53130959014c7a76c8acaf9f485a5e77f5d1cef7
[swifty.git] / src / libswift / channel.cpp
1 /*
2  *  channel.cpp
3  *  class representing a virtual connection to a peer. In addition,
4  *  it contains generic functions for socket management (see sock_open
5  *  class variable)
6  *
7  *  Created by Victor Grishchenko on 3/6/09.
8  *  Copyright 2009-2012 TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT. All rights reserved.
9  *
10  */
11
12 #include <cassert>
13 #include "compat.h"
14 //#include <glog/logging.h>
15 #include "swift.h"
16 #include "../kernel/mptp.h"
17
18 using namespace std;
19 using namespace swift;
20
21 /*
22  * Class variables
23  */
24
25 swift::tint now_t::now = Channel::Time();
26 tint Channel::start = now_t::now;
27 tint Channel::epoch = now_t::now/360000000LL*360000000LL; // make logs mergeable
28 uint64_t Channel::global_dgrams_up=0, Channel::global_dgrams_down=0,
29          Channel::global_raw_bytes_up=0, Channel::global_raw_bytes_down=0,
30          Channel::global_bytes_up=0, Channel::global_bytes_down=0;
31 sckrwecb_t Channel::sock_open[] = {};
32 int Channel::sock_count = 0;
33 swift::tint Channel::last_tick = 0;
34 int Channel::MAX_REORDERING = 4;
35 bool Channel::SELF_CONN_OK = false;
36 swift::tint Channel::TIMEOUT = TINT_SEC*60;
37 std::vector<Channel*> Channel::channels(1);
38 Address Channel::tracker;
39 //tbheap Channel::send_queue;
40 FILE* Channel::debug_file = NULL;
41 #include "ext/simple_selector.cpp"
42 PeerSelector* Channel::peer_selector = new SimpleSelector();
43 tint Channel::MIN_PEX_REQUEST_INTERVAL = TINT_SEC;
44
45
46 /*
47  * Instance methods
48  */
49
50 Channel::Channel    (FileTransfer* transfer, int socket, Address peer_addr) :
51         // Arno, 2011-10-03: Reordered to avoid g++ Wall warning
52         peer_(peer_addr), socket_(socket==INVALID_SOCKET?default_socket():socket), // FIXME
53     transfer_(transfer), peer_channel_id_(0), own_id_mentioned_(false),
54     data_in_(TINT_NEVER,bin_t::NONE), data_in_dbl_(bin_t::NONE),
55     data_out_cap_(bin_t::ALL),hint_out_size_(0),
56     // Gertjan fix 996e21e8abfc7d88db3f3f8158f2a2c4fc8a8d3f
57     // "Changed PEX rate limiting to per channel limiting"
58     last_pex_request_time_(0), next_pex_request_time_(0),
59     pex_request_outstanding_(false), useless_pex_count_(0),
60     pex_requested_(false),  // Ric: init var that wasn't initialiazed
61     //
62     rtt_avg_(TINT_SEC), dev_avg_(0), dip_avg_(TINT_SEC),
63     last_send_time_(0), last_recv_time_(0), last_data_out_time_(0), last_data_in_time_(0),
64     last_loss_time_(0), next_send_time_(0), cwnd_(1), cwnd_count1_(0), send_interval_(TINT_SEC),
65     send_control_(PING_PONG_CONTROL), sent_since_recv_(0),
66     lastrecvwaskeepalive_(false), lastsendwaskeepalive_(false), // Arno: nap bug fix
67     ack_rcvd_recent_(0),
68     ack_not_rcvd_recent_(0), owd_min_bin_(0), owd_min_bin_start_(NOW),
69     owd_cur_bin_(0), dgrams_sent_(0), dgrams_rcvd_(0),
70     raw_bytes_up_(0), raw_bytes_down_(0), bytes_up_(0), bytes_down_(0),
71     scheduled4close_(false)
72 {
73     if (peer_==Address())
74         peer_ = tracker;
75     this->id_ = channels.size();
76     channels.push_back(this);
77     transfer_->hs_in_.push_back(bin_t(id_));
78     for(int i=0; i<4; i++) {
79         owd_min_bins_[i] = TINT_NEVER;
80         owd_current_[i] = TINT_NEVER;
81     }
82     evsend_ptr_ = new struct event;
83     evtimer_assign(evsend_ptr_,evbase,&Channel::LibeventSendCallback,this);
84     evtimer_add(evsend_ptr_,tint2tv(next_send_time_));
85
86     // RATELIMIT
87         transfer->mychannels_.insert(this);
88
89         dprintf("%s #%u init channel %s\n",tintstr(),id_,peer_.str());
90         //fprintf(stderr,"new Channel %d %s\n", id_, peer_.str() );
91 }
92
93
94 Channel::~Channel () {
95         dprintf("%s #%u dealloc channel\n",tintstr(),id_);
96     channels[id_] = NULL;
97     ClearEvents();
98
99     // RATELIMIT
100     if (transfer_ != NULL)
101         transfer_->mychannels_.erase(this);
102 }
103
104
105 void Channel::ClearEvents()
106 {
107     if (evsend_ptr_ != NULL) {
108         if (evtimer_pending(evsend_ptr_,NULL))
109                 evtimer_del(evsend_ptr_);
110         delete evsend_ptr_;
111         evsend_ptr_ = NULL;
112     }
113 }
114
115
116
117
118 bool Channel::IsComplete() {
119         // Check if peak hash bins are filled.
120         if (file().peak_count() == 0)
121                 return false;
122
123     for(int i=0; i<file().peak_count(); i++) {
124         bin_t peak = file().peak(i);
125         if (!ack_in_.is_filled(peak))
126             return false;
127     }
128         return true;
129 }
130
131
132
133 uint16_t Channel::GetMyPort() {
134         struct sockaddr_in mysin = {};
135         socklen_t mysinlen = sizeof(mysin);
136         if (getsockname(socket_, (struct sockaddr *)&mysin, &mysinlen) < 0)
137         {
138                 print_error("error on getsockname");
139                 return 0;
140         }
141         else
142                 return ntohs(mysin.sin_port);
143 }
144
145 bool Channel::IsDiffSenderOrDuplicate(Address addr, uint32_t chid)
146 {
147     if (peer() != addr)
148     {
149         // Got message from different address than I send to
150         //
151                 if (!own_id_mentioned_ && addr.is_private()) {
152                         // Arno, 2012-02-27: Got HANDSHAKE reply from IANA private address,
153                         // check for duplicate connections:
154                         //
155                         // When two peers A and B are behind the same firewall, they will get
156                         // extB, resp. extA addresses from the tracker. They will both
157                         // connect to their counterpart but because the incoming packet
158                         // will be from the intNAT address the duplicates are not
159                         // recognized.
160                         //
161                         // Solution: when the second datagram comes in (HANDSHAKE reply),
162                         // see if you have had a first datagram from the same addr
163                         // (HANDSHAKE). If so, close the channel if his port number is
164                         // larger than yours (such that one channel remains).
165                         //
166                         recv_peer_ = addr;
167
168                         Channel *c = transfer().FindChannel(addr,this);
169                         if (c != NULL) {
170                                 // I already initiated a connection to this peer,
171                                 // this new incoming message would establish a duplicate.
172                                 // One must break the connection, decide using port
173                                 // number:
174                                 dprintf("%s #%u found duplicate channel to %s\n",
175                                                 tintstr(),chid,addr.str());
176
177                                 if (addr.port() > GetMyPort()) {
178                                         //Schedule4Close();
179                                         dprintf("%s #%u closing duplicate channel to %s\n",
180                                                         tintstr(),chid,addr.str());
181                                         return true;
182                                 }
183                         }
184                 }
185                 else
186                 {
187                         // Received HANDSHAKE reply from other address than I sent
188                         // HANDSHAKE to, and the address is not an IANA private
189                         // address (=no NAT in play), so close.
190                         //Schedule4Close();
191                         dprintf("%s #%u invalid peer address %s!=%s\n",
192                                         tintstr(),chid,peer().str(),addr.str());
193                         return true;
194                 }
195     }
196         return false;
197 }
198
199
200
201
202
203
204
205 /*
206  * Class methods
207  */
208 tint Channel::Time () {
209     //HiResTimeOfDay* tod = HiResTimeOfDay::Instance();
210     //tint ret = tod->getTimeUSec();
211     //DLOG(INFO)<<"now is "<<ret;
212     return now_t::now = usec_time();
213 }
214
215 // SOCKMGMT
216 evutil_socket_t Channel::Bind (Address address, sckrwecb_t callbacks) {
217     struct sockaddr_mptp *addr = address.addr;
218     evutil_socket_t fd;
219     int len = sizeof(struct sockaddr_mptp) + addr->count*sizeof(struct mptp_dest), sndbuf=1<<20, rcvbuf=1<<20;
220     #define dbnd_ensure(x) { if (!(x)) { \
221         print_error("binding fails"); close_socket(fd); return INVALID_SOCKET; } }
222     dbnd_ensure ( (fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_MPTP)) >= 0 );
223     dbnd_ensure( make_socket_nonblocking(fd) );  // FIXME may remove this
224     int enable = true;
225     dbnd_ensure ( setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
226                              (setsockoptptr_t)&sndbuf, sizeof(int)) == 0 );
227     dbnd_ensure ( setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
228                              (setsockoptptr_t)&rcvbuf, sizeof(int)) == 0 );
229     //setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (setsockoptptr_t)&enable, sizeof(int));
230     dbnd_ensure ( ::bind(fd, (sockaddr*)addr, len) == 0 );
231
232     callbacks.sock = fd;
233     sock_open[sock_count++] = callbacks;
234     return fd;
235 }
236
237 Address Channel::BoundAddress(evutil_socket_t sock) {
238
239     struct sockaddr_in myaddr;
240     socklen_t mylen = sizeof(myaddr);
241     int ret = getsockname(sock,(sockaddr*)&myaddr,&mylen);
242     if (ret >= 0) {
243                 return Address(myaddr);
244     }
245         else {
246                 return Address();
247         }
248 }
249
250
251 Address swift::BoundAddress(evutil_socket_t sock) {
252         return Channel::BoundAddress(sock);
253 }
254
255
256 int Channel::SendTo (evutil_socket_t sock, const Address& addr, struct evbuffer *evb) {
257
258     int length = evbuffer_get_length(evb);
259         int addr_len = sizeof(struct sockaddr_mptp) + addr.addr->count * sizeof(struct mptp_dest);
260         struct iovec iov[1];
261         struct msghdr msg;
262         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
263         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
264         iov[0].iov_base = evbuffer_pullup(evb, length);
265         iov[0].iov_len = length;
266         msg.msg_iov = iov;
267         msg.msg_iovlen = 1;
268         msg.msg_name = addr.addr;
269         msg.msg_namelen = addr_len;
270         int r = sendmsg(sock, &msg, 0);
271     if (r<0) {
272         print_error("can't send");
273         evbuffer_drain(evb, length); // Arno: behaviour is to pretend the packet got lost
274     }
275     else
276         evbuffer_drain(evb,r);
277     global_dgrams_up++;
278     global_raw_bytes_up+=length;
279     Time();
280     return r;
281 }
282
283 int Channel::RecvFrom (evutil_socket_t sock, Address& addr, struct evbuffer **evb) {
284         int count = addr.addr->count;
285     socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr_mptp) + count * sizeof(mptp_dest);
286     struct evbuffer_iovec vec[count];
287         for (int i=0; i<count; ++i) {
288                 if (evbuffer_reserve_space(evb[i], SWIFT_MAX_RECV_DGRAM_SIZE, &vec[i], 1) < 0) {
289                         print_error("error on evbuffer_reserve_space");
290                         return 0;
291                 }
292         }
293         struct iovec iov[count];
294         struct msghdr msg;
295         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
296         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
297         for (int i=0; i<count; ++i) {
298                 iov[i].iov_base = vec[i].iov_base;
299                 iov[i].iov_len = SWIFT_MAX_RECV_DGRAM_SIZE;
300         }
301         msg.msg_iov = iov;
302         msg.msg_iovlen = count;
303         msg.msg_name = addr.addr;
304         msg.msg_namelen = addrlen;
305         int length = recvmsg(sock, &msg, 0);
306     if (length<0) {
307         length = 0;
308
309         // Linux and Windows report "ICMP port unreachable" if the dest port could
310         // not be reached:
311         //    http://support.microsoft.com/kb/260018
312         //    http://www.faqs.org/faqs/unix-faq/socket/
313 #ifdef _WIN32
314         if (WSAGetLastError() == 10054) // Sometimes errno == 2 ?!
315 #else
316                 if (errno == ECONNREFUSED)
317 #endif
318                 {
319                 CloseChannelByAddress(addr);
320                 }
321         else
322                 print_error("error on recv");
323     }
324         length = 0;
325         printf("Received from %d addresses in one system call.\n", addr.addr->count);
326         for (int i=0; i<addr.addr->count; ++i) {
327                 struct in_addr aux;
328                 aux.s_addr = addr.addr->dests[i].addr;
329                 printf("Received from %s, %d bytes\n", inet_ntoa(aux), addr.addr->dests[i].bytes);
330                 length += addr.addr->dests[i].bytes;
331                 vec[i].iov_len = addr.addr->dests[i].bytes;
332                 if (evbuffer_commit_space(evb[i], &vec[i], 1) < 0)  {
333                         length = 0;
334                         print_error("error on evbuffer_commit_space");
335                 }
336         }
337     global_dgrams_down+=addr.addr->count;
338     global_raw_bytes_down+=length;
339     Time();
340     return length;
341 }
342
343
344 void Channel::CloseSocket(evutil_socket_t sock) {
345     for(int i=0; i<sock_count; i++)
346         if (sock_open[i].sock==sock)
347             sock_open[i] = sock_open[--sock_count];
348     if (!close_socket(sock))
349         print_error("on closing a socket");
350 }
351
352 void Channel::Shutdown () {
353     while (sock_count--)
354         CloseSocket(sock_open[sock_count].sock);
355 }
356
357 void     swift::SetTracker(const Address& tracker) {
358     Channel::tracker = tracker;
359 }
360
361 int Channel::DecodeID(int scrambled) {
362     return scrambled ^ (int)start;
363 }
364 int Channel::EncodeID(int unscrambled) {
365     return unscrambled ^ (int)start;
366 }
367
368 /*
369  * class Address implementation
370  */
371
372 void Address::set_ipv4 (const char* ip_str) {
373     struct hostent *h = gethostbyname(ip_str);
374     if (h == NULL) {
375         print_error("cannot lookup address");
376         return;
377     } else {
378         addr->dests[0].addr = *(u_long *) h->h_addr_list[0];
379     }
380 }
381
382
383 Address::Address(const char* ip_port) {
384     clear();
385     if (strlen(ip_port)>=1024)
386         return;
387     char ipp[1024];
388     strncpy(ipp,ip_port,1024);
389     char* semi = strchr(ipp,':');
390     if (semi) {
391         *semi = 0;
392         set_ipv4(ipp);
393         set_port(semi+1);
394     } else {
395         if (strchr(ipp, '.')) {
396             set_ipv4(ipp);
397             set_port((uint16_t)0);
398         } else {
399             set_ipv4((uint32_t)INADDR_ANY);
400             set_port(ipp);
401         }
402     }
403 }
404
405
406 uint32_t Address::LOCALHOST = INADDR_LOOPBACK;
407
408
409 /*
410  * Utility methods 1
411  */
412
413
414 const char* swift::tintstr (tint time) {
415     if (time==0)
416         time = now_t::now;
417     static char ret_str[4][32]; // wow
418     static int i;
419     i = (i+1) & 3;
420     if (time==TINT_NEVER)
421         return "NEVER";
422     time -= Channel::epoch;
423     assert(time>=0);
424     int hours = time/TINT_HOUR;
425     time %= TINT_HOUR;
426     int mins = time/TINT_MIN;
427     time %= TINT_MIN;
428     int secs = time/TINT_SEC;
429     time %= TINT_SEC;
430     int msecs = time/TINT_MSEC;
431     time %= TINT_MSEC;
432     int usecs = time/TINT_uSEC;
433     sprintf(ret_str[i],"%i_%02i_%02i_%03i_%03i",hours,mins,secs,msecs,usecs);
434     return ret_str[i];
435 }
436
437
438 std::string swift::sock2str (struct sockaddr_in addr) {
439     char ipch[32];
440 #ifdef _WIN32
441     //Vista only: InetNtop(AF_INET,&(addr.sin_addr),ipch,32);
442     // IPv4 only:
443     struct in_addr inaddr;
444     memcpy(&inaddr, &(addr.sin_addr), sizeof(inaddr));
445     strncpy(ipch, inet_ntoa(inaddr),32);
446 #else
447     inet_ntop(AF_INET,&(addr.sin_addr),ipch,32);
448 #endif
449     sprintf(ipch+strlen(ipch),":%i",ntohs(addr.sin_port));
450     return std::string(ipch);
451 }
452
453
454 /*
455  * Swift top-level API implementation
456  */
457
458 int     swift::Listen (Address addr) {
459     sckrwecb_t cb;
460     cb.may_read = &Channel::LibeventReceiveCallback;
461     cb.sock = Channel::Bind(addr,cb);
462     // swift UDP receive
463     event_assign(&Channel::evrecv, Channel::evbase, cb.sock, EV_READ,
464                  cb.may_read, NULL);
465     event_add(&Channel::evrecv, NULL);
466     return cb.sock;
467 }
468
469 void    swift::Shutdown (int sock_des) {
470     Channel::Shutdown();
471 }
472
473 int      swift::Open (const char* filename, const Sha1Hash& hash, Address tracker, bool force_check_diskvshash, bool check_netwvshash, uint32_t chunk_size) {
474     FileTransfer* ft = new FileTransfer(filename, hash, force_check_diskvshash, check_netwvshash, chunk_size);
475     if (ft && ft->file().file_descriptor()) {
476
477         /*if (FileTransfer::files.size()<fdes)  // FIXME duplication
478             FileTransfer::files.resize(fdes);
479         FileTransfer::files[fdes] = ft;*/
480
481         // initiate tracker connections
482         // SWIFTPROC
483         ft->SetTracker(tracker);
484         ft->ConnectToTracker();
485
486         return ft->file().file_descriptor();
487     } else {
488         if (ft)
489             delete ft;
490         return -1;
491     }
492 }
493
494
495 void    swift::Close (int fd) {
496     if (fd<FileTransfer::files.size() && FileTransfer::files[fd])
497         delete FileTransfer::files[fd];
498 }
499
500
501 void    swift::AddPeer (Address address, const Sha1Hash& root) {
502     Channel::peer_selector->AddPeer(address,root);
503 }
504
505
506 uint64_t  swift::Size (int fdes) {
507     if (FileTransfer::files.size()>fdes && FileTransfer::files[fdes])
508         return FileTransfer::files[fdes]->file().size();
509     else
510         return 0;
511 }
512
513
514 bool  swift::IsComplete (int fdes) {
515     if (FileTransfer::files.size()>fdes && FileTransfer::files[fdes])
516         return FileTransfer::files[fdes]->file().is_complete();
517     else
518         return 0;
519 }
520
521
522 uint64_t  swift::Complete (int fdes) {
523     if (FileTransfer::files.size()>fdes && FileTransfer::files[fdes])
524         return FileTransfer::files[fdes]->file().complete();
525     else
526         return 0;
527 }
528
529
530 uint64_t  swift::SeqComplete (int fdes) {
531     if (FileTransfer::files.size()>fdes && FileTransfer::files[fdes])
532         return FileTransfer::files[fdes]->file().seq_complete();
533     else
534         return 0;
535 }
536
537
538 const Sha1Hash& swift::RootMerkleHash (int file) {
539     FileTransfer* trans = FileTransfer::file(file);
540     if (!trans)
541         return Sha1Hash::ZERO;
542     return trans->file().root_hash();
543 }
544
545
546 /** Returns the number of bytes in a chunk for this transmission */
547 uint32_t          swift::ChunkSize(int fdes)
548 {
549     if (FileTransfer::files.size()>fdes && FileTransfer::files[fdes])
550         return FileTransfer::files[fdes]->file().chunk_size();
551     else
552         return 0;
553 }
554
555
556 // CHECKPOINT
557 void swift::Checkpoint(int transfer) {
558         // Save transfer's binmap for zero-hashcheck restart
559         FileTransfer *ft = FileTransfer::file(transfer);
560         if (ft == NULL)
561                 return;
562
563         std::string binmap_filename = ft->file().filename();
564         binmap_filename.append(".mbinmap");
565         //fprintf(stderr,"swift: checkpointing %s at %lli\n", binmap_filename.c_str(), Complete(transfer));
566         FILE *fp = fopen(binmap_filename.c_str(),"wb");
567         if (!fp) {
568                 print_error("cannot open mbinmap for writing");
569                 return;
570         }
571         if (ft->file().serialize(fp) < 0)
572                 print_error("writing to mbinmap");
573         fclose(fp);
574 }
575
576
577
578 /*
579  * Utility methods 2
580  */
581
582 int swift::evbuffer_add_string(struct evbuffer *evb, std::string str) {
583     return evbuffer_add(evb, str.c_str(), str.size());
584 }
585
586 int swift::evbuffer_add_8(struct evbuffer *evb, uint8_t b) {
587     return evbuffer_add(evb, &b, 1);
588 }
589
590 int swift::evbuffer_add_16be(struct evbuffer *evb, uint16_t w) {
591     uint16_t wbe = htons(w);
592     return evbuffer_add(evb, &wbe, 2);
593 }
594
595 int swift::evbuffer_add_32be(struct evbuffer *evb, uint32_t i) {
596     uint32_t ibe = htonl(i);
597     return evbuffer_add(evb, &ibe, 4);
598 }
599
600 int swift::evbuffer_add_64be(struct evbuffer *evb, uint64_t l) {
601     uint32_t lbe[2];
602     lbe[0] = htonl((uint32_t)(l>>32));
603     lbe[1] = htonl((uint32_t)(l&0xffffffff));
604     return evbuffer_add(evb, lbe, 8);
605 }
606
607 int swift::evbuffer_add_hash(struct evbuffer *evb, const Sha1Hash& hash)  {
608     return evbuffer_add(evb, hash.bits, Sha1Hash::SIZE);
609 }
610
611 uint8_t swift::evbuffer_remove_8(struct evbuffer *evb) {
612     uint8_t b;
613     if (evbuffer_remove(evb, &b, 1) < 1)
614         return 0;
615     return b;
616 }
617
618 uint16_t swift::evbuffer_remove_16be(struct evbuffer *evb) {
619     uint16_t wbe;
620     if (evbuffer_remove(evb, &wbe, 2) < 2)
621         return 0;
622     return ntohs(wbe);
623 }
624
625 uint32_t swift::evbuffer_remove_32be(struct evbuffer *evb) {
626     uint32_t ibe;
627     if (evbuffer_remove(evb, &ibe, 4) < 4)
628         return 0;
629     return ntohl(ibe);
630 }
631
632 uint64_t swift::evbuffer_remove_64be(struct evbuffer *evb) {
633     uint32_t lbe[2];
634     if (evbuffer_remove(evb, lbe, 8) < 8)
635         return 0;
636     uint64_t l = ntohl(lbe[0]);
637     l<<=32;
638     l |= ntohl(lbe[1]);
639     return l;
640 }
641
642 Sha1Hash swift::evbuffer_remove_hash(struct evbuffer* evb)  {
643     char bits[Sha1Hash::SIZE];
644     if (evbuffer_remove(evb, bits, Sha1Hash::SIZE) < Sha1Hash::SIZE)
645         return Sha1Hash::ZERO;
646     return Sha1Hash(false, bits);
647 }
648