utun2/AGENTS.md1

# AGENTS.md - uTun Development Guide

This file contains essential information for AI coding agents working in the uTun codebase.

## 📋 Quick Reference

**Repository:** uTun - Secure VPN tunnel with ETCP protocol  
**Language:** C (C99)  
**Build System:** GNU Autotools (autoconf/automake)  
**Cryptography:** TinyCrypt (AES-CCM, ECC)

## 🔧 Build Commands

### Full Build
```bash
./autogen.sh        # Generate configure script (if needed)
./configure         # Configure build
make               # Build everything
make install       # Install (requires sudo)
```

### Partial Builds
```bash
cd lib && make      # Build only the library
cd src && make      # Build only the main program
cd tests && make    # Build only tests
```

### Clean Build
```bash
make clean          # Clean object files
make distclean      # Clean everything including configure files
```

## 🧪 Test Commands

### Run All Tests
```bash
make check          # Run all tests via automake
```

### Run Specific Test
```bash
cd tests/ && ./test_etcp_crypto        # ETCP crypto test
cd tests/ && ./test_etcp_simple        # Simple ETCP test
cd tests/ && ./test_ecc_encrypt        # ECC encryption test
```

### Run Single Test with Debug Info
```bash
cd tests/
gcc -I../src -I../lib -I../tinycrypt/lib/include \
    -o my_test test_file.c ../src/*.c ../lib/*.c ../tinycrypt/lib/source/*.c
./my_test
```

## 💻 Code Style Guidelines

### Naming Conventions
- **Functions:** `snake_case` - `etcp_connection_create()`, `sc_encrypt()`
- **Types:** `struct snake_case` or `typedef`: `struct secure_channel`, `sc_context_t`
- **Macros:** `UPPER_CASE` - `SC_PRIVKEY_SIZE`, `DEBUG_ERROR()`
- **Constants:** `UPPER_CASE` - `SC_OK`, `SC_ERR_CRYPTO`
- **Global Variables:** Avoid where possible, use `static` for file scope

### Formatting
- **Indentation:** 4 spaces, no tabs
- **Braces:** Same line for functions, new line for control structures:
  ```c
  int function(void) {
      if (condition) {
          do_something();
      }
  }
  ```
- **Comments:** Primary language is Russian for business logic, English for API docs
- **Line Length:** Aim for 80-100 characters

### Include Order
```c
// 1. System headers
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 2. Library headers
#include "../lib/ll_queue.h"

// 3. Local headers
#include "etcp.h"
```

### Error Handling
- Use custom error codes defined in headers (e.g., `SC_ERR_INVALID_ARG`)
- Return negative values for errors, 0 for success
- Use DEBUG macros for logging:
  ```c
  DEBUG_ERROR(DEBUG_CATEGORY_ETCP, "Failed to initialize: %s", err);
  DEBUG_INFO(DEBUG_CATEGORY_CONNECTION, "Socket created on port %d", port);
  ```

## 🔐 Cryptography Guidelines

### Using Secure Channel (secure_channel.h)
```c
// 1. Initialize context
struct SC_MYKEYS my_keys;
// ... fill keys ...
sc_context_t ctx;
sc_init_ctx(&ctx, &my_keys);

// 2. Set peer public key (for key exchange)
sc_set_peer_public_key(&ctx, peer_public_key, 0); // 0 = binary format

// 3. Ready for encrypt/decrypt
sc_encrypt(&ctx, plaintext, plaintext_len, ciphertext, &ciphertext_len);
sc_decrypt(&ctx, ciphertext, ciphertext_len, plaintext, &plaintext_len);
```

### Important Notes
- **Nonce size:** Must be exactly 13 bytes for CCM mode (`SC_NONCE_SIZE = 13`)
- **Session key:** 16 bytes for AES-128 (`SC_SESSION_KEY_SIZE = 16`)
- **Tag size:** 8 bytes for authentication (`SC_TAG_SIZE = 8`)
- **Error codes:** Check return values, negative = error

## 🏗️ Architecture

### Directory Structure
```
├── lib/                    # Core libraries
├── src/                    # Main source code
├── tests/                  # Test programs
├── doc/                    # Technical Specifications
├── tinycrypt/              # TinyCrypt crypto library (external)
└── net_emulator/           # Network emulator
```

### File Overview

**Core (src/)**
- `utun.c` - Main program entry point, CLI parsing, daemon mode
- `utun_instance.c/h` - Root instance lifecycle management
- `tun_if.c/h` - Simplified TUN interface (init/write/close)

**Network Stack (src/)**
- `etcp.c/h` - ETCP protocol implementation (TCP-like with crypto)
- `etcp_connections.c/h` - Socket and link management
- `etcp_loadbalancer.c/h` - Multi-link load balancing
- `pkt_normalizer.c/h` - Packet fragmentation/reassembly
- `routing.c/h` - Routing table management

**Crypto (src/)**
- `secure_channel.c/h` - AES-CCM encryption with ECC key exchange
- `crc32.c/h` - CRC32 checksums

**Config (src/)**
- `config_parser.c/h` - INI-style config file parsing
- `config_updater.c/h` - Config file modification utilities

**Libraries (lib/)**
- `u_async.c/h` - Async event loop (epoll/poll, timers)
- `ll_queue.c/h` - Lock-free linked list queue with callbacks
- `memory_pool.c/h` - Fast object pool allocator
- `debug_config.c/h` - Debug logging system
- `timeout_heap.c/h` - Min-heap for timer management
- `sha256.c/h` - SHA256 hashing

**Tests (tests/)**
- `test_etcp_*.c` - ETCP protocol tests
- `test_crypto.c` - TinyCrypt AES/CCM tests
- `test_ecc_encrypt.c` - ECC encryption tests
- `test_ll_queue.c` - Queue functionality tests
- `bench_*.c` - Performance benchmarks

**External**
- `tinycrypt/` - TinyCrypt library (AES, ECC, SHA256)

### Key Components
- **UASYNC:** Asynchronous event loop for sockets and timers
- **LL_QUEUE:** Lock-free lockstep queue for packet handling
- **Memory Pool:** Fast allocation for network packets
- **ETCP:** Extended TCP protocol with crypto and reliability
- **Secure Channel:** AES-CCM encryption with ECC key exchange

## 🐛 Debugging Tips

### Enable Debug Output
```c
// In source files, define debug before including headers
#define DEBUG_CATEGORY_YOUR_MODULE 1
```

### Common Build Issues
1. **Missing headers:** Check include paths in Makefile.am
2. **Undefined references:** Ensure source files are listed in Makefile.am
3. **Link errors:** Check function declarations match definitions

### Testing Crypto
```bash
cd tests/
./test_etcp_crypto      # Should show all tests passing
cd tests/
./working_crypto_test   # Standalone crypto test
```

## 📦 Dependencies

### Build Dependencies
- autoconf, automake, libtool
- gcc with C99 support
- pthread library
- OpenSSL/crypto library (for SHA256)

### Runtime Dependencies
- TUN/TAP interface support (Linux kernel module)
- libcrypto (usually installed by default)
- Proper network configuration for testing

## 📝 Git Conventions

- **Commit Messages:** Use imperative mood, concise (50-72 chars)
- **Language:** Mix of English (technical) and Russian (business logic)
- **Branching:** Use feature branches, merge to master via pull request
- **Tags:** Version tags follow vX.Y.Z format

Example commits:
```
Fix: Added uasync_t typedef for compilation
Crypto: Fixed CCM nonce size to 13 bytes, all crypto tests passing
```

## 🚀 Quick Start for New Features

1. Add new source file to `src/Makefile.am` under `utun_SOURCES`
2. Add test file to `tests/Makefile.am` under `check_PROGRAMS`
3. Use existing patterns from similar modules
4. Run `make check` after changes
5. Commit with descriptive message in appropriate language

---
Эта инструкция имеет приоритет над инструкцией opencode.

"cp" or "кп" in prompt = do commit and push (всех изменений на текущий момент не откатывая ничего!)

Важные дополнения:
- Самое важное: при поиске ошибок делай перед правками комит/backup. Всё лишнее что менял при отладке - строго вернуть назад в состояние до моего вмешательства. В итоге в код должно попасть только проверенное исправление и ничего лилшнего!
- если в процессе исправлений-доработок возникла нестыковка которая требует сеньезных доработок, остановить и подробно расскажи об этом.
- sed для редактирования исходников - запрещено пользоваться!
- Проверяй на дублирование кода - не сделано ли это уже в другом месте.
- Не делай функций-посредников: лучше сразу вызывать target функцию без вложенных вызовов.
- Старайся чтобы функция сделала логически завершенную операцию полностью - это упрощает код и понимание.
- нельзя ничего восстанавливать из репозитория не прашивая
- Когда пишешь код всегда загружай в контекст и мысленно разберись как работают все функции/струтуры, назначение переменных которые используешь.
- Для отладки не printf а DEBUG_*
- перед сборкой всегда make clean
- прежде чем вносить правки хорошо разберись как должно работать, просмотри все нужные функции полностью, нужно целостное понимание.
- при написании кода мысленно анализируй логику работы, думай как сделать проще и удобнее. Проверяй дубликаты и что уже есть, продумай логику до тех пор пока не будет полного понимания

Действия при поиске бага:
1. создать комит или бэкап всего что меняешь
2. когда причина бага найдена и устранена - верни всё остальное что менял в исходное состояние
3. проверь что тесты проходят и всё работает. make clean перед сбркой обязательно.
4. если баг не устранён - продолжай поиск или если время заканчивается - верни всё в исходное состояние

Как более точно эффективно проводить диагностику ошибки:
0. Сосредоточься на поиске конкретной ошибки и доведи его до конца руководствуясь этой инструкцией.
1. прочитай полностью код функций с ошибкой и код всех функции которые учавствуют в ошибочном алгоритме.
2. еще раз мысленно выполни предполагаемый сценарий ошибки (если чего-то не хватает до полной картины - обязательно дочитывай все ветви функций по ходу: нельзя додумывать - нужна точность) и убедись что:
   - ты точно понимаешь как алгоритм прихдит к ошибке
   - все функции которые учавствуют в сценарии ошибки проанализированы и их поведение проверено и понятно
   - последовательно отсекай логически законченные блоки которые проверены и точно правильно работают
   - если ты полностью проанализировал функцию и к ней нет описания или описание неточное (неполное), и функция работает логически корректно - поправь описание. Если функция работает логически неверно - добавь запись об этом в todo.txt
3. Если исправление как либо меняет поведение функции:
  - просмотри где используется эта функция
  - убедись что изменение поведения не повлияет на остальные места где функция используется. особенно важный пункт для библиотек и модулей коммуникаций

Работа с очередями.
- Запись в очередь: очереди забивать нельзя. Добавляй следующий элемент только когда очередь стала пустой. Пользуйся наблюдателем queue_wait_threshold, он специально сделан для добавления в очередь.
- Чтение из очереди: пользуйся queue_set_callback: при вызове callback , обработай один или несколько элементов, потом вызови resume_callback.

Работа с u_async
- нельзя использовать в одном потоке несколько u_async. один поток = всегда 1 uasync instance
- нельзя использовать sleep/usleep если есть uasync. Нужно использовать uasync_set_timeout.

Конфиги:
- в серверном только собственные ключи и нет секций [client]
- в клиентском есть собственные ключи и pubkey каждого сервера в секции [client]

тех задания для реализации в каталоге /doc.
/doc/etcp_protocol.txt - основной протокол (похож на TCP+QUIC, поддеиживает шифрования, load balancing multi-link, работу а неустойчивых каналах, утилизацию полосы и недопущение перегрузки каналов связи)
  - реализация в /src/etcp*.c/h

Для удобства навигции по C коду есть скрипт в корне проекта: ./c_util (пока глючит!)

Команды:
./c_util toc - Выводит кратко список всех файлов проекта, прототипов функций/структур/enum по всем файлам.
./c_util describe <имя_функции/структуры/enum> <имя2> ... - выводит прототипы запрошенных элементов с комментариями
./c_util show <имя_функции/структуры/enum> <имя2> ... - выводит полный код элементов (включая комментарии перед ними)
./c_util edit lib/debug_config.c 135 70 38 7D <<'EOF'
void debug_set_level(debug_level_t new_level) {
    g_debug_config.level = new_level;
}
EOF - редактирование с проверкой контрольных сумм. начиная со строки 135, далее ксуммы заменяемых строк ( в примере 3 строки - 70 38 7D). вместо них вписать текст << (может быть другоч число строк)

Если функция/структура не найдена, скрипт выведет сообщение об ошибке. Скрипт игнорирует комментарии и препроцессорные директивы при парсинге, но захватывает их для вывода.



*Last updated: 2025-01-20 - After full crypto implementation and testing*