knetfile.c

   1 #include <time.h>
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <netdb.h>
   4 #include <ctype.h>
   5 #include <stdlib.h>
   6 #include <string.h>
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <sys/types.h>
   9 #include <arpa/inet.h>
  10 #include <sys/socket.h>
  11 #include "knetfile.h"
  12
  13 static int socket_wait(int fd, int is_read)
  14 {
  15         fd_set fds, *fdr = 0, *fdw = 0;
  16         struct timeval tv;
  17         int ret;
  18         tv.tv_sec = 5; tv.tv_usec = 0; // 5 seconds time out
  19         FD_ZERO(&fds);
  20         FD_SET(fd, &fds);
  21         if (is_read) fdr = &fds;
  22         else fdw = &fds;
  23         ret = select(fd+1, fdr, fdw, 0, &tv);
  24         if (ret == -1) perror("select");
  25         return ret;
  26 }
  27
  28 static int socket_connect(const char *host, const char *port)
  29 {
  30 #define __err_connect(func) do { perror(func); freeaddrinfo(res); return -1; } while (0)
  31
  32         int on = 1, fd;
  33         struct linger lng = { 0, 0 };
  34         struct addrinfo hints, *res;
  35         memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
  36         hints.ai_family = AF_UNSPEC;
  37         hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
  38         if (getaddrinfo(host, port, &hints, &res) != 0) __err_connect("getaddrinfo");
  39         if ((fd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol)) == -1) __err_connect("socket");
  40         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) == -1) __err_connect("setsockopt");
  41         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &lng, sizeof(lng)) == -1) __err_connect("setsockopt");
  42         if (connect(fd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) != 0) __err_connect("connect");
  43         freeaddrinfo(res);
  44         return fd;
  45 }
  46
  47 static off_t my_read(int fd, void *buf, off_t len)
  48 {
  49         off_t rest = len, curr, l = 0;
  50         while (rest) {
  51                 if (socket_wait(fd, 1) <= 0) break; // socket is not ready for reading
  52                 curr = read(fd, buf + l, rest);
  53                 if (curr == 0) break;
  54                 l += curr; rest -= curr;
  55         }
  56         return l;
  57 }
  58
  59 /*************************
  60  * FTP specific routines *
  61  *************************/
  62
  63 static int kftp_get_response(knetFile *ftp)
  64 {
  65         unsigned char c;
  66         int n = 0;
  67         char *p;
  68         if (socket_wait(ftp->ctrl_fd, 1) <= 0) return 0;
  69         while (read(ftp->ctrl_fd, &c, 1)) { // FIXME: this is *VERY BAD* for unbuffered I/O
  70                 //fputc(c, stderr);
  71                 if (n >= ftp->max_response) {
  72                         ftp->max_response = ftp->max_response? ftp->max_response<<1 : 256;
  73                         ftp->response = realloc(ftp->response, ftp->max_response);
  74                 }
  75                 ftp->response[n++] = c;
  76                 if (c == '\n') {
  77                         if (n >= 4 && isdigit(ftp->response[0]) && isdigit(ftp->response[1]) && isdigit(ftp->response[2])
  78                                 && ftp->response[3] != '-') break;
  79                         n = 0;
  80                         continue;
  81                 }
  82         }
  83         if (n < 2) return -1;
  84         ftp->response[n-2] = 0;
  85         return strtol(ftp->response, &p, 0);
  86 }
  87
  88 static int kftp_send_cmd(knetFile *ftp, const char *cmd, int is_get)
  89 {
  90         if (socket_wait(ftp->ctrl_fd, 0) <= 0) return -1; // socket is not ready for writing
  91         write(ftp->ctrl_fd, cmd, strlen(cmd));
  92         return is_get? kftp_get_response(ftp) : 0;
  93 }
  94
  95 static int kftp_pasv_prep(knetFile *ftp)
  96 {
  97         char *p;
  98         int v[6];
  99         kftp_send_cmd(ftp, "PASV\r\n", 1);
 100         for (p = ftp->response; *p && *p != '('; ++p);
 101         if (*p != '(') return -1;
 102         ++p;
 103         sscanf(p, "%d,%d,%d,%d,%d,%d", &v[0], &v[1], &v[2], &v[3], &v[4], &v[5]);
 104         memcpy(ftp->pasv_ip, v, 4 * sizeof(int));
 105         ftp->pasv_port = (v[4]<<8&0xff00) + v[5];
 106         return 0;
 107 }
 108
 109
 110 static int kftp_pasv_connect(knetFile *ftp)
 111 {
 112         char host[80], port[10];
 113         if (ftp->pasv_port == 0) {
 114                 fprintf(stderr, "[kftp_pasv_connect] kftp_pasv_prep() is not called before hand.\n");
 115                 return -1;
 116         }
 117         sprintf(host, "%d.%d.%d.%d", ftp->pasv_ip[0], ftp->pasv_ip[1], ftp->pasv_ip[2], ftp->pasv_ip[3]);
 118         sprintf(port, "%d", ftp->pasv_port);
 119         ftp->fd = socket_connect(host, port);
 120         if (ftp->fd == -1) return -1;
 121         return 0;
 122 }
 123
 124 int kftp_connect(knetFile *ftp)
 125 {
 126         ftp->ctrl_fd = socket_connect(ftp->host, "ftp");
 127         if (ftp->ctrl_fd == -1) return -1;
 128         kftp_get_response(ftp);
 129         kftp_send_cmd(ftp, "USER anonymous\r\n", 1);
 130         kftp_send_cmd(ftp, "PASS kftp@\r\n", 1);
 131         kftp_send_cmd(ftp, "TYPE I\r\n", 1);
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 int kftp_reconnect(knetFile *ftp)
 136 {
 137         if (ftp->ctrl_fd >= 0) {
 138                 close(ftp->ctrl_fd);
 139                 ftp->ctrl_fd = -1;
 140         }
 141         close(ftp->fd);
 142         return kftp_connect(ftp);
 143 }
 144
 145 // initialize ->type, ->host and ->retr
 146 knetFile *kftp_parse_url(const char *fn, const char *mode)
 147 {
 148         knetFile *fp;
 149         char *p;
 150         int l;
 151         if (strstr(fn, "ftp://") != fn) return 0;
 152         for (p = (char*)fn + 6; *p && *p != '/'; ++p);
 153         if (*p != '/') return 0;
 154         l = p - fn - 6;
 155         fp = calloc(1, sizeof(knetFile));
 156         fp->type = KNF_TYPE_FTP;
 157         fp->fd = -1;
 158         fp->host = calloc(l + 1, 1);
 159         if (strchr(mode, 'c')) fp->no_reconnect = 1;
 160         strncpy(fp->host, fn + 6, l);
 161         fp->retr = calloc(strlen(p) + 8, 1);
 162         sprintf(fp->retr, "RETR %s\r\n", p);
 163         fp->seek_offset = -1;
 164         return fp;
 165 }
 166 // place ->fd at offset off
 167 int kftp_connect_file(knetFile *fp)
 168 {
 169         int ret;
 170         if (fp->fd >= 0) {
 171                 close(fp->fd);
 172                 if (fp->no_reconnect) kftp_get_response(fp);
 173         }
 174         kftp_pasv_prep(fp);
 175         if (fp->offset) {
 176                 char tmp[32];
 177                 sprintf(tmp, "REST %lld\r\n", (long long)fp->offset);
 178                 kftp_send_cmd(fp, tmp, 1);
 179         }
 180         kftp_send_cmd(fp, fp->retr, 0);
 181         kftp_pasv_connect(fp);
 182         ret = kftp_get_response(fp);
 183         if (ret != 150) {
 184                 fprintf(stderr, "[kftp_connect_file] %s\n", fp->response);
 185                 close(fp->fd);
 186                 fp->fd = -1;
 187                 return -1;
 188         }
 189         fp->is_ready = 1;
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 /**************************
 194  * HTTP specific routines *
 195  **************************/
 196
 197 knetFile *khttp_parse_url(const char *fn, const char *mode)
 198 {
 199         knetFile *fp;
 200         char *p;
 201         int l;
 202         if (strstr(fn, "http://") != fn) return 0;
 203         for (p = (char*)fn + 7; *p && *p != '/'; ++p);
 204         l = p - fn - 7;
 205         fp = calloc(1, sizeof(knetFile));
 206         fp->type = KNF_TYPE_HTTP;
 207         fp->fd = fp->ctrl_fd = -1;
 208         fp->host = calloc(l + 1, 1);
 209         if (strchr(mode, 'c')) fp->no_reconnect = 1;
 210         strncpy(fp->host, fn + 7, l);
 211         l = strlen(fn);
 212         fp->path = calloc(strlen(p) + 2, 1);
 213         strcpy(fp->path, *p? p : "/");
 214         fp->seek_offset = -1;
 215         return fp;
 216 }
 217
 218 int khttp_connect_file(knetFile *fp)
 219 {
 220         int ret, l = 0;
 221         char *buf, *p;
 222         if (fp->fd >= 0) close(fp->fd);
 223         fp->fd = socket_connect(fp->host, "http");
 224         buf = calloc(0x10000, 1); // FIXME: I am lazy... But in principle, 64KB should be large enough.
 225         l += sprintf(buf + l, "GET %s HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\n", fp->path, fp->host);
 226         if (fp->offset)
 227                 l += sprintf(buf + l, "Range: bytes=%lld-\r\n", (long long)fp->offset);
 228         l += sprintf(buf + l, "\r\n");
 229         write(fp->fd, buf, l);
 230         l = 0;
 231         while (read(fp->fd, buf + l, 1)) { // read HTTP header; FIXME: bad efficiency
 232                 if (buf[l] == '\n' && l >= 3)
 233                         if (strncmp(buf + l - 3, "\r\n\r\n", 4) == 0) break;
 234                 ++l;
 235         }
 236         buf[l] = 0;
 237         if (l < 14) { // prematured header
 238                 close(fp->fd);
 239                 fp->fd = -1;
 240                 return -1;
 241         }
 242         ret = strtol(buf + 8, &p, 0); // HTTP return code
 243         if (ret == 200 && fp->offset) { // 200 (complete result); then skip beginning of the file
 244                 off_t rest = fp->offset;
 245                 while (rest) {
 246                         off_t l = rest < 0x10000? rest : 0x10000;
 247                         rest -= my_read(fp->fd, buf, l);
 248                 }
 249         } else if (ret != 206 && ret != 200) {
 250                 free(buf);
 251                 fprintf(stderr, "[khttp_connect_file] fail to open file (HTTP code: %d).\n", ret);
 252                 close(fp->fd);
 253                 fp->fd = -1;
 254                 return -1;
 255         }
 256         free(buf);
 257         fp->is_ready = 1;
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 /********************
 262  * Generic routines *
 263  ********************/
 264
 265 knetFile *knet_open(const char *fn, const char *mode)
 266 {
 267         knetFile *fp = 0;
 268         if (mode[0] != 'r') {
 269                 fprintf(stderr, "[kftp_open] only mode \"r\" is supported.\n");
 270                 return 0;
 271         }
 272         if (strstr(fn, "ftp://") == fn) {
 273                 fp = kftp_parse_url(fn, mode);
 274                 if (fp == 0) return 0;
 275                 if (kftp_connect(fp) == -1) {
 276                         knet_close(fp);
 277                         return 0;
 278                 }
 279                 kftp_connect_file(fp);
 280         } else if (strstr(fn, "http://") == fn) {
 281                 fp = khttp_parse_url(fn, mode);
 282                 if (fp == 0) return 0;
 283                 khttp_connect_file(fp);
 284         } else { // local file
 285                 int fd = open(fn, O_RDONLY);
 286                 if (fd == -1) {
 287                         perror("open");
 288                         return 0;
 289                 }
 290                 fp = (knetFile*)calloc(1, sizeof(knetFile));
 291                 fp->type = KNF_TYPE_LOCAL;
 292                 fp->fd = fd;
 293                 fp->ctrl_fd = -1;
 294         }
 295         if (fp && fp->fd < 0) {
 296                 knet_close(fp);
 297                 return 0;
 298         }
 299         return fp;
 300 }
 301
 302 knetFile *knet_dopen(int fd, const char *mode)
 303 {
 304         knetFile *fp = (knetFile*)calloc(1, sizeof(knetFile));
 305         fp->type = KNF_TYPE_LOCAL;
 306         fp->fd = fd;
 307         return fp;
 308 }
 309
 310 off_t knet_read(knetFile *fp, void *buf, off_t len)
 311 {
 312         off_t l = 0;
 313         if (fp->fd < 0) return 0;
 314         if (fp->type == KNF_TYPE_FTP) {
 315                 if (fp->is_ready == 0) {
 316                         if (!fp->no_reconnect) kftp_reconnect(fp);
 317                         kftp_connect_file(fp);
 318                 }
 319         } else if (fp->type == KNF_TYPE_HTTP) {
 320                 if (fp->is_ready == 0)
 321                         khttp_connect_file(fp);
 322         }
 323         l = my_read(fp->fd, buf, len);
 324         fp->offset += l;
 325         return l;
 326 }
 327
 328 int knet_seek(knetFile *fp, off_t off, int whence)
 329 {
 330         if (whence == SEEK_SET && off == fp->offset) return 0;
 331         if (fp->type == KNF_TYPE_LOCAL) {
 332                 if (lseek(fp->fd, off, whence) == -1) {
 333                         perror("lseek");
 334                         return -1;
 335                 }
 336                 fp->offset = off;
 337                 return 0;
 338         } else if (fp->type == KNF_TYPE_FTP || fp->type == KNF_TYPE_HTTP) {
 339                 if (whence != SEEK_SET) { // FIXME: we can surely allow SEEK_CUR and SEEK_END in future
 340                         fprintf(stderr, "[knet_seek] only SEEK_SET is supported for FTP/HTTP. Offset is unchanged.\n");
 341                         return -1;
 342                 }
 343                 fp->offset = off;
 344                 fp->is_ready = 0;
 345                 return 0;
 346         }
 347         return -1;
 348 }
 349
 350 int knet_close(knetFile *fp)
 351 {
 352         if (fp == 0) return 0;
 353         if (fp->ctrl_fd >= 0) close(fp->ctrl_fd);
 354         if (fp->fd >= 0) close(fp->fd);
 355         free(fp->response); free(fp->retr); free(fp->host); free(fp->path);
 356         free(fp);
 357         return 0;
 358 }
 359
 360 #ifdef KNETFILE_MAIN
 361 int main(void)
 362 {
 363         char *buf;
 364         knetFile *fp;
 365         int type = 4, l;
 366         buf = calloc(0x100000, 1);
 367         if (type == 0) {
 368                 fp = knet_open("knetfile.c", "r");
 369                 knet_seek(fp, 1000, SEEK_SET);
 370         } else if (type == 1) { // NCBI FTP, large file
 371                 fp = knet_open("ftp://ftp.ncbi.nih.gov/1000genomes/ftp/data/NA12878/alignment/NA12878.chrom6.SLX.SRP000032.2009_06.bam", "r");
 372                 knet_seek(fp, 2500000000ll, SEEK_SET);
 373                 l = knet_read(fp, buf, 255);
 374         } else if (type == 2) {
 375                 fp = knet_open("ftp://ftp.sanger.ac.uk/pub4/treefam/tmp/index.shtml", "r");
 376                 knet_seek(fp, 1000, SEEK_SET);
 377         } else if (type == 3) {
 378                 fp = knet_open("http://www.sanger.ac.uk/Users/lh3/index.shtml", "r");
 379                 knet_seek(fp, 1000, SEEK_SET);
 380         } else if (type == 4) {
 381                 fp = knet_open("http://www.sanger.ac.uk/Users/lh3/ex1.bam", "r");
 382                 knet_read(fp, buf, 10000);
 383                 knet_seek(fp, 20000, SEEK_SET);
 384                 knet_seek(fp, 10000, SEEK_SET);
 385                 l = knet_read(fp, buf+10000, 10000000) + 10000;
 386         }
 387         if (type != 4 && type != 1) {
 388                 knet_read(fp, buf, 255);
 389                 buf[255] = 0;
 390                 printf("%s\n", buf);
 391         } else write(fileno(stdout), buf, l);
 392         knet_close(fp);
 393         free(buf);
 394         return 0;
 395 }
 396 #endif