pipe(fds);
 807     if (-1 != ret)
 808     {
 809         ret = fcntl(fds[0], F_GETFD);
 810         if (-1 != ret)
 811         {
 812             ret = fcntl(fds[0], F_SETFD, ret|FD_CLOEXEC);
 813         }
 814         if (-1 != ret)
 815         {
 816             ret = fcntl(fds[1], F_GETFD);
 817         }
 818         if (-1 != ret)
 819         {
 820             ret = fcntl(fds[1], F_SETFD, ret|FD_CLOEXEC);
 821         }
 822         if (-1 == ret)
 823         {
 824             close(fds[1]);
 825             close(fds[0]);
 826
 827             fds[0] = -1;
 828             fds[1] = -1;
 829
 830             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "pipe failed: %s", strerror(errno));
 831         }
 832     }
 833 }
 834
 835 #define NEWSOCKET(FAMILY, NAME) \
 836     caglobals.tcp.NAME.fd = CACreateAcceptSocket(FAMILY, &caglobals.tcp.NAME); \
 837     if (caglobals.tcp.NAME.fd == -1) \
 838     { \
 839         caglobals.tcp.NAME.port = 0; \
 840         caglobals.tcp.NAME.fd = CACreateAcceptSocket(FAMILY, &caglobals.tcp.NAME); \
 841     } \
 842     CHECKFD(caglobals.tcp.NAME.fd);
 843
 844 CAResult_t CATCPStartServer(const ca_thread_pool_t threadPool)
 845 {
 846     if (caglobals.tcp.started)
 847     {
 848         return CA_STATUS_OK;
 849     }
 850
 851     if (!caglobals.tcp.ipv4tcpenabled)
 852     {
 853         caglobals.tcp.ipv4tcpenabled = true;    // only needed to run CA tests
 854     }
 855     if (!caglobals.tcp.ipv6tcpenabled)
 856     {
 857         caglobals.tcp.ipv6tcpenabled = true;    // only needed to run CA tests
 858     }
 859
 860     CAResult_t res = CATCPCreateMutex();
 861     if (CA_STATUS_OK == res)
 862     {
 863         res = CATCPCreateCond();
 864     }
 865     if (CA_STATUS_OK != res)
 866     {
 867         OIC_LOG(ERROR, TAG, "failed to create mutex/cond");
 868         return res;
 869     }
 870
 871     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 872     if (!caglobals.tcp.svrlist)
 873     {
 874         caglobals.tcp.svrlist = u_arraylist_create();
 875     }
 876     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 877
 878     if (caglobals.server)
 879     {
 880         NEWSOCKET(AF_INET, ipv4);
 881         NEWSOCKET(AF_INET6, ipv6);
 882         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "IPv4 socket fd=%d, port=%d",
 883                   caglobals.tcp.ipv4.fd, caglobals.tcp.ipv4.port);
 884         OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "IPv6 socket fd=%d, port=%d",
 885                   caglobals.tcp.ipv6.fd, caglobals.tcp.ipv6.port);
 886     }
 887
 888     // create pipe for fast shutdown
 889     CAInitializePipe(caglobals.tcp.shutdownFds);
 890     CHECKFD(caglobals.tcp.shutdownFds[0]);
 891     CHECKFD(caglobals.tcp.shutdownFds[1]);
 892
 893     // create pipe for connection event
 894     CAInitializePipe(caglobals.tcp.connectionFds);
 895     CHECKFD(caglobals.tcp.connectionFds[0]);
 896     CHECKFD(caglobals.tcp.connectionFds[1]);
 897
 898     caglobals.tcp.terminate = false;
 899     res = ca_thread_pool_add_task(threadPool, CAReceiveHandler, NULL);
 900     if (CA_STATUS_OK != res)
 901     {
 902         OIC_LOG(ERROR, TAG, "thread_pool_add_task failed");
 903         return res;
 904     }
 905     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "CAReceiveHandler thread started successfully.");
 906
 907     caglobals.tcp.started = true;
 908     return CA_STATUS_OK;
 909 }
 910
 911 void CATCPStopServer()
 912 {
 913     // mutex lock
 914     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
 915
 916     // set terminate flag
 917     caglobals.tcp.terminate = true;
 918
 919     if (caglobals.tcp.shutdownFds[1] != -1)
 920     {
 921         close(caglobals.tcp.shutdownFds[1]);
 922         // receive thread will stop immediately
 923     }
 924
 925     if (caglobals.tcp.connectionFds[1] != -1)
 926     {
 927         close(caglobals.tcp.connectionFds[1]);
 928     }
 929
 930     if (caglobals.tcp.started)
 931     {
 932         ca_cond_wait(g_condObjectList, g_mutexObjectList);
 933     }
 934     caglobals.tcp.started = false;
 935
 936     // mutex unlock
 937     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
 938
 939     if (-1 != caglobals.tcp.ipv4.fd)
 940     {
 941         close(caglobals.tcp.ipv4.fd);
 942         caglobals.tcp.ipv4.fd = -1;
 943     }
 944
 945     if (-1 != caglobals.tcp.ipv6.fd)
 946     {
 947         close(caglobals.tcp.ipv6.fd);
 948         caglobals.tcp.ipv6.fd = -1;
 949     }
 950
 951     CATCPDisconnectAll();
 952     CATCPDestroyMutex();
 953     CATCPDestroyCond();
 954 }
 955
 956 void CATCPSetPacketReceiveCallback(CATCPPacketReceivedCallback callback)
 957 {
 958     g_packetReceivedCallback = callback;
 959 }
 960
 961 void CATCPSetConnectionChangedCallback(CATCPConnectionHandleCallback connHandler)
 962 {
 963     g_connectionCallback = connHandler;
 964 }
 965
 966 size_t CACheckPayloadLengthFromHeader(const void *data, size_t dlen)
 967 {
 968     VERIFY_NON_NULL_RET(data, TAG, "data", -1);
 969
 970     coap_transport_t transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(
 971             ((unsigned char *)data)[0] >> 4);
 972
 973     coap_pdu_t *pdu = coap_new_pdu2(transport, dlen);
 974     if (!pdu)
 975     {
 976         OIC_LOG(ERROR, TAG, "outpdu is null");
 977         return 0;
 978     }
 979
 980     int ret = coap_pdu_parse2((unsigned char *) data, dlen, pdu, transport);
 981     if (0 >= ret)
 982     {
 983         OIC_LOG(ERROR, TAG, "pdu parse failed");
 984         coap_delete_pdu(pdu);
 985         return 0;
 986     }
 987
 988     size_t payloadLen = 0;
 989     size_t headerSize = coap_get_tcp_header_length_for_transport(transport);
 990     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "headerSize : %zu, pdu length : %d",
 991               headerSize, pdu->length);
 992     if (pdu->length > headerSize)
 993     {
 994         payloadLen = (unsigned char *) pdu->hdr + pdu->length - pdu->data;
 995     }
 996
 997     OICFree(pdu);
 998
 999     return payloadLen;
1000 }
1001
1002 static ssize_t sendData(const CAEndpoint_t *endpoint, const void *data,
1003                         size_t dlen, const char *fam)
1004 {
1005     // #1. get TCP Server object from list
1006     size_t index = 0;
1007     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(endpoint, &index);
1008     if (!svritem)
1009     {
1010         // if there is no connection info, connect to TCP Server
1011         svritem = CAConnectTCPSession(endpoint);
1012         if (!svritem)
1013         {
1014             OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to create TCP server object");
1015             return -1;
1016         }
1017     }
1018
1019     // #2. check connection state
1020     if (svritem->fd < 0)
1021     {
1022         // if file descriptor value is wrong, remove TCP Server info from list
1023         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Failed to connect to TCP server");
1024         return -1;
1025     }
1026
1027     // #3. send data to TCP Server
1028     ssize_t remainLen = dlen;
1029     do
1030     {
1031         ssize_t len = send(svritem->fd, data, remainLen, 0);
1032         if (-1 == len)
1033         {
1034             if (EWOULDBLOCK != errno)
1035             {
1036                 OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "unicast ipv4tcp sendTo failed: %s", strerror(errno));
1037                 return len;
1038             }
1039             continue;
1040         }
1041         data += len;
1042         remainLen -= len;
1043     } while (remainLen > 0);
1044
1045 #ifndef TB_LOG
1046     (void)fam;
1047 #endif
1048     OIC_LOG_V(INFO, TAG, "unicast %stcp sendTo is successful: %zu bytes", fam, dlen);
1049     return dlen;
1050 }
1051
1052 ssize_t CATCPSendData(CAEndpoint_t *endpoint, const void *data, size_t datalen)
1053 {
1054     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", -1);
1055     VERIFY_NON_NULL_RET(data, TAG, "data is NULL", -1);
1056
1057     if (caglobals.tcp.ipv6tcpenabled && (endpoint->flags & CA_IPV6))
1058     {
1059         return sendData(endpoint, data, datalen, "ipv6");
1060     }
1061     if (caglobals.tcp.ipv4tcpenabled && (endpoint->flags & CA_IPV4))
1062     {
1063         return sendData(endpoint, data, datalen, "ipv4");
1064     }
1065     return -1;
1066 }
1067
1068 CAResult_t CAGetTCPInterfaceInformation(CAEndpoint_t **info, uint32_t *size)
1069 {
1070     VERIFY_NON_NULL(info, TAG, "info is NULL");
1071     VERIFY_NON_NULL(size, TAG, "size is NULL");
1072
1073     return CA_NOT_SUPPORTED;
1074 }
1075
1076 CATCPSessionInfo_t *CAConnectTCPSession(const CAEndpoint_t *endpoint)
1077 {
1078     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", NULL);
1079
1080     // #1. create TCP server object
1081     CATCPSessionInfo_t *svritem = (CATCPSessionInfo_t *) OICCalloc(1, sizeof (*svritem));
1082     if (!svritem)
1083     {
1084         OIC_LOG(ERROR, TAG, "Out of memory");
1085         return NULL;
1086     }
1087     memcpy(svritem->sep.endpoint.addr, endpoint->addr, sizeof(svritem->sep.endpoint.addr));
1088     svritem->sep.endpoint.adapter = endpoint->adapter;
1089     svritem->sep.endpoint.port = endpoint->port;
1090     svritem->sep.endpoint.flags = endpoint->flags;
1091     svritem->sep.endpoint.ifindex = endpoint->ifindex;
1092     svritem->state = CONNECTING;
1093
1094     // #2. add TCP connection info to list
1095     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1096     if (caglobals.tcp.svrlist)
1097     {
1098         bool res = u_arraylist_add(caglobals.tcp.svrlist, svritem);
1099         if (!res)
1100         {
1101             OIC_LOG(ERROR, TAG, "u_arraylist_add failed.");
1102             close(svritem->fd);
1103             OICFree(svritem);
1104             ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1105             return NULL;
1106         }
1107     }
1108     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1109
1110     // #3. create the socket and connect to TCP server
1111     int family = (svritem->sep.endpoint.flags & CA_IPV6) ? AF_INET6 : AF_INET;
1112     if (CA_STATUS_OK != CATCPCreateSocket(family, svritem))
1113     {
1114         return NULL;
1115     }
1116
1117     // #4. pass the connection information to CA Common Layer.
1118     if (g_connectionCallback)
1119     {
1120         g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), true);
1121     }
1122
1123     return svritem;
1124 }
1125
1126 CAResult_t CADisconnectTCPSession(CATCPSessionInfo_t *svritem, size_t index)
1127 {
1128     VERIFY_NON_NULL(svritem, TAG, "svritem is NULL");
1129
1130     // close the socket and remove TCP connection info in list.
1131     if (svritem->fd >= 0)
1132     {
1133         shutdown(svritem->fd, SHUT_RDWR);
1134         close(svritem->fd);
1135         svritem->fd = -1;
1136         svritem->state = (CONNECTED == svritem->state) ? DISCONNECTED : svritem->state;
1137
1138         // pass the connection information to CA Common Layer.
1139         if (g_connectionCallback && DISCONNECTED == svritem->state)
1140         {
1141             g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), false);
1142         }
1143     }
1144     u_arraylist_remove(caglobals.tcp.svrlist, index);
1145     OICFree(svritem->data);
1146     svritem->data = NULL;
1147
1148     OICFree(svritem);
1149     svritem = NULL;
1150     return CA_STATUS_OK;
1151 }
1152
1153 void CATCPDisconnectAll()
1154 {
1155     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1156
1157     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1158     CATCPSessionInfo_t *svritem = NULL;
1159     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1160     {
1161         svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
1162         if (svritem && svritem->fd >= 0)
1163         {
1164             shutdown(svritem->fd, SHUT_RDWR);
1165             close(svritem->fd);
1166             OICFree(svritem->data);
1167             svritem->data = NULL;
1168             svritem->state = (CONNECTED == svritem->state) ? DISCONNECTED : svritem->state;
1169
1170             // pass the connection information to CA Common Layer.
1171             if (g_connectionCallback && DISCONNECTED == svritem->state)
1172             {
1173                 g_connectionCallback(&(svritem->sep.endpoint), false);
1174             }
1175         }
1176     }
1177     u_arraylist_destroy(caglobals.tcp.svrlist);
1178     caglobals.tcp.svrlist = NULL;
1179     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1180
1181 #ifdef __WITH_TLS__
1182     CAcloseSslConnectionAll();
1183 #endif
1184
1185 }
1186
1187 CATCPSessionInfo_t *CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(const CAEndpoint_t *endpoint, size_t *index)
1188 {
1189     VERIFY_NON_NULL_RET(endpoint, TAG, "endpoint is NULL", NULL);
1190     VERIFY_NON_NULL_RET(index, TAG, "index is NULL", NULL);
1191
1192     // get connection info from list
1193     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1194     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1195     {
1196         CATCPSessionInfo_t *svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(
1197                 caglobals.tcp.svrlist, i);
1198         if (!svritem)
1199         {
1200             continue;
1201         }
1202
1203         if (!strncmp(svritem->sep.endpoint.addr, endpoint->addr,
1204                      sizeof(svritem->sep.endpoint.addr))
1205                 && (svritem->sep.endpoint.port == endpoint->port)
1206                 && (svritem->sep.endpoint.flags & endpoint->flags))
1207         {
1208             *index = i;
1209             return svritem;
1210         }
1211     }
1212
1213     return NULL;
1214 }
1215
1216 CATCPSessionInfo_t *CAGetSessionInfoFromFD(int fd, size_t *index)
1217 {
1218     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1219
1220     // check from the last item.
1221     CATCPSessionInfo_t *svritem = NULL;
1222     uint32_t length = u_arraylist_length(caglobals.tcp.svrlist);
1223     for (size_t i = 0; i < length; i++)
1224     {
1225         svritem = (CATCPSessionInfo_t *) u_arraylist_get(caglobals.tcp.svrlist, i);
1226
1227         if (svritem && svritem->fd == fd)
1228         {
1229             *index = i;
1230             ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1231             return svritem;
1232         }
1233     }
1234
1235     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1236
1237     return NULL;
1238 }
1239
1240 CAResult_t CASearchAndDeleteTCPSession(const CAEndpoint_t *endpoint)
1241 {
1242     ca_mutex_lock(g_mutexObjectList);
1243
1244     CAResult_t result = CA_STATUS_OK;
1245     size_t index = 0;
1246     CATCPSessionInfo_t *svritem = CAGetTCPSessionInfoFromEndpoint(endpoint, &index);
1247     if (svritem)
1248     {
1249         result = CADisconnectTCPSession(svritem, index);
1250         if (CA_STATUS_OK != result)
1251         {
1252             OIC_LOG_V(ERROR, TAG, "CADisconnectTCPSession failed, result[%d]", result);
1253         }
1254     }
1255
1256     ca_mutex_unlock(g_mutexObjectList);
1257     return result;
1258 }
1259
1260 size_t CAGetTotalLengthFromHeader(const unsigned char *recvBuffer)
1261 {
1262     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "IN - CAGetTotalLengthFromHeader");
1263
1264     coap_transport_t transport = coap_get_tcp_header_type_from_initbyte(
1265             ((unsigned char *)recvBuffer)[0] >> 4);
1266     size_t optPaylaodLen = coap_get_length_from_header((unsigned char *)recvBuffer,
1267                                                         transport);
1268     size_t headerLen = coap_get_tcp_header_length((unsigned char *)recvBuffer);
1269
1270     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "option/paylaod length [%zu]", optPaylaodLen);
1271     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "header length [%zu]", headerLen);
1272     OIC_LOG_V(DEBUG, TAG, "total data length [%zu]", headerLen + optPaylaodLen);
1273
1274     OIC_LOG(DEBUG, TAG, "OUT - CAGetTotalLengthFromHeader");
1275     return headerLen + optPaylaodLen;
1276 }
1277
1278 void CATCPSetErrorHandler(CATCPErrorHandleCallback errorHandleCallback)
1279 {
1280     g_tcpErrorHandler = errorHandleCallback;
1281 }