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                  *  The function is run in MeshLink's own thread.
 176                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 177                  *  to pass data to or from the application's thread.
 178                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 179                  *
 180                  *  @param channel      A handle for the incoming channel.
 181                  *  @param port         The port number the peer wishes to connect to.
 182                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data already received. (Not yet used.)
 183                  *  @param len          The length of the data. (Not yet used.)
 184                  *
 185                  *  @return             This function should return true if the application accepts the incoming channel, false otherwise.
 186                  *                      If returning false, the channel is invalid and may not be used anymore.
 187                  */
 188                 virtual bool channel_accept(channel *channel, uint16_t port, const void *data, size_t len)
 189                 {
 190                         /* by default reject all channels */
 191                         return false;
 192                 }
 193
 194                 /// This function is called by Meshlink for receiving data from a channel.
 195                 /**
 196                  *  The function is run in MeshLink's own thread.
 197                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 198                  *  to pass data to or from the application's thread.
 199                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 200                  *
 201                  *  @param channel      A handle for the channel.
 202                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data sent by the source.
 203                  *  @param len          The length of the data.
 204                  */
 205                 virtual void channel_receive(channel *channel, const void *data, size_t len) { /* do nothing */ }
 206
 207                 /// This function is called by Meshlink when data can be send on a channel.
 208                 /**
 209                  *  The function is run in MeshLink's own thread.
 210                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 211                  *  to pass data to or from the application's thread.
 212                  *
 213                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 214                  *  @param channel      A handle for the channel.
 215                  *  @param len          The maximum length of data that is guaranteed to be accepted by a call to channel_send().
 216                  */
 217                 virtual void channel_poll(channel *channel, size_t len) { /* do nothing */ }
 218
 219                 /// Start MeshLink.
 220                 /** This function causes MeshLink to open network sockets, make outgoing connections, and
 221                  *  create a new thread, which will handle all network I/O.
 222                  *
 223                  *  @return         This function will return true if MeshLink has succesfully started its thread, false otherwise.
 224                  */
 225                 bool start() {
 226                         meshlink_set_receive_cb       (handle, &receive_trampoline);
 227                         meshlink_set_node_status_cb   (handle, &node_status_trampoline);
 228                         meshlink_set_log_cb           (handle, MESHLINK_DEBUG, &log_trampoline);
 229                         meshlink_set_channel_accept_cb(handle, &channel_accept_trampoline);
 230                         return meshlink_start         (handle);
 231                 }
 232
 233                 /// Stop MeshLink.
 234                 /** This function causes MeshLink to disconnect from all other nodes,
 235                  *  close all sockets, and shut down its own thread.
 236                  */
 237                 void stop() {
 238                         meshlink_stop(handle);
 239                 }
 240
 241                 /// Send data to another node.
 242                 /** This functions sends one packet of data to another node in the mesh.
 243                  *  The packet is sent using UDP semantics, which means that
 244                  *  the packet is sent as one unit and is received as one unit,
 245                  *  and that there is no guarantee that the packet will arrive at the destination.
 246                  *  The application should take care of getting an acknowledgement and retransmission if necessary.
 247                  *
 248                  *  @param destination  A pointer to a meshlink::node describing the destination for the data.
 249                  *  @param data         A pointer to a buffer containing the data to be sent to the source.
 250                  *  @param len          The length of the data.
 251                  *  @return             This function will return true if MeshLink has queued the message for transmission, and false otherwise.
 252                  *                      A return value of true does not guarantee that the message will actually arrive at the destination.
 253                  */
 254                 bool send(node *destination, const void *data, unsigned int len) {
 255                         return meshlink_send(handle, destination, data, len);
 256                 }
 257
 258                 /// Get a handle for a specific node.
 259                 /** This function returns a handle for the node with the given name.
 260                  *
 261                  *  @param name         The name of the node for which a handle is requested.
 262                  *
 263                  *  @return             A pointer to a meshlink::node which represents the requested node,
 264                  *                      or NULL if the requested node does not exist.
 265                  */
 266                 node *get_node(const char *name) {
 267                         return (node *)meshlink_get_node(handle, name);
 268                 }
 269
 270                 /// Get a list of all nodes.
 271                 /** This function returns a list with handles for all known nodes.
 272                  *
 273                  *  @param nodes        A pointer to an array of pointers to meshlink::node, which should be allocated by the application.
 274                  *  @param nmemb        The maximum number of pointers that can be stored in the nodes array.
 275                  *
 276                  *  @return             The number of known nodes, or -1 in case of an error.
 277                  *                      This can be larger than nmemb, in which case not all nodes were stored in the nodes array.
 278                  */
 279                 node **get_all_nodes(node **nodes, size_t *nmemb) {
 280                         return (node **)meshlink_get_all_nodes(handle, (meshlink_node_t **)nodes, nmemb);
 281                 }
 282
 283                 /// Sign data using the local node's MeshLink key.
 284                 /** This function signs data using the local node's MeshLink key.
 285                  *  The generated signature can be securely verified by other nodes.
 286                  *
 287                  *  @param data         A pointer to a buffer containing the data to be signed.
 288                  *  @param len          The length of the data to be signed.
 289                  *  @param signature    A pointer to a buffer where the signature will be stored.
 290                  *  @param siglen       The size of the signature buffer. Will be changed after the call to match the size of the signature itself.
 291                  *
 292                  *  @return             This function returns true if the signature is valid, false otherwise.
 293                  */
 294                 bool sign(const void *data, size_t len, void *signature, size_t *siglen) {
 295                         return meshlink_sign(handle, data, len, signature, siglen);
 296                 }
 297
 298                 /// Verify the signature generated by another node of a piece of data.
 299                 /** This function verifies the signature that another node generated for a piece of data.
 300                  *
 301                  *  @param source       A pointer to a meshlink_node_t describing the source of the signature.
 302                  *  @param data         A pointer to a buffer containing the data to be verified.
 303                  *  @param len          The length of the data to be verified.
 304                  *  @param signature    A pointer to a string containing the signature.
 305                  *  @param siglen       The size of the signature.
 306                  *
 307                  *  @return             This function returns true if the signature is valid, false otherwise.
 308                  */
 309                 bool verify(node *source, const void *data, size_t len, const void *signature, size_t siglen) {
 310                         return meshlink_verify(handle, source, data, len, signature, siglen);
 311                 }
 312
 313                 /// Add an Address for the local node.
 314                 /** This function adds an Address for the local node, which will be used for invitation URLs.
 315                  *
 316                  *  @param address      A string containing the address, which can be either in numeric format or a hostname.
 317                  *
 318                  *  @return             This function returns true if the address was added, false otherwise.
 319                  */
 320                 bool add_address(const char *address) {
 321                         return meshlink_add_address(handle, address);
 322                 }
 323
 324                 /// Invite another node into the mesh.
 325                 /** This function generates an invitation that can be used by another node to join the same mesh as the local node.
 326                  *  The generated invitation is a string containing a URL.
 327                  *  This URL should be passed by the application to the invitee in a way that no eavesdroppers can see the URL.
 328                  *  The URL can only be used once, after the user has joined the mesh the URL is no longer valid.
 329                  *
 330                  *  @param name         The name that the invitee will use in the mesh.
 331                  *
 332                  *  @return             This function returns a string that contains the invitation URL.
 333                  *                      The application should call free() after it has finished using the URL.
 334                  */
 335                 char *invite(const char *name) {
 336                         return meshlink_invite(handle, name);
 337                 }
 338
 339                 /// Use an invitation to join a mesh.
 340                 /** This function allows the local node to join an existing mesh using an invitation URL generated by another node.
 341                  *  An invitation can only be used if the local node has never connected to other nodes before.
 342                  *  After a succesfully accepted invitation, the name of the local node may have changed.
 343                  *
 344                  *  @param invitation   A string containing the invitation URL.
 345                  *
 346                  *  @return             This function returns true if the local node joined the mesh it was invited to, false otherwise.
 347                  */
 348                 bool join(const char *invitation) {
 349                         return meshlink_join(handle, invitation);
 350                 }
 351
 352                 /// Export the local node's key and addresses.
 353                 /** This function generates a string that contains the local node's public key and one or more IP addresses.
 354                  *  The application can pass it in some way to another node, which can then import it,
 355                  *  granting the local node access to the other node's mesh.
 356                  *
 357                  *  @return             This function returns a string that contains the exported key and addresses.
 358                  *                      The application should call free() after it has finished using this string.
 359                  */
 360                 char *export_key() {
 361                         return meshlink_export(handle);
 362                 }
 363
 364                 /// Import another node's key and addresses.
 365                 /** This function accepts a string containing the exported public key and addresses of another node.
 366                  *  By importing this data, the local node grants the other node access to its mesh.
 367                  *
 368                  *  @param data         A string containing the other node's exported key and addresses.
 369                  *
 370                  *  @return             This function returns true if the data was valid and the other node has been granted access to the mesh, false otherwise.
 371                  */
 372                 bool import_key(const char *data) {
 373                         return meshlink_import(handle, data);
 374                 }
 375
 376                 /// Blacklist a node from the mesh.
 377                 /** This function causes the local node to blacklist another node.
 378                  *  The local node will drop any existing connections to that node,
 379                  *  and will not send data to it nor accept any data received from it any more.
 380                  *
 381                  *  @param node         A pointer to a meshlink::node describing the node to be blacklisted.
 382                  */
 383                 void blacklist(node *node) {
 384                         return meshlink_blacklist(handle, node);
 385                 }
 386
 387                 /// Set the poll callback.
 388                 /** This functions sets the callback that is called whenever data can be sent to another node.
 389                  *  The callback is run in MeshLink's own thread.
 390                  *  It is therefore important that the callback uses apprioriate methods (queues, pipes, locking, etc.)
 391                  *  to pass data to or from the application's thread.
 392                  *  The callback should also not block itself and return as quickly as possible.
 393                  *
 394                  *  @param channel   A handle for the channel.
 395                  *  @param cb        A pointer to the function which will be called when data can be sent to another node.
 396                  *                   If a NULL pointer is given, the callback will be disabled.
 397                  */
 398                 void set_channel_poll_cb(channel *channel, channel_poll_cb_t cb) {
 399                         meshlink_set_channel_poll_cb(handle, channel, (meshlink_channel_poll_cb_t)cb);
 400                 }
 401
 402                 /// Open a reliable stream channel to another node.
 403                 /** This function is called whenever a remote node wants to open a channel to the local node.
 404                  *  The application then has to decide whether to accept or reject this channel.
 405                  *
 406                  *  This function sets the channel poll callback to channel_poll_trampoline, which in turn
 407                  *  calls channel_poll. To set a differnt, channel-specific poll callback, use set_channel_poll_cb.
 408                  *
 409                  *  @param node         The node to which this channel is being initiated.
 410                  *  @param port         The port number the peer wishes to connect to.
 411                  *  @param cb           A pointer to the function which will be called when the remote node sends data to the local node.
 412                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data to already queue for sending.
 413                  *  @param len          The length of the data.
 414                  *
 415                  *  @return             A handle for the channel, or NULL in case of an error.
 416                  */
 417                 channel *channel_open(node *node, uint16_t port, channel_receive_cb_t cb, const void *data, size_t len) {
 418                         channel *ch = (channel *)meshlink_channel_open(handle, node, port, (meshlink_channel_receive_cb_t)cb, data, len);
 419                         meshlink_set_channel_poll_cb(handle, ch, &channel_poll_trampoline);
 420                         return ch;
 421                 }
 422
 423                 /**
 424                  * @override
 425                  * Sets channel_receive_trampoline as cb, which in turn calls this->channel_receive( ... ).
 426                  */
 427                 channel *channel_open(node *node, uint16_t port, const void *data, size_t len) {
 428                         channel *ch = (channel *)meshlink_channel_open(handle, node, port, &channel_receive_trampoline, data, len);
 429                         meshlink_set_channel_poll_cb(handle, ch, &channel_poll_trampoline);
 430                         return ch;
 431                 }
 432
 433                 /// Partially close a reliable stream channel.
 434                 /** This shuts down the read or write side of a channel, or both, without closing the handle.
 435                  *  It can be used to inform the remote node that the local node has finished sending all data on the channel,
 436                  *  but still allows waiting for incoming data from the remote node.
 437                  *
 438                  *  @param channel      A handle for the channel.
 439                  *  @param direction    Must be one of SHUT_RD, SHUT_WR or SHUT_RDWR.
 440                  */
 441                 void channel_shutdown(channel *channel, int direction) {
 442                         return meshlink_channel_shutdown(handle, channel, direction);
 443                 }
 444
 445                 /// Close a reliable stream channel.
 446                 /** This informs the remote node that the local node has finished sending all data on the channel.
 447                  *  It also causes the local node to stop accepting incoming data from the remote node.
 448                  *  Afterwards, the channel handle is invalid and must not be used any more.
 449                  *
 450                  *  @param channel      A handle for the channel.
 451                  */
 452                 void channel_close(meshlink_channel_t *channel) {
 453                         return meshlink_channel_close(handle, channel);
 454                 }
 455
 456                 /// Transmit data on a channel
 457                 /** This queues data to send to the remote node.
 458                  *
 459                  *  @param channel      A handle for the channel.
 460                  *  @param data         A pointer to a buffer containing data sent by the source.
 461                  *  @param len          The length of the data.
 462                  *
 463                  *  @return             The amount of data that was queued, which can be less than len, or a negative value in case of an error.
 464                  */
 465                 ssize_t channel_send(channel *channel, void *data, size_t len) {
 466                         return meshlink_channel_send(handle, channel, data, len);
 467                 }
 468
 469         private:
 470                 // non-copyable:
 471                 mesh(const mesh&) /* TODO: C++11: = delete */;
 472                 void operator=(const mesh&) /* TODO: C++11: = delete */ ;
 473
 474                 /// static callback trampolines:
 475                 static void receive_trampoline(meshlink_handle_t* handle, meshlink_node_t* source, const void* data, size_t length)
 476                 {
 477                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 478                         that->receive(static_cast<node*>(source), data, length);
 479                 }
 480
 481                 static void node_status_trampoline(meshlink_handle_t* handle, meshlink_node_t* peer, bool reachable)
 482                 {
 483                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 484                         that->node_status(static_cast<node*>(peer), reachable);
 485                 }
 486
 487                 static void log_trampoline(meshlink_handle_t* handle, log_level_t level, const char* message)
 488                 {
 489                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 490                         that->log(level, message);
 491                 }
 492
 493                 static bool channel_accept_trampoline(meshlink_handle_t *handle, meshlink_channel *channel, uint16_t port, const void *data, size_t len)
 494                 {
 495                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 496                         bool accepted = that->channel_accept(static_cast<meshlink::channel*>(channel), port, data, len);
 497                         if (accepted)
 498                         {
 499                                 meshlink_set_channel_poll_cb(handle, channel, &channel_poll_trampoline);
 500                         }
 501                         return accepted;
 502                 }
 503
 504                 static void channel_receive_trampoline(meshlink_handle_t *handle, meshlink_channel *channel, const void* data, size_t len)
 505                 {
 506                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 507                         that->channel_receive(static_cast<meshlink::channel*>(channel), data, len);
 508                 }
 509
 510                 static void channel_poll_trampoline(meshlink_handle_t *handle, meshlink_channel *channel, size_t len)
 511                 {
 512                         meshlink::mesh* that = static_cast<mesh*>(handle->priv);
 513                         that->channel_poll(static_cast<meshlink::channel*>(channel), len);
 514                 }
 515
 516                 meshlink_handle_t* handle;
 517         };
 518
 519         static const char *strerror(errno_t err = meshlink_errno) {
 520                 return meshlink_strerror(err);
 521         }
 522
 523 }
 524
 525 #endif // MESHLINKPP_H