nbd-server.c

   1 /*
   2  * Network Block Device - server
   3  *
   4  * Copyright 1996-1998 Pavel Machek, distribute under GPL
   5  *  <pavel@atrey.karlin.mff.cuni.cz>
   6  * Copyright 2002 Anton Altaparmakov <aia21@cam.ac.uk>
   7  *
   8  * Version 1.0 - hopefully 64-bit-clean
   9  * Version 1.1 - merging enhancements from Josh Parsons, <josh@coombs.anu.edu.au>
  10  * Version 1.2 - autodetect size of block devices, thanx to Peter T. Breuer" <ptb@it.uc3m.es>
  11  * Version 1.5 - can compile on Unix systems that don't have 64 bit integer
  12  *      type, or don't have 64 bit file offsets by defining FS_32BIT
  13  *      in compile options for nbd-server *only*. This can be done
  14  *      with make FSCHOICE=-DFS_32BIT nbd-server. (I don't have the
  15  *      original autoconf input file, or I would make it a configure
  16  *      option.) Ken Yap <ken@nlc.net.au>.
  17  * Version 1.6 - fix autodetection of block device size and really make 64 bit
  18  *      clean on 32 bit machines. Anton Altaparmakov <aia21@cam.ac.uk>
  19  * Version 2.0 - Version synchronised with client
  20  */
  21
  22 #define VERSION "2.0"
  23 #define GIGA (1*1024*1024*1024)
  24
  25 #include <sys/types.h>
  26 #include <sys/socket.h>
  27 #include <sys/stat.h>
  28 #include <netinet/tcp.h>
  29 #include <netinet/in.h>         /* sockaddr_in, htons, in_addr */
  30 #include <netdb.h>              /* hostent, gethostby*, getservby* */
  31 #include <syslog.h>
  32 #include <unistd.h>
  33 #include <stdio.h>
  34 #include <stdlib.h>
  35 #include <string.h>
  36 #include <fcntl.h>
  37 #include <arpa/inet.h>
  38 #include <strings.h>
  39
  40 #define _IO(a,b)
  41 // #define ISSERVER
  42 #define MY_NAME "nbd_server"
  43
  44 /* Authorization file should contain lines with IP addresses of
  45    clients authorized to use the server. If it does not exist,
  46    access is permitted. */
  47 #define AUTH_FILE "nbd_server.allow"
  48
  49 #include "cliserv.h"
  50 #undef _IO
  51 /* Deep magic: ioctl.h defines _IO macro (at least on linux) */
  52
  53
  54 /* Debugging macros, now nothing goes to syslog unless you say ISSERVER */
  55 #ifdef ISSERVER
  56 #define msg2(a,b) syslog(a,b)
  57 #define msg3(a,b,c) syslog(a,b,c)
  58 #define msg4(a,b,c,d) syslog(a,b,c,d)
  59 #else
  60 #define msg2(a,b) do { fprintf(stderr,b) ; fputs("\n",stderr) ; } while(0)
  61 #define msg3(a,b,c) do { fprintf(stderr,b,c); fputs("\n",stderr) ; } while(0)
  62 #define msg4(a,b,c,d) do { fprintf(stderr,b,c,d); fputs("\n",stderr) ; } while(0)
  63 #endif
  64
  65
  66 #include <sys/ioctl.h>
  67 #include <sys/mount.h>          /* For BLKGETSIZE */
  68
  69 #ifdef  FS_32BIT
  70 typedef u32             fsoffset_t;
  71 #define htonll          htonl
  72 #define ntohll          ntohl
  73 #else
  74 typedef u64             fsoffset_t;
  75 #endif
  76
  77
  78 //#define DODBG
  79 #ifdef DODBG
  80 #define DEBUG( a ) printf( a )
  81 #define DEBUG2( a,b ) printf( a,b )
  82 #define DEBUG3( a,b,c ) printf( a,b,c )
  83 #else
  84 #define DEBUG( a )
  85 #define DEBUG2( a,b )
  86 #define DEBUG3( a,b,c )
  87 #endif
  88
  89 #if     defined(HAVE_LLSEEK) && !defined(sun)
  90 /* Solaris already has llseek defined in unistd.h */
  91 extern long long llseek(unsigned int, long long, unsigned int);
  92 #endif
  93
  94 void serveconnection(int net);
  95 void set_peername(int net,char *clientname);
  96
  97 #define LINELEN 256
  98 char difffilename[256];
  99 unsigned int timeout = 0;
 100
 101 int authorized_client(char *name)
 102 /* 0 - authorization refused, 1 - OK
 103   authorization file contains one line per machine, no wildcards
 104 */
 105 { FILE *f ;
 106
 107   char line[LINELEN] ;
 108
 109   if ((f=fopen(AUTH_FILE,"r"))==NULL)
 110     { msg4(LOG_INFO,"Can't open authorization file %s (%s).",
 111            AUTH_FILE,strerror(errno)) ;
 112       return 1 ;
 113     }
 114
 115   while (fgets(line,LINELEN,f)!=NULL) {
 116     if (strncmp(line,name,strlen(name))==0) { fclose(f)  ; return 1 ; }
 117   }
 118   fclose(f) ;
 119   return 0 ;
 120 }
 121
 122
 123 inline void readit(int f, void *buf, int len)
 124 {
 125         int res;
 126         while (len > 0) {
 127                 DEBUG("*");
 128                 if ((res = read(f, buf, len)) <= 0)
 129                         err("Read failed: %m");
 130                 len -= res;
 131                 buf += res;
 132         }
 133 }
 134
 135 inline void writeit(int f, void *buf, int len)
 136 {
 137         int res;
 138         while (len > 0) {
 139                 DEBUG("+");
 140                 if ((res = write(f, buf, len)) <= 0)
 141                         err("Write failed: %m");
 142                 len -= res;
 143                 buf += res;
 144         }
 145 }
 146
 147 int port;                       /* Port I'm listening at */
 148 char *exportname;               /* File I'm exporting */
 149 fsoffset_t exportsize = (fsoffset_t)-1; /* ...and its length */
 150 fsoffset_t hunksize = (fsoffset_t)-1;
 151 int flags = 0;
 152 int export[1024];
 153 int difffile=-1 ;
 154 u32 difffilelen=0 ; /* number of pages in difffile */
 155 u32 *difmap=NULL ;
 156 char clientname[256] ;
 157
 158
 159 #define DIFFPAGESIZE 4096 /* diff file uses those chunks */
 160
 161 #define F_READONLY 1
 162 #define F_MULTIFILE 2
 163 #define F_COPYONWRITE 4
 164
 165 void cmdline(int argc, char *argv[])
 166 {
 167         int i;
 168
 169         if (argc < 3) {
 170                 printf("This is nbd-server version " VERSION "\n");
 171                 printf("Usage: port file_to_export [size][kKmM] [-r] [-m] [-c] [-a timeout_sec]\n"
 172                        "        -r read only\n"
 173                        "        -m multiple file\n"
 174                        "        -c copy on write\n"
 175                        "        -a maximum idle seconds, terminates when idle time exceeded\n"
 176                        "        if port is set to 0, stdin is used (for running from inetd)\n"
 177                        "        if file_to_export contains '%%s', it is substituted with IP\n"
 178                        "                address of machine trying to connect\n" );
 179                 exit(0);
 180         }
 181         port = atoi(argv[1]);
 182         for (i = 3; i < argc; i++) {
 183                 if (*argv[i] == '-') {
 184                         switch (argv[i][1]) {
 185                         case 'r':
 186                                 flags |= F_READONLY;
 187                                 break;
 188                         case 'm':
 189                                 flags |= F_MULTIFILE;
 190                                 hunksize = 1*GIGA;
 191                                 break;
 192                         case 'c': flags |=F_COPYONWRITE;
 193                                 break;
 194                         case 'a':
 195                                 if (i+1<argc) {
 196                                         timeout = atoi(argv[i+1]);
 197                                         i++;
 198                                 } else {
 199                                         fprintf(stderr, "timeout requires argument\n");
 200                                         exit(1);
 201                                 }
 202                         }
 203                 } else {
 204                         fsoffset_t es;
 205                         int last = strlen(argv[i])-1;
 206                         char suffix = argv[i][last];
 207                         if (suffix == 'k' || suffix == 'K' ||
 208                             suffix == 'm' || suffix == 'M')
 209                                 argv[i][last] = '\0';
 210                         es = (fsoffset_t)atol(argv[i]);
 211                         switch (suffix) {
 212                                 case 'm':
 213                                 case 'M':  es <<= 10;
 214                                 case 'k':
 215                                 case 'K':  es <<= 10;
 216                                 default :  break;
 217                         }
 218                         exportsize = es;
 219                 }
 220         }
 221
 222         exportname = argv[2];
 223 }
 224
 225 void connectme(int port)
 226 {
 227         struct sockaddr_in addrin;
 228         int addrinlen = sizeof(addrin);
 229         int net, sock, newpid;
 230 #ifndef sun
 231         int yes=1;
 232 #else
 233         char yes='1';
 234 #endif
 235
 236         if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
 237                 err("socket: %m");
 238
 239         /* lose the pesky "Address already in use" error message */
 240         if (setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&yes,sizeof(int)) == -1) {
 241                 err("setsockopt");
 242         }
 243
 244         DEBUG("Waiting for connections... bind, ");
 245         addrin.sin_family = AF_INET;
 246         addrin.sin_port = htons(port);
 247         addrin.sin_addr.s_addr = 0;
 248         if (bind(sock, (struct sockaddr *) &addrin, addrinlen) < 0)
 249                 err("bind: %m");
 250         DEBUG("listen, ");
 251         if (listen(sock, 1) < 0)
 252                 err("listen: %m");
 253         DEBUG("accept, ");
 254         for(;;) { /* infinite loop */
 255           if ((net = accept(sock, (struct sockaddr *) &addrin, &addrinlen)) < 0)
 256             err("accept: %m");
 257
 258           set_peername(net,clientname) ;
 259           if (!authorized_client(clientname)) {
 260             msg2(LOG_INFO,"Unauthorized client") ;
 261             close(net) ;
 262             continue ;
 263           }
 264           msg2(LOG_INFO,"Authorized client") ;
 265           if ((newpid=fork())<0) {
 266             msg3(LOG_INFO,"Could not fork (%s)",strerror(errno)) ;
 267             close(net) ;
 268             continue ;
 269           }
 270           if (newpid>0) { /* parent */
 271             close(net) ; continue ; }
 272           /* child */
 273           close(sock) ;
 274           msg2(LOG_INFO,"Starting to serve") ;
 275           serveconnection(net) ;
 276         }
 277 }
 278
 279 #define SEND writeit( net, &reply, sizeof( reply ));
 280 #define ERROR { reply.error = htonl(-1); SEND; reply.error = 0; lastpoint = -1; }
 281
 282 fsoffset_t lastpoint = (fsoffset_t)-1;
 283
 284 void maybeseek(int handle, fsoffset_t a)
 285 {
 286         if (a > exportsize)
 287                 err("Can not happen\n");
 288         if (lastpoint != a) {
 289 #if     defined(HAVE_LLSEEK) && !defined(FS_32BIT)
 290                 if (llseek(handle, a, SEEK_SET) < 0)
 291 #else
 292                 if (lseek(handle, (long)a, SEEK_SET) < 0)
 293 #endif
 294                         err("Can not seek locally!\n");
 295                 lastpoint = a;
 296         } else {
 297                 DEBUG("@");
 298         }
 299 }
 300
 301 void myseek(int handle,fsoffset_t a)
 302 {
 303 #if HAVE_LLSEEK && !defined(FS_32BIT)
 304   if (llseek(handle, a, SEEK_SET) < 0)
 305 #else
 306   if (lseek(handle, (long)a, SEEK_SET) < 0)
 307 #endif
 308     err("Can not seek locally!\n");
 309 }
 310
 311 char pagebuf[DIFFPAGESIZE] ;
 312
 313
 314 int rawexpread(fsoffset_t a, char *buf, int len)
 315 {
 316   maybeseek(export[a/hunksize], a%hunksize);
 317   return (read(export[a/hunksize], buf, len) != len);
 318 }
 319
 320 int expread(fsoffset_t a, char *buf, int len)
 321 {
 322         int rdlen, offset;
 323         fsoffset_t mapcnt, mapl, maph, pagestart;
 324
 325   if (flags & F_COPYONWRITE) {
 326     DEBUG3("Asked to read %d bytes at %Lu.\n", len, (unsigned long long)a);
 327
 328     mapl=a/DIFFPAGESIZE ; maph=(a+len-1)/DIFFPAGESIZE ;
 329
 330     for (mapcnt=mapl;mapcnt<=maph;mapcnt++) {
 331       pagestart=mapcnt*DIFFPAGESIZE ;
 332       offset=a-pagestart ;
 333       rdlen=(len<DIFFPAGESIZE-offset) ? len : DIFFPAGESIZE-offset ;
 334       if (difmap[mapcnt]!=(u32)(-1)) { /* the block is already there */
 335         DEBUG3("Page %Lu is at %lu\n", (unsigned long long)mapcnt,
 336                         (unsigned long)difmap[mapcnt]);
 337         myseek(difffile,difmap[mapcnt]*DIFFPAGESIZE+offset) ;
 338         if (read(difffile, buf, rdlen) != rdlen) return -1 ;
 339       } else { /* the block is not there */
 340         DEBUG2("Page %Lu is not here, we read the original one\n",
 341                         (unsigned long long)mapcnt) ;
 342         if (rawexpread(a,buf,rdlen)) return -1 ;
 343       }
 344       len-=rdlen ; a+=rdlen ; buf+=rdlen ;
 345     }
 346   } else return rawexpread(a,buf,len) ;
 347   return 0 ;
 348 }
 349
 350 int rawexpwrite(fsoffset_t a, char *buf, int len)
 351 {
 352         maybeseek(export[a/hunksize], a%hunksize);
 353         return (write(export[a/hunksize], buf, len) != len);
 354 }
 355
 356
 357 int expwrite(fsoffset_t a, char *buf, int len)
 358 {  u32 mapcnt,mapl,maph ; int wrlen,rdlen ;
 359    fsoffset_t pagestart ; int offset ;
 360
 361   if (flags & F_COPYONWRITE) {
 362     DEBUG3("Asked to write %d bytes at %Lu.\n", len, (unsigned long long)a);
 363
 364     mapl=a/DIFFPAGESIZE ; maph=(a+len-1)/DIFFPAGESIZE ;
 365
 366     for (mapcnt=mapl;mapcnt<=maph;mapcnt++) {
 367       pagestart=mapcnt*DIFFPAGESIZE ;
 368       offset=a-pagestart ;
 369       wrlen=(len<DIFFPAGESIZE-offset) ? len : DIFFPAGESIZE-offset ;
 370
 371       if (difmap[mapcnt]!=(u32)(-1)) { /* the block is already there */
 372         DEBUG3("Page %Lu is at %lu\n", (unsigned long long)mapcnt,
 373                         (unsigned long)difmap[mapcnt]) ;
 374         myseek(difffile,difmap[mapcnt]*DIFFPAGESIZE+offset) ;
 375         if (write(difffile, buf, wrlen) != wrlen) return -1 ;
 376       } else { /* the block is not there */
 377         myseek(difffile,difffilelen*DIFFPAGESIZE) ;
 378         difmap[mapcnt]=difffilelen++ ;
 379         DEBUG3("Page %Lu is not here, we put it at %lu\n",
 380                         (unsigned long long)mapcnt,
 381                         (unsigned long)difmap[mapcnt]);
 382         rdlen=DIFFPAGESIZE ;
 383         if (rdlen+pagestart%hunksize>hunksize)
 384           rdlen=hunksize-(pagestart%hunksize) ;
 385         if (rawexpread(pagestart,pagebuf,rdlen)) return -1 ;
 386         memcpy(pagebuf+offset,buf,wrlen) ;
 387         if (write(difffile,pagebuf,DIFFPAGESIZE)!=DIFFPAGESIZE) return -1 ;
 388       }
 389       len-=wrlen ; a+=wrlen ; buf+=wrlen ;
 390     }
 391   } else return(rawexpwrite(a,buf,len));
 392   return 0 ;
 393 }
 394
 395 int mainloop(int net)
 396 {
 397         struct nbd_request request;
 398         struct nbd_reply reply;
 399         char zeros[300];
 400         int i = 0;
 401         fsoffset_t size_host;
 402
 403         memset(zeros, 0, 290);
 404         if (write(net, INIT_PASSWD, 8) < 0)
 405                 err("Negotiation failed: %m");
 406 #ifndef FS_32BIT
 407         cliserv_magic = htonll(cliserv_magic);
 408 #endif
 409         if (write(net, &cliserv_magic, sizeof(cliserv_magic)) < 0)
 410                 err("Negotiation failed: %m");
 411         size_host = htonll(exportsize);
 412 #ifdef  FS_32BIT
 413         if (write(net, zeros, 4) < 0 || write(net, &size_host, 4) < 0)
 414 #else
 415         if (write(net, &size_host, 8) < 0)
 416 #endif
 417                 err("Negotiation failed: %m");
 418         if (write(net, zeros, 128) < 0)
 419                 err("Negotiation failed: %m");
 420
 421         DEBUG("Entering request loop!\n");
 422         reply.magic = htonl(NBD_REPLY_MAGIC);
 423         reply.error = 0;
 424         while (1) {
 425 #define BUFSIZE (1024*1024)
 426                 char buf[BUFSIZE];
 427                 int len;
 428
 429 #ifdef DODBG
 430                 i++;
 431                 printf("%d: ", i);
 432 #endif
 433
 434                 if (timeout)
 435                         alarm(timeout);
 436                 readit(net, &request, sizeof(request));
 437                 request.from = ntohll(request.from);
 438                 request.type = ntohl(request.type);
 439
 440                 if (request.type==2) { /* Disconnect request */
 441                   if (difmap) free(difmap) ;
 442                   if (difffile>=0) {
 443                      close(difffile) ; unlink(difffilename) ; }
 444                   err("Disconnect request received.") ;
 445                 }
 446
 447                 len = ntohl(request.len);
 448
 449                 if (request.magic != htonl(NBD_REQUEST_MAGIC))
 450                         err("Not enough magic.");
 451                 if (len > BUFSIZE)
 452                         err("Request too big!");
 453 #ifdef DODBG
 454                 printf("%s from %Lu (%Lu) len %d, ", request.type ? "WRITE" :
 455                                 "READ", (unsigned long long)request.from,
 456                                 (unsigned long long)request.from / 512, len);
 457 #endif
 458                 memcpy(reply.handle, request.handle, sizeof(reply.handle));
 459                 if (((request.from + len) > exportsize) ||
 460                     ((flags & F_READONLY) && request.type)) {
 461                         DEBUG("[RANGE!]");
 462                         ERROR;
 463                         continue;
 464                 }
 465                 if (request.type==1) {  /* WRITE */
 466                         DEBUG("wr: net->buf, ");
 467                         readit(net, buf, len);
 468                         DEBUG("buf->exp, ");
 469                         if (expwrite(request.from, buf, len)) {
 470                                 DEBUG("Write failed: %m" );
 471                                 ERROR;
 472                                 continue;
 473                         }
 474                         lastpoint += len;
 475                         SEND;
 476                         continue;
 477                 }
 478                 /* READ */
 479
 480                 DEBUG("exp->buf, ");
 481                 if (expread(request.from, buf + sizeof(struct nbd_reply), len)) {
 482                         lastpoint = -1;
 483                         DEBUG("Read failed: %m");
 484                         ERROR;
 485                         continue;
 486                 }
 487                 lastpoint += len;
 488
 489                 DEBUG("buf->net, ");
 490                 memcpy(buf, &reply, sizeof(struct nbd_reply));
 491                 writeit(net, buf, len + sizeof(struct nbd_reply));
 492                 DEBUG("OK!\n");
 493         }
 494 }
 495
 496 char exportname2[1024];
 497
 498 void set_peername(int net,char *clientname)
 499 {
 500         struct sockaddr_in addrin;
 501         int addrinlen = sizeof( addrin );
 502         char *peername ;
 503
 504         if (getpeername( net, (struct sockaddr *) &addrin, &addrinlen ) < 0)
 505                 err("getsockname failed: %m");
 506         peername = inet_ntoa(addrin.sin_addr);
 507         sprintf(exportname2, exportname, peername);
 508
 509         msg4(LOG_INFO, "connect from %s, assigned file is %s", peername, exportname2);
 510         strncpy(clientname,peername,255) ;
 511 }
 512
 513 fsoffset_t size_autodetect(int export)
 514 {
 515         fsoffset_t es;
 516         u32 es32;
 517         struct stat stat_buf;
 518         int error;
 519
 520         DEBUG("looking for export size with lseek SEEK_END\n");
 521         es = (fsoffset_t)lseek(export, 0, SEEK_END);
 522         if ((signed long long)es > 0LL)
 523                 return es;
 524
 525         DEBUG("looking for export size with fstat\n");
 526         stat_buf.st_size = 0;
 527         error = fstat(export, &stat_buf);
 528         if (!error && stat_buf.st_size > 0)
 529                 return (fsoffset_t)stat_buf.st_size;
 530
 531 #ifdef BLKGETSIZE
 532         DEBUG("looking for export size with ioctl BLKGETSIZE\n");
 533         if (!ioctl(export, BLKGETSIZE, &es32) && es32) {
 534                 es = (fsoffset_t)es32 * (fsoffset_t)512;
 535                 return es;
 536         }
 537 #endif
 538         err("Could not find size of exported block device: %m");
 539         return (fsoffset_t)-1;
 540 }
 541
 542 int main(int argc, char *argv[])
 543 {
 544         int net;
 545         fsoffset_t i;
 546
 547         if (sizeof( struct nbd_request )!=28) {
 548                 fprintf(stderr,"Bad size of structure. Alignment problems?\n");
 549                 exit(-1) ;
 550         }
 551         logging();
 552         cmdline(argc, argv);
 553
 554         if (!port) return 1 ;
 555         connectme(port); /* serve infinitely */
 556         return 0 ;
 557 }
 558
 559
 560 void serveconnection(int net)
 561 {
 562   u64 i ;
 563
 564   for (i=0; i<exportsize; i+=hunksize) {
 565     char exportname3[1024];
 566
 567     sprintf(exportname3, exportname2, i/hunksize);
 568     printf( "Opening %s\n", exportname3 );
 569     if ((export[i/hunksize] = open(exportname3, (flags & F_READONLY) ? O_RDONLY : O_RDWR)) == -1)
 570       err("Could not open exported file: %m");
 571     }
 572
 573     if (exportsize == (fsoffset_t)-1) {
 574         exportsize = size_autodetect(export[0]);
 575     }
 576     if (exportsize > ((fsoffset_t)-1 >> 1)) {
 577 #ifdef HAVE_LLSEEK
 578         if ((exportsize >> 10) > ((fsoffset_t)-1 >> 1))
 579                 msg3(LOG_INFO, "size of exported file/device is %LuMB",
 580                                 (unsigned long long)(exportsize >> 20));
 581         else
 582                 msg3(LOG_INFO, "size of exported file/device is %LuKB",
 583                                 (unsigned long long)(exportsize >> 10));
 584     }
 585 #else
 586         err("Size of exported file is too big\n");
 587     }
 588 #endif
 589     else
 590         msg3(LOG_INFO, "size of exported file/device is %Lu",
 591                         (unsigned long long)exportsize);
 592
 593     if (flags & F_COPYONWRITE) {
 594       sprintf(difffilename,"%s-%s-%d.diff",exportname2,clientname,
 595               (int)getpid()) ;
 596       msg3(LOG_INFO,"About to create map and diff file %s",difffilename) ;
 597       difffile=open(difffilename,O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,0600) ;
 598       if (difffile<0) err("Could not create diff file (%m)") ;
 599       if ((difmap=calloc(exportsize/DIFFPAGESIZE,sizeof(u32)))==NULL)
 600           err("Could not allocate memory") ;
 601       for (i=0;i<exportsize/DIFFPAGESIZE;i++) difmap[i]=(u32)-1 ;
 602     }
 603
 604     setmysockopt(net);
 605
 606     mainloop(net);
 607 }