fixing: assertion failed at transport_api_new.c:1277
[oweals/gnunet.git] / src / transport / gnunet-nat-server-windows.c
index 5febc8e84fd66810d5112b44d5935c65a506085c..8cfad2ff297db6971d11f3c96d8bd070963232a2 100644 (file)
  * to the list):
  *
  * - Nathan Evans
+ * - Christian Grothoff
  */
 #define _GNU_SOURCE
 
-#ifdef WIN32
-#include <winsock2.h>
-#else
-#include <sys/types.h> 
-#include <sys/socket.h>
-#include <arpa/inet.h>
-#include <sys/select.h>
-#include <netinet/ip.h>
 
-#endif
+#include <winsock2.h>
+#include <ws2tcpip.h>
 #include <sys/time.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <stdint.h>
 #include <time.h>
-#include <netinet/ip_icmp.h>
-#include <netinet/in.h>
-
-#ifdef WIN32
-typedef SOCKET Socket;
-typedef unsigned short ushort;
-#else
-typedef int Socket;
-#endif
+
+/**
+ * Should we print some debug output?
+ */
+#define VERBOSE 0
 
 /**
  * Must match IP given in the client.
  */
 #define DUMMY_IP "192.0.2.86"
 
-#define VERBOSE 0
+/**
+ * Default Port
+ */
+#define NAT_TRAV_PORT 22225
+
+/**
+ * TTL to use for our outgoing messages.
+ */
+#define IPDEFTTL 64
+
+#define ICMP_ECHO 8
+
+#define ICMP_TIME_EXCEEDED 11
 
 /**
  * How often do we send our ICMP messages to receive replies?
  */
 #define ICMP_SEND_FREQUENCY_MS 500
 
-struct ip_packet 
+/**
+ * IPv4 header.
+ */
+struct ip_header
 {
+
+  /**
+   * Version (4 bits) + Internet header length (4 bits)
+   */
   uint8_t vers_ihl;
+
+  /**
+   * Type of service
+   */
   uint8_t tos;
+
+  /**
+   * Total length
+   */
   uint16_t pkt_len;
+
+  /**
+   * Identification
+   */
   uint16_t id;
+
+  /**
+   * Flags (3 bits) + Fragment offset (13 bits)
+   */
   uint16_t flags_frag_offset;
-  uint8_t ttl;
-  uint8_t proto;
+
+  /**
+   * Time to live
+   */
+  uint8_t  ttl;
+
+  /**
+   * Protocol
+   */
+  uint8_t  proto;
+
+  /**
+   * Header checksum
+   */
   uint16_t checksum;
-  uint32_t src_ip;
-  uint32_t dst_ip;
+
+  /**
+   * Source address
+   */
+  uint32_t  src_ip;
+
+  /**
+   * Destination address
+   */
+  uint32_t  dst_ip;
 };
 
-struct icmp_packet 
+/**
+ * Format of ICMP packet.
+ */
+struct icmp_ttl_exceeded_header
 {
   uint8_t type;
+
   uint8_t code;
+
+  uint16_t checksum;
+
+  uint32_t unused;
+
+  /* followed by original payload */
+};
+
+struct icmp_echo_header
+{
+  uint8_t type;
+
+  uint8_t code;
+
   uint16_t checksum;
+
   uint32_t reserved;
 };
 
-struct udp_packet
+/**
+ * Beginning of UDP packet.
+ */
+struct udp_header
 {
   uint16_t src_port;
 
   uint16_t dst_port;
 
-  uint32_t length;
+  uint16_t length;
+
+  uint16_t crc;
 };
 
-static Socket icmpsock;
+/**
+ * Socket we use to receive "fake" ICMP replies.
+ */
+static SOCKET icmpsock;
 
-static Socket rawsock;
+/**
+ * Socket we use to send our ICMP requests.
+ */
+static SOCKET rawsock;
+
+/**
+ * Socket we use to send our UDP requests.
+ */
+static SOCKET udpsock;
 
+/**
+ * Target "dummy" address.
+ */
 static struct in_addr dummy;
 
-static uint16_t 
-calc_checksum(const uint16_t *data, 
+
+/**
+ * CRC-16 for IP/ICMP headers.
+ *
+ * @param data what to calculate the CRC over
+ * @param bytes number of bytes in data (must be multiple of 2)
+ * @return the CRC 16.
+ */
+static uint16_t
+calc_checksum(const uint16_t *data,
              unsigned int bytes)
 {
   uint32_t sum;
   unsigned int i;
 
   sum = 0;
-  for (i=0;i<bytes/2;i++) 
-    sum += data[i];        
+  for (i=0;i<bytes/2;i++)
+    sum += data[i];
   sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
   sum = htons(0xffff - sum);
   return sum;
 }
 
 
-static void
-make_echo (const struct in_addr *src_ip,
-          struct icmp_packet *echo)
+/**
+ * Convert IPv4 address from text to binary form.
+ *
+ * @param af address family
+ * @param cp the address to print
+ * @param buf where to write the address result
+ * @return 1 on success
+ */
+static int
+inet_pton (int af,
+          const char *cp,
+          struct in_addr *buf)
 {
-  memset(echo, 0, sizeof(struct icmp_packet));
-  echo->type = ICMP_ECHO;
-  echo->code = 0;
-  echo->reserved = 0;
-  echo->checksum = 0;
-  echo->checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)echo, sizeof (struct icmp_packet)));
+  buf->s_addr = inet_addr(cp);
+  if (buf->s_addr == INADDR_NONE)
+    {
+      fprintf(stderr,
+             "Error %d handling address %s",
+             WSAGetLastError(),
+             cp);
+      return 0;
+    }
+  return 1;
 }
 
 
@@ -156,48 +260,89 @@ make_echo (const struct in_addr *src_ip,
 static void
 send_icmp_echo (const struct in_addr *my_ip)
 {
-  struct icmp_packet icmp_echo;
+  char packet[sizeof (struct ip_header) + sizeof (struct icmp_echo_header)];
+  struct icmp_echo_header icmp_echo;
+  struct ip_header ip_pkt;
   struct sockaddr_in dst;
   size_t off;
   int err;
-  struct ip_packet ip_pkt;
-  struct icmp_packet icmp_pkt;
-  char packet[sizeof (ip_pkt) + sizeof (icmp_pkt)];
 
   off = 0;
-  memset(&ip_pkt, 0, sizeof(ip_pkt));
   ip_pkt.vers_ihl = 0x45;
   ip_pkt.tos = 0;
-  ip_pkt.pkt_len = sizeof (packet);
-  ip_pkt.id = 1;
+  ip_pkt.pkt_len = htons (sizeof (packet));
+  ip_pkt.id = htons (256);
   ip_pkt.flags_frag_offset = 0;
   ip_pkt.ttl = IPDEFTTL;
   ip_pkt.proto = IPPROTO_ICMP;
-  ip_pkt.checksum = 0; 
+  ip_pkt.checksum = 0;
   ip_pkt.src_ip = my_ip->s_addr;
   ip_pkt.dst_ip = dummy.s_addr;
-  ip_pkt.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)&ip_pkt, sizeof (ip_pkt)));
-  memcpy (packet, &ip_pkt, sizeof (ip_pkt));
-  off += sizeof (ip_pkt);
-  make_echo (my_ip, &icmp_echo);
-  memcpy (&packet[off], &icmp_echo, sizeof (icmp_echo));
-  off += sizeof (icmp_echo);
+  ip_pkt.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*)&ip_pkt,
+                                       sizeof (struct ip_header)));
+  memcpy (&packet[off],
+         &ip_pkt,
+         sizeof (struct ip_header));
+  off += sizeof (struct ip_header);
+
+  icmp_echo.type = ICMP_ECHO;
+  icmp_echo.code = 0;
+  icmp_echo.reserved = 0;
+  icmp_echo.checksum = 0;
+  icmp_echo.checksum = htons(calc_checksum((uint16_t*) &icmp_echo,
+                                          sizeof (struct icmp_echo_header)));
+  memcpy (&packet[off],
+         &icmp_echo,
+         sizeof (struct icmp_echo_header));
+  off += sizeof (struct icmp_echo_header);
+
   memset (&dst, 0, sizeof (dst));
   dst.sin_family = AF_INET;
   dst.sin_addr = dummy;
-  err = sendto(rawsock, 
-              packet, off, 0, 
-              (struct sockaddr*)&dst, 
+  err = sendto(rawsock,
+               packet, off, 0,
+               (struct sockaddr*)&dst,
+               sizeof(dst));
+  if (err < 0)
+    {
+#if VERBOSE
+      fprintf(stderr,
+             "sendto failed: %s\n", strerror(errno));
+#endif
+    }
+  else if (err != off)
+    {
+      fprintf(stderr,
+             "Error: partial send of ICMP message\n");
+    }
+}
+
+
+/**
+ * Send a UDP message to the dummy IP.
+ */
+static void
+send_udp ()
+{
+  struct sockaddr_in dst;
+  ssize_t err;
+
+  memset (&dst, 0, sizeof (dst));
+  dst.sin_family = AF_INET;
+  dst.sin_addr = dummy;
+  dst.sin_port = htons (NAT_TRAV_PORT);
+  err = sendto(udpsock,
+              NULL, 0, 0,
+              (struct sockaddr*)&dst,
               sizeof(dst));
-  if (err < 0) 
+  if (err < 0)
     {
 #if VERBOSE
       fprintf(stderr,
              "sendto failed: %s\n", strerror(errno));
 #endif
     }
-  else if (err != off) 
+  else if (0 != err)
     {
       fprintf(stderr,
              "Error: partial send of ICMP message\n");
@@ -205,191 +350,237 @@ send_icmp_echo (const struct in_addr *my_ip)
 }
 
 
+/**
+ * We've received an ICMP response.  Process it.
+ */
 static void
 process_icmp_response ()
 {
   char buf[65536];
   ssize_t have;
-  struct in_addr sip;
-  struct ip_packet ip_pkt;
-  struct icmp_packet icmp_pkt;
-  struct udp_packet udp_pkt;
+  struct in_addr source_ip;
+  struct ip_header ip_pkt;
+  struct icmp_ttl_exceeded_header icmp_ttl;
+  struct icmp_echo_header icmp_echo;
+  struct udp_header udp_pkt;
   size_t off;
-  int have_port;
-  int have_udp;
-  uint32_t port;
-  
+  uint16_t port;
+  DWORD ssize;
+
   have = read (icmpsock, buf, sizeof (buf));
   if (have == -1)
     {
       fprintf (stderr,
               "Error reading raw socket: %s\n",
               strerror (errno));
-      return; 
-    }
-  have_port = 0;
-
-  if (have == sizeof (struct ip_packet) *2 + sizeof (struct icmp_packet) * 2 + sizeof(uint32_t))
-    {
-      have_port = 1;
+      return;
     }
-  else if (have != sizeof (struct ip_packet) *2 + sizeof (struct icmp_packet) * 2)
-    {
 #if VERBOSE
-      fprintf (stderr,
-              "Received ICMP message of unexpected size: %u bytes\n",
-              (unsigned int) have);
+  fprintf (stderr,
+           "Received message of %u bytes\n",
+           (unsigned int) have);
 #endif
+  if (have < (ssize_t) (sizeof (struct ip_header) + sizeof (struct icmp_ttl_exceeded_header) + sizeof (struct ip_header)))
+    {
+      /* malformed */
       return;
     }
   off = 0;
-  memcpy (&ip_pkt, &buf[off], sizeof (ip_pkt));
-  off += sizeof (ip_pkt);
-  memcpy (&icmp_pkt, &buf[off], sizeof (icmp_pkt));
-  off += sizeof (icmp_pkt);
-  if ( ((ip_pkt.proto != IPPROTO_ICMP) && (ip_pkt.proto != IPPROTO_UDP)) ||
-       (icmp_pkt.type != ICMP_TIME_EXCEEDED) || 
-       (icmp_pkt.code != 0) )
+  memcpy (&ip_pkt,
+         &buf[off],
+         sizeof (struct ip_header));
+  off += sizeof (struct ip_header);
+  memcpy(&source_ip,
+        &ip_pkt.src_ip,
+        sizeof (source_ip));
+  memcpy (&icmp_ttl,
+         &buf[off],
+         sizeof (struct icmp_ttl_exceeded_header));
+  off += sizeof (struct icmp_ttl_exceeded_header);
+  if ( (ICMP_TIME_EXCEEDED != icmp_ttl.type) ||
+       (0 != icmp_ttl.code) )
     {
-      /* maybe we got an actual reply back... */
-      return;    
+      /* different type than what we want */
+      return;
     }
-  memcpy(&sip, 
-        &ip_pkt.src_ip, 
-        sizeof (sip));
-
-  memcpy (&ip_pkt, &buf[off], sizeof (ip_pkt));
-  off += sizeof (ip_pkt);
+  /* skip 2nd IP header */
+  memcpy (&ip_pkt,
+         &buf[off],
+         sizeof (struct ip_header));
+  off += sizeof (struct ip_header);
 
-  have_udp = 0;
-  if (ip_pkt.proto == IPPROTO_UDP)
+  switch (ip_pkt.proto)
     {
-      have_udp = 1;
+    case IPPROTO_ICMP:
+      if (have != (sizeof (struct ip_header) * 2 +
+                  sizeof (struct icmp_ttl_exceeded_header) +
+                  sizeof (struct icmp_echo_header)) )
+       {
+         /* malformed */
+         return;
+       }
+      /* grab ICMP ECHO content */
+      memcpy (&icmp_echo,
+             &buf[off],
+             sizeof (struct icmp_echo_header));
+      port = (uint16_t)  ntohl (icmp_echo.reserved);
+      break;
+    case IPPROTO_UDP:
+      if (have != (sizeof (struct ip_header) * 2 +
+                  sizeof (struct icmp_ttl_exceeded_header) +
+                  sizeof (struct udp_header)) )
+       {
+         /* malformed */
+         return;
+       }
+      /* grab UDP content */
+      memcpy (&udp_pkt,
+             &buf[off],
+             sizeof (struct udp_header));
+      port = ntohs (udp_pkt.length);
+      break;
+    default:
+      /* different type than what we want */
+      return;
     }
 
-  if (have_port)
-    {
-      memcpy(&port, &buf[sizeof (struct ip_packet) *2 + sizeof (struct icmp_packet) * 2], sizeof(uint32_t));
-      port = ntohs(port);
-      fprintf (stdout,
-              "%s:%d\n",
-              inet_ntop (AF_INET,
-                         &sip,
-                         buf,
-                         sizeof (buf)), port);
-    }
-  else if (have_udp)
-    {
-      memcpy(&udp_pkt, &buf[off], sizeof(udp_pkt));
-      fprintf (stdout,
-               "%s:%d\n",
-               inet_ntop (AF_INET,
-                          &sip,
-                          buf,
-                          sizeof (buf)), ntohl(udp_pkt.length));
-    }
+  ssize = sizeof(buf);
+  WSAAddressToString((LPSOCKADDR)&source_ip,
+                    sizeof(source_ip),
+                    NULL,
+                    buf,
+                    &ssize);
+  if (port == 0)
+    fprintf (stdout,
+            "%s\n",
+            buf);
   else
-    {
-      fprintf (stdout,
-              "%s\n",
-              inet_ntop (AF_INET,
-                         &sip,
-                         buf,
-                         sizeof (buf)));
-    }
+    fprintf (stdout,
+            "%s:%u\n",
+            buf,
+            (unsigned int) port);
   fflush (stdout);
 }
 
 
-static Socket
+/**
+ * Create an ICMP raw socket for reading.
+ *
+ * @return INVALID_SOCKET on error
+ */
+static SOCKET
 make_icmp_socket ()
 {
-  Socket ret;
+  SOCKET ret;
 
   ret = socket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
-  if (-1 == ret)
+  if (INVALID_SOCKET == ret)
     {
       fprintf (stderr,
               "Error opening RAW socket: %s\n",
               strerror (errno));
-      return -1;
-    }  
-  if (ret >= FD_SETSIZE) 
-    {
-      fprintf (stderr,
-              "Socket number too large (%d > %u)\n",
-              ret,
-              (unsigned int) FD_SETSIZE);
-#ifdef WIN32
-      closesocket (ret);
-#else
-      close (ret);
-#endif
-      return -1;
+      return INVALID_SOCKET;
     }
   return ret;
 }
 
 
-static Socket
+/**
+ * Create an ICMP raw socket for writing.
+ *
+ * @return INVALID_SOCKET on error
+ */
+static SOCKET
 make_raw_socket ()
 {
-  const int one = 1;
-  Socket ret;
+  DWORD bOptVal = TRUE;
+  int bOptLen = sizeof(bOptVal);
 
-  ret = socket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);
-  if (-1 == ret)
+  rawsock = socket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
+  if (INVALID_SOCKET == rawsock)
     {
       fprintf (stderr,
               "Error opening RAW socket: %s\n",
               strerror (errno));
-      return -1;
-    }  
-  if (setsockopt(ret, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST,
-                (char *)&one, sizeof(one)) == -1)
-    fprintf(stderr,
-           "setsockopt failed: %s\n",
-           strerror (errno));
-  if (setsockopt(ret, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,
-                (char *)&one, sizeof(one)) == -1)
-    fprintf(stderr,
-           "setsockopt failed: %s\n",
-           strerror (errno));
+      return INVALID_SOCKET;
+    }
+
+  if (0 != setsockopt(rawsock,
+                     SOL_SOCKET,
+                     SO_BROADCAST,
+                     (char*)&bOptVal, bOptLen))
+    {
+      fprintf(stderr,
+             "Error setting SO_BROADCAST to ON: %s\n",
+             strerror (errno));
+      closesocket(rawsock);
+      return INVALID_SOCKET;
+    }
+  if (0 != setsockopt(rawsock,
+                     IPPROTO_IP,
+                     IP_HDRINCL,
+                     (char*)&bOptVal, bOptLen))
+    {
+      fprintf(stderr,
+             "Error setting IP_HDRINCL to ON: %s\n",
+             strerror (errno));
+      closesocket(rawsock);
+      return INVALID_SOCKET;
+    }
+  return rawsock;
+}
+
+
+/**
+ * Create a UDP socket for writing.
+ *
+ * @param my_ip source address (our ip address)
+ * @return INVALID_SOCKET on error
+ */
+static SOCKET
+make_udp_socket (const struct in_addr *my_ip)
+{
+  SOCKET ret;
+  struct sockaddr_in addr;
+
+  ret = socket (AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
+  if (INVALID_SOCKET == ret)
+    {
+      fprintf (stderr,
+              "Error opening UDP socket: %s\n",
+              strerror (errno));
+      return INVALID_SOCKET;
+    }
+  memset (&addr, 0, sizeof (addr));
+  addr.sin_family = AF_INET;
+  addr.sin_addr = *my_ip;
+  addr.sin_port = htons (NAT_TRAV_PORT);
+  if (0 != bind (ret,
+                (struct sockaddr *)&addr,
+                sizeof(addr)))
+    {
+      fprintf (stderr,
+              "Error binding UDP socket to port %u: %s\n",
+              NAT_TRAV_PORT,
+              strerror (errno));
+      /* likely problematic, but not certain, try to continue */
+    }
   return ret;
 }
 
 
 int
-main (int argc, char *const *argv)
+main (int argc,
+      char *const *argv)
 {
   struct in_addr external;
   fd_set rs;
   struct timeval tv;
-  uid_t uid;
-
-#ifdef WIN32
-  // WSA startup
   WSADATA wsaData;
-  if (WSAStartup (MAKEWORD (2, 1), &wsaData) != 0)
-  {
-      fprintf (stderr, "Failed to find Winsock 2.1 or better.\n");
-      return 4;                       // ERROR
-  }
-#endif
+  unsigned int alt;
 
-  if (-1 == (icmpsock = make_icmp_socket()))
-    return 1; 
-  if (-1 == (rawsock = make_raw_socket()))
-    {
-      close (icmpsock);
-      return 1; 
-    }
-  uid = getuid ();
-  if (0 != setresuid (uid, uid, uid))
-    fprintf (stderr,
-            "Failed to setresuid: %s\n",
-            strerror (errno));    
-  if (argc != 2)
+  alt = 0;
+  if (2 != argc)
     {
       fprintf (stderr,
               "This program must be started with our (internal NAT) IP as the only argument.\n");
@@ -398,29 +589,64 @@ main (int argc, char *const *argv)
   if (1 != inet_pton (AF_INET, argv[1], &external))
     {
       fprintf (stderr,
-              "Error parsing IPv4 address: %s\n",
-              strerror (errno));
+              "Error parsing IPv4 address: %s, error %s\n",
+              argv[1], strerror (errno));
       return 1;
     }
-  if (1 != inet_pton (AF_INET, DUMMY_IP, &dummy)) abort ();
+  if (1 != inet_pton (AF_INET, DUMMY_IP, &dummy))
+    {
+      fprintf (stderr,
+              "Internal error converting dummy IP to binary.\n");
+      return 2;
+    }
+  if (WSAStartup (MAKEWORD (2, 1), &wsaData) != 0)
+    {
+      fprintf (stderr, "Failed to find Winsock 2.1 or better.\n");
+      return 2;
+    }
+  if (INVALID_SOCKET == (icmpsock = make_icmp_socket()))
+    {
+      return 3;
+    }
+  if (INVALID_SOCKET == (make_raw_socket()))
+    {
+      closesocket (icmpsock);
+      return 3;
+    }
+  if (INVALID_SOCKET == (udpsock = make_udp_socket(&external)))
+    {
+      closesocket (icmpsock);
+      closesocket (rawsock);
+      return 3;
+    }
   while (1)
     {
       FD_ZERO (&rs);
       FD_SET (icmpsock, &rs);
       tv.tv_sec = 0;
-      tv.tv_usec = ICMP_SEND_FREQUENCY_MS * 1000; 
-      select (icmpsock + 1, &rs, NULL, NULL, &tv);
+      tv.tv_usec = ICMP_SEND_FREQUENCY_MS * 1000;
+      if (-1 == select (icmpsock + 1, &rs, NULL, NULL, &tv))
+       {
+         if (errno == EINTR)
+           continue;
+         fprintf (stderr,
+                  "select failed: %s\n",
+                  strerror (errno));
+         break;
+       }
       if (FD_ISSET (icmpsock, &rs))
-       process_icmp_response ();
-      send_icmp_echo (&external);
-    }  
-
-#ifdef WIN32
+        process_icmp_response ();
+      if (0 == (++alt % 2))
+       send_icmp_echo (&external);
+      else
+       send_udp ();
+    }
+  /* select failed (internal error or OS out of resources) */
   closesocket(icmpsock);
   closesocket(rawsock);
+  closesocket(udpsock);
   WSACleanup ();
-#endif
-  return 0;
+  return 4;
 }