server/fastcgi.c

   1 /**
   2  * @file fastcgi.c
   3  * @brief Runs the FCGI request loop to handle web interface requests.
   4  *
   5  * fcgi_stdio.h must be included before all else so the stdio function
   6  * redirection works ok.
   7  */
   8
   9 #include <fcgi_stdio.h>
  10 #include <openssl/sha.h>
  11 #include <stdarg.h>
  12
  13 #include "common.h"
  14 #include "sensor.h"
  15 #include "actuator.h"
  16 #include "control.h"
  17 #include "options.h"
  18 #include "image.h"
  19 #include "pin_test.h"
  20
  21 /**The time period (in seconds) before the control key expires */
  22 #define CONTROL_TIMEOUT 180
  23
  24 /**Contextual information related to FCGI requests*/
  25 struct FCGIContext {
  26         /**The time of last valid user access possessing the control key*/
  27         time_t control_timestamp;
  28         char control_key[41];
  29         char control_ip[16];
  30         /**The name of the current module**/
  31         const char *current_module;
  32         /**For debugging purposes?**/
  33         int response_number;
  34 };
  35
  36 /**
  37  * Identifies build information and the current API version to the user.
  38  * Also useful for testing that the API is running and identifying the
  39  * sensors and actuators present.
  40  * @param context The context to work in
  41  * @param params User specified paramters: [actuators, sensors]
  42  */
  43 static void IdentifyHandler(FCGIContext *context, char *params) {
  44         bool ident_sensors = false, ident_actuators = false;
  45
  46         int i;
  47
  48         FCGIValue values[2] = {{"sensors", &ident_sensors, FCGI_BOOL_T},
  49                                          {"actuators", &ident_actuators, FCGI_BOOL_T}};
  50         if (!FCGI_ParseRequest(context, params, values, 2))
  51                 return;
  52
  53         FCGI_BeginJSON(context, STATUS_OK);
  54         FCGI_JSONPair("description", "MCTX3420 Server API (2013)");
  55         FCGI_JSONPair("build_date", __DATE__ " " __TIME__);
  56         FCGI_JSONLong("api_version", API_VERSION);
  57
  58         //Sensor and actuator information
  59         if (ident_sensors) {
  60                 FCGI_JSONKey("sensors");
  61                 FCGI_JSONValue("{\n\t\t");
  62                 for (i = 0; i < NUMSENSORS; i++) {
  63                         if (i > 0) {
  64                                 FCGI_JSONValue(",\n\t\t");
  65                         }
  66                         FCGI_JSONValue("\"%d\" : \"%s\"", i, g_sensor_names[i]);
  67                 }
  68                 FCGI_JSONValue("\n\t}");
  69         }
  70         if (ident_actuators) {
  71                 FCGI_JSONKey("actuators");
  72                 FCGI_JSONValue("{\n\t\t");
  73                 for (i = 0; i < NUMACTUATORS; i++) {
  74                         if (i > 0) {
  75                                 FCGI_JSONValue(",\n\t\t");
  76                         }
  77                         FCGI_JSONValue("\"%d\" : \"%s\"", i, g_actuator_names[i]);
  78                 }
  79                 FCGI_JSONValue("\n\t}");
  80         }
  81         FCGI_EndJSON();
  82 }
  83
  84 /**
  85  * Gives the user a key that determines who has control over
  86  * the system at any one time. The key can be forcibly generated, revoking
  87  * any previous control keys. To be used in conjunction with HTTP
  88  * basic authentication.
  89  * This function will generate a JSON response that indicates success/failure.
  90  * @param context The context to work in
  91  * @param force Whether to force key generation or not.
  92  */
  93 void FCGI_LockControl(FCGIContext *context, bool force) {
  94         time_t now = time(NULL);
  95         bool expired = now - context->control_timestamp > CONTROL_TIMEOUT;
  96
  97         if (force || !*(context->control_key) || expired) {
  98                 SHA_CTX sha1ctx;
  99                 unsigned char sha1[20];
 100                 int i = rand();
 101
 102                 SHA1_Init(&sha1ctx);
 103                 SHA1_Update(&sha1ctx, &now, sizeof(now));
 104                 SHA1_Update(&sha1ctx, &i, sizeof(i));
 105                 SHA1_Final(sha1, &sha1ctx);
 106
 107                 context->control_timestamp = now;
 108                 for (i = 0; i < 20; i++)
 109                         sprintf(context->control_key + i * 2, "%02x", sha1[i]);
 110                 snprintf(context->control_ip, 16, "%s", getenv("REMOTE_ADDR"));
 111                 FCGI_BeginJSON(context, STATUS_OK);
 112                 FCGI_JSONPair("key", context->control_key);
 113                 FCGI_EndJSON();
 114         } else {
 115                 char buf[128];
 116                 strftime(buf, 128, "%H:%M:%S %d-%m-%Y",
 117                         localtime(&(context->control_timestamp)));
 118                 FCGI_BeginJSON(context, STATUS_UNAUTHORIZED);
 119                 FCGI_JSONPair("description", "Another user already has control");
 120                 FCGI_JSONPair("current_user", context->control_ip);
 121                 FCGI_JSONPair("when", buf);
 122                 FCGI_EndJSON();
 123         }
 124 }
 125
 126 /**
 127  * Given an FCGIContext, determines if the current user (as specified by
 128  * the key) has control or not. If validated, the context control_timestamp is
 129  * updated.
 130  * @param context The context to work in
 131  * @param key The control key to be validated.
 132  * @return TRUE if authorized, FALSE if not.
 133  */
 134 bool FCGI_HasControl(FCGIContext *context, const char *key) {
 135         time_t now = time(NULL);
 136         int result = (now - context->control_timestamp) <= CONTROL_TIMEOUT &&
 137                                  key != NULL && !strcmp(context->control_key, key);
 138         if (result) {
 139                 context->control_timestamp = now; //Update the control_timestamp
 140         }
 141         return result;
 142 }
 143
 144
 145 /**
 146  * Revokes the current control key, if present.
 147  * @param context The context to work in
 148  */
 149 void FCGI_ReleaseControl(FCGIContext *context) {
 150         *(context->control_key) = 0;
 151         FCGI_BeginJSON(context, STATUS_OK);
 152         FCGI_EndJSON();
 153         return;
 154 }
 155
 156 /**
 157  * Extracts a key/value pair from a request string.
 158  * Note that the input is modified by this function.
 159  * @param in The string from which to extract the pair
 160  * @param key A pointer to a variable to hold the key string
 161  * @param value A pointer to a variable to hold the value string
 162  * @return A pointer to the start of the next search location, or NULL if
 163  *         the EOL is reached.
 164  */
 165 char *FCGI_KeyPair(char *in, const char **key, const char **value)
 166 {
 167         char *ptr;
 168         if (!in || !*in) { //Invalid input or string is EOL
 169                 return NULL;
 170         }
 171
 172         *key = in;
 173         //Find either = or &, whichever comes first
 174         if ((ptr = strpbrk(in, "=&"))) {
 175                 if (*ptr == '&') { //No value specified
 176                         *value = ptr;
 177                         *ptr++ = 0;
 178                 } else {
 179                         //Stopped at an '=' sign
 180                         *ptr++ = 0;
 181                         *value = ptr;
 182                         if ((ptr = strchr(ptr,'&'))) {
 183                                 *ptr++ = 0;
 184                         } else {
 185                                 ptr = "";
 186                         }
 187                 }
 188         } else { //No value specified and no other pair
 189                 ptr = "";
 190                 *value = ptr;
 191         }
 192         return ptr;
 193 }
 194
 195 /**
 196  * Aids in parsing request parameters.
 197  * Input: The expected keys along with their type and whether or not
 198  * they're required.
 199  * @param context The context to work in
 200  * @param params The parameter string to be parsed
 201  * @param values An array of FCGIValue's that specify expected keys
 202  * @param count The number of elements in 'values'.
 203  * @return true If the parameter string was parsed successfully, false otherwise.
 204  *         Modes of failure include: Invalid a parsing error on the value,
 205  *                                   an unknown key is specified,
 206  *                                   a key/value pair is specified more than once, or
 207  *                                   not all required keys were present.
 208  *         If this function returns false, it is guaranteed that FCGI_RejectJSON
 209  *         has already been called with the appropriate description message.
 210  */
 211 bool FCGI_ParseRequest(FCGIContext *context, char *params, FCGIValue values[], size_t count)
 212 {
 213         const char *key, *value;
 214         char buf[BUFSIZ], *ptr;
 215         size_t i;
 216
 217         while ((params = FCGI_KeyPair(params, &key, &value))) {
 218                 for (i = 0; i < count; i++) {
 219                         if (!strcmp(key, values[i].key)) {
 220                                 FCGIValue *val = &values[i];
 221
 222                                 if (FCGI_RECEIVED(val->flags)) {
 223                                         snprintf(buf, BUFSIZ, "Value already specified for '%s'.", key);
 224                                         FCGI_RejectJSON(context, buf);
 225                                         return false;
 226                                 }
 227                                 val->flags |= FCGI_PARAM_RECEIVED;
 228
 229                                 switch(FCGI_TYPE(val->flags)) {
 230                                         case FCGI_BOOL_T:
 231                                                 if (!*value) //No value: Default true
 232                                                         *((bool*) val->value) = true;
 233                                                 else {
 234                                                         *((bool*) val->value) = !!(strtol(value, &ptr, 10));
 235                                                         if (*ptr) {
 236                                                                 snprintf(buf, BUFSIZ, "Expected bool for '%s' but got '%s'", key, value);
 237                                                                 FCGI_RejectJSON(context, buf);
 238                                                                 return false;
 239                                                         }
 240                                                 }
 241                                                 break;
 242                                         case FCGI_INT_T: case FCGI_LONG_T: {
 243                                                 long parsed = strtol(value, &ptr, 10);
 244                                                 if (!*value || *ptr) {
 245                                                         snprintf(buf, BUFSIZ, "Expected int for '%s' but got '%s'", key, value);
 246                                                         FCGI_RejectJSON(context, buf);
 247                                                         return false;
 248                                                 }
 249
 250                                                 if (FCGI_TYPE(val->flags) == FCGI_INT_T)
 251                                                         *((int*) val->value) = (int) parsed;
 252                                                 else
 253                                                         *((long*) val->value) = parsed;
 254                                         }       break;
 255                                         case FCGI_DOUBLE_T:
 256                                                 *((double*) val->value) = strtod(value, &ptr);
 257                                                 if (!*value || *ptr) {
 258                                                         snprintf(buf, BUFSIZ, "Expected float for '%s' but got '%s'", key, value);
 259                                                         FCGI_RejectJSON(context, buf);
 260                                                         return false;
 261                                                 }
 262                                                 break;
 263                                         case FCGI_STRING_T:
 264                                                 *((const char**) val->value) = value;
 265                                                 break;
 266                                         default:
 267                                                 Fatal("Invalid type %d given", FCGI_TYPE(val->flags));
 268                                 }
 269                                 break; //No need to search any more
 270                         }
 271                 } //End for loop
 272                 if (i == count) {
 273                         snprintf(buf, BUFSIZ, "Unknown key '%s' specified", key);
 274                         FCGI_RejectJSON(context, buf);
 275                         return false;
 276                 }
 277         }
 278
 279         //Check that required parameters are received
 280         for (i = 0; i < count; i++) {
 281                 if (FCGI_IS_REQUIRED(values[i].flags) && !FCGI_RECEIVED(values[i].flags)) {
 282                         snprintf(buf, BUFSIZ, "Key '%s' required, but was not given.", values[i].key);
 283                         FCGI_RejectJSON(context, buf);
 284                         return false;
 285                 }
 286         }
 287         return true;
 288 }
 289
 290 /**
 291  * Begins a response to the client in JSON format.
 292  * @param context The context to work in.
 293  * @param status_code The status code to be returned.
 294  */
 295 void FCGI_BeginJSON(FCGIContext *context, StatusCodes status_code)
 296 {
 297         printf("Content-type: application/json; charset=utf-8\r\n\r\n");
 298         printf("{\r\n");
 299         printf("\t\"module\" : \"%s\"", context->current_module);
 300         FCGI_JSONLong("status", status_code);
 301         //Time and running statistics
 302         struct timeval now;
 303         gettimeofday(&now, NULL);
 304         FCGI_JSONDouble("start_time", TIMEVAL_TO_DOUBLE(g_options.start_time));
 305         FCGI_JSONDouble("current_time", TIMEVAL_TO_DOUBLE(now));
 306         FCGI_JSONDouble("running_time", TIMEVAL_DIFF(now, g_options.start_time));
 307         FCGI_JSONPair("control_state", Control_GetModeName());
 308 }
 309
 310 /**
 311  * Adds a key/value pair to a JSON response. The response must have already
 312  * been initiated by FCGI_BeginJSON. Special characters are not escaped.
 313  * @param key The key of the JSON entry
 314  * @param value The value associated with the key.
 315  */
 316 void FCGI_JSONPair(const char *key, const char *value)
 317 {
 318         printf(",\r\n\t\"%s\" : \"%s\"", key, value);
 319 }
 320
 321 /**
 322  * Similar to FCGI_JSONPair except for signed integer values.
 323  * @param key The key of the JSON entry
 324  * @param value The value associated with the key
 325  */
 326 void FCGI_JSONLong(const char *key, long value)
 327 {
 328         printf(",\r\n\t\"%s\" : %ld", key, value);
 329 }
 330
 331 /**
 332  * Similar to FCGI_JsonPair except for floating point values.
 333  * @param key The key of the JSON entry
 334  * @param value The value associated with the key
 335  */
 336 void FCGI_JSONDouble(const char *key, double value)
 337 {
 338         printf(",\r\n\t\"%s\" : %f", key, value);
 339 }
 340
 341 /**
 342  * Similar to FCGI_JsonPair except for boolean values.
 343  * @param key The key of the JSON entry
 344  * @param value The value associated with the key
 345  */
 346 void FCGI_JSONBool(const char *key, bool value)
 347 {
 348         printf(",\r\n\t\"%s\" : %s", key, value ? "true" : "false");
 349 }
 350
 351 /**
 352  * Begins a JSON entry by writing the key. To be used in conjunction
 353  * with FCGI_JsonValue.
 354  * @param key The key of the JSON entry
 355  */
 356 void FCGI_JSONKey(const char *key)
 357 {
 358         printf(",\r\n\t\"%s\" : ", key);
 359 }
 360
 361 /**
 362  * Ends a JSON response that was initiated by FCGI_BeginJSON.
 363  */
 364 void FCGI_EndJSON()
 365 {
 366         printf("\r\n}\r\n");
 367 }
 368
 369 /**
 370  * To be used when the input parameters are rejected. The return data
 371  * will also have debugging information provided.
 372  * @param context The context to work in
 373  * @param status The status the return data should have.
 374  * @param description A short description of why the input was rejected.
 375  */
 376 void FCGI_RejectJSONEx(FCGIContext *context, StatusCodes status, const char *description)
 377 {
 378         if (description == NULL)
 379                 description = "Unknown";
 380
 381         Log(LOGINFO, "%s: Rejected query with: %d: %s", context->current_module, status, description);
 382         FCGI_BeginJSON(context, status);
 383         FCGI_JSONPair("description", description);
 384         FCGI_JSONLong("responsenumber", context->response_number);
 385         //FCGI_JSONPair("params", getenv("QUERY_STRING"));
 386         FCGI_JSONPair("host", getenv("SERVER_HOSTNAME"));
 387         FCGI_JSONPair("user", getenv("REMOTE_USER"));
 388         FCGI_JSONPair("ip", getenv("REMOTE_ADDR"));
 389         FCGI_EndJSON();
 390 }
 391
 392 /**
 393  * Generates a response to the client as described by the format parameter and
 394  * extra arguments (exactly like printf). To be used when none of the other
 395  * predefined functions will work exactly as needed. Extra care should be taken
 396  * to ensure the correctness of the output.
 397  * @param format The format string
 398  * @param ... Any extra arguments as required by the format string.
 399  */
 400 void FCGI_PrintRaw(const char *format, ...)
 401 {
 402         va_list list;
 403         va_start(list, format);
 404         vprintf(format, list);
 405         va_end(list);
 406 }
 407
 408
 409 /**
 410  * Write binary data
 411  * See fwrite
 412  */
 413 void FCGI_WriteBinary(void * data, size_t size, size_t num_elem)
 414 {
 415         Log(LOGDEBUG,"Writing!");
 416         fwrite(data, size, num_elem, stdout);
 417 }
 418
 419 /**
 420  * Escapes a string so it can be used safely.
 421  * Currently escapes to ensure the validity for use as a JSON string
 422  * Does not support unicode specifiers in the form of \uXXXX.
 423  * @param buf The string to be escaped
 424  * @return The escaped string (return value == buf)
 425  */
 426 char *FCGI_EscapeText(char *buf)
 427 {
 428         int length, i;
 429         length = strlen(buf);
 430
 431         //Escape special characters. Must count down to escape properly
 432         for (i = length - 1; i >= 0; i--) {
 433                 if (buf[i] < 0x20) { //Control characters
 434                         buf[i] = ' ';
 435                 } else if (buf[i] == '"') {
 436                         if (i-1 >= 0 && buf[i-1] == '\\')
 437                                 i--;
 438                         else
 439                                 buf[i] = '\'';
 440                 } else if (buf[i] == '\\') {
 441                         if (i-1 >= 0 && buf[i-1] == '\'')
 442                                 i--;
 443                         else
 444                                 buf[i] = ' ';
 445                 }
 446         }
 447         return buf;
 448 }
 449
 450 /**
 451  * Main FCGI request loop that receives/responds to client requests.
 452  * @param data Reserved.
 453  * @returns NULL (void* required for consistency with pthreads, although at the moment this runs in the main thread anyway)
 454  * TODO: Get this to exit with the rest of the program!
 455  */
 456 void * FCGI_RequestLoop (void *data)
 457 {
 458         FCGIContext context = {0};
 459
 460         Log(LOGDEBUG, "Start loop");
 461         while (FCGI_Accept() >= 0) {
 462
 463                 ModuleHandler module_handler = NULL;
 464                 char module[BUFSIZ], params[BUFSIZ];
 465
 466                 //strncpy doesn't zero-truncate properly
 467                 snprintf(module, BUFSIZ, "%s", getenv("DOCUMENT_URI_LOCAL"));
 468                 snprintf(params, BUFSIZ, "%s", getenv("QUERY_STRING"));
 469
 470                 Log(LOGDEBUG, "Got request #%d - Module %s, params %s", context.response_number, module, params);
 471
 472                 //Remove trailing slashes (if present) from module query
 473                 size_t lastchar = strlen(module) - 1;
 474                 if (lastchar > 0 && module[lastchar] == '/')
 475                         module[lastchar] = 0;
 476
 477                 //Escape all special characters
 478                 FCGI_EscapeText(params);
 479
 480                 //Default to the 'identify' module if none specified
 481                 if (!*module)
 482                         strcpy(module, "identify");
 483
 484                 if (!strcmp("identify", module)) {
 485                         module_handler = IdentifyHandler;
 486                 } else if (!strcmp("control", module)) {
 487                         module_handler = Control_Handler;
 488                 } else if (!strcmp("sensors", module)) {
 489                         module_handler = Sensor_Handler;
 490                 } else if (!strcmp("actuators", module)) {
 491                         module_handler = Actuator_Handler;
 492                 } else if (!strcmp("image", module)) {
 493                         module_handler = Image_Handler;
 494                 } else if (!strcmp("pin", module)) {
 495                         module_handler = Pin_Handler; // *Debug only* pin test module
 496                 }
 497
 498                 context.current_module = module;
 499                 if (module_handler) {
 500                         module_handler(&context, params);
 501                 } else {
 502                         FCGI_RejectJSON(&context, "Unhandled module");
 503                 }
 504                 context.response_number++;
 505
 506
 507         }
 508
 509         Log(LOGDEBUG, "Thread exiting.");
 510         // NOTE: Don't call pthread_exit, because this runs in the main thread. Just return.
 511         return NULL;
 512 }