Upstream version 7.36.149.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / net / websockets / websocket_channel.h
1 // Copyright 2013 The Chromium Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 #ifndef NET_WEBSOCKETS_WEBSOCKET_CHANNEL_H_
6 #define NET_WEBSOCKETS_WEBSOCKET_CHANNEL_H_
7
8 #include <queue>
9 #include <string>
10 #include <vector>
11
12 #include "base/basictypes.h"
13 #include "base/callback.h"
14 #include "base/compiler_specific.h"  // for WARN_UNUSED_RESULT
15 #include "base/i18n/streaming_utf8_validator.h"
16 #include "base/memory/ref_counted.h"
17 #include "base/memory/scoped_ptr.h"
18 #include "base/memory/scoped_vector.h"
19 #include "base/time/time.h"
20 #include "base/timer/timer.h"
21 #include "net/base/net_export.h"
22 #include "net/websockets/websocket_event_interface.h"
23 #include "net/websockets/websocket_frame.h"
24 #include "net/websockets/websocket_stream.h"
25 #include "url/gurl.h"
26
27 namespace url {
28 class Origin;
29 }  // namespace url
30
31 namespace net {
32
33 class BoundNetLog;
34 class IOBuffer;
35 class URLRequestContext;
36 struct WebSocketHandshakeRequestInfo;
37 struct WebSocketHandshakeResponseInfo;
38
39 // Transport-independent implementation of WebSockets. Implements protocol
40 // semantics that do not depend on the underlying transport. Provides the
41 // interface to the content layer. Some WebSocket concepts are used here without
42 // definition; please see the RFC at http://tools.ietf.org/html/rfc6455 for
43 // clarification.
44 class NET_EXPORT WebSocketChannel {
45  public:
46   // The type of a WebSocketStream creator callback. Must match the signature of
47   // WebSocketStream::CreateAndConnectStream().
48   typedef base::Callback<scoped_ptr<WebSocketStreamRequest>(
49       const GURL&,
50       const std::vector<std::string>&,
51       const url::Origin&,
52       URLRequestContext*,
53       const BoundNetLog&,
54       scoped_ptr<WebSocketStream::ConnectDelegate>)> WebSocketStreamCreator;
55
56   // Creates a new WebSocketChannel in an idle state.
57   // SendAddChannelRequest() must be called immediately afterwards to start the
58   // connection process.
59   WebSocketChannel(scoped_ptr<WebSocketEventInterface> event_interface,
60                    URLRequestContext* url_request_context);
61   virtual ~WebSocketChannel();
62
63   // Starts the connection process.
64   void SendAddChannelRequest(
65       const GURL& socket_url,
66       const std::vector<std::string>& requested_protocols,
67       const url::Origin& origin);
68
69   // Sends a data frame to the remote side. The frame should usually be no
70   // larger than 32KB to prevent the time required to copy the buffers from from
71   // unduly delaying other tasks that need to run on the IO thread. This method
72   // has a hard limit of 2GB. It is the responsibility of the caller to ensure
73   // that they have sufficient send quota to send this data, otherwise the
74   // connection will be closed without sending. |fin| indicates the last frame
75   // in a message, equivalent to "FIN" as specified in section 5.2 of
76   // RFC6455. |data| is the "Payload Data". If |op_code| is kOpCodeText, or it
77   // is kOpCodeContinuation and the type the message is Text, then |data| must
78   // be a chunk of a valid UTF-8 message, however there is no requirement for
79   // |data| to be split on character boundaries.
80   void SendFrame(bool fin,
81                  WebSocketFrameHeader::OpCode op_code,
82                  const std::vector<char>& data);
83
84   // Sends |quota| units of flow control to the remote side. If the underlying
85   // transport has a concept of |quota|, then it permits the remote server to
86   // send up to |quota| units of data.
87   void SendFlowControl(int64 quota);
88
89   // Starts the closing handshake for a client-initiated shutdown of the
90   // connection. There is no API to close the connection without a closing
91   // handshake, but destroying the WebSocketChannel object while connected will
92   // effectively do that. |code| must be in the range 1000-4999. |reason| should
93   // be a valid UTF-8 string or empty.
94   //
95   // This does *not* trigger the event OnClosingHandshake(). The caller should
96   // assume that the closing handshake has started and perform the equivalent
97   // processing to OnClosingHandshake() if necessary.
98   void StartClosingHandshake(uint16 code, const std::string& reason);
99
100   // Starts the connection process, using a specified creator callback rather
101   // than the default. This is exposed for testing.
102   void SendAddChannelRequestForTesting(
103       const GURL& socket_url,
104       const std::vector<std::string>& requested_protocols,
105       const url::Origin& origin,
106       const WebSocketStreamCreator& creator);
107
108   // The default timout for the closing handshake is a sensible value (see
109   // kClosingHandshakeTimeoutSeconds in websocket_channel.cc). However, we can
110   // set it to a very small value for testing purposes.
111   void SetClosingHandshakeTimeoutForTesting(base::TimeDelta delay);
112
113   // Called when the stream starts the WebSocket Opening Handshake.
114   // This method is public for testing.
115   void OnStartOpeningHandshake(
116       scoped_ptr<WebSocketHandshakeRequestInfo> request);
117
118   // Called when the stream ends the WebSocket Opening Handshake.
119   // This method is public for testing.
120   void OnFinishOpeningHandshake(
121       scoped_ptr<WebSocketHandshakeResponseInfo> response);
122
123  private:
124   class HandshakeNotificationSender;
125
126   // The Windows implementation of std::queue requires that this declaration be
127   // visible in the header.
128   class PendingReceivedFrame {
129    public:
130     PendingReceivedFrame(bool final,
131                          WebSocketFrameHeader::OpCode opcode,
132                          const scoped_refptr<IOBuffer>& data,
133                          size_t offset,
134                          size_t size);
135     ~PendingReceivedFrame();
136
137     bool final() const { return final_; }
138     WebSocketFrameHeader::OpCode opcode() const { return opcode_; }
139     // ResetOpcode() to Continuation.
140     void ResetOpcode();
141     const scoped_refptr<IOBuffer>& data() const { return data_; }
142     size_t offset() const { return offset_; }
143     size_t size() const { return size_; }
144     // Increase |offset_| by |bytes|.
145     void DidConsume(size_t bytes);
146
147     // This object needs to be copyable and assignable, since it will be placed
148     // in a std::queue. The compiler-generated copy constructor and assignment
149     // operator will do the right thing.
150
151    private:
152     bool final_;
153     WebSocketFrameHeader::OpCode opcode_;
154     scoped_refptr<IOBuffer> data_;
155     // Where to start reading from data_. Everything prior to offset_ has
156     // already been sent to the browser.
157     size_t offset_;
158     // The size of data_.
159     size_t size_;
160   };
161
162   // Methods which return a value of type ChannelState may delete |this|. If the
163   // return value is CHANNEL_DELETED, then the caller must return without making
164   // any further access to member variables or methods.
165   typedef WebSocketEventInterface::ChannelState ChannelState;
166
167   // The object passes through a linear progression of states from
168   // FRESHLY_CONSTRUCTED to CLOSED, except that the SEND_CLOSED and RECV_CLOSED
169   // states may be skipped in case of error.
170   enum State {
171     FRESHLY_CONSTRUCTED,
172     CONNECTING,
173     CONNECTED,
174     SEND_CLOSED,  // A Close frame has been sent but not received.
175     RECV_CLOSED,  // Used briefly between receiving a Close frame and sending
176                   // the response. Once the response is sent, the state changes
177                   // to CLOSED.
178     CLOSE_WAIT,   // The Closing Handshake has completed, but the remote server
179                   // has not yet closed the connection.
180     CLOSED,       // The Closing Handshake has completed and the connection
181                   // has been closed; or the connection is failed.
182   };
183
184   // Implementation of WebSocketStream::ConnectDelegate for
185   // WebSocketChannel. WebSocketChannel does not inherit from
186   // WebSocketStream::ConnectDelegate directly to avoid cluttering the public
187   // interface with the implementation of those methods, and because the
188   // lifetime of a WebSocketChannel is longer than the lifetime of the
189   // connection process.
190   class ConnectDelegate;
191
192   // Starts the connection process, using the supplied creator callback.
193   void SendAddChannelRequestWithSuppliedCreator(
194       const GURL& socket_url,
195       const std::vector<std::string>& requested_protocols,
196       const url::Origin& origin,
197       const WebSocketStreamCreator& creator);
198
199   // Success callback from WebSocketStream::CreateAndConnectStream(). Reports
200   // success to the event interface. May delete |this|.
201   void OnConnectSuccess(scoped_ptr<WebSocketStream> stream);
202
203   // Failure callback from WebSocketStream::CreateAndConnectStream(). Reports
204   // failure to the event interface. May delete |this|.
205   void OnConnectFailure(const std::string& message);
206
207   // Posts a task that sends pending notifications relating WebSocket Opening
208   // Handshake to the renderer.
209   void ScheduleOpeningHandshakeNotification();
210
211   // Sets |state_| to |new_state| and updates UMA if necessary.
212   void SetState(State new_state);
213
214   // Returns true if state_ is SEND_CLOSED, CLOSE_WAIT or CLOSED.
215   bool InClosingState() const;
216
217   // Calls WebSocketStream::WriteFrames() with the appropriate arguments
218   ChannelState WriteFrames() WARN_UNUSED_RESULT;
219
220   // Callback from WebSocketStream::WriteFrames. Sends pending data or adjusts
221   // the send quota of the renderer channel as appropriate. |result| is a net
222   // error code, usually OK. If |synchronous| is true, then OnWriteDone() is
223   // being called from within the WriteFrames() loop and does not need to call
224   // WriteFrames() itself.
225   ChannelState OnWriteDone(bool synchronous, int result) WARN_UNUSED_RESULT;
226
227   // Calls WebSocketStream::ReadFrames() with the appropriate arguments. Stops
228   // calling ReadFrames if current_receive_quota_ is 0.
229   ChannelState ReadFrames() WARN_UNUSED_RESULT;
230
231   // Callback from WebSocketStream::ReadFrames. Handles any errors and processes
232   // the returned chunks appropriately to their type. |result| is a net error
233   // code. If |synchronous| is true, then OnReadDone() is being called from
234   // within the ReadFrames() loop and does not need to call ReadFrames() itself.
235   ChannelState OnReadDone(bool synchronous, int result) WARN_UNUSED_RESULT;
236
237   // Handles a single frame that the object has received enough of to process.
238   // May call |event_interface_| methods, send responses to the server, and
239   // change the value of |state_|.
240   //
241   // This method performs sanity checks on the frame that are needed regardless
242   // of the current state. Then, calls the HandleFrameByState() method below
243   // which performs the appropriate action(s) depending on the current state.
244   ChannelState HandleFrame(
245       scoped_ptr<WebSocketFrame> frame) WARN_UNUSED_RESULT;
246
247   // Handles a single frame depending on the current state. It's used by the
248   // HandleFrame() method.
249   ChannelState HandleFrameByState(
250       const WebSocketFrameHeader::OpCode opcode,
251       bool final,
252       const scoped_refptr<IOBuffer>& data_buffer,
253       size_t size) WARN_UNUSED_RESULT;
254
255   // Forward a received data frame to the renderer, if connected. If
256   // |expecting_continuation| is not equal to |expecting_to_read_continuation_|,
257   // will fail the channel. Also checks the UTF-8 validity of text frames.
258   ChannelState HandleDataFrame(WebSocketFrameHeader::OpCode opcode,
259                                bool final,
260                                const scoped_refptr<IOBuffer>& data_buffer,
261                                size_t size) WARN_UNUSED_RESULT;
262
263   // Low-level method to send a single frame. Used for both data and control
264   // frames. Either sends the frame immediately or buffers it to be scheduled
265   // when the current write finishes. |fin| and |op_code| are defined as for
266   // SendFrame() above, except that |op_code| may also be a control frame
267   // opcode.
268   ChannelState SendFrameFromIOBuffer(bool fin,
269                                      WebSocketFrameHeader::OpCode op_code,
270                                      const scoped_refptr<IOBuffer>& buffer,
271                                      size_t size) WARN_UNUSED_RESULT;
272
273   // Performs the "Fail the WebSocket Connection" operation as defined in
274   // RFC6455. A NotifyFailure message is sent to the renderer with |message|.
275   // The renderer will log the message to the console but not expose it to
276   // Javascript. Javascript will see a Close code of AbnormalClosure (1006) with
277   // an empty reason string. If state_ is CONNECTED then a Close message is sent
278   // to the remote host containing the supplied |code| and |reason|. If the
279   // stream is open, closes it and sets state_ to CLOSED.  FailChannel() always
280   // returns CHANNEL_DELETED. It is not valid to access any member variables or
281   // methods after calling FailChannel().
282   ChannelState FailChannel(const std::string& message,
283                            uint16 code,
284                            const std::string& reason) WARN_UNUSED_RESULT;
285
286   // Sends a Close frame to Start the WebSocket Closing Handshake, or to respond
287   // to a Close frame from the server. As a special case, setting |code| to
288   // kWebSocketErrorNoStatusReceived will create a Close frame with no payload;
289   // this is symmetric with the behaviour of ParseClose.
290   ChannelState SendClose(uint16 code,
291                          const std::string& reason) WARN_UNUSED_RESULT;
292
293   // Parses a Close frame payload. If no status code is supplied, then |code| is
294   // set to 1005 (No status code) with empty |reason|. If the reason text is not
295   // valid UTF-8, then |reason| is set to an empty string. If the payload size
296   // is 1, or the supplied code is not permitted to be sent over the network,
297   // then false is returned and |message| is set to an appropriate console
298   // message.
299   bool ParseClose(const scoped_refptr<IOBuffer>& buffer,
300                   size_t size,
301                   uint16* code,
302                   std::string* reason,
303                   std::string* message);
304
305   // Drop this channel.
306   // If there are pending opening handshake notifications, notify them
307   // before dropping.
308   //
309   // Always returns CHANNEL_DELETED.
310   ChannelState DoDropChannel(bool was_clean,
311                              uint16 code,
312                              const std::string& reason);
313
314   // Called if the closing handshake times out. Closes the connection and
315   // informs the |event_interface_| if appropriate.
316   void CloseTimeout();
317
318   // The URL of the remote server.
319   GURL socket_url_;
320
321   // The object receiving events.
322   const scoped_ptr<WebSocketEventInterface> event_interface_;
323
324   // The URLRequestContext to pass to the WebSocketStream creator.
325   URLRequestContext* const url_request_context_;
326
327   // The WebSocketStream on which to send and receive data.
328   scoped_ptr<WebSocketStream> stream_;
329
330   // A data structure containing a vector of frames to be sent and the total
331   // number of bytes contained in the vector.
332   class SendBuffer;
333   // Data that is currently pending write, or NULL if no write is pending.
334   scoped_ptr<SendBuffer> data_being_sent_;
335   // Data that is queued up to write after the current write completes.
336   // Only non-NULL when such data actually exists.
337   scoped_ptr<SendBuffer> data_to_send_next_;
338
339   // Destination for the current call to WebSocketStream::ReadFrames
340   ScopedVector<WebSocketFrame> read_frames_;
341
342   // Frames that have been read but not yet forwarded to the renderer due to
343   // lack of quota.
344   std::queue<PendingReceivedFrame> pending_received_frames_;
345
346   // Handle to an in-progress WebSocketStream creation request. Only non-NULL
347   // during the connection process.
348   scoped_ptr<WebSocketStreamRequest> stream_request_;
349
350   // If the renderer's send quota reaches this level, it is sent a quota
351   // refresh. "quota units" are currently bytes. TODO(ricea): Update the
352   // definition of quota units when necessary.
353   int send_quota_low_water_mark_;
354   // The level the quota is refreshed to when it reaches the low_water_mark
355   // (quota units).
356   int send_quota_high_water_mark_;
357   // The current amount of quota that the renderer has available for sending
358   // on this logical channel (quota units).
359   int current_send_quota_;
360   // The remaining amount of quota that the renderer will allow us to send on
361   // this logical channel (quota units).
362   int current_receive_quota_;
363
364   // Timer for the closing handshake.
365   base::OneShotTimer<WebSocketChannel> timer_;
366
367   // Timeout for the closing handshake.
368   base::TimeDelta timeout_;
369
370   // Storage for the status code and reason from the time the Close frame
371   // arrives until the connection is closed and they are passed to
372   // OnDropChannel().
373   uint16 received_close_code_;
374   std::string received_close_reason_;
375
376   // The current state of the channel. Mainly used for sanity checking, but also
377   // used to track the close state.
378   State state_;
379
380   // |notification_sender_| is owned by this object.
381   scoped_ptr<HandshakeNotificationSender> notification_sender_;
382
383   // UTF-8 validator for outgoing Text messages.
384   base::StreamingUtf8Validator outgoing_utf8_validator_;
385   bool sending_text_message_;
386
387   // UTF-8 validator for incoming Text messages.
388   base::StreamingUtf8Validator incoming_utf8_validator_;
389   bool receiving_text_message_;
390
391   // True if we are in the middle of receiving a message.
392   bool expecting_to_handle_continuation_;
393
394   // True if we have already sent the type (Text or Binary) of the current
395   // message to the renderer. This can be false if the message is empty so far.
396   bool initial_frame_forwarded_;
397
398   // For UMA. The time when OnConnectSuccess() method was called and |stream_|
399   // was set.
400   base::TimeTicks established_on_;
401
402   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(WebSocketChannel);
403 };
404
405 }  // namespace net
406
407 #endif  // NET_WEBSOCKETS_WEBSOCKET_CHANNEL_H_