Logging: TCP Fast Open
[exim.git] / src / src / ip.c
1 /*************************************************
2 *     Exim - an Internet mail transport agent    *
3 *************************************************/
4
5 /* Copyright (c) University of Cambridge 1995 - 2017 */
6 /* See the file NOTICE for conditions of use and distribution. */
7
8 /* Functions for doing things with sockets. With the advent of IPv6 this has
9 got messier, so that it's worth pulling out the code into separate functions
10 that other parts of Exim can call, especially as there are now several
11 different places in the code where sockets are used. */
12
13
14 #include "exim.h"
15
16
17 /*************************************************
18 *             Create a socket                    *
19 *************************************************/
20
21 /* Socket creation happens in a number of places so it's packaged here for
22 convenience.
23
24 Arguments:
25   type       SOCK_DGRAM or SOCK_STREAM
26   af         AF_INET or AF_INET6
27
28 Returns:     socket number or -1 on failure
29 */
30
31 int
32 ip_socket(int type, int af)
33 {
34 int sock = socket(af, type, 0);
35 if (sock < 0)
36   log_write(0, LOG_MAIN, "IPv%c socket creation failed: %s",
37     (af == AF_INET6)? '6':'4', strerror(errno));
38 return sock;
39 }
40
41
42
43
44 #if HAVE_IPV6
45 /*************************************************
46 *      Convert printing address to numeric       *
47 *************************************************/
48
49 /* This function converts the textual form of an IP address into a numeric form
50 in an appropriate structure in an IPv6 environment. The getaddrinfo() function
51 can (apparently) handle more complicated addresses (e.g. those containing
52 scopes) than inet_pton() in some environments. We use hints to tell it that the
53 input must be a numeric address.
54
55 However, apparently some operating systems (or libraries) don't support
56 getaddrinfo(), so there is a build-time option to revert to inet_pton() (which
57 does not support scopes).
58
59 Arguments:
60   address     textual form of the address
61   addr        where to copy back the answer
62
63 Returns:      nothing - failure provokes a panic-die
64 */
65
66 static void
67 ip_addrinfo(const uschar *address, struct sockaddr_in6 *saddr)
68 {
69 #ifdef IPV6_USE_INET_PTON
70
71   if (inet_pton(AF_INET6, CCS address, &saddr->sin6_addr) != 1)
72     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC_DIE, "unable to parse \"%s\" as an "
73       "IP address", address);
74   saddr->sin6_family = AF_INET6;
75
76 #else
77
78   int rc;
79   struct addrinfo hints, *res;
80   memset(&hints, 0, sizeof(hints));
81   hints.ai_family = AF_INET6;
82   hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
83   hints.ai_flags = AI_NUMERICHOST;
84   if ((rc = getaddrinfo(CCS address, NULL, &hints, &res)) != 0 || res == NULL)
85     log_write(0, LOG_MAIN|LOG_PANIC_DIE, "unable to parse \"%s\" as an "
86       "IP address: %s", address,
87       (rc == 0)? "NULL result returned" : gai_strerror(rc));
88   memcpy(saddr, res->ai_addr, res->ai_addrlen);
89   freeaddrinfo(res);
90
91 #endif
92 }
93 #endif  /* HAVE_IPV6 */
94
95
96 /*************************************************
97 *         Bind socket to interface and port      *
98 *************************************************/
99
100 int
101 ip_addr(void * sin_, int af, const uschar * address, int port)
102 {
103 union sockaddr_46 * sin = sin_;
104 memset(sin, 0, sizeof(*sin));
105
106 /* Setup code when using an IPv6 socket. The wildcard address is ":", to
107 ensure an IPv6 socket is used. */
108
109 #if HAVE_IPV6
110 if (af == AF_INET6)
111   {
112   if (address[0] == ':' && address[1] == 0)
113     {
114     sin->v6.sin6_family = AF_INET6;
115     sin->v6.sin6_addr = in6addr_any;
116     }
117   else
118     ip_addrinfo(address, &sin->v6);  /* Panic-dies on error */
119   sin->v6.sin6_port = htons(port);
120   return sizeof(sin->v6);
121   }
122 else
123 #else     /* HAVE_IPv6 */
124 af = af;  /* Avoid compiler warning */
125 #endif    /* HAVE_IPV6 */
126
127 /* Setup code when using IPv4 socket. The wildcard address is "". */
128
129   {
130   sin->v4.sin_family = AF_INET;
131   sin->v4.sin_port = htons(port);
132   sin->v4.sin_addr.s_addr = address[0] == 0
133     ? (S_ADDR_TYPE)INADDR_ANY
134     : (S_ADDR_TYPE)inet_addr(CS address);
135   return sizeof(sin->v4);
136   }
137 }
138
139
140
141 /* This function binds a socket to a local interface address and port. For a
142 wildcard IPv6 bind, the address is ":".
143
144 Arguments:
145   sock           the socket
146   af             AF_INET or AF_INET6 - the socket type
147   address        the IP address, in text form
148   port           the IP port (host order)
149
150 Returns:         the result of bind()
151 */
152
153 int
154 ip_bind(int sock, int af, uschar *address, int port)
155 {
156 union sockaddr_46 sin;
157 int s_len = ip_addr(&sin, af, address, port);
158 return bind(sock, (struct sockaddr *)&sin, s_len);
159 }
160
161
162
163 /*************************************************
164 *        Connect socket to remote host           *
165 *************************************************/
166
167 /* This function connects a socket to a remote address and port. The socket may
168 or may not have previously been bound to a local interface. The socket is not
169 closed, even in cases of error. It is expected that the calling function, which
170 created the socket, will be the one that closes it.
171
172 Arguments:
173   sock        the socket
174   af          AF_INET6 or AF_INET for the socket type
175   address     the remote address, in text form
176   port        the remote port
177   timeout     a timeout (zero for indefinite timeout)
178   fastopen    TRUE iff TCP_FASTOPEN can be used
179
180 Returns:      0 on success; -1 on failure, with errno set
181 */
182
183 int
184 ip_connect(int sock, int af, const uschar *address, int port, int timeout,
185   BOOL fastopen)
186 {
187 struct sockaddr_in s_in4;
188 struct sockaddr *s_ptr;
189 int s_len, rc, save_errno;
190
191 /* For an IPv6 address, use an IPv6 sockaddr structure. */
192
193 #if HAVE_IPV6
194 struct sockaddr_in6 s_in6;
195 if (af == AF_INET6)
196   {
197   memset(&s_in6, 0, sizeof(s_in6));
198   ip_addrinfo(address, &s_in6);   /* Panic-dies on error */
199   s_in6.sin6_port = htons(port);
200   s_ptr = (struct sockaddr *)&s_in6;
201   s_len = sizeof(s_in6);
202   }
203 else
204 #else     /* HAVE_IPV6 */
205 af = af;  /* Avoid compiler warning */
206 #endif    /* HAVE_IPV6 */
207
208 /* For an IPv4 address, use an IPv4 sockaddr structure, even on a system with
209 IPv6 support. */
210
211   {
212   memset(&s_in4, 0, sizeof(s_in4));
213   s_in4.sin_family = AF_INET;
214   s_in4.sin_port = htons(port);
215   s_in4.sin_addr.s_addr = (S_ADDR_TYPE)inet_addr(CCS address);
216   s_ptr = (struct sockaddr *)&s_in4;
217   s_len = sizeof(s_in4);
218   }
219
220 /* If no connection timeout is set, just call connect() without setting a
221 timer, thereby allowing the inbuilt OS timeout to operate. */
222
223 callout_address = string_sprintf("[%s]:%d", address, port);
224 sigalrm_seen = FALSE;
225 if (timeout > 0) alarm(timeout);
226
227 #if defined(TCP_FASTOPEN) && defined(MSG_FASTOPEN)
228 /* TCP Fast Open, if the system has a cookie from a previous call to
229 this peer, can send data in the SYN packet.  The peer can send data
230 before it gets our ACK of its SYN,ACK - the latter is useful for
231 the SMTP banner.  Is there any usage where the former might be?
232 We might extend the ip_connect() args for data if so.  For now,
233 connect in FASTOPEN mode but with zero data.
234 */
235
236 if (fastopen)
237   {
238   if ((rc = sendto(sock, NULL, 0, MSG_FASTOPEN | MSG_DONTWAIT, s_ptr, s_len)) < 0)
239     if (errno == EINPROGRESS)           /* the expected case */
240       rc = 0;
241     else if(errno == EOPNOTSUPP)
242       {
243       DEBUG(D_transport)
244         debug_printf("Tried TCP Fast Open but apparently not enabled by sysctl\n");
245       rc = connect(sock, s_ptr, s_len);
246       }
247   }
248 else
249 #endif
250   rc = connect(sock, s_ptr, s_len);
251
252 save_errno = errno;
253 alarm(0);
254
255 /* There is a testing facility for simulating a connection timeout, as I
256 can't think of any other way of doing this. It converts a connection refused
257 into a timeout if the timeout is set to 999999. */
258
259 if (running_in_test_harness  && save_errno == ECONNREFUSED && timeout == 999999)
260   {
261   rc = -1;
262   save_errno = EINTR;
263   sigalrm_seen = TRUE;
264   }
265
266 /* Success */
267
268 if (rc >= 0)
269   return 0;
270
271 /* A failure whose error code is "Interrupted system call" is in fact
272 an externally applied timeout if the signal handler has been run. */
273
274 errno = save_errno == EINTR && sigalrm_seen ? ETIMEDOUT : save_errno;
275 return -1;
276 }
277
278
279
280 /*************************************************
281 *    Create connected socket to remote host      *
282 *************************************************/
283
284 /* Create a socket and connect to host (name or number, ipv6 ok)
285    at one of port-range.
286
287 Arguments:
288   type          SOCK_DGRAM or SOCK_STREAM
289   af            AF_INET6 or AF_INET for the socket type
290   address       the remote address, in text form
291   portlo,porthi the remote port range
292   timeout       a timeout
293   connhost      if not NULL, host_item filled in with connection details
294   errstr        pointer for allocated string on error
295
296 Return:
297   socket fd, or -1 on failure (having allocated an error string)
298 */
299 int
300 ip_connectedsocket(int type, const uschar * hostname, int portlo, int porthi,
301         int timeout, host_item * connhost, uschar ** errstr)
302 {
303 int namelen, port;
304 host_item shost;
305 host_item *h;
306 int af = 0, fd, fd4 = -1, fd6 = -1;
307 BOOL fastopen = tcp_fastopen_ok && type == SOCK_STREAM;
308
309 shost.next = NULL;
310 shost.address = NULL;
311 shost.port = portlo;
312 shost.mx = -1;
313
314 namelen = Ustrlen(hostname);
315
316 /* Anything enclosed in [] must be an IP address. */
317
318 if (hostname[0] == '[' &&
319     hostname[namelen - 1] == ']')
320   {
321   uschar * host = string_copyn(hostname+1, namelen-2);
322   if (string_is_ip_address(host, NULL) == 0)
323     {
324     *errstr = string_sprintf("malformed IP address \"%s\"", hostname);
325     return -1;
326     }
327   shost.name = shost.address = host;
328   }
329
330 /* Otherwise check for an unadorned IP address */
331
332 else if (string_is_ip_address(hostname, NULL) != 0)
333   shost.name = shost.address = string_copyn(hostname, namelen);
334
335 /* Otherwise lookup IP address(es) from the name */
336
337 else
338   {
339   shost.name = string_copyn(hostname, namelen);
340   if (host_find_byname(&shost, NULL, HOST_FIND_QUALIFY_SINGLE,
341       NULL, FALSE) != HOST_FOUND)
342     {
343     *errstr = string_sprintf("no IP address found for host %s", shost.name);
344     return -1;
345     }
346   }
347
348 /* Try to connect to the server - test each IP till one works */
349
350 for (h = &shost; h; h = h->next)
351   {
352   fd = Ustrchr(h->address, ':') != 0
353     ? fd6 < 0 ? (fd6 = ip_socket(type, af = AF_INET6)) : fd6
354     : fd4 < 0 ? (fd4 = ip_socket(type, af = AF_INET )) : fd4;
355
356   if (fd < 0)
357     {
358     *errstr = string_sprintf("failed to create socket: %s", strerror(errno));
359     goto bad;
360     }
361
362   for(port = portlo; port <= porthi; port++)
363     if (ip_connect(fd, af, h->address, port, timeout, fastopen) == 0)
364       {
365       if (fd != fd6) close(fd6);
366       if (fd != fd4) close(fd4);
367       if (connhost)
368         {
369         h->port = port;
370         *connhost = *h;
371         connhost->next = NULL;
372         }
373       return fd;
374       }
375   }
376
377 *errstr = string_sprintf("failed to connect to any address for %s: %s",
378   hostname, strerror(errno));
379
380 bad:
381   close(fd4); close(fd6); return -1;
382 }
383
384
385 int
386 ip_tcpsocket(const uschar * hostport, uschar ** errstr, int tmo)
387 {
388 int scan;
389 uschar hostname[256];
390 unsigned int portlow, porthigh;
391
392 /* extract host and port part */
393 scan = sscanf(CS hostport, "%255s %u-%u", hostname, &portlow, &porthigh);
394 if (scan != 3)
395   {
396   if (scan != 2)
397     {
398     *errstr = string_sprintf("invalid socket '%s'", hostport);
399     return -1;
400     }
401   porthigh = portlow;
402   }
403
404 return ip_connectedsocket(SOCK_STREAM, hostname, portlow, porthigh,
405                           tmo, NULL, errstr);
406 }
407
408 int
409 ip_unixsocket(const uschar * path, uschar ** errstr)
410 {
411 int sock;
412 struct sockaddr_un server;
413
414 if ((sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
415   {
416   *errstr = US"can't open UNIX socket.";
417   return -1;
418   }
419
420 callout_address = string_copy(path);
421 server.sun_family = AF_UNIX;
422 Ustrncpy(server.sun_path, path, sizeof(server.sun_path)-1);
423 server.sun_path[sizeof(server.sun_path)-1] = '\0';
424 if (connect(sock, (struct sockaddr *) &server, sizeof(server)) < 0)
425   {
426   int err = errno;
427   (void)close(sock);
428   *errstr = string_sprintf("unable to connect to UNIX socket (%s): %s",
429                 path, strerror(err));
430   return -1;
431   }
432 return sock;
433 }
434
435 int
436 ip_streamsocket(const uschar * spec, uschar ** errstr, int tmo)
437 {
438 return *spec == '/'
439   ? ip_unixsocket(spec, errstr) : ip_tcpsocket(spec, errstr, tmo);
440 }
441
442 /*************************************************
443 *         Set keepalive on a socket              *
444 *************************************************/
445
446 /* Can be called for both incoming and outgoing sockets.
447
448 Arguments:
449   sock       the socket
450   address    the remote host address, for failure logging
451   torf       true for outgoing connection, false for incoming
452
453 Returns:     nothing
454 */
455
456 void
457 ip_keepalive(int sock, const uschar *address, BOOL torf)
458 {
459 int fodder = 1;
460 if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE,
461     US (&fodder), sizeof(fodder)) != 0)
462   log_write(0, LOG_MAIN, "setsockopt(SO_KEEPALIVE) on connection %s %s "
463     "failed: %s", torf? "to":"from", address, strerror(errno));
464 }
465
466
467
468 /*************************************************
469 *         Receive from a socket with timeout     *
470 *************************************************/
471
472 /*
473 Arguments:
474   fd          the file descriptor
475   timeout     the timeout, seconds
476 Returns:      TRUE => ready for i/o
477               FALSE => timed out, or other error
478 */
479 BOOL
480 fd_ready(int fd, int timeout)
481 {
482 fd_set select_inset;
483 time_t start_recv = time(NULL);
484 int time_left = timeout;
485 int rc;
486
487 if (time_left <= 0)
488   {
489   errno = ETIMEDOUT;
490   return FALSE;
491   }
492 /* Wait until the socket is ready */
493
494 do
495   {
496   struct timeval tv = { .tv_sec = time_left, .tv_usec = 0 };
497   FD_ZERO (&select_inset);
498   FD_SET (fd, &select_inset);
499
500   /*DEBUG(D_transport) debug_printf("waiting for data on fd\n");*/
501   rc = select(fd + 1, (SELECT_ARG2_TYPE *)&select_inset, NULL, NULL, &tv);
502
503   /* If some interrupt arrived, just retry. We presume this to be rare,
504   but it can happen (e.g. the SIGUSR1 signal sent by exiwhat causes
505   select() to exit).
506
507   Aug 2004: Somebody set up a cron job that ran exiwhat every 2 minutes, making
508   the interrupt not at all rare. Since the timeout is typically more than 2
509   minutes, the effect was to block the timeout completely. To prevent this
510   happening again, we do an explicit time test and adjust the timeout
511   accordingly */
512
513   if (rc < 0 && errno == EINTR)
514     {
515     DEBUG(D_transport) debug_printf("EINTR while waiting for socket data\n");
516
517     /* Watch out, 'continue' jumps to the condition, not to the loops top */
518     time_left = timeout - (time(NULL) - start_recv);
519     if (time_left > 0) continue;
520     }
521
522   if (rc <= 0)
523     {
524     errno = ETIMEDOUT;
525     return FALSE;
526     }
527
528   /* Checking the FD_ISSET is not enough, if we're interrupted, the
529   select_inset may still contain the 'input'. */
530   }
531 while (rc < 0 || !FD_ISSET(fd, &select_inset));
532 return TRUE;
533 }
534
535 /* The timeout is implemented using select(), and we loop to cover select()
536 getting interrupted, and the possibility of select() returning with a positive
537 result but no ready descriptor. Is this in fact possible?
538
539 Arguments:
540   sock        the socket
541   buffer      to read into
542   bufsize     the buffer size
543   timeout     the timeout
544
545 Returns:      > 0 => that much data read
546               <= 0 on error or EOF; errno set - zero for EOF
547 */
548
549 int
550 ip_recv(int sock, uschar *buffer, int buffsize, int timeout)
551 {
552 int rc;
553
554 if (!fd_ready(sock, timeout))
555   return -1;
556
557 /* The socket is ready, read from it (via TLS if it's active). On EOF (i.e.
558 close down of the connection), set errno to zero; otherwise leave it alone. */
559
560 #ifdef SUPPORT_TLS
561 if (tls_out.active == sock)
562   rc = tls_read(FALSE, buffer, buffsize);
563 else if (tls_in.active == sock)
564   rc = tls_read(TRUE, buffer, buffsize);
565 else
566 #endif
567   rc = recv(sock, buffer, buffsize, 0);
568
569 if (rc > 0) return rc;
570 if (rc == 0) errno = 0;
571 return -1;
572 }
573
574
575
576
577 /*************************************************
578 *    Lookup address family of potential socket   *
579 *************************************************/
580
581 /* Given a file-descriptor, check to see if it's a socket and, if so,
582 return the address family; detects IPv4 vs IPv6.  If not a socket then
583 return -1.
584
585 The value 0 is typically AF_UNSPEC, which should not be seen on a connected
586 fd.  If the return is -1, the errno will be from getsockname(); probably
587 ENOTSOCK or ECONNRESET.
588
589 Arguments:     socket-or-not fd
590 Returns:       address family or -1
591 */
592
593 int
594 ip_get_address_family(int fd)
595 {
596 struct sockaddr_storage ss;
597 socklen_t sslen = sizeof(ss);
598
599 if (getsockname(fd, (struct sockaddr *) &ss, &sslen) < 0)
600   return -1;
601
602 return (int) ss.ss_family;
603 }
604
605
606
607
608 /*************************************************
609 *       Lookup DSCP settings for a socket        *
610 *************************************************/
611
612 struct dscp_name_tableentry {
613   const uschar *name;
614   int value;
615 };
616 /* Keep both of these tables sorted! */
617 static struct dscp_name_tableentry dscp_table[] = {
618 #ifdef IPTOS_DSCP_AF11
619     { CUS"af11", IPTOS_DSCP_AF11 },
620     { CUS"af12", IPTOS_DSCP_AF12 },
621     { CUS"af13", IPTOS_DSCP_AF13 },
622     { CUS"af21", IPTOS_DSCP_AF21 },
623     { CUS"af22", IPTOS_DSCP_AF22 },
624     { CUS"af23", IPTOS_DSCP_AF23 },
625     { CUS"af31", IPTOS_DSCP_AF31 },
626     { CUS"af32", IPTOS_DSCP_AF32 },
627     { CUS"af33", IPTOS_DSCP_AF33 },
628     { CUS"af41", IPTOS_DSCP_AF41 },
629     { CUS"af42", IPTOS_DSCP_AF42 },
630     { CUS"af43", IPTOS_DSCP_AF43 },
631     { CUS"ef", IPTOS_DSCP_EF },
632 #endif
633 #ifdef IPTOS_LOWCOST
634     { CUS"lowcost", IPTOS_LOWCOST },
635 #endif
636     { CUS"lowdelay", IPTOS_LOWDELAY },
637 #ifdef IPTOS_MINCOST
638     { CUS"mincost", IPTOS_MINCOST },
639 #endif
640     { CUS"reliability", IPTOS_RELIABILITY },
641     { CUS"throughput", IPTOS_THROUGHPUT }
642 };
643 static int dscp_table_size =
644   sizeof(dscp_table) / sizeof(struct dscp_name_tableentry);
645
646 /* DSCP values change by protocol family, and so do the options used for
647 setsockopt(); this utility does all the lookups.  It takes an unexpanded
648 option string, expands it, strips off affix whitespace, then checks if it's
649 a number.  If all of what's left is a number, then that's how the option will
650 be parsed and success/failure is a range check.  If it's not all a number,
651 then it must be a supported keyword.
652
653 Arguments:
654   dscp_name   a string, so far unvalidated
655   af          address_family in use
656   level       setsockopt level to use
657   optname     setsockopt name to use
658   dscp_value  value for dscp_name
659
660 Returns: TRUE if okay to setsockopt(), else FALSE
661
662 *level and *optname may be set even if FALSE is returned
663 */
664
665 BOOL
666 dscp_lookup(const uschar *dscp_name, int af,
667     int *level, int *optname, int *dscp_value)
668 {
669 uschar *dscp_lookup, *p;
670 int first, last;
671 long rawlong;
672
673 if (af == AF_INET)
674   {
675   *level = IPPROTO_IP;
676   *optname = IP_TOS;
677   }
678 #if HAVE_IPV6 && defined(IPV6_TCLASS)
679 else if (af == AF_INET6)
680   {
681   *level = IPPROTO_IPV6;
682   *optname = IPV6_TCLASS;
683   }
684 #endif
685 else
686   {
687   DEBUG(D_transport)
688     debug_printf("Unhandled address family %d in dscp_lookup()\n", af);
689   return FALSE;
690   }
691 if (!dscp_name)
692   {
693   DEBUG(D_transport)
694     debug_printf("[empty DSCP]\n");
695   return FALSE;
696   }
697 dscp_lookup = expand_string(US dscp_name);
698 if (dscp_lookup == NULL || *dscp_lookup == '\0')
699   return FALSE;
700
701 p = dscp_lookup + Ustrlen(dscp_lookup) - 1;
702 while (isspace(*p)) *p-- = '\0';
703 while (isspace(*dscp_lookup) && dscp_lookup < p) dscp_lookup++;
704 if (*dscp_lookup == '\0')
705   return FALSE;
706
707 rawlong = Ustrtol(dscp_lookup, &p, 0);
708 if (p != dscp_lookup && *p == '\0')
709   {
710   /* We have six bits available, which will end up shifted to fit in 0xFC mask.
711   RFC 2597 defines the values unshifted. */
712   if (rawlong < 0 || rawlong > 0x3F)
713     {
714     DEBUG(D_transport)
715       debug_printf("DSCP value %ld out of range, ignored.\n", rawlong);
716     return FALSE;
717     }
718   *dscp_value = rawlong << 2;
719   return TRUE;
720   }
721
722 first = 0;
723 last = dscp_table_size;
724 while (last > first)
725   {
726   int middle = (first + last)/2;
727   int c = Ustrcmp(dscp_lookup, dscp_table[middle].name);
728   if (c == 0)
729     {
730     *dscp_value = dscp_table[middle].value;
731     return TRUE;
732     }
733   else if (c > 0)
734     first = middle + 1;
735   else
736     last = middle;
737   }
738 return FALSE;
739 }
740
741 void
742 dscp_list_to_stream(FILE *stream)
743 {
744 int i;
745 for (i=0; i < dscp_table_size; ++i)
746   fprintf(stream, "%s\n", dscp_table[i].name);
747 }
748
749
750 /* End of ip.c */
751 /* vi: aw ai sw=2
752 */