]> git.meshlink.io Git - utcp/blobdiff - utcp.c
Handle channel closure during a receive callback when the ringbuffer wraps.
[utcp] / utcp.c
diff --git a/utcp.c b/utcp.c
index 6aa985f72701ee2eb0f6e4f1a3f9497cc6ddedd0..04d2b194c20f193aa44f2d4006b9afc1bd356b29 100644 (file)
--- a/utcp.c
+++ b/utcp.c
 #undef poll
 #endif
 
+#ifndef UTCP_CLOCK
+#if defined(CLOCK_MONOTONIC_RAW) && defined(__x86_64__)
+#define UTCP_CLOCK CLOCK_MONOTONIC_RAW
+#else
+#define UTCP_CLOCK CLOCK_MONOTONIC
+#endif
+#endif
+
 static void timespec_sub(const struct timespec *a, const struct timespec *b, struct timespec *r) {
        r->tv_sec = a->tv_sec - b->tv_sec;
        r->tv_nsec = a->tv_nsec - b->tv_nsec;
@@ -53,8 +61,7 @@ static void timespec_sub(const struct timespec *a, const struct timespec *b, str
 }
 
 static int32_t timespec_diff_usec(const struct timespec *a, const struct timespec *b) {
-       int64_t diff = (a->tv_sec - b->tv_sec) * 1000000000 + a->tv_sec - b->tv_sec;
-       return diff / 1000;
+       return (a->tv_sec - b->tv_sec) * 1000000 + (a->tv_nsec - b->tv_nsec) / 1000;
 }
 
 static bool timespec_lt(const struct timespec *a, const struct timespec *b) {
@@ -67,6 +74,7 @@ static bool timespec_lt(const struct timespec *a, const struct timespec *b) {
 
 static void timespec_clear(struct timespec *a) {
        a->tv_sec = 0;
+       a->tv_nsec = 0;
 }
 
 static bool timespec_isset(const struct timespec *a) {
@@ -90,14 +98,6 @@ static inline size_t max(size_t a, size_t b) {
 #define UTCP_DEBUG_DATALEN 20
 #endif
 
-#ifndef UTCP_CLOCK
-#if defined(CLOCK_MONOTONIC_RAW) && defined(__x86_64__)
-#define UTCP_CLOCK CLOCK_MONOTONIC_RAW
-#else
-#define UTCP_CLOCK CLOCK_MONOTONIC
-#endif
-#endif
-
 static void debug(struct utcp_connection *c, const char *format, ...) {
        struct timespec tv;
        char buf[1024];
@@ -145,12 +145,13 @@ static void print_packet(struct utcp_connection *c, const char *dir, const void
 
        *p = 0;
 
-       debug(c, "%s: len %lu src %u dst %u seq %u ack %u wnd %u aux %x ctl %s%s%s%s data %s\n",
+       debug(c, "%s: len %lu src %u dst %u seq %u ack %u wnd %u aux %x ctl %s%s%s%s%s data %s\n",
              dir, (unsigned long)len, hdr.src, hdr.dst, hdr.seq, hdr.ack, hdr.wnd, hdr.aux,
              hdr.ctl & SYN ? "SYN" : "",
              hdr.ctl & RST ? "RST" : "",
              hdr.ctl & FIN ? "FIN" : "",
              hdr.ctl & ACK ? "ACK" : "",
+             hdr.ctl & MF ? "MF" : "",
              str
             );
 }
@@ -220,7 +221,7 @@ static bool buffer_resize(struct buffer *buf, uint32_t newsize) {
                // [345.........|........012]
                uint32_t tailsize = buf->size - buf->offset;
                uint32_t newoffset = newsize - tailsize;
-               memmove(buf + newoffset, buf + buf->offset, tailsize);
+               memmove(buf->data + newoffset, buf->data + buf->offset, tailsize);
                buf->offset = newoffset;
        }
 
@@ -267,7 +268,7 @@ static ssize_t buffer_put_at(struct buffer *buf, size_t offset, const void *data
 
        uint32_t realoffset = buf->offset + offset;
 
-       if(buf->size - buf->offset < offset) {
+       if(buf->size - buf->offset <= offset) {
                // The offset wrapped
                realoffset -= buf->size;
        }
@@ -304,7 +305,7 @@ static ssize_t buffer_copy(struct buffer *buf, void *data, size_t offset, size_t
 
        uint32_t realoffset = buf->offset + offset;
 
-       if(buf->size - buf->offset < offset) {
+       if(buf->size - buf->offset <= offset) {
                // The offset wrapped
                realoffset -= buf->size;
        }
@@ -320,22 +321,79 @@ static ssize_t buffer_copy(struct buffer *buf, void *data, size_t offset, size_t
        return len;
 }
 
+// Copy data from the buffer without removing it.
+static ssize_t buffer_call(struct utcp_connection *c, struct buffer *buf, size_t offset, size_t len) {
+       if(!c->recv) {
+               return len;
+       }
+
+       // Ensure we don't copy more than is actually stored in the buffer
+       if(offset >= buf->used) {
+               return 0;
+       }
+
+       if(buf->used - offset < len) {
+               len = buf->used - offset;
+       }
+
+       uint32_t realoffset = buf->offset + offset;
+
+       if(buf->size - buf->offset <= offset) {
+               // The offset wrapped
+               realoffset -= buf->size;
+       }
+
+       if(buf->size - realoffset < len) {
+               // The data is wrapped
+               ssize_t rx1 = c->recv(c, buf->data + realoffset, buf->size - realoffset);
+
+               if(rx1 < buf->size - realoffset) {
+                       return rx1;
+               }
+
+               // The channel might have been closed by the previous callback
+               if(!c->recv) {
+                       return len;
+               }
+
+               ssize_t rx2 = c->recv(c, buf->data, len - (buf->size - realoffset));
+
+               if(rx2 < 0) {
+                       return rx2;
+               } else {
+                       return rx1 + rx2;
+               }
+       } else {
+               return c->recv(c, buf->data + realoffset, len);
+       }
+}
+
 // Discard data from the buffer.
 static ssize_t buffer_discard(struct buffer *buf, size_t len) {
        if(buf->used < len) {
                len = buf->used;
        }
 
-       if(buf->size - buf->offset < len) {
+       if(buf->size - buf->offset <= len) {
                buf->offset -= buf->size;
        }
 
-       buf->offset += len;
+       if(buf->used == len) {
+               buf->offset = 0;
+       } else {
+               buf->offset += len;
+       }
+
        buf->used -= len;
 
        return len;
 }
 
+static void buffer_clear(struct buffer *buf) {
+       buf->used = 0;
+       buf->offset = 0;
+}
+
 static bool buffer_set_size(struct buffer *buf, uint32_t minsize, uint32_t maxsize) {
        if(maxsize < minsize) {
                maxsize = minsize;
@@ -352,7 +410,7 @@ static void buffer_exit(struct buffer *buf) {
 }
 
 static uint32_t buffer_free(const struct buffer *buf) {
-       return buf->maxsize - buf->used;
+       return buf->maxsize > buf->used ? buf->maxsize - buf->used : 0;
 }
 
 // Connections are stored in a sorted list.
@@ -476,6 +534,9 @@ static struct utcp_connection *allocate_connection(struct utcp *utcp, uint16_t s
        c->snd.cwnd = (utcp->mss > 2190 ? 2 : utcp->mss > 1095 ? 3 : 4) * utcp->mss;
        c->snd.ssthresh = ~0;
        debug_cwnd(c);
+       c->srtt = 0;
+       c->rttvar = 0;
+       c->rto = START_RTO;
        c->utcp = utcp;
 
        // Add it to the sorted list of connections
@@ -501,36 +562,34 @@ static void update_rtt(struct utcp_connection *c, uint32_t rtt) {
                return;
        }
 
-       struct utcp *utcp = c->utcp;
-
-       if(!utcp->srtt) {
-               utcp->srtt = rtt;
-               utcp->rttvar = rtt / 2;
+       if(!c->srtt) {
+               c->srtt = rtt;
+               c->rttvar = rtt / 2;
        } else {
-               utcp->rttvar = (utcp->rttvar * 3 + absdiff(utcp->srtt, rtt)) / 4;
-               utcp->srtt = (utcp->srtt * 7 + rtt) / 8;
+               c->rttvar = (c->rttvar * 3 + absdiff(c->srtt, rtt)) / 4;
+               c->srtt = (c->srtt * 7 + rtt) / 8;
        }
 
-       utcp->rto = utcp->srtt + max(4 * utcp->rttvar, CLOCK_GRANULARITY);
+       c->rto = c->srtt + max(4 * c->rttvar, CLOCK_GRANULARITY);
 
-       if(utcp->rto > MAX_RTO) {
-               utcp->rto = MAX_RTO;
+       if(c->rto > MAX_RTO) {
+               c->rto = MAX_RTO;
        }
 
-       debug(c, "rtt %u srtt %u rttvar %u rto %u\n", rtt, utcp->srtt, utcp->rttvar, utcp->rto);
+       debug(c, "rtt %u srtt %u rttvar %u rto %u\n", rtt, c->srtt, c->rttvar, c->rto);
 }
 
 static void start_retransmit_timer(struct utcp_connection *c) {
        clock_gettime(UTCP_CLOCK, &c->rtrx_timeout);
 
-       uint32_t rto = c->utcp->rto;
+       uint32_t rto = c->rto;
 
        while(rto > USEC_PER_SEC) {
                c->rtrx_timeout.tv_sec++;
                rto -= USEC_PER_SEC;
        }
 
-       c->rtrx_timeout.tv_nsec += c->utcp->rto * 1000;
+       c->rtrx_timeout.tv_nsec += rto * 1000;
 
        if(c->rtrx_timeout.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
                c->rtrx_timeout.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
@@ -606,7 +665,7 @@ void utcp_accept(struct utcp_connection *c, utcp_recv_t recv, void *priv) {
 
 static void ack(struct utcp_connection *c, bool sendatleastone) {
        int32_t left = seqdiff(c->snd.last, c->snd.nxt);
-       int32_t cwndleft = min(c->snd.cwnd, c->snd.wnd) - seqdiff(c->snd.nxt, c->snd.una);
+       int32_t cwndleft = is_reliable(c) ? min(c->snd.cwnd, c->snd.wnd) - seqdiff(c->snd.nxt, c->snd.una) : MAX_UNRELIABLE_SIZE;
 
        assert(left >= 0);
 
@@ -634,7 +693,7 @@ static void ack(struct utcp_connection *c, bool sendatleastone) {
        pkt->hdr.src = c->src;
        pkt->hdr.dst = c->dst;
        pkt->hdr.ack = c->rcv.nxt;
-       pkt->hdr.wnd = c->rcvbuf.maxsize;
+       pkt->hdr.wnd = is_reliable(c) ? c->rcvbuf.maxsize : 0;
        pkt->hdr.ctl = ACK;
        pkt->hdr.aux = 0;
 
@@ -647,6 +706,14 @@ static void ack(struct utcp_connection *c, bool sendatleastone) {
                c->snd.nxt += seglen;
                left -= seglen;
 
+               if(!is_reliable(c)) {
+                       if(left) {
+                               pkt->hdr.ctl |= MF;
+                       } else {
+                               pkt->hdr.ctl &= ~MF;
+                       }
+               }
+
                if(seglen && fin_wanted(c, c->snd.nxt)) {
                        seglen--;
                        pkt->hdr.ctl |= FIN;
@@ -661,6 +728,10 @@ static void ack(struct utcp_connection *c, bool sendatleastone) {
 
                print_packet(c, "send", pkt, sizeof(pkt->hdr) + seglen);
                c->utcp->send(c->utcp, pkt, sizeof(pkt->hdr) + seglen);
+
+               if(left && !is_reliable(c)) {
+                       pkt->hdr.wnd += seglen;
+               }
        } while(left);
 }
 
@@ -721,8 +792,13 @@ ssize_t utcp_send(struct utcp_connection *c, const void *data, size_t len) {
 
        // Add data to send buffer.
 
-       if(is_reliable(c) || (c->state != SYN_SENT && c->state != SYN_RECEIVED)) {
+       if(is_reliable(c)) {
                len = buffer_put(&c->sndbuf, data, len);
+       } else if(c->state != SYN_SENT && c->state != SYN_RECEIVED) {
+               if(len > MAX_UNRELIABLE_SIZE || buffer_put(&c->sndbuf, data, len) != (ssize_t)len) {
+                       errno = EMSGSIZE;
+                       return -1;
+               }
        } else {
                return 0;
        }
@@ -749,7 +825,6 @@ ssize_t utcp_send(struct utcp_connection *c, const void *data, size_t len) {
        if(!is_reliable(c)) {
                c->snd.una = c->snd.nxt = c->snd.last;
                buffer_discard(&c->sndbuf, c->sndbuf.used);
-               c->do_poll = true;
        }
 
        if(is_reliable(c) && !timespec_isset(&c->rtrx_timeout)) {
@@ -781,13 +856,7 @@ static void fast_retransmit(struct utcp_connection *c) {
        struct {
                struct hdr hdr;
                uint8_t data[];
-       } *pkt;
-
-       pkt = malloc(c->utcp->mtu);
-
-       if(!pkt) {
-               return;
-       }
+       } *pkt = c->utcp->pkt;
 
        pkt->hdr.src = c->src;
        pkt->hdr.dst = c->dst;
@@ -819,8 +888,6 @@ static void fast_retransmit(struct utcp_connection *c) {
        default:
                break;
        }
-
-       free(pkt);
 }
 
 static void retransmit(struct utcp_connection *c) {
@@ -832,6 +899,10 @@ static void retransmit(struct utcp_connection *c) {
 
        struct utcp *utcp = c->utcp;
 
+       if(utcp->retransmit) {
+               utcp->retransmit(c);
+       }
+
        struct {
                struct hdr hdr;
                uint8_t data[];
@@ -908,10 +979,10 @@ static void retransmit(struct utcp_connection *c) {
        }
 
        start_retransmit_timer(c);
-       utcp->rto *= 2;
+       c->rto *= 2;
 
-       if(utcp->rto > MAX_RTO) {
-               utcp->rto = MAX_RTO;
+       if(c->rto > MAX_RTO) {
+               c->rto = MAX_RTO;
        }
 
        c->rtt_start.tv_sec = 0; // invalidate RTT timer
@@ -979,8 +1050,14 @@ static void handle_out_of_order(struct utcp_connection *c, uint32_t offset, cons
        // Packet loss or reordering occured. Store the data in the buffer.
        ssize_t rxd = buffer_put_at(&c->rcvbuf, offset, data, len);
 
-       if(rxd < 0 || (size_t)rxd < len) {
-               abort();
+       if(rxd <= 0) {
+               debug(c, "packet outside receive buffer, dropping\n");
+               return;
+       }
+
+       if((size_t)rxd < len) {
+               debug(c, "packet partially outside receive buffer\n");
+               len = rxd;
        }
 
        // Make note of where we put it.
@@ -1024,23 +1101,33 @@ static void handle_out_of_order(struct utcp_connection *c, uint32_t offset, cons
 }
 
 static void handle_in_order(struct utcp_connection *c, const void *data, size_t len) {
-       // Check if we can process out-of-order data now.
-       if(c->sacks[0].len && len >= c->sacks[0].offset) { // TODO: handle overlap with second SACK
-               debug(c, "incoming packet len %lu connected with SACK at %u\n", (unsigned long)len, c->sacks[0].offset);
-               buffer_put_at(&c->rcvbuf, 0, data, len); // TODO: handle return value
-               len = max(len, c->sacks[0].offset + c->sacks[0].len);
-               data = c->rcvbuf.data;
-       }
-
        if(c->recv) {
                ssize_t rxd = c->recv(c, data, len);
 
-               if(rxd < 0 || (size_t)rxd != len) {
+               if(rxd != (ssize_t)len) {
                        // TODO: handle the application not accepting all data.
                        abort();
                }
        }
 
+       // Check if we can process out-of-order data now.
+       if(c->sacks[0].len && len >= c->sacks[0].offset) {
+               debug(c, "incoming packet len %lu connected with SACK at %u\n", (unsigned long)len, c->sacks[0].offset);
+
+               if(len < c->sacks[0].offset + c->sacks[0].len) {
+                       size_t offset = len;
+                       len = c->sacks[0].offset + c->sacks[0].len;
+                       size_t remainder = len - offset;
+
+                       ssize_t rxd = buffer_call(c, &c->rcvbuf, offset, remainder);
+
+                       if(rxd != (ssize_t)remainder) {
+                               // TODO: handle the application not accepting all data.
+                               abort();
+                       }
+               }
+       }
+
        if(c->rcvbuf.used) {
                sack_consume(c, len);
        }
@@ -1048,20 +1135,54 @@ static void handle_in_order(struct utcp_connection *c, const void *data, size_t
        c->rcv.nxt += len;
 }
 
+static void handle_unreliable(struct utcp_connection *c, const struct hdr *hdr, const void *data, size_t len) {
+       // Fast path for unfragmented packets
+       if(!hdr->wnd && !(hdr->ctl & MF)) {
+               if(c->recv) {
+                       c->recv(c, data, len);
+               }
 
-static void handle_incoming_data(struct utcp_connection *c, uint32_t seq, const void *data, size_t len) {
-       if(!is_reliable(c)) {
-               c->recv(c, data, len);
-               c->rcv.nxt = seq + len;
+               c->rcv.nxt = hdr->seq + len;
                return;
        }
 
-       uint32_t offset = seqdiff(seq, c->rcv.nxt);
+       // Ensure reassembled packet are not larger than 64 kiB
+       if(hdr->wnd >= MAX_UNRELIABLE_SIZE || hdr->wnd + len > MAX_UNRELIABLE_SIZE) {
+               return;
+       }
 
-       if(offset + len > c->rcvbuf.maxsize) {
-               abort();
+       // Don't accept out of order fragments
+       if(hdr->wnd && hdr->seq != c->rcv.nxt) {
+               return;
+       }
+
+       // Reset the receive buffer for the first fragment
+       if(!hdr->wnd) {
+               buffer_clear(&c->rcvbuf);
+       }
+
+       ssize_t rxd = buffer_put_at(&c->rcvbuf, hdr->wnd, data, len);
+
+       if(rxd != (ssize_t)len) {
+               return;
+       }
+
+       // Send the packet if it's the final fragment
+       if(!(hdr->ctl & MF)) {
+               buffer_call(c, &c->rcvbuf, 0, hdr->wnd + len);
        }
 
+       c->rcv.nxt = hdr->seq + len;
+}
+
+static void handle_incoming_data(struct utcp_connection *c, const struct hdr *hdr, const void *data, size_t len) {
+       if(!is_reliable(c)) {
+               handle_unreliable(c, hdr, data, len);
+               return;
+       }
+
+       uint32_t offset = seqdiff(hdr->seq, c->rcv.nxt);
+
        if(offset) {
                handle_out_of_order(c, offset, data, len);
        } else {
@@ -1113,7 +1234,7 @@ ssize_t utcp_recv(struct utcp *utcp, const void *data, size_t len) {
 
        // Drop packets with an unknown CTL flag
 
-       if(hdr.ctl & ~(SYN | ACK | RST | FIN)) {
+       if(hdr.ctl & ~(SYN | ACK | RST | FIN | MF)) {
                print_packet(NULL, "recv", data, len);
                errno = EBADMSG;
                return -1;
@@ -1238,6 +1359,8 @@ synack:
                                print_packet(c, "send", &pkt, sizeof(hdr));
                                utcp->send(utcp, &pkt, sizeof(hdr));
                        }
+
+                       start_retransmit_timer(c);
                } else {
                        // No, we don't want your packets, send a RST back
                        len = 1;
@@ -1327,10 +1450,6 @@ synack:
                        debug(c, "packet out of order, offset %u bytes", rcv_offset);
                }
 
-               if(rcv_offset >= 0) {
-                       c->rcv.nxt = hdr.seq + len;
-               }
-
 #endif
        }
 
@@ -1485,7 +1604,10 @@ synack:
 
                if(data_acked) {
                        buffer_discard(&c->sndbuf, data_acked);
-                       c->do_poll = true;
+
+                       if(is_reliable(c)) {
+                               c->do_poll = true;
+                       }
                }
 
                // Also advance snd.nxt if possible
@@ -1600,7 +1722,7 @@ skip_ack:
                        }
 
                        c->rcv.irs = hdr.seq;
-                       c->rcv.nxt = hdr.seq;
+                       c->rcv.nxt = hdr.seq + 1;
 
                        if(c->shut_wr) {
                                c->snd.last++;
@@ -1609,7 +1731,6 @@ skip_ack:
                                set_state(c, ESTABLISHED);
                        }
 
-                       // TODO: notify application of this somehow.
                        break;
 
                case SYN_RECEIVED:
@@ -1623,8 +1744,8 @@ skip_ack:
                case CLOSING:
                case LAST_ACK:
                case TIME_WAIT:
-                       // Ehm, no. We should never receive a second SYN.
-                       return 0;
+                       // This could be a retransmission. Ignore the SYN flag, but send an ACK back.
+                       break;
 
                default:
 #ifdef UTCP_DEBUG
@@ -1632,9 +1753,6 @@ skip_ack:
 #endif
                        return 0;
                }
-
-               // SYN counts as one sequence number
-               c->rcv.nxt++;
        }
 
        // 6. Process new data
@@ -1686,7 +1804,7 @@ skip_ack:
                        return 0;
                }
 
-               handle_incoming_data(c, hdr.seq, ptr, len);
+               handle_incoming_data(c, &hdr, ptr, len);
        }
 
        // 7. Process FIN stuff
@@ -2056,6 +2174,13 @@ struct utcp *utcp_init(utcp_accept_t accept, utcp_pre_accept_t pre_accept, utcp_
                return NULL;
        }
 
+       utcp_set_mtu(utcp, DEFAULT_MTU);
+
+       if(!utcp->pkt) {
+               free(utcp);
+               return NULL;
+       }
+
        if(!CLOCK_GRANULARITY) {
                struct timespec res;
                clock_getres(UTCP_CLOCK, &res);
@@ -2066,9 +2191,7 @@ struct utcp *utcp_init(utcp_accept_t accept, utcp_pre_accept_t pre_accept, utcp_
        utcp->pre_accept = pre_accept;
        utcp->send = send;
        utcp->priv = priv;
-       utcp_set_mtu(utcp, DEFAULT_MTU);
        utcp->timeout = DEFAULT_USER_TIMEOUT; // sec
-       utcp->rto = START_RTO; // usec
 
        return utcp;
 }
@@ -2097,6 +2220,7 @@ void utcp_exit(struct utcp *utcp) {
        }
 
        free(utcp->connections);
+       free(utcp->pkt);
        free(utcp);
 }
 
@@ -2160,10 +2284,10 @@ void utcp_reset_timers(struct utcp *utcp) {
                }
 
                c->rtt_start.tv_sec = 0;
-       }
 
-       if(utcp->rto > START_RTO) {
-               utcp->rto = START_RTO;
+               if(c->rto > START_RTO) {
+                       c->rto = START_RTO;
+               }
        }
 }
 
@@ -2209,7 +2333,7 @@ void utcp_set_sndbuf(struct utcp_connection *c, size_t size) {
                c->sndbuf.maxsize = -1;
        }
 
-       c->do_poll = buffer_free(&c->sndbuf);
+       c->do_poll = is_reliable(c) && buffer_free(&c->sndbuf);
 }
 
 size_t utcp_get_rcvbuf(struct utcp_connection *c) {
@@ -2277,7 +2401,7 @@ void utcp_set_recv_cb(struct utcp_connection *c, utcp_recv_t recv) {
 void utcp_set_poll_cb(struct utcp_connection *c, utcp_poll_t poll) {
        if(c) {
                c->poll = poll;
-               c->do_poll = buffer_free(&c->sndbuf);
+               c->do_poll = is_reliable(c) && buffer_free(&c->sndbuf);
        }
 }
 
@@ -2330,12 +2454,16 @@ void utcp_offline(struct utcp *utcp, bool offline) {
                        }
 
                        utcp->connections[i]->rtt_start.tv_sec = 0;
+
+                       if(c->rto > START_RTO) {
+                               c->rto = START_RTO;
+                       }
                }
        }
+}
 
-       if(!offline && utcp->rto > START_RTO) {
-               utcp->rto = START_RTO;
-       }
+void utcp_set_retransmit_cb(struct utcp *utcp, utcp_retransmit_t retransmit) {
+       utcp->retransmit = retransmit;
 }
 
 void utcp_set_clock_granularity(long granularity) {