Upstream version 5.34.104.0
[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 <string>
9 #include <vector>
10
11 #include "base/basictypes.h"
12 #include "base/callback.h"
13 #include "base/compiler_specific.h"  // for WARN_UNUSED_RESULT
14 #include "base/i18n/streaming_utf8_validator.h"
15 #include "base/memory/scoped_ptr.h"
16 #include "base/memory/scoped_vector.h"
17 #include "base/time/time.h"
18 #include "base/timer/timer.h"
19 #include "net/base/net_export.h"
20 #include "net/websockets/websocket_event_interface.h"
21 #include "net/websockets/websocket_frame.h"
22 #include "net/websockets/websocket_stream.h"
23 #include "url/gurl.h"
24
25 namespace net {
26
27 class BoundNetLog;
28 class IOBuffer;
29 class URLRequestContext;
30 struct WebSocketHandshakeRequestInfo;
31 struct WebSocketHandshakeResponseInfo;
32
33 // Transport-independent implementation of WebSockets. Implements protocol
34 // semantics that do not depend on the underlying transport. Provides the
35 // interface to the content layer. Some WebSocket concepts are used here without
36 // definition; please see the RFC at http://tools.ietf.org/html/rfc6455 for
37 // clarification.
38 class NET_EXPORT WebSocketChannel {
39  public:
40   // The type of a WebSocketStream creator callback. Must match the signature of
41   // WebSocketStream::CreateAndConnectStream().
42   typedef base::Callback<scoped_ptr<WebSocketStreamRequest>(
43       const GURL&,
44       const std::vector<std::string>&,
45       const GURL&,
46       URLRequestContext*,
47       const BoundNetLog&,
48       scoped_ptr<WebSocketStream::ConnectDelegate>)> WebSocketStreamCreator;
49
50   // Creates a new WebSocketChannel in an idle state.
51   // SendAddChannelRequest() must be called immediately afterwards to start the
52   // connection process.
53   WebSocketChannel(scoped_ptr<WebSocketEventInterface> event_interface,
54                    URLRequestContext* url_request_context);
55   virtual ~WebSocketChannel();
56
57   // Starts the connection process.
58   void SendAddChannelRequest(
59       const GURL& socket_url,
60       const std::vector<std::string>& requested_protocols,
61       const GURL& origin);
62
63   // Sends a data frame to the remote side. The frame should usually be no
64   // larger than 32KB to prevent the time required to copy the buffers from from
65   // unduly delaying other tasks that need to run on the IO thread. This method
66   // has a hard limit of 2GB. It is the responsibility of the caller to ensure
67   // that they have sufficient send quota to send this data, otherwise the
68   // connection will be closed without sending. |fin| indicates the last frame
69   // in a message, equivalent to "FIN" as specified in section 5.2 of
70   // RFC6455. |data| is the "Payload Data". If |op_code| is kOpCodeText, or it
71   // is kOpCodeContinuation and the type the message is Text, then |data| must
72   // be a chunk of a valid UTF-8 message, however there is no requirement for
73   // |data| to be split on character boundaries.
74   void SendFrame(bool fin,
75                  WebSocketFrameHeader::OpCode op_code,
76                  const std::vector<char>& data);
77
78   // Sends |quota| units of flow control to the remote side. If the underlying
79   // transport has a concept of |quota|, then it permits the remote server to
80   // send up to |quota| units of data.
81   void SendFlowControl(int64 quota);
82
83   // Starts the closing handshake for a client-initiated shutdown of the
84   // connection. There is no API to close the connection without a closing
85   // handshake, but destroying the WebSocketChannel object while connected will
86   // effectively do that. |code| must be in the range 1000-4999. |reason| should
87   // be a valid UTF-8 string or empty.
88   //
89   // This does *not* trigger the event OnClosingHandshake(). The caller should
90   // assume that the closing handshake has started and perform the equivalent
91   // processing to OnClosingHandshake() if necessary.
92   void StartClosingHandshake(uint16 code, const std::string& reason);
93
94   // Starts the connection process, using a specified creator callback rather
95   // than the default. This is exposed for testing.
96   void SendAddChannelRequestForTesting(
97       const GURL& socket_url,
98       const std::vector<std::string>& requested_protocols,
99       const GURL& origin,
100       const WebSocketStreamCreator& creator);
101
102   // The default timout for the closing handshake is a sensible value (see
103   // kClosingHandshakeTimeoutSeconds in websocket_channel.cc). However, we can
104   // set it to a very small value for testing purposes.
105   void SetClosingHandshakeTimeoutForTesting(base::TimeDelta delay);
106
107   // Called when the stream starts the WebSocket Opening Handshake.
108   // This method is public for testing.
109   void OnStartOpeningHandshake(
110       scoped_ptr<WebSocketHandshakeRequestInfo> request);
111
112   // Called when the stream ends the WebSocket Opening Handshake.
113   // This method is public for testing.
114   void OnFinishOpeningHandshake(
115       scoped_ptr<WebSocketHandshakeResponseInfo> response);
116
117  private:
118   class HandshakeNotificationSender;
119
120   // Methods which return a value of type ChannelState may delete |this|. If the
121   // return value is CHANNEL_DELETED, then the caller must return without making
122   // any further access to member variables or methods.
123   typedef WebSocketEventInterface::ChannelState ChannelState;
124
125   // The object passes through a linear progression of states from
126   // FRESHLY_CONSTRUCTED to CLOSED, except that the SEND_CLOSED and RECV_CLOSED
127   // states may be skipped in case of error.
128   enum State {
129     FRESHLY_CONSTRUCTED,
130     CONNECTING,
131     CONNECTED,
132     SEND_CLOSED,  // A Close frame has been sent but not received.
133     RECV_CLOSED,  // Used briefly between receiving a Close frame and sending
134                   // the response. Once the response is sent, the state changes
135                   // to CLOSED.
136     CLOSE_WAIT,   // The Closing Handshake has completed, but the remote server
137                   // has not yet closed the connection.
138     CLOSED,       // The Closing Handshake has completed and the connection
139                   // has been closed; or the connection is failed.
140   };
141
142   // Implementation of WebSocketStream::ConnectDelegate for
143   // WebSocketChannel. WebSocketChannel does not inherit from
144   // WebSocketStream::ConnectDelegate directly to avoid cluttering the public
145   // interface with the implementation of those methods, and because the
146   // lifetime of a WebSocketChannel is longer than the lifetime of the
147   // connection process.
148   class ConnectDelegate;
149
150   // Starts the connection process, using the supplied creator callback.
151   void SendAddChannelRequestWithSuppliedCreator(
152       const GURL& socket_url,
153       const std::vector<std::string>& requested_protocols,
154       const GURL& origin,
155       const WebSocketStreamCreator& creator);
156
157   // Success callback from WebSocketStream::CreateAndConnectStream(). Reports
158   // success to the event interface. May delete |this|.
159   void OnConnectSuccess(scoped_ptr<WebSocketStream> stream);
160
161   // Failure callback from WebSocketStream::CreateAndConnectStream(). Reports
162   // failure to the event interface. May delete |this|.
163   void OnConnectFailure(const std::string& message);
164
165   // Posts a task that sends pending notifications relating WebSocket Opening
166   // Handshake to the renderer.
167   void ScheduleOpeningHandshakeNotification();
168
169   // Returns true if state_ is SEND_CLOSED, CLOSE_WAIT or CLOSED.
170   bool InClosingState() const;
171
172   // Calls WebSocketStream::WriteFrames() with the appropriate arguments
173   ChannelState WriteFrames() WARN_UNUSED_RESULT;
174
175   // Callback from WebSocketStream::WriteFrames. Sends pending data or adjusts
176   // the send quota of the renderer channel as appropriate. |result| is a net
177   // error code, usually OK. If |synchronous| is true, then OnWriteDone() is
178   // being called from within the WriteFrames() loop and does not need to call
179   // WriteFrames() itself.
180   ChannelState OnWriteDone(bool synchronous, int result) WARN_UNUSED_RESULT;
181
182   // Calls WebSocketStream::ReadFrames() with the appropriate arguments.
183   ChannelState ReadFrames() WARN_UNUSED_RESULT;
184
185   // Callback from WebSocketStream::ReadFrames. Handles any errors and processes
186   // the returned chunks appropriately to their type. |result| is a net error
187   // code. If |synchronous| is true, then OnReadDone() is being called from
188   // within the ReadFrames() loop and does not need to call ReadFrames() itself.
189   ChannelState OnReadDone(bool synchronous, int result) WARN_UNUSED_RESULT;
190
191   // Handles a single frame that the object has received enough of to process.
192   // May call |event_interface_| methods, send responses to the server, and
193   // change the value of |state_|.
194   //
195   // This method performs sanity checks on the frame that are needed regardless
196   // of the current state. Then, calls the HandleFrameByState() method below
197   // which performs the appropriate action(s) depending on the current state.
198   ChannelState HandleFrame(
199       scoped_ptr<WebSocketFrame> frame) WARN_UNUSED_RESULT;
200
201   // Handles a single frame depending on the current state. It's used by the
202   // HandleFrame() method.
203   ChannelState HandleFrameByState(
204       const WebSocketFrameHeader::OpCode opcode,
205       bool final,
206       const scoped_refptr<IOBuffer>& data_buffer,
207       size_t size) WARN_UNUSED_RESULT;
208
209   // Low-level method to send a single frame. Used for both data and control
210   // frames. Either sends the frame immediately or buffers it to be scheduled
211   // when the current write finishes. |fin| and |op_code| are defined as for
212   // SendFrame() above, except that |op_code| may also be a control frame
213   // opcode.
214   ChannelState SendIOBuffer(bool fin,
215                             WebSocketFrameHeader::OpCode op_code,
216                             const scoped_refptr<IOBuffer>& buffer,
217                             size_t size) WARN_UNUSED_RESULT;
218
219   // Performs the "Fail the WebSocket Connection" operation as defined in
220   // RFC6455. A NotifyFailure message is sent to the renderer with |message|.
221   // The renderer will log the message to the console but not expose it to
222   // Javascript. Javascript will see a Close code of AbnormalClosure (1006) with
223   // an empty reason string. If state_ is CONNECTED then a Close message is sent
224   // to the remote host containing the supplied |code| and |reason|. If the
225   // stream is open, closes it and sets state_ to CLOSED.  FailChannel() always
226   // returns CHANNEL_DELETED. It is not valid to access any member variables or
227   // methods after calling FailChannel().
228   ChannelState FailChannel(const std::string& message,
229                            uint16 code,
230                            const std::string& reason) WARN_UNUSED_RESULT;
231
232   // Sends a Close frame to Start the WebSocket Closing Handshake, or to respond
233   // to a Close frame from the server. As a special case, setting |code| to
234   // kWebSocketErrorNoStatusReceived will create a Close frame with no payload;
235   // this is symmetric with the behaviour of ParseClose.
236   ChannelState SendClose(uint16 code,
237                          const std::string& reason) WARN_UNUSED_RESULT;
238
239   // Parses a Close frame payload. If no status code is supplied, then |code| is
240   // set to 1005 (No status code) with empty |reason|. If the reason text is not
241   // valid UTF-8, then |reason| is set to an empty string. If the payload size
242   // is 1, or the supplied code is not permitted to be sent over the network,
243   // then false is returned and |message| is set to an appropriate console
244   // message.
245   bool ParseClose(const scoped_refptr<IOBuffer>& buffer,
246                   size_t size,
247                   uint16* code,
248                   std::string* reason,
249                   std::string* message);
250
251   // Drop this channel.
252   // If there are pending opening handshake notifications, notify them
253   // before dropping.
254   ChannelState DoDropChannel(bool was_clean,
255                              uint16 code,
256                              const std::string& reason);
257
258   // Called if the closing handshake times out. Closes the connection and
259   // informs the |event_interface_| if appropriate.
260   void CloseTimeout();
261
262   // The URL of the remote server.
263   GURL socket_url_;
264
265   // The object receiving events.
266   const scoped_ptr<WebSocketEventInterface> event_interface_;
267
268   // The URLRequestContext to pass to the WebSocketStream creator.
269   URLRequestContext* const url_request_context_;
270
271   // The WebSocketStream on which to send and receive data.
272   scoped_ptr<WebSocketStream> stream_;
273
274   // A data structure containing a vector of frames to be sent and the total
275   // number of bytes contained in the vector.
276   class SendBuffer;
277   // Data that is currently pending write, or NULL if no write is pending.
278   scoped_ptr<SendBuffer> data_being_sent_;
279   // Data that is queued up to write after the current write completes.
280   // Only non-NULL when such data actually exists.
281   scoped_ptr<SendBuffer> data_to_send_next_;
282
283   // Destination for the current call to WebSocketStream::ReadFrames
284   ScopedVector<WebSocketFrame> read_frames_;
285
286   // Handle to an in-progress WebSocketStream creation request. Only non-NULL
287   // during the connection process.
288   scoped_ptr<WebSocketStreamRequest> stream_request_;
289
290   // If the renderer's send quota reaches this level, it is sent a quota
291   // refresh. "quota units" are currently bytes. TODO(ricea): Update the
292   // definition of quota units when necessary.
293   int send_quota_low_water_mark_;
294   // The level the quota is refreshed to when it reaches the low_water_mark
295   // (quota units).
296   int send_quota_high_water_mark_;
297   // The current amount of quota that the renderer has available for sending
298   // on this logical channel (quota units).
299   int current_send_quota_;
300
301   // Timer for the closing handshake.
302   base::OneShotTimer<WebSocketChannel> timer_;
303
304   // Timeout for the closing handshake.
305   base::TimeDelta timeout_;
306
307   // Storage for the status code and reason from the time the Close frame
308   // arrives until the connection is closed and they are passed to
309   // OnDropChannel().
310   uint16 received_close_code_;
311   std::string received_close_reason_;
312
313   // The current state of the channel. Mainly used for sanity checking, but also
314   // used to track the close state.
315   State state_;
316
317   // |notification_sender_| is owned by this object.
318   scoped_ptr<HandshakeNotificationSender> notification_sender_;
319
320   // UTF-8 validator for outgoing Text messages.
321   base::StreamingUtf8Validator outgoing_utf8_validator_;
322   bool sending_text_message_;
323
324   // UTF-8 validator for incoming Text messages.
325   base::StreamingUtf8Validator incoming_utf8_validator_;
326   bool receiving_text_message_;
327
328   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(WebSocketChannel);
329 };
330
331 }  // namespace net
332
333 #endif  // NET_WEBSOCKETS_WEBSOCKET_CHANNEL_H_