git.sesse.net Git - greproxy/blob - tungre.cpp

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <fcntl.h>
   5 #include <unistd.h>
   6 #include <sys/ioctl.h>
   7 #include <netinet/in.h>
   8 #include <arpa/inet.h>
   9 #include <linux/if.h>
  10 #include <linux/if_tun.h>
  11
  12 #include <map>
  13 #include <string>
  14 #include <queue>
  15
  16 using namespace std;
  17
  18 struct gre_header {
  19         uint8_t reserved0_hi : 4;
  20         uint8_t has_seq : 1;
  21         uint8_t has_key : 1;
  22         uint8_t unused : 1;
  23         uint8_t has_checksum : 1;
  24
  25         uint8_t version : 3;
  26         uint8_t reserved0_lo: 5;
  27
  28         uint16_t protocol_type;
  29 };
  30
  31 int tun_open(const char *name) {
  32         struct ifreq ifr;
  33
  34         int fd = open("/dev/net/tun", O_RDWR);
  35         if (fd == -1) {
  36                 perror("/dev/net/tun");
  37                 exit(1);
  38         }
  39
  40         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
  41         ifr.ifr_flags = IFF_TUN;
  42         strncpy(ifr.ifr_name, name, IFNAMSIZ);
  43
  44         int err = ioctl(fd, TUNSETIFF, &ifr);
  45         if (err == -1) {
  46                 perror("ioctl(TUNSETIFF)");
  47                 exit(-1);
  48         }
  49
  50         return fd;
  51 }
  52
  53 in6_addr get_addr(const char *str) {
  54         in6_addr ret;
  55         if (inet_pton(AF_INET6, str, &ret) != 1) {
  56                 fprintf(stderr, "Could not parse %s\n", str);
  57                 exit(1);
  58         }
  59         return ret;
  60 }
  61
  62 struct GREPacket {
  63         int seq;
  64         uint16_t proto;
  65         string data;
  66
  67         bool operator> (const GREPacket &other) const {
  68                 return seq > other.seq;
  69         }
  70 };
  71
  72 class Sender {
  73 public:
  74         virtual void send_packet(uint16_t proto, const string &data) = 0;
  75 };
  76
  77 class GRESender : public Sender {
  78 public:
  79         GRESender(int sock, const in6_addr &dst);
  80         virtual void send_packet(uint16_t proto, const string &data);
  81
  82 private:
  83         int seq;
  84         int sock;
  85         sockaddr_in6 dstaddr;
  86 };
  87
  88 class TUNSender : public Sender {
  89 public:
  90         TUNSender(int tunfd);
  91         virtual void send_packet(uint16_t proto, const string &data);
  92
  93 private:
  94         int tunfd;
  95 };
  96
  97 class Reorderer {
  98 public:
  99         Reorderer(Sender* sender);
 100         void handle_packet(uint16_t proto, const string& data, int seq);
 101
 102 private:
 103         void send_packet(uint16_t proto, const string &data, bool silence);
 104
 105         Sender* sender;
 106         int last_seq;
 107
 108         priority_queue<GREPacket, vector<GREPacket>, greater<GREPacket>> packet_buffer;
 109         map<int, int> ccs;
 110 };
 111
 112 GRESender::GRESender(int sock, const in6_addr &dst)
 113         : sock(sock), seq(0)
 114 {
 115         memset(&dstaddr, 0, sizeof(dstaddr));
 116         dstaddr.sin6_family = AF_INET6;
 117         dstaddr.sin6_addr = dst;
 118 }
 119
 120 void GRESender::send_packet(uint16_t proto, const string &data)
 121 {
 122         char buf[4096];
 123         gre_header *gre = (gre_header *)buf;
 124
 125         memset(gre, 0, sizeof(*gre));
 126         gre->has_seq = 1;
 127         gre->version = 0;
 128         gre->protocol_type = htons(proto);
 129
 130         char *ptr = buf + sizeof(*gre);
 131         int seq_be = htonl(seq++);
 132         memcpy(ptr, &seq_be, sizeof(seq_be));
 133         ptr += sizeof(seq_be);
 134
 135         memcpy(ptr, data.data(), data.size());
 136
 137         if (sendto(sock, buf, data.size() + sizeof(seq_be) + sizeof(*gre), 0, (sockaddr *)&dstaddr, sizeof(dstaddr)) == -1) {
 138                 perror("sendto");
 139                 return;
 140         }
 141 }
 142
 143 TUNSender::TUNSender(int tunfd)
 144         : tunfd(tunfd) {}
 145
 146 void TUNSender::send_packet(uint16_t proto, const string &data)
 147 {
 148         char buf[4096];
 149
 150         char *ptr = buf;
 151         uint16_t flags = 0;
 152         memcpy(ptr, &flags, sizeof(flags));
 153         ptr += sizeof(flags);
 154
 155         proto = htons(proto);
 156         memcpy(ptr, &proto, sizeof(proto));
 157         ptr += sizeof(proto);
 158
 159         memcpy(ptr, data.data(), data.size());
 160
 161         int len = sizeof(flags) + sizeof(proto) + data.size();
 162         if (write(tunfd, buf, len) != len) {
 163                 perror("write");
 164                 return;
 165         }
 166 }
 167
 168 Reorderer::Reorderer(Sender* sender)
 169         : sender(sender), last_seq(-1)
 170 {
 171 }
 172
 173 #define PACKET_BUFFER_SIZE 100
 174
 175 void Reorderer::handle_packet(uint16_t proto, const string& data, int seq)
 176 {
 177         bool silence = false;
 178         if (packet_buffer.size() >= PACKET_BUFFER_SIZE) {
 179                 printf("Gave up waiting for packets [%d,%d>\n",
 180                         last_seq + 1, packet_buffer.top().seq);
 181                 silence = true;
 182                 last_seq = packet_buffer.top().seq - 1;
 183         }
 184
 185         GREPacket packet;
 186         packet.seq = seq;
 187         packet.proto = proto;
 188         packet.data = data;
 189         packet_buffer.push(packet);
 190
 191         while (!packet_buffer.empty() &&
 192                (last_seq == -1 || packet_buffer.top().seq <= last_seq + 1)) {
 193                 int front_seq = packet_buffer.top().seq;
 194                 if (front_seq < last_seq + 1) {
 195                         printf("Duplicate packet or way out-of-order: seq=%d front_seq=%d\n",
 196                                 front_seq, last_seq + 1);
 197                         packet_buffer.pop();
 198                         continue;
 199                 }
 200                 //if (packet_buffer.size() > 1) {
 201                 //      printf("seq=%d (REORDER %d)\n", front_seq, int(packet_buffer.size()));
 202                 //} else {
 203                 //      printf("seq=%d\n", front_seq);
 204                 //}
 205                 const string &data = packet_buffer.top().data;
 206                 send_packet(packet_buffer.top().proto, data, silence);
 207                 packet_buffer.pop();
 208                 last_seq = front_seq;
 209                 if (!silence && !packet_buffer.empty()) {
 210                         printf("Reordering with packet buffer size %d: seq=%d new_front_seq=%d\n", int(packet_buffer.size()), front_seq, packet_buffer.top().seq);
 211                         silence = true;
 212                 }
 213         }
 214 }
 215
 216 void Reorderer::send_packet(uint16_t proto, const string &data, bool silence)
 217 {
 218         if (data.size() == 1344) {
 219                 for (int i = 0; i < 7; ++i) {
 220                         const char *pkt = &data[i * 188 + 28];
 221                         int pid = (ntohl(*(uint32_t *)(pkt)) & 0x1fff00) >> 8;
 222                         if (pid == 8191) {
 223                                 // stuffing, ignore
 224                                 continue;
 225                         }
 226                         int has_payload = pkt[3] & 0x10;
 227                         int cc = pkt[3] & 0xf;
 228                         if (has_payload) {
 229                                 int last_cc = ccs[pid];
 230                                 if (!silence && cc != ((last_cc + 1) & 0xf)) {
 231                                         printf("Pid %d discontinuity (expected %d, got %d)\n", pid, (last_cc + 1) & 0xf, cc);
 232                                 }
 233                                 ccs[pid] = cc;
 234                         }
 235                 }
 236         }
 237         sender->send_packet(proto, data);
 238 }
 239
 240 void read_gre_packet(int gresock, const in6_addr &remoteaddr, Reorderer *sender)
 241 {
 242         struct sockaddr_storage addr;
 243         socklen_t addrlen = sizeof(addr);
 244         char buf[4096];
 245         int ret = recvfrom(gresock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&addr, &addrlen);
 246         if (ret == -1) {
 247                 perror("recvfrom");
 248                 exit(1);
 249         }
 250         if (addr.ss_family != AF_INET6) {
 251                 return;
 252         }
 253         struct in6_addr *addr6 = &((struct sockaddr_in6 *)&addr)->sin6_addr;
 254         if (memcmp(addr6, &remoteaddr, sizeof(*addr6)) != 0) {
 255                 // ignore
 256                 return;
 257         }
 258         gre_header* gre = (gre_header *)buf;
 259
 260         char* ptr = buf + sizeof(gre_header);
 261         if (gre->has_checksum) {
 262                 ptr += 4;
 263         }
 264         if (gre->has_key) {
 265                 ptr += 4;
 266         }
 267         uint32_t seq;
 268         if (gre->has_seq) {
 269                 seq = ntohl(*(uint32_t *)ptr);
 270                 ptr += 4;
 271         }
 272
 273         //printf("gre packet: proto=%x\n", ntohs(gre->protocol_type));
 274
 275         sender->handle_packet(ntohs(gre->protocol_type), string(ptr, buf + ret), seq);
 276 }
 277
 278 void read_tun_packet(int tunfd, Sender *sender)
 279 {
 280         char buf[4096];
 281         int ret = read(tunfd, buf, sizeof(buf));
 282         if (ret == -1) {
 283                 perror("read");
 284                 exit(1);
 285         }
 286         if (ret == 0) {
 287                 fprintf(stderr, "tunfd EOF\n");
 288                 exit(1);
 289         }
 290
 291         char *ptr = buf;
 292         uint16_t flags = *(uint16_t *)ptr;
 293         ptr += 2;
 294         uint16_t proto = ntohs(*(uint16_t *)ptr);
 295         ptr += 2;
 296         //fprintf(stderr, "tun packet: flags=%x proto=%x len=%d\n",
 297         //      flags, proto, ret - 4);
 298         sender->send_packet(proto, string(ptr, buf + ret));
 299 }
 300
 301 int main(int argc, char **argv)
 302 {
 303         int tunfd = tun_open("tungre");
 304         int gresock = socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_GRE);
 305         if (gresock == -1) {
 306                 perror("socket");
 307                 exit(1);
 308         }
 309
 310         sockaddr_in6 my_addr;
 311         memset(&my_addr, 0, sizeof(my_addr));
 312         my_addr.sin6_family = AF_INET6;
 313         my_addr.sin6_addr = get_addr(argv[1]);
 314         if (bind(gresock, (sockaddr *)&my_addr, sizeof(my_addr)) == -1) {
 315                 perror("bind");
 316                 exit(1);
 317         }
 318
 319         in6_addr remoteaddr = get_addr(argv[2]);
 320         GRESender gre_sender(gresock, remoteaddr);
 321         TUNSender tun_sender(tunfd);
 322
 323         Reorderer tun_reorderer(&tun_sender);
 324
 325         fd_set fds;
 326         FD_ZERO(&fds);
 327         for ( ;; ) {
 328                 FD_SET(gresock, &fds);
 329                 FD_SET(tunfd, &fds);
 330                 int ret = select(1024, &fds, NULL, NULL, NULL);
 331                 if (ret == -1) {
 332                         perror("select");
 333                         continue;
 334                 }
 335
 336                 if (FD_ISSET(gresock, &fds)) {
 337                         read_gre_packet(gresock, remoteaddr, &tun_reorderer);
 338                 }
 339                 if (FD_ISSET(tunfd, &fds)) {
 340                         read_tun_packet(tunfd, &gre_sender);
 341                 }
 342         }
 343 }