/*
* testcode/streamtcp.c - debug program perform multiple DNS queries on tcp.
*
* Copyright (c) 2008, NLnet Labs. All rights reserved.
*
* This software is open source.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
*
* Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
* this list of conditions and the following disclaimer.
*
* Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
* this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
* and/or other materials provided with the distribution.
*
* Neither the name of the NLNET LABS nor the names of its contributors may
* be used to endorse or promote products derived from this software without
* specific prior written permission.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
* "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
* LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
* A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
* HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
* SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
* TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
* PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
* LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
* NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
* SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*/

/**
* \file
*
* This program performs multiple DNS queries on a TCP stream.
*/

#include "config.h"
#ifdef HAVE_GETOPT_H
#include <getopt.h>
#endif
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "util/locks.h"
#include "util/log.h"
#include "util/net_help.h"
#include "util/proxy_protocol.h"
#include "util/data/msgencode.h"
#include "util/data/msgparse.h"
#include "util/data/msgreply.h"
#include "util/data/dname.h"
#include "sldns/sbuffer.h"
#include "sldns/str2wire.h"
#include "sldns/wire2str.h"
#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/err.h>

#ifndef PF_INET6
/** define in case streamtcp is compiled on legacy systems */
#define PF_INET6 10
#endif

/** usage information for streamtcp */
static void usage(char* argv[])
{
       printf("usage: %s [options] name type class ...\n", argv[0]);
       printf("        sends the name-type-class queries over TCP.\n");
       printf("-f server       what ipaddr@portnr to send the queries to\n");
       printf("-p client       what ipaddr@portnr to include in PROXYv2\n");
       printf("-u              use UDP. No retries are attempted.\n");
       printf("-n              do not wait for an answer.\n");
       printf("-a              print answers as they arrive.\n");
       printf("-d secs         delay after connection before sending query\n");
       printf("-s              use ssl\n");
       printf("-h              this help text\n");
       printf("IXFR=N          for the type, sends ixfr query with serial N.\n");
       printf("NOTIFY[=N]      for the type, sends notify. Can set new zone serial N.\n");
       exit(1);
}

/** open TCP socket to svr */
static int
open_svr(const char* svr, int udp, struct sockaddr_storage* addr,
       socklen_t* addrlen)
{
       int fd = -1;
       /* svr can be ip@port */
       memset(addr, 0, sizeof(*addr));
       if(!extstrtoaddr(svr, addr, addrlen, UNBOUND_DNS_PORT)) {
               printf("fatal: bad server specs '%s'\n", svr);
               exit(1);
       }
       fd = socket(addr_is_ip6(addr, *addrlen)?PF_INET6:PF_INET,
               udp?SOCK_DGRAM:SOCK_STREAM, 0);
       if(fd == -1) {
#ifndef USE_WINSOCK
               perror("socket() error");
#else
               printf("socket: %s\n", wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
               exit(1);
       }
       if(connect(fd, (struct sockaddr*)addr, *addrlen) < 0) {
#ifndef USE_WINSOCK
               perror("connect() error");
#else
               printf("connect: %s\n", wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
               exit(1);
       }
       return fd;
}

/** Append a SOA record with serial number */
static void
write_soa_serial_to_buf(sldns_buffer* buf, struct query_info* qinfo,
       uint32_t serial)
{
       sldns_buffer_set_position(buf, sldns_buffer_limit(buf));
       sldns_buffer_set_limit(buf, sldns_buffer_capacity(buf));
       /* Write compressed reference to the query */
       sldns_buffer_write_u16(buf, PTR_CREATE(LDNS_HEADER_SIZE));
       sldns_buffer_write_u16(buf, LDNS_RR_TYPE_SOA);
       sldns_buffer_write_u16(buf, qinfo->qclass);
       sldns_buffer_write_u32(buf, 3600); /* TTL */
       sldns_buffer_write_u16(buf, 1+1+4*5); /* rdatalen */
       sldns_buffer_write_u8(buf, 0); /* primary "." */
       sldns_buffer_write_u8(buf, 0); /* email "." */
       sldns_buffer_write_u32(buf, serial); /* serial */
       sldns_buffer_write_u32(buf, 0); /* refresh */
       sldns_buffer_write_u32(buf, 0); /* retry */
       sldns_buffer_write_u32(buf, 0); /* expire */
       sldns_buffer_write_u32(buf, 0); /* minimum */
       sldns_buffer_flip(buf);
}

/** write a query over the TCP fd */
static void
write_q(int fd, int udp, SSL* ssl, sldns_buffer* buf, uint16_t id,
       sldns_buffer* proxy_buf, int pp2_parsed,
       const char* strname, const char* strtype, const char* strclass)
{
       struct query_info qinfo;
       size_t proxy_buf_limit = sldns_buffer_limit(proxy_buf);
       int have_serial = 0, is_notify = 0;
       uint32_t serial = 0;
       /* qname */
       qinfo.qname = sldns_str2wire_dname(strname, &qinfo.qname_len);
       if(!qinfo.qname) {
               printf("cannot parse query name: '%s'\n", strname);
               exit(1);
       }

       /* qtype */
       if(strncasecmp(strtype, "IXFR=", 5) == 0) {
               serial = (uint32_t)atoi(strtype+5);
               have_serial = 1;
               qinfo.qtype = LDNS_RR_TYPE_IXFR;
       } else if(strcasecmp(strtype, "NOTIFY") == 0) {
               is_notify = 1;
               qinfo.qtype = LDNS_RR_TYPE_SOA;
       } else if(strncasecmp(strtype, "NOTIFY=", 7) == 0) {
               serial = (uint32_t)atoi(strtype+7);
               have_serial = 1;
               is_notify = 1;
               qinfo.qtype = LDNS_RR_TYPE_SOA;
       } else {
               qinfo.qtype = sldns_get_rr_type_by_name(strtype);
               if(qinfo.qtype == 0 && strcmp(strtype, "TYPE0") != 0) {
                       printf("cannot parse query type: '%s'\n", strtype);
                       exit(1);
               }
       }
       /* qclass */
       qinfo.qclass = sldns_get_rr_class_by_name(strclass);
       if(qinfo.qclass == 0 && strcmp(strclass, "CLASS0") != 0) {
               printf("cannot parse query class: '%s'\n", strclass);
               exit(1);
       }

       /* clear local alias */
       qinfo.local_alias = NULL;

       /* make query */
       qinfo_query_encode(buf, &qinfo);
       sldns_buffer_write_u16_at(buf, 0, id);
       sldns_buffer_write_u16_at(buf, 2, BIT_RD);

       if(have_serial && qinfo.qtype == LDNS_RR_TYPE_IXFR) {
               /* Attach serial to SOA record in the authority section. */
               write_soa_serial_to_buf(buf, &qinfo, serial);
               LDNS_NSCOUNT_SET(sldns_buffer_begin(buf), 1);
       }
       if(is_notify) {
               LDNS_OPCODE_SET(sldns_buffer_begin(buf), LDNS_PACKET_NOTIFY);
               LDNS_RD_CLR(sldns_buffer_begin(buf));
               LDNS_AA_SET(sldns_buffer_begin(buf));
               if(have_serial) {
                       write_soa_serial_to_buf(buf, &qinfo, serial);
                       LDNS_ANCOUNT_SET(sldns_buffer_begin(buf), 1);
               }
       }

       if(1) {
               /* add EDNS DO */
               struct edns_data edns;
               memset(&edns, 0, sizeof(edns));
               edns.edns_present = 1;
               edns.bits = EDNS_DO;
               edns.udp_size = 4096;
               if(sldns_buffer_capacity(buf) >=
                       sldns_buffer_limit(buf)+calc_edns_field_size(&edns))
                       attach_edns_record(buf, &edns);
       }

       /* we need to send the PROXYv2 information in every UDP message */
       if(udp && pp2_parsed) {
               /* append the proxy_buf with the buf's content
                * and use that for sending */
               if(sldns_buffer_capacity(proxy_buf) <
                       sldns_buffer_limit(proxy_buf) +
                       sldns_buffer_limit(buf)) {
                       printf("buffer too small for packet + proxy");
                       exit(1);
               }
               sldns_buffer_clear(proxy_buf);
               sldns_buffer_skip(proxy_buf, proxy_buf_limit);
               sldns_buffer_write(proxy_buf, sldns_buffer_begin(buf),
                       sldns_buffer_limit(buf));
               sldns_buffer_flip(proxy_buf);
               buf = proxy_buf;
       }

       /* send it */
       if(!udp) {
               uint16_t len = (uint16_t)sldns_buffer_limit(buf);
               len = htons(len);
               if(ssl) {
                       if(SSL_write(ssl, (void*)&len, (int)sizeof(len)) <= 0) {
                               log_crypto_err("cannot SSL_write");
                               exit(1);
                       }
               } else {
                       if(send(fd, (void*)&len, sizeof(len), 0) <
                               (ssize_t)sizeof(len)){
#ifndef USE_WINSOCK
                               perror("send() len failed");
#else
                               printf("send len: %s\n",
                                       wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
                               exit(1);
                       }
               }
       }
       if(ssl) {
               if(SSL_write(ssl, (void*)sldns_buffer_begin(buf),
                       (int)sldns_buffer_limit(buf)) <= 0) {
                       log_crypto_err("cannot SSL_write");
                       exit(1);
               }
       } else {
               if(send(fd, (void*)sldns_buffer_begin(buf),
                       sldns_buffer_limit(buf), 0) <
                       (ssize_t)sldns_buffer_limit(buf)) {
#ifndef USE_WINSOCK
                       perror("send() data failed");
#else
                       printf("send data: %s\n",
                               wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
                       exit(1);
               }
       }

       /* reset the proxy_buf for next packet */
       sldns_buffer_set_limit(proxy_buf, proxy_buf_limit);
       free(qinfo.qname);
}

/** receive DNS datagram over TCP and print it */
static void
recv_one(int fd, int udp, SSL* ssl, sldns_buffer* buf)
{
       size_t i;
       char* pktstr;
       uint16_t len;
       if(!udp) {
               if(ssl) {
                       int sr = SSL_read(ssl, (void*)&len, (int)sizeof(len));
                       if(sr == 0) {
                               printf("ssl: stream closed\n");
                               exit(1);
                       }
                       if(sr < 0) {
                               log_crypto_err("could not SSL_read");
                               exit(1);
                       }
               } else {
                       ssize_t r = recv(fd, (void*)&len, sizeof(len), 0);
                       if(r == 0) {
                               printf("recv: stream closed\n");
                               exit(1);
                       }
                       if(r < (ssize_t)sizeof(len)) {
#ifndef USE_WINSOCK
                               perror("read() len failed");
#else
                               printf("read len: %s\n",
                                       wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
                               exit(1);
                       }
               }
               len = ntohs(len);
               sldns_buffer_clear(buf);
               sldns_buffer_set_limit(buf, len);
               if(ssl) {
                       int r = SSL_read(ssl, (void*)sldns_buffer_begin(buf),
                               (int)len);
                       if(r <= 0) {
                               log_crypto_err("could not SSL_read");
                               exit(1);
                       }
                       if(r != (int)len)
                               fatal_exit("ssl_read %d of %d", r, len);
               } else {
                       if(recv(fd, (void*)sldns_buffer_begin(buf), len, 0) <
                               (ssize_t)len) {
#ifndef USE_WINSOCK
                               perror("read() data failed");
#else
                               printf("read data: %s\n",
                                       wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
                               exit(1);
                       }
               }
       } else {
               ssize_t l;
               sldns_buffer_clear(buf);
               if((l=recv(fd, (void*)sldns_buffer_begin(buf),
                       sldns_buffer_capacity(buf), 0)) < 0) {
#ifndef USE_WINSOCK
                       perror("read() data failed");
#else
                       printf("read data: %s\n",
                               wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
                       exit(1);
               }
               sldns_buffer_set_limit(buf, (size_t)l);
               len = (size_t)l;
       }
       printf("\nnext received packet\n");
       printf("data[%d] ", (int)sldns_buffer_limit(buf));
       for(i=0; i<sldns_buffer_limit(buf); i++) {
               const char* hex = "0123456789ABCDEF";
               printf("%c%c", hex[(sldns_buffer_read_u8_at(buf, i)&0xf0)>>4],
                       hex[sldns_buffer_read_u8_at(buf, i)&0x0f]);
       }
       printf("\n");

       pktstr = sldns_wire2str_pkt(sldns_buffer_begin(buf), len);
       printf("%s", pktstr);
       free(pktstr);
}

/** see if we can receive any results */
static void
print_any_answers(int fd, int udp, SSL* ssl, sldns_buffer* buf,
       int* num_answers, int wait_all)
{
       /* see if the fd can read, if so, print one answer, repeat */
       int ret;
       struct timeval tv, *waittv;
       fd_set rfd;
       while(*num_answers > 0) {
               memset(&rfd, 0, sizeof(rfd));
               memset(&tv, 0, sizeof(tv));
               FD_ZERO(&rfd);
               FD_SET(fd, &rfd);
               if(wait_all) waittv = NULL;
               else waittv = &tv;
               ret = select(fd+1, &rfd, NULL, NULL, waittv);
               if(ret < 0) {
                       if(errno == EINTR || errno == EAGAIN) continue;
                       perror("select() failed");
                       exit(1);
               }
               if(ret == 0) {
                       if(wait_all) continue;
                       return;
               }
               (*num_answers) -= 1;
               recv_one(fd, udp, ssl, buf);
       }
}

static int get_random(void)
{
       int r;
       if (RAND_bytes((unsigned char*)&r, (int)sizeof(r)) == 1) {
               return r;
       }
       return (int)arc4random();
}

/* parse the pp2_client and populate the proxy_buffer
* It doesn't populate the destination parts. */
static int parse_pp2_client(const char* pp2_client, int udp,
       sldns_buffer* proxy_buf)
{
       struct sockaddr_storage pp2_addr;
       size_t bytes_written;
       socklen_t pp2_addrlen = 0;
       memset(&pp2_addr, 0, sizeof(pp2_addr));
       if(*pp2_client == 0) return 0;
       if(!extstrtoaddr(pp2_client, &pp2_addr, &pp2_addrlen, UNBOUND_DNS_PORT)) {
               printf("fatal: bad proxy client specs '%s'\n", pp2_client);
               exit(1);
       }
       sldns_buffer_clear(proxy_buf);
       bytes_written = pp2_write_to_buf(sldns_buffer_begin(proxy_buf),
               sldns_buffer_remaining(proxy_buf), &pp2_addr, !udp);
       sldns_buffer_set_position(proxy_buf, bytes_written);
       sldns_buffer_flip(proxy_buf);
       return 1;
}

/** send the TCP queries and print answers */
static void
send_em(const char* svr, const char* pp2_client, int udp, int usessl,
       int noanswer, int onarrival, int delay, int num, char** qs)
{
       struct sockaddr_storage svr_addr;
       socklen_t svr_addrlen;
       int fd = open_svr(svr, udp, &svr_addr, &svr_addrlen);
       int i, wait_results = 0, pp2_parsed;
       SSL_CTX* ctx = NULL;
       SSL* ssl = NULL;
       sldns_buffer* buf = sldns_buffer_new(65553);
       sldns_buffer* proxy_buf = sldns_buffer_new(65553);
       if(!buf || !proxy_buf) {
               sldns_buffer_free(buf);
               sldns_buffer_free(proxy_buf);
               fatal_exit("out of memory");
       }
       pp2_parsed = parse_pp2_client(pp2_client, udp, proxy_buf);
       if(usessl) {
               ctx = connect_sslctx_create(NULL, NULL, NULL, 0);
               if(!ctx) fatal_exit("cannot create ssl ctx");
               ssl = outgoing_ssl_fd(ctx, fd);
               if(!ssl) fatal_exit("cannot create ssl");
               while(1) {
                       int r;
                       ERR_clear_error();
                       if( (r=SSL_do_handshake(ssl)) == 1)
                               break;
                       r = SSL_get_error(ssl, r);
                       if(r != SSL_ERROR_WANT_READ &&
                               r != SSL_ERROR_WANT_WRITE) {
                               log_crypto_err_io("could not ssl_handshake", r);
                               exit(1);
                       }
               }
               if(1) {
#ifdef HAVE_SSL_GET1_PEER_CERTIFICATE
                       X509* x = SSL_get1_peer_certificate(ssl);
#else
                       X509* x = SSL_get_peer_certificate(ssl);
#endif
                       if(!x) printf("SSL: no peer certificate\n");
                       else {
                               X509_print_fp(stdout, x);
                               X509_free(x);
                       }
               }
       }
       /* Send the PROXYv2 information once per stream */
       if(!udp && pp2_parsed) {
               if(ssl) {
                       if(SSL_write(ssl, (void*)sldns_buffer_begin(proxy_buf),
                               (int)sldns_buffer_limit(proxy_buf)) <= 0) {
                               log_crypto_err("cannot SSL_write");
                               exit(1);
                       }
               } else {
                       if(send(fd, (void*)sldns_buffer_begin(proxy_buf),
                               sldns_buffer_limit(proxy_buf), 0) <
                               (ssize_t)sldns_buffer_limit(proxy_buf)) {
#ifndef USE_WINSOCK
                               perror("send() data failed");
#else
                               printf("send data: %s\n",
                                       wsa_strerror(WSAGetLastError()));
#endif
                               exit(1);
                       }
               }
       }
       for(i=0; i<num; i+=3) {
               if (delay != 0) {
#ifdef HAVE_SLEEP
                       sleep((unsigned)delay);
#else
                       Sleep(delay*1000);
#endif
               }
               printf("\nNext query is %s %s %s\n", qs[i], qs[i+1], qs[i+2]);
               write_q(fd, udp, ssl, buf, (uint16_t)get_random(), proxy_buf,
                       pp2_parsed,
                       qs[i], qs[i+1], qs[i+2]);
               /* print at least one result */
               if(onarrival) {
                       wait_results += 1; /* one more answer to fetch */
                       print_any_answers(fd, udp, ssl, buf, &wait_results, 0);
               } else if(!noanswer) {
                       recv_one(fd, udp, ssl, buf);
               }
       }
       if(onarrival)
               print_any_answers(fd, udp, ssl, buf, &wait_results, 1);

       if(usessl) {
               SSL_shutdown(ssl);
               SSL_free(ssl);
               SSL_CTX_free(ctx);
       }
       sock_close(fd);
       sldns_buffer_free(buf);
       sldns_buffer_free(proxy_buf);
       printf("orderly exit\n");
}

#ifdef SIGPIPE
/** SIGPIPE handler */
static RETSIGTYPE sigh(int sig)
{
       char str[] = "Got unhandled signal   \n";
       if(sig == SIGPIPE) {
               char* strpipe = "got SIGPIPE, remote connection gone\n";
               /* simple cast to void will not silence Wunused-result */
               (void)!write(STDOUT_FILENO, strpipe, strlen(strpipe));
               exit(1);
       }
       str[21] = '0' + (sig/10)%10;
       str[22] = '0' + sig%10;
       /* simple cast to void will not silence Wunused-result */
       (void)!write(STDOUT_FILENO, str, strlen(str));
       exit(1);
}
#endif /* SIGPIPE */

/** getopt global, in case header files fail to declare it. */
extern int optind;
/** getopt global, in case header files fail to declare it. */
extern char* optarg;

/** main program for streamtcp */
int main(int argc, char** argv)
{
       int c;
       const char* svr = "127.0.0.1";
       const char* pp2_client = "";
       int udp = 0;
       int noanswer = 0;
       int onarrival = 0;
       int usessl = 0;
       int delay = 0;

#ifdef USE_WINSOCK
       WSADATA wsa_data;
       if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsa_data) != 0) {
               printf("WSAStartup failed\n");
               return 1;
       }
#endif

       /* lock debug start (if any) */
       checklock_start();
       log_init(0, 0, 0);

#ifdef SIGPIPE
       if(signal(SIGPIPE, &sigh) == SIG_ERR) {
               perror("could not install signal handler");
               return 1;
       }
#endif

       /* command line options */
       if(argc == 1) {
               usage(argv);
       }
       while( (c=getopt(argc, argv, "af:p:hnsud:")) != -1) {
               switch(c) {
                       case 'f':
                               svr = optarg;
                               break;
                       case 'p':
                               pp2_client = optarg;
                               pp_init(&sldns_write_uint16,
                                       &sldns_write_uint32);
                               break;
                       case 'a':
                               onarrival = 1;
                               break;
                       case 'n':
                               noanswer = 1;
                               break;
                       case 'u':
                               udp = 1;
                               break;
                       case 's':
                               usessl = 1;
                               break;
                       case 'd':
                               if(atoi(optarg)==0 && strcmp(optarg,"0")!=0) {
                                       printf("error parsing delay, "
                                           "number expected: %s\n", optarg);
                                       return 1;
                               }
                               delay = atoi(optarg);
                               break;
                       case 'h':
                       case '?':
                       default:
                               usage(argv);
               }
       }
       argc -= optind;
       argv += optind;

       if(argc % 3 != 0) {
               printf("queries must be multiples of name,type,class\n");
               return 1;
       }
       if(usessl) {
#if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x10100000 || !defined(HAVE_OPENSSL_INIT_SSL)
               ERR_load_SSL_strings();
#endif
#if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x10100000 || !defined(HAVE_OPENSSL_INIT_CRYPTO)
#  ifndef S_SPLINT_S
               OpenSSL_add_all_algorithms();
#  endif
#else
               OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_ADD_ALL_CIPHERS
                       | OPENSSL_INIT_ADD_ALL_DIGESTS
                       | OPENSSL_INIT_LOAD_CRYPTO_STRINGS, NULL);
#endif
#if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x10100000 || !defined(HAVE_OPENSSL_INIT_SSL)
               (void)SSL_library_init();
#else
               (void)OPENSSL_init_ssl(OPENSSL_INIT_LOAD_SSL_STRINGS, NULL);
#endif
       }
       send_em(svr, pp2_client, udp, usessl, noanswer, onarrival, delay, argc, argv);
       checklock_stop();
#ifdef USE_WINSOCK
       WSACleanup();
#endif
       return 0;
}