testcode/petal.c

   1 /*
   2  * petal.c - https daemon that is small and beautiful.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010, NLnet Labs. All rights reserved.
   5  *
   6  * This software is open source.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  *
  12  * Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
  13  * this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *
  15  * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  16  * this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  17  * and/or other materials provided with the distribution.
  18  *
  19  * Neither the name of the NLNET LABS nor the names of its contributors may
  20  * be used to endorse or promote products derived from this software without
  21  * specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  24  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  25  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  26  * PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE
  27  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  28  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  29  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  30  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  31  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  32  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  33  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  34  */
  35
  36 /**
  37  * \file
  38  *
  39  * HTTP1.1/SSL server.
  40  */
  41
  42 #include "config.h"
  43 #ifdef HAVE_GETOPT_H
  44 #include <getopt.h>
  45 #endif
  46 #ifdef HAVE_OPENSSL_SSL_H
  47 #include <openssl/ssl.h>
  48 #endif
  49 #ifdef HAVE_OPENSSL_ERR_H
  50 #include <openssl/err.h>
  51 #endif
  52 #ifdef HAVE_OPENSSL_RAND_H
  53 #include <openssl/rand.h>
  54 #endif
  55 #include <openssl/x509.h>
  56 #include <openssl/pem.h>
  57 #include <ctype.h>
  58 #include <signal.h>
  59 #if defined(UNBOUND_ALLOC_LITE) || defined(UNBOUND_ALLOC_STATS)
  60 #ifdef malloc
  61 #undef malloc
  62 #endif
  63 #ifdef free
  64 #undef free
  65 #endif
  66 #endif /* alloc lite or alloc stats */
  67
  68 /** verbosity for this application */
  69 static int verb = 0;
  70
  71 /** Give petal usage, and exit (1). */
  72 static void
  73 usage()
  74 {
  75         printf("Usage:  petal [opts]\n");
  76         printf("        https daemon serves files from ./'host'/filename\n");
  77         printf("        (no hostname: from the 'default' directory)\n");
  78         printf("-a addr         bind to this address, 127.0.0.1\n");
  79         printf("-p port         port number, default 443\n");
  80         printf("-k keyfile      SSL private key file (PEM), petal.key\n");
  81         printf("-c certfile     SSL certificate file (PEM), petal.pem\n");
  82         printf("-v              more verbose\n");
  83         printf("-h              show this usage help\n");
  84         printf("Version %s\n", PACKAGE_VERSION);
  85         printf("BSD licensed, see LICENSE in source package for details.\n");
  86         printf("Report bugs to %s\n", PACKAGE_BUGREPORT);
  87         exit(1);
  88 }
  89
  90 /** fatal exit */
  91 static void print_exit(const char* str) {printf("error %s\n", str); exit(1);}
  92 /** print errno */
  93 static void log_errno(const char* str)
  94 {printf("error %s: %s\n", str, strerror(errno));}
  95
  96 /** parse a text IP address into a sockaddr */
  97 static int
  98 parse_ip_addr(char* str, int port, struct sockaddr_storage* ret, socklen_t* l)
  99 {
 100         socklen_t len = 0;
 101         struct sockaddr_storage* addr = NULL;
 102         struct sockaddr_in6 a6;
 103         struct sockaddr_in a;
 104         uint16_t p = (uint16_t)port;
 105         int fam = 0;
 106         memset(&a6, 0, sizeof(a6));
 107         memset(&a, 0, sizeof(a));
 108
 109         if(inet_pton(AF_INET6, str, &a6.sin6_addr) > 0) {
 110                 /* it is an IPv6 */
 111                 fam = AF_INET6;
 112                 a6.sin6_family = AF_INET6;
 113                 a6.sin6_port = (in_port_t)htons(p);
 114                 addr = (struct sockaddr_storage*)&a6;
 115                 len = (socklen_t)sizeof(struct sockaddr_in6);
 116         }
 117         if(inet_pton(AF_INET, str, &a.sin_addr) > 0) {
 118                 /* it is an IPv4 */
 119                 fam = AF_INET;
 120                 a.sin_family = AF_INET;
 121                 a.sin_port = (in_port_t)htons(p);
 122                 addr = (struct sockaddr_storage*)&a;
 123                 len = (socklen_t)sizeof(struct sockaddr_in);
 124         }
 125         if(!len) print_exit("cannot parse addr");
 126         *l = len;
 127         memmove(ret, addr, len);
 128         return fam;
 129 }
 130
 131 /** close the fd */
 132 static void
 133 fd_close(int fd)
 134 {
 135 #ifndef USE_WINSOCK
 136         close(fd);
 137 #else
 138         closesocket(fd);
 139 #endif
 140 }
 141
 142 /**
 143  * Read one line from SSL
 144  * zero terminates.
 145  * skips "\r\n" (but not copied to buf).
 146  * @param ssl: the SSL connection to read from (blocking).
 147  * @param buf: buffer to return line in.
 148  * @param len: size of the buffer.
 149  * @return 0 on error, 1 on success.
 150  */
 151 static int
 152 read_ssl_line(SSL* ssl, char* buf, size_t len)
 153 {
 154         size_t n = 0;
 155         int r;
 156         int endnl = 0;
 157         while(1) {
 158                 if(n >= len) {
 159                         if(verb) printf("line too long\n");
 160                         return 0;
 161                 }
 162                 if((r = SSL_read(ssl, buf+n, 1)) <= 0) {
 163                         if(SSL_get_error(ssl, r) == SSL_ERROR_ZERO_RETURN) {
 164                                 /* EOF */
 165                                 break;
 166                         }
 167                         if(verb) printf("could not SSL_read\n");
 168                         return 0;
 169                 }
 170                 if(endnl && buf[n] == '\n') {
 171                         break;
 172                 } else if(endnl) {
 173                         /* bad data */
 174                         if(verb) printf("error: stray linefeeds\n");
 175                         return 0;
 176                 } else if(buf[n] == '\r') {
 177                         /* skip \r, and also \n on the wire */
 178                         endnl = 1;
 179                         continue;
 180                 } else if(buf[n] == '\n') {
 181                         /* skip the \n, we are done */
 182                         break;
 183                 } else n++;
 184         }
 185         buf[n] = 0;
 186         return 1;
 187 }
 188
 189 /** process one http header */
 190 static int
 191 process_one_header(char* buf, char* file, size_t flen, char* host, size_t hlen,
 192         int* vs)
 193 {
 194         if(strncasecmp(buf, "GET ", 4) == 0) {
 195                 char* e = strstr(buf, " HTTP/1.1");
 196                 if(!e) e = strstr(buf, " http/1.1");
 197                 if(!e) {
 198                         e = strstr(buf, " HTTP/1.0");
 199                         if(!e) e = strstr(buf, " http/1.0");
 200                         if(!e) e = strrchr(buf, ' ');
 201                         if(!e) e = strrchr(buf, '\t');
 202                         if(e) *vs = 10;
 203                 }
 204                 if(e) *e = 0;
 205                 if(strlen(buf) < 4) return 0;
 206                 (void)strlcpy(file, buf+4, flen);
 207         } else if(strncasecmp(buf, "Host: ", 6) == 0) {
 208                 (void)strlcpy(host, buf+6, hlen);
 209         }
 210         return 1;
 211 }
 212
 213 /** read http headers and process them */
 214 static int
 215 read_http_headers(SSL* ssl, char* file, size_t flen, char* host, size_t hlen,
 216         int* vs)
 217 {
 218         char buf[1024];
 219         file[0] = 0;
 220         host[0] = 0;
 221         while(read_ssl_line(ssl, buf, sizeof(buf))) {
 222                 if(verb>=2) printf("read: %s\n", buf);
 223                 if(buf[0] == 0)
 224                         return 1;
 225                 if(!process_one_header(buf, file, flen, host, hlen, vs))
 226                         return 0;
 227         }
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 /** setup SSL context */
 232 static SSL_CTX*
 233 setup_ctx(char* key, char* cert)
 234 {
 235         SSL_CTX* ctx = SSL_CTX_new(SSLv23_server_method());
 236         if(!ctx) print_exit("out of memory");
 237         (void)SSL_CTX_set_options(ctx, SSL_OP_NO_SSLv2);
 238         if(!SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, cert, SSL_FILETYPE_PEM))
 239                 print_exit("cannot read cert");
 240         if(!SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, key, SSL_FILETYPE_PEM))
 241                 print_exit("cannot read key");
 242         if(!SSL_CTX_check_private_key(ctx))
 243                 print_exit("private key is not correct");
 244         if(!SSL_CTX_load_verify_locations(ctx, cert, NULL))
 245                 print_exit("cannot load cert verify locations");
 246         return ctx;
 247 }
 248
 249 /** setup listening TCP */
 250 static int
 251 setup_fd(char* addr, int port)
 252 {
 253         struct sockaddr_storage ad;
 254         socklen_t len;
 255         int fd;
 256         int c = 1;
 257         int fam = parse_ip_addr(addr, port, &ad, &len);
 258         fd = socket(fam, SOCK_STREAM, 0);
 259         if(fd == -1) {
 260                 log_errno("socket");
 261                 return -1;
 262         }
 263         if(setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 264                 (void*)&c, (socklen_t) sizeof(int)) < 0) {
 265                 log_errno("setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR)");
 266         }
 267         if(bind(fd, (struct sockaddr*)&ad, len) == -1) {
 268                 log_errno("bind");
 269                 fd_close(fd);
 270                 return -1;
 271         }
 272         if(listen(fd, 5) == -1) {
 273                 log_errno("listen");
 274                 fd_close(fd);
 275                 return -1;
 276         }
 277         return fd;
 278 }
 279
 280 /** setup SSL connection to the client */
 281 static SSL*
 282 setup_ssl(int s, SSL_CTX* ctx)
 283 {
 284         SSL* ssl = SSL_new(ctx);
 285         if(!ssl) return NULL;
 286         SSL_set_accept_state(ssl);
 287         (void)SSL_set_mode(ssl, SSL_MODE_AUTO_RETRY);
 288         if(!SSL_set_fd(ssl, s)) {
 289                 SSL_free(ssl);
 290                 return NULL;
 291         }
 292         return ssl;
 293 }
 294
 295 /** check a file name for safety */
 296 static int
 297 file_name_is_safe(char* s)
 298 {
 299         size_t l = strlen(s);
 300         if(s[0] != '/')
 301                 return 0; /* must start with / */
 302         if(strstr(s, "/../"))
 303                 return 0; /* no updirs in URL */
 304         if(l>=3 && s[l-1]=='.' && s[l-2]=='.' && s[l-3]=='/')
 305                 return 0; /* ends with /.. */
 306         return 1;
 307 }
 308
 309 /** adjust host and filename */
 310 static void
 311 adjust_host_file(char* host, char* file)
 312 {
 313         size_t i, len;
 314         /* remove a port number if present */
 315         if(strrchr(host, ':'))
 316                 *strrchr(host, ':') = 0;
 317         /* lowercase */
 318         len = strlen(host);
 319         for(i=0; i<len; i++)
 320                 host[i] = tolower((unsigned char)host[i]);
 321         len = strlen(file);
 322         for(i=0; i<len; i++)
 323                 file[i] = tolower((unsigned char)file[i]);
 324 }
 325
 326 /** check a host name for safety */
 327 static int
 328 host_name_is_safe(char* s)
 329 {
 330         if(strchr(s, '/'))
 331                 return 0;
 332         if(strcmp(s, "..") == 0)
 333                 return 0;
 334         if(strcmp(s, ".") == 0)
 335                 return 0;
 336         return 1;
 337 }
 338
 339 /** provide file in whole transfer */
 340 static void
 341 provide_file_10(SSL* ssl, char* fname)
 342 {
 343         char* buf, *at;
 344         size_t len, avail, header_reserve=1024;
 345         FILE* in = fopen(fname,
 346 #ifndef USE_WINSOCK
 347                 "r"
 348 #else
 349                 "rb"
 350 #endif
 351                 );
 352         int r;
 353         const char* rcode = "200 OK";
 354         if(!in) {
 355                 char hdr[1024];
 356                 rcode = "404 File not found";
 357                 r = snprintf(hdr, sizeof(hdr), "HTTP/1.1 %s\r\n\r\n", rcode);
 358                 if(SSL_write(ssl, hdr, r) <= 0) {
 359                         /* write failure */
 360                 }
 361                 return;
 362         }
 363         fseek(in, 0, SEEK_END);
 364         len = (size_t)ftell(in);
 365         fseek(in, 0, SEEK_SET);
 366         /* plus some space for the header */
 367         buf = (char*)malloc(len+header_reserve);
 368         if(!buf) {
 369                 fclose(in);
 370                 return;
 371         }
 372         avail = len+header_reserve;
 373         at = buf;
 374         r = snprintf(at, avail, "HTTP/1.1 %s\r\n", rcode);
 375         at += r;
 376         avail -= r;
 377         r = snprintf(at, avail, "Server: petal/%s\r\n", PACKAGE_VERSION);
 378         at += r;
 379         avail -= r;
 380         r = snprintf(at, avail, "Content-Length: %u\r\n", (unsigned)len);
 381         at += r;
 382         avail -= r;
 383         r = snprintf(at, avail, "\r\n");
 384         at += r;
 385         avail -= r;
 386         if(avail < len) { /* robust */
 387                 free(buf);
 388                 fclose(in);
 389                 return;
 390         }
 391         if(fread(at, 1, len, in) != len) {
 392                 free(buf);
 393                 fclose(in);
 394                 return;
 395         }
 396         fclose(in);
 397         at += len;
 398         avail -= len;
 399         if(SSL_write(ssl, buf, at-buf) <= 0) {
 400                 /* write failure */
 401         }
 402         free(buf);
 403 }
 404
 405 /** provide file over SSL, chunked encoding */
 406 static void
 407 provide_file_chunked(SSL* ssl, char* fname)
 408 {
 409         char buf[16384];
 410         char* at = buf;
 411         size_t avail = sizeof(buf);
 412         int r;
 413         FILE* in = fopen(fname,
 414 #ifndef USE_WINSOCK
 415                 "r"
 416 #else
 417                 "rb"
 418 #endif
 419                 );
 420         const char* rcode = "200 OK";
 421         if(!in) {
 422                 rcode = "404 File not found";
 423         }
 424
 425         /* print headers */
 426         r = snprintf(at, avail, "HTTP/1.1 %s\r\n", rcode);
 427         at += r;
 428         avail -= r;
 429         r = snprintf(at, avail, "Server: petal/%s\r\n", PACKAGE_VERSION);
 430         at += r;
 431         avail -= r;
 432         r = snprintf(at, avail, "Transfer-Encoding: chunked\r\n");
 433         at += r;
 434         avail -= r;
 435         r = snprintf(at, avail, "Connection: close\r\n");
 436         at += r;
 437         avail -= r;
 438         r = snprintf(at, avail, "\r\n");
 439         at += r;
 440         avail -= r;
 441         if(avail < 16) { /* robust */
 442                 if(in) fclose(in);
 443                 return;
 444         }
 445
 446         do {
 447                 char tmpbuf[sizeof(buf)];
 448                 /* read chunk; space-16 for xxxxCRLF..CRLF0CRLFCRLF (3 spare)*/
 449                 size_t red = in?fread(tmpbuf, 1, avail-16, in):0;
 450                 /* prepare chunk */
 451                 r = snprintf(at, avail, "%x\r\n", (unsigned)red);
 452                 if(verb >= 3)
 453                 {printf("chunk len %x\n", (unsigned)red); fflush(stdout);}
 454                 at += r;
 455                 avail -= r;
 456                 if(red != 0) {
 457                         if(red > avail) break; /* robust */
 458                         memmove(at, tmpbuf, red);
 459                         at += red;
 460                         avail -= red;
 461                         r = snprintf(at, avail, "\r\n");
 462                         at += r;
 463                         avail -= r;
 464                 }
 465                 if(in && feof(in) && red != 0) {
 466                         r = snprintf(at, avail, "0\r\n");
 467                         at += r;
 468                         avail -= r;
 469                 }
 470                 if(!in || feof(in)) {
 471                         r = snprintf(at, avail, "\r\n");
 472                         at += r;
 473                         avail -= r;
 474                 }
 475                 /* send chunk */
 476                 if(SSL_write(ssl, buf, at-buf) <= 0) {
 477                         /* SSL error */
 478                         break;
 479                 }
 480
 481                 /* setup for next chunk */
 482                 at = buf;
 483                 avail = sizeof(buf);
 484         } while(in && !feof(in) && !ferror(in));
 485
 486         if(in) fclose(in);
 487 }
 488
 489 /** provide service to the ssl descriptor */
 490 static void
 491 service_ssl(SSL* ssl, struct sockaddr_storage* from, socklen_t falen)
 492 {
 493         char file[1024];
 494         char host[1024];
 495         char combined[2048];
 496         int vs = 11;
 497         if(!read_http_headers(ssl, file, sizeof(file), host, sizeof(host),
 498                 &vs))
 499                 return;
 500         adjust_host_file(host, file);
 501         if(host[0] == 0 || !host_name_is_safe(host))
 502                 (void)strlcpy(host, "default", sizeof(host));
 503         if(!file_name_is_safe(file)) {
 504                 return;
 505         }
 506         snprintf(combined, sizeof(combined), "%s%s", host, file);
 507         if(verb) {
 508                 char out[100];
 509                 void* a = &((struct sockaddr_in*)from)->sin_addr;
 510                 if(falen != (socklen_t)sizeof(struct sockaddr_in))
 511                         a = &((struct sockaddr_in6*)from)->sin6_addr;
 512                 out[0]=0;
 513                 (void)inet_ntop((int)((struct sockaddr_in*)from)->sin_family,
 514                         a, out, (socklen_t)sizeof(out));
 515                 printf("%s requests %s\n", out, combined);
 516                 fflush(stdout);
 517         }
 518         if(vs == 10)
 519                 provide_file_10(ssl, combined);
 520         else    provide_file_chunked(ssl, combined);
 521 }
 522
 523 /** provide ssl service */
 524 static void
 525 do_service(char* addr, int port, char* key, char* cert)
 526 {
 527         SSL_CTX* sslctx = setup_ctx(key, cert);
 528         int fd = setup_fd(addr, port);
 529         int go = 1;
 530         if(fd == -1) print_exit("could not setup sockets");
 531         if(verb) {printf("petal start\n"); fflush(stdout);}
 532         while(go) {
 533                 struct sockaddr_storage from;
 534                 socklen_t flen = (socklen_t)sizeof(from);
 535                 int s = accept(fd, (struct sockaddr*)&from, &flen);
 536                 if(verb) fflush(stdout);
 537                 if(s != -1) {
 538                         SSL* ssl = setup_ssl(s, sslctx);
 539                         if(verb) fflush(stdout);
 540                         if(ssl) {
 541                                 service_ssl(ssl, &from, flen);
 542                                 if(verb) fflush(stdout);
 543                                 SSL_shutdown(ssl);
 544                                 SSL_free(ssl);
 545                         }
 546                         fd_close(s);
 547                 } else if (verb >=2) log_errno("accept");
 548                 if(verb) fflush(stdout);
 549         }
 550         /* if we get a kill signal, the process dies and the OS reaps us */
 551         if(verb) printf("petal end\n");
 552         fd_close(fd);
 553         SSL_CTX_free(sslctx);
 554 }
 555
 556 /** getopt global, in case header files fail to declare it. */
 557 extern int optind;
 558 /** getopt global, in case header files fail to declare it. */
 559 extern char* optarg;
 560
 561 /** Main routine for petal */
 562 int main(int argc, char* argv[])
 563 {
 564         int c;
 565         int port = 443;
 566         char* addr = "127.0.0.1", *key = "petal.key", *cert = "petal.pem";
 567 #ifdef USE_WINSOCK
 568         WSADATA wsa_data;
 569         if((c=WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsa_data)) != 0)
 570         {       printf("WSAStartup failed\n"); exit(1); }
 571         atexit((void (*)(void))WSACleanup);
 572 #endif
 573
 574         /* parse the options */
 575         while( (c=getopt(argc, argv, "a:c:k:hp:v")) != -1) {
 576                 switch(c) {
 577                 case 'a':
 578                         addr = optarg;
 579                         break;
 580                 case 'c':
 581                         cert = optarg;
 582                         break;
 583                 case 'k':
 584                         key = optarg;
 585                         break;
 586                 case 'p':
 587                         port = atoi(optarg);
 588                         break;
 589                 case 'v':
 590                         verb++;
 591                         break;
 592                 case '?':
 593                 case 'h':
 594                 default:
 595                         usage();
 596                 }
 597         }
 598         argc -= optind;
 599         argv += optind;
 600         if(argc != 0)
 601                 usage();
 602
 603 #ifdef SIGPIPE
 604         (void)signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
 605 #endif
 606         ERR_load_crypto_strings();
 607         ERR_load_SSL_strings();
 608         OpenSSL_add_all_algorithms();
 609         (void)SSL_library_init();
 610
 611         do_service(addr, port, key, cert);
 612
 613         CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
 614         ERR_remove_state(0);
 615         ERR_free_strings();
 616         RAND_cleanup();
 617         return 0;
 618 }