git.meshlink.io Git - meshlink/blob - src/meshlink++.h

   1 /*
   2     meshlink++.h -- MeshLink C++ API
   3     Copyright (C) 2014 Guus Sliepen <guus@meshlink.io>
   4
   5     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8     (at your option) any later version.
   9
  10     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13     GNU General Public License for more details.
  14
  15     You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16     with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17     51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18 */
  19
  20 #ifndef MESHLINKPP_H
  21 #define MESHLINKPP_H
  22
  23 #include <meshlink.h>
  24 #include <new> // for 'placement new'
  25
  26 namespace meshlink {
  27         class mesh;
  28         class node;
  29         class channel;
  30
  31         /// Severity of log messages generated by MeshLink.
  32         typedef meshlink_log_level_t log_level_t;
  33
  34         /// Code of most recent error encountered.
  35         typedef meshlink_errno_t errno_t;
  36
  37         /// A callback for receiving data from the mesh.
  38         /** @param mesh      A handle which represents an instance of MeshLink.
  39          *  @param source    A pointer to a meshlink::node describing the source of the data.
  40          *  @param data      A pointer to a buffer containing the data sent by the source.
  41          *  @param len       The length of the received data.
  42          */
  43         typedef void (*receive_cb_t)(mesh *mesh, node *source, const void *data, size_t len);
  44
  45         /// A callback reporting node status changes.
  46         /** @param mesh       A handle which represents an instance of MeshLink.
  47          *  @param node       A pointer to a meshlink::node describing the node whose status changed.
  48          *  @param reachable  True if the node is reachable, false otherwise.
  49          */
  50         typedef void (*node_status_cb_t)(mesh *mesh, node *node, bool reachable);
  51
  52         /// A callback for receiving log messages generated by MeshLink.
  53         /** @param mesh      A handle which represents an instance of MeshLink.
  54          *  @param level     An enum describing the severity level of the message.
  55          *  @param text      A pointer to a string containing the textual log message.
  56          */
  57         typedef void (*log_cb_t)(mesh *mesh, log_level_t level, const char *text);
  58
  59         /// A callback for accepting incoming channels.
  60         /** @param mesh         A handle which represents an instance of MeshLink.
  61          *  @param channel      A handle for the incoming channel.
  62          *  @param port         The port number the peer wishes to connect to.
  63          *  @param data         A pointer to a buffer containing data already received. (Not yet used.)
  64          *  @param len          The length of the data. (Not yet used.)
  65          *
  66          *  @return             This function should return true if the application accepts the incoming channel, false otherwise.
  67          *                      If returning false, the channel is invalid and may not be used anymore.
  68          */
  69         typedef bool (*channel_accept_cb_t)(mesh *mesh, channel *channel, uint16_t port, const void *data, size_t len);
  70
  71         /// A callback for receiving data from a channel.
  72         /** @param mesh         A handle which represents an instance of MeshLink.
  73          *  @param channel      A handle for the channel.
  74          *  @param data         A pointer to a buffer containing data sent by the source.
  75          *  @param len          The length of the data.
  76          */
  77         typedef void (*channel_receive_cb_t)(mesh *mesh, channel *channel, const void *data, size_t len);
  78
  79         /// A callback that is called when data can be send on a channel.
  80         /** @param mesh         A handle which represents an instance of MeshLink.
  81          *  @param channel      A handle for the channel.
  82          *  @param len          The maximum length of data that is guaranteed to be accepted by a call to channel_send().
  83          */
  84         typedef void (*channel_poll_cb_t)(mesh *mesh, channel *channel, size_t len);
  85
  86         /// A class describing a MeshLink node.
  87         class node: public meshlink_node_t {
  88         };
  89
  90         /// A class describing a MeshLink channel.
  91         class channel: public meshlink_channel_t {
  92         };
  93
  94         /// A class describing a MeshLink mesh.
  95         class mesh {
  96         public:
  97                 mesh() : handle(0) {}
  98
  99                 virtual ~mesh() {
 100                         this->close();
 101                 }
 102
 103                 bool isOpen() const {
 104                         return (handle!=0);
 105                 }
 106
 107 // TODO: please enable C++11 in autoconf to enable "move constructors":
 108 //              mesh(mesh&& other)
 109 //              : handle(other.handle)
 110 //              {
 111 //                      if(handle)
 112 //                              handle->priv = this;
 113 //                      other.handle = 0;
 114 //              }
 115
 116                 /// Initialize MeshLink's configuration directory.
 117                 /** This function causes MeshLink to initialize its configuration directory,
 118                  *  if it hasn't already been initialized.
 119                  *  It only has to be run the first time the application starts,
 120                  *  but it is not a problem if it is run more than once, as long as
 121                  *  the arguments given are the same.
 122                  *
 123                  *  This function does not start any network I/O yet. The application should
 124                  *  first set callbacks, and then call meshlink_start().
 125                  *
 126                  *  @param confbase The directory in which MeshLink will store its configuration files.
 127                  *  @param name     The name which this instance of the application will use in the mesh.
 128                  *  @param appname  The application name which will be used in the mesh.
 129                  *  @param dclass   The device class which will be used in the mesh.
 130                  *
 131                  *  @return         This function will return a pointer to a meshlink::mesh if MeshLink has succesfully set up its configuration files, NULL otherwise.
 132                  */
 133                 bool open(const char *confbase, const char *name, const char* appname, dev_class_t devclass) {
 134                         handle = meshlink_open(confbase, name, appname, devclass);
 135                         if(handle)
 136                                 handle->priv = this;
 137
 138                         return isOpen();
 139                 }
 140
 141                 mesh(const char *confbase, const char *name, const char* appname, dev_class_t devclass) {
 142                         open(confbase, name, appname, devclass);
 143                 }
 144
 145                 /// Close the MeshLink handle.
 146                 /** This function calls meshlink_stop() if necessary,
 147                  *  and frees all memory allocated by MeshLink.
 148                  *  Afterwards, the handle and any pointers to a struct meshlink_node are invalid.
 149                  */
 150                 void close() {
 151                         if(handle)
 152                                 meshlink_close(handle);
 153                         handle=0;
 154                 }
 155
 156                 /** instead of registerin callbacks you derive your own class and overwrite the following abstract member functions.
 157                  *  These functions are run in MeshLink's own thread.
 158                  *  It is therefore important that these functions use apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 159                  *  to hand the data over to the application's thread.
 160                  *  These functions should also not block itself and return as quickly as possible.
 161                  * The default member functions are no-ops, so you are not required to overwrite all these member functions
 162                  */
 163
 164                 /// This function is called whenever another node sends data to the local node.
 165                 virtual void receive(node* source, const void* data, size_t length) { /* do nothing */ }
 166
 167                 /// This functions is called  whenever another node's status changed.
 168                 virtual void node_status(node* peer, bool reachable)                { /* do nothing */ }
 169
 170                 /// This functions is called whenever MeshLink has some information to log.
 171                 virtual void log(log_level_t level, const char* message)            { /* do nothing */ }
 172
 173                 /// This functions is called whenever another node attemps to open a channel to the local node.
 174                 /**
 175                  *  If the channel is accepted, the poll_callback will be set to channel_poll and can be
 176                  *  changed using set_channel_poll_cb(). Likewise, the receive callback is set to
 177                  *  channel_receive().
 178                  *
 179                  *  The function is run in MeshLink's own thread.
 180                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 181                  *  to pass data to or from the application's thread.
 182                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 183                  *
 184                  *  @param channel      A handle for the incoming channel.
 185                  *  @param port         The port number the peer wishes to connect to.
 186                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data already received. (Not yet used.)
 187                  *  @param len          The length of the data. (Not yet used.)
 188                  *
 189                  *  @return             This function should return true if the application accepts the incoming channel, false otherwise.
 190                  *                      If returning false, the channel is invalid and may not be used anymore.
 191                  */
 192                 virtual bool channel_accept(channel *channel, uint16_t port, const void *data, size_t len)
 193                 {
 194                         /* by default reject all channels */
 195                         return false;
 196                 }
 197
 198                 /// This function is called by Meshlink for receiving data from a channel.
 199                 /**
 200                  *  The function is run in MeshLink's own thread.
 201                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 202                  *  to pass data to or from the application's thread.
 203                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 204                  *
 205                  *  @param channel      A handle for the channel.
 206                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data sent by the source.
 207                  *  @param len          The length of the data.
 208                  */
 209                 virtual void channel_receive(channel *channel, const void *data, size_t len) { /* do nothing */ }
 210
 211                 /// This function is called by Meshlink when data can be send on a channel.
 212                 /**
 213                  *  The function is run in MeshLink's own thread.
 214                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 215                  *  to pass data to or from the application's thread.
 216                  *
 217                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 218                  *  @param channel      A handle for the channel.
 219                  *  @param len          The maximum length of data that is guaranteed to be accepted by a call to channel_send().
 220                  */
 221                 virtual void channel_poll(channel *channel, size_t len) { /* do nothing */ }
 222
 223                 /// Start MeshLink.
 224                 /** This function causes MeshLink to open network sockets, make outgoing connections, and
 225                  *  create a new thread, which will handle all network I/O.
 226                  *
 227                  *  @return         This function will return true if MeshLink has succesfully started its thread, false otherwise.
 228                  */
 229                 bool start() {
 230                         meshlink_set_receive_cb       (handle, &receive_trampoline);
 231                         meshlink_set_node_status_cb   (handle, &node_status_trampoline);
 232                         meshlink_set_log_cb           (handle, MESHLINK_DEBUG, &log_trampoline);
 233                         meshlink_set_channel_accept_cb(handle, &channel_accept_trampoline);
 234                         return meshlink_start         (handle);
 235                 }
 236
 237                 /// Stop MeshLink.
 238                 /** This function causes MeshLink to disconnect from all other nodes,
 239                  *  close all sockets, and shut down its own thread.
 240                  */
 241                 void stop() {
 242                         meshlink_stop(handle);
 243                 }
 244
 245                 /// Send data to another node.
 246                 /** This functions sends one packet of data to another node in the mesh.
 247                  *  The packet is sent using UDP semantics, which means that
 248                  *  the packet is sent as one unit and is received as one unit,
 249                  *  and that there is no guarantee that the packet will arrive at the destination.
 250                  *  The application should take care of getting an acknowledgement and retransmission if necessary.
 251                  *
 252                  *  @param destination  A pointer to a meshlink::node describing the destination for the data.
 253                  *  @param data         A pointer to a buffer containing the data to be sent to the source.
 254                  *  @param len          The length of the data.
 255                  *  @return             This function will return true if MeshLink has queued the message for transmission, and false otherwise.
 256                  *                      A return value of true does not guarantee that the message will actually arrive at the destination.
 257                  */
 258                 bool send(node *destination, const void *data, unsigned int len) {
 259                         return meshlink_send(handle, destination, data, len);
 260                 }
 261
 262                 /// Get a handle for a specific node.
 263                 /** This function returns a handle for the node with the given name.
 264                  *
 265                  *  @param name         The name of the node for which a handle is requested.
 266                  *
 267                  *  @return             A pointer to a meshlink::node which represents the requested node,
 268                  *                      or NULL if the requested node does not exist.
 269                  */
 270                 node *get_node(const char *name) {
 271                         return (node *)meshlink_get_node(handle, name);
 272                 }
 273
 274                 /// Get a list of all nodes.
 275                 /** This function returns a list with handles for all known nodes.
 276                  *
 277                  *  @param nodes        A pointer to an array of pointers to meshlink::node, which should be allocated by the application.
 278                  *  @param nmemb        The maximum number of pointers that can be stored in the nodes array.
 279                  *
 280                  *  @return             The number of known nodes, or -1 in case of an error.
 281                  *                      This can be larger than nmemb, in which case not all nodes were stored in the nodes array.
 282                  */
 283                 node **get_all_nodes(node **nodes, size_t *nmemb) {
 284                         return (node **)meshlink_get_all_nodes(handle, (meshlink_node_t **)nodes, nmemb);
 285                 }
 286
 287                 /// Sign data using the local node's MeshLink key.
 288                 /** This function signs data using the local node's MeshLink key.
 289                  *  The generated signature can be securely verified by other nodes.
 290                  *
 291                  *  @param data         A pointer to a buffer containing the data to be signed.
 292                  *  @param len          The length of the data to be signed.
 293                  *  @param signature    A pointer to a buffer where the signature will be stored.
 294                  *  @param siglen       The size of the signature buffer. Will be changed after the call to match the size of the signature itself.
 295                  *
 296                  *  @return             This function returns true if the signature is valid, false otherwise.
 297                  */
 298                 bool sign(const void *data, size_t len, void *signature, size_t *siglen) {
 299                         return meshlink_sign(handle, data, len, signature, siglen);
 300                 }
 301
 302                 /// Verify the signature generated by another node of a piece of data.
 303                 /** This function verifies the signature that another node generated for a piece of data.
 304                  *
 305                  *  @param source       A pointer to a meshlink_node_t describing the source of the signature.
 306                  *  @param data         A pointer to a buffer containing the data to be verified.
 307                  *  @param len          The length of the data to be verified.
 308                  *  @param signature    A pointer to a string containing the signature.
 309                  *  @param siglen       The size of the signature.
 310                  *
 311                  *  @return             This function returns true if the signature is valid, false otherwise.
 312                  */
 313                 bool verify(node *source, const void *data, size_t len, const void *signature, size_t siglen) {
 314                         return meshlink_verify(handle, source, data, len, signature, siglen);
 315                 }
 316
 317                 /// Add an Address for the local node.
 318                 /** This function adds an Address for the local node, which will be used for invitation URLs.
 319                  *
 320                  *  @param address      A string containing the address, which can be either in numeric format or a hostname.
 321                  *
 322                  *  @return             This function returns true if the address was added, false otherwise.
 323                  */
 324                 bool add_address(const char *address) {
 325                         return meshlink_add_address(handle, address);
 326                 }
 327
 328                 /// Invite another node into the mesh.
 329                 /** This function generates an invitation that can be used by another node to join the same mesh as the local node.
 330                  *  The generated invitation is a string containing a URL.
 331                  *  This URL should be passed by the application to the invitee in a way that no eavesdroppers can see the URL.
 332                  *  The URL can only be used once, after the user has joined the mesh the URL is no longer valid.
 333                  *
 334                  *  @param name         The name that the invitee will use in the mesh.
 335                  *
 336                  *  @return             This function returns a string that contains the invitation URL.
 337                  *                      The application should call free() after it has finished using the URL.
 338                  */
 339                 char *invite(const char *name) {
 340                         return meshlink_invite(handle, name);
 341                 }
 342
 343                 /// Use an invitation to join a mesh.
 344                 /** This function allows the local node to join an existing mesh using an invitation URL generated by another node.
 345                  *  An invitation can only be used if the local node has never connected to other nodes before.
 346                  *  After a succesfully accepted invitation, the name of the local node may have changed.
 347                  *
 348                  *  @param invitation   A string containing the invitation URL.
 349                  *
 350                  *  @return             This function returns true if the local node joined the mesh it was invited to, false otherwise.
 351                  */
 352                 bool join(const char *invitation) {
 353                         return meshlink_join(handle, invitation);
 354                 }
 355
 356                 /// Export the local node's key and addresses.
 357                 /** This function generates a string that contains the local node's public key and one or more IP addresses.
 358                  *  The application can pass it in some way to another node, which can then import it,
 359                  *  granting the local node access to the other node's mesh.
 360                  *
 361                  *  @return             This function returns a string that contains the exported key and addresses.
 362                  *                      The application should call free() after it has finished using this string.
 363                  */
 364                 char *export_key() {
 365                         return meshlink_export(handle);
 366                 }
 367
 368                 /// Import another node's key and addresses.
 369                 /** This function accepts a string containing the exported public key and addresses of another node.
 370                  *  By importing this data, the local node grants the other node access to its mesh.
 371                  *
 372                  *  @param data         A string containing the other node's exported key and addresses.
 373                  *
 374                  *  @return             This function returns true if the data was valid and the other node has been granted access to the mesh, false otherwise.
 375                  */
 376                 bool import_key(const char *data) {
 377                         return meshlink_import(handle, data);
 378                 }
 379
 380                 /// Blacklist a node from the mesh.
 381                 /** This function causes the local node to blacklist another node.
 382                  *  The local node will drop any existing connections to that node,
 383                  *  and will not send data to it nor accept any data received from it any more.
 384                  *
 385                  *  @param node         A pointer to a meshlink::node describing the node to be blacklisted.
 386                  */
 387                 void blacklist(node *node) {
 388                         return meshlink_blacklist(handle, node);
 389                 }
 390
 391                 /// Set the poll callback.
 392                 /** This functions sets the callback that is called whenever data can be sent to another node.
 393                  *  The callback is run in MeshLink's own thread.
 394                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 395                  *  to pass data to or from the application's thread.
 396                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 397                  *
 398                  *  @param channel   A handle for the channel.
 399                  *  @param cb        A pointer to the function which will be called when data can be sent to another node.
 400                  *                   If a NULL pointer is given, the callback will be disabled.
 401                  */
 402                 void set_channel_poll_cb(channel *channel, channel_poll_cb_t cb) {
 403                         meshlink_set_channel_poll_cb(handle, channel, (meshlink_channel_poll_cb_t)cb);
 404                 }
 405
 406                 /// Open a reliable stream channel to another node.
 407                 /** This function is called whenever a remote node wants to open a channel to the local node.
 408                  *  The application then has to decide whether to accept or reject this channel.
 409                  *
 410                  *  This function sets the channel poll callback to channel_poll_trampoline, which in turn
 411                  *  calls channel_poll. To set a differnt, channel-specific poll callback, use set_channel_poll_cb.
 412                  *
 413                  *  @param node         The node to which this channel is being initiated.
 414                  *  @param port         The port number the peer wishes to connect to.
 415                  *  @param cb           A pointer to the function which will be called when the remote node sends data to the local node.
 416                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data to already queue for sending.
 417                  *  @param len          The length of the data.
 418                  *
 419                  *  @return             A handle for the channel, or NULL in case of an error.
 420                  */
 421                 channel *channel_open(node *node, uint16_t port, channel_receive_cb_t cb, const void *data, size_t len) {
 422                         channel *ch = (channel *)meshlink_channel_open(handle, node, port, (meshlink_channel_receive_cb_t)cb, data, len);
 423                         meshlink_set_channel_poll_cb(handle, ch, &channel_poll_trampoline);
 424                         return ch;
 425                 }
 426
 427                 /**
 428                  * @override
 429                  * Sets channel_receive_trampoline as cb, which in turn calls this->channel_receive( ... ).
 430                  */
 431                 channel *channel_open(node *node, uint16_t port, const void *data, size_t len) {
 432                         channel *ch = (channel *)meshlink_channel_open(handle, node, port, &channel_receive_trampoline, data, len);
 433                         meshlink_set_channel_poll_cb(handle, ch, &channel_poll_trampoline);
 434                         return ch;
 435                 }
 436
 437                 /// Partially close a reliable stream channel.
 438                 /** This shuts down the read or write side of a channel, or both, without closing the handle.
 439                  *  It can be used to inform the remote node that the local node has finished sending all data on the channel,
 440                  *  but still allows waiting for incoming data from the remote node.
 441                  *
 442                  *  @param channel      A handle for the channel.
 443                  *  @param direction    Must be one of SHUT_RD, SHUT_WR or SHUT_RDWR.
 444                  */
 445                 void channel_shutdown(channel *channel, int direction) {
 446                         return meshlink_channel_shutdown(handle, channel, direction);
 447                 }
 448
 449                 /// Close a reliable stream channel.
 450                 /** This informs the remote node that the local node has finished sending all data on the channel.
 451                  *  It also causes the local node to stop accepting incoming data from the remote node.
 452                  *  Afterwards, the channel handle is invalid and must not be used any more.
 453                  *
 454                  *  @param channel      A handle for the channel.
 455                  */
 456                 void channel_close(meshlink_channel_t *channel) {
 457                         return meshlink_channel_close(handle, channel);
 458                 }
 459
 460                 /// Transmit data on a channel
 461                 /** This queues data to send to the remote node.
 462                  *
 463                  *  @param channel      A handle for the channel.
 464                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data sent by the source.
 465                  *  @param len          The length of the data.
 466                  *
 467                  *  @return             The amount of data that was queued, which can be less than len, or a negative value in case of an error.
 468                  */
 469                 ssize_t channel_send(channel *channel, void *data, size_t len) {
 470                         return meshlink_channel_send(handle, channel, data, len);
 471                 }
 472
 473         private:
 474                 // non-copyable:
 475                 mesh(const mesh&) /* TODO: C++11: = delete */;
 476                 void operator=(const mesh&) /* TODO: C++11: = delete */ ;
 477
 478                 /// static callback trampolines:
 479                 static void receive_trampoline(meshlink_handle_t* handle, meshlink_node_t* source, const void* data, size_t length)
 480                 {
 481                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 482                         that->receive(static_cast<node*>(source), data, length);
 483                 }
 484
 485                 static void node_status_trampoline(meshlink_handle_t* handle, meshlink_node_t* peer, bool reachable)
 486                 {
 487                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 488                         that->node_status(static_cast<node*>(peer), reachable);
 489                 }
 490
 491                 static void log_trampoline(meshlink_handle_t* handle, log_level_t level, const char* message)
 492                 {
 493                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 494                         that->log(level, message);
 495                 }
 496
 497                 static bool channel_accept_trampoline(meshlink_handle_t *handle, meshlink_channel *channel, uint16_t port, const void *data, size_t len)
 498                 {
 499                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 500                         bool accepted = that->channel_accept(static_cast<meshlink::channel*>(channel), port, data, len);
 501                         if (accepted)
 502                         {
 503                                 meshlink_set_channel_receive_cb(handle, channel, &channel_receive_trampoline);
 504                                 meshlink_set_channel_poll_cb(handle, channel, &channel_poll_trampoline);
 505                         }
 506                         return accepted;
 507                 }
 508
 509                 static void channel_receive_trampoline(meshlink_handle_t *handle, meshlink_channel *channel, const void* data, size_t len)
 510                 {
 511                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 512                         that->channel_receive(static_cast<meshlink::channel*>(channel), data, len);
 513                 }
 514
 515                 static void channel_poll_trampoline(meshlink_handle_t *handle, meshlink_channel *channel, size_t len)
 516                 {
 517                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 518                         that->channel_poll(static_cast<meshlink::channel*>(channel), len);
 519                 }
 520
 521                 meshlink_handle_t* handle;
 522         };
 523
 524         static const char *strerror(errno_t err = meshlink_errno) {
 525                 return meshlink_strerror(err);
 526         }
 527
 528 }
 529
 530 #endif // MESHLINKPP_H