networking/arping.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  *
   5  * Author: Alexey Kuznetsov <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
   6  * Busybox port: Nick Fedchik <nick@fedchik.org.ua>
   7  */
   8
   9 //usage:#define arping_trivial_usage
  10 //usage:       "[-fqbDUA] [-c CNT] [-w TIMEOUT] [-I IFACE] [-s SRC_IP] DST_IP"
  11 //usage:#define arping_full_usage "\n\n"
  12 //usage:       "Send ARP requests/replies\n"
  13 //usage:     "\nOptions:"
  14 //usage:     "\n        -f              Quit on first ARP reply"
  15 //usage:     "\n        -q              Quiet"
  16 //usage:     "\n        -b              Keep broadcasting, don't go unicast"
  17 //usage:     "\n        -D              Duplicated address detection mode"
  18 //usage:     "\n        -U              Unsolicited ARP mode, update your neighbors"
  19 //usage:     "\n        -A              ARP answer mode, update your neighbors"
  20 //usage:     "\n        -c N            Stop after sending N ARP requests"
  21 //usage:     "\n        -w TIMEOUT      Time to wait for ARP reply, seconds"
  22 //usage:     "\n        -I IFACE        Interface to use (default eth0)"
  23 //usage:     "\n        -s SRC_IP       Sender IP address"
  24 //usage:     "\n        DST_IP          Target IP address"
  25
  26 #include <arpa/inet.h>
  27 #include <net/if.h>
  28 #include <netinet/ether.h>
  29 #include <netpacket/packet.h>
  30
  31 #include "libbb.h"
  32
  33 /* We don't expect to see 1000+ seconds delay, unsigned is enough */
  34 #define MONOTONIC_US() ((unsigned)monotonic_us())
  35
  36 enum {
  37         DAD = 1,
  38         UNSOLICITED = 2,
  39         ADVERT = 4,
  40         QUIET = 8,
  41         QUIT_ON_REPLY = 16,
  42         BCAST_ONLY = 32,
  43         UNICASTING = 64
  44 };
  45
  46 struct globals {
  47         struct in_addr src;
  48         struct in_addr dst;
  49         struct sockaddr_ll me;
  50         struct sockaddr_ll he;
  51         int sock_fd;
  52
  53         int count; // = -1;
  54         unsigned last;
  55         unsigned timeout_us;
  56         unsigned start;
  57
  58         unsigned sent;
  59         unsigned brd_sent;
  60         unsigned received;
  61         unsigned brd_recv;
  62         unsigned req_recv;
  63 } FIX_ALIASING;
  64 #define G (*(struct globals*)&bb_common_bufsiz1)
  65 #define src        (G.src       )
  66 #define dst        (G.dst       )
  67 #define me         (G.me        )
  68 #define he         (G.he        )
  69 #define sock_fd    (G.sock_fd   )
  70 #define count      (G.count     )
  71 #define last       (G.last      )
  72 #define timeout_us (G.timeout_us)
  73 #define start      (G.start     )
  74 #define sent       (G.sent      )
  75 #define brd_sent   (G.brd_sent  )
  76 #define received   (G.received  )
  77 #define brd_recv   (G.brd_recv  )
  78 #define req_recv   (G.req_recv  )
  79 #define INIT_G() do { \
  80         count = -1; \
  81 } while (0)
  82
  83 // If GNUisms are not available...
  84 //static void *mempcpy(void *_dst, const void *_src, int n)
  85 //{
  86 //      memcpy(_dst, _src, n);
  87 //      return (char*)_dst + n;
  88 //}
  89
  90 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
  91                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  92                         struct sockaddr_ll *HE)
  93 {
  94         int err;
  95         unsigned char buf[256];
  96         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  97         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  98
  99         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
 100         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
 101         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
 102         ah->ar_pln = 4;
 103         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
 104
 105         p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 106         p = mempcpy(p, src_addr, 4);
 107
 108         if (option_mask32 & ADVERT)
 109                 p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 110         else
 111                 p = mempcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
 112
 113         p = mempcpy(p, dst_addr, 4);
 114
 115         err = sendto(sock_fd, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 116         if (err == p - buf) {
 117                 last = MONOTONIC_US();
 118                 sent++;
 119                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 120                         brd_sent++;
 121         }
 122         return err;
 123 }
 124
 125 static void finish(void) NORETURN;
 126 static void finish(void)
 127 {
 128         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 129                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 130                         "Received %u repl%s"
 131                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 132                         sent, brd_sent,
 133                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
 134                         req_recv, brd_recv);
 135         }
 136         if (option_mask32 & DAD)
 137                 exit(!!received);
 138         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 139                 exit(EXIT_SUCCESS);
 140         exit(!received);
 141 }
 142
 143 static void catcher(void)
 144 {
 145         unsigned now;
 146
 147         now = MONOTONIC_US();
 148         if (start == 0)
 149                 start = now;
 150
 151         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > timeout_us))
 152                 finish();
 153
 154         /* count < 0 means "infinite count" */
 155         if (count > 0)
 156                 count--;
 157
 158         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 159                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 160                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 161                         finish();
 162         }
 163         alarm(1);
 164 }
 165
 166 static bool recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 167 {
 168         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 169         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 170         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 171         /* moves below assume in_addr is 4 bytes big, ensure that */
 172         struct BUG_in_addr_must_be_4 {
 173                 char BUG_in_addr_must_be_4[
 174                         sizeof(struct in_addr) == 4 ? 1 : -1
 175                 ];
 176                 char BUG_s_addr_must_be_4[
 177                         sizeof(src_ip.s_addr) == 4 ? 1 : -1
 178                 ];
 179         };
 180
 181         /* Filter out wild packets */
 182         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 183          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 184          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 185                 return false;
 186
 187         /* Only these types are recognized */
 188         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 189                 return false;
 190
 191         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 192         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 193          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 194                 return false;
 195
 196         /* Protocol must be IP. */
 197         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP)
 198          || (ah->ar_pln != 4)
 199          || (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 200          || (len < (int)(sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))))
 201                 return false;
 202
 203         move_from_unaligned32(src_ip.s_addr, p + ah->ar_hln);
 204         move_from_unaligned32(dst_ip.s_addr, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln);
 205
 206         if (dst.s_addr != src_ip.s_addr)
 207                 return false;
 208         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 209                 if ((src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 210                         || (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln)))
 211                         return false;
 212         } else {
 213                 /* DAD packet was:
 214                    src_ip = 0 (or some src)
 215                    src_hw = ME
 216                    dst_ip = tested address
 217                    dst_hw = <unspec>
 218
 219                    We fail, if receive request/reply with:
 220                    src_ip = tested_address
 221                    src_hw != ME
 222                    if src_ip in request was not zero, check
 223                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 224                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 225                  */
 226                 if ((memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 227                  || (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr))
 228                         return false;
 229         }
 230         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 231                 int s_printed = 0;
 232
 233                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 234                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 235                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 236                         inet_ntoa(src_ip),
 237                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 238                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 239                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 240                         s_printed = 1;
 241                 }
 242                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 243                         if (!s_printed)
 244                                 printf("for ");
 245                         printf("[%s]",
 246                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 247                 }
 248
 249                 if (last) {
 250                         unsigned diff = MONOTONIC_US() - last;
 251                         printf(" %u.%03ums\n", diff / 1000, diff % 1000);
 252                 } else {
 253                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 254                 }
 255                 fflush_all();
 256         }
 257         received++;
 258         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 259                 brd_recv++;
 260         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 261                 req_recv++;
 262         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 263                 finish();
 264         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 265                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 266                 option_mask32 |= UNICASTING;
 267         }
 268         return true;
 269 }
 270
 271 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 272 int arping_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 273 {
 274         const char *device = "eth0";
 275         char *source = NULL;
 276         char *target;
 277         unsigned char *packet;
 278         char *err_str;
 279
 280         INIT_G();
 281
 282         sock_fd = xsocket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 283
 284         // Drop suid root privileges
 285         // Need to remove SUID_NEVER from applets.h for this to work
 286         //xsetuid(getuid());
 287
 288         err_str = xasprintf("interface %s %%s", device);
 289         {
 290                 unsigned opt;
 291                 char *str_timeout;
 292
 293                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 294                  * Advert also sets unsolicited.
 295                  */
 296                 opt_complementary = "=1:Df:AU:c+";
 297                 opt = getopt32(argv, "DUAqfbc:w:I:s:",
 298                                 &count, &str_timeout, &device, &source);
 299                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 300                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000 + 500000;
 301                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 302                 option_mask32 &= 0x3f; /* set respective flags */
 303         }
 304
 305         target = argv[optind];
 306
 307         xfunc_error_retval = 2;
 308
 309         {
 310                 struct ifreq ifr;
 311
 312                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 313                 strncpy_IFNAMSIZ(ifr.ifr_name, device);
 314                 /* We use ifr.ifr_name in error msg so that problem
 315                  * with truncated name will be visible */
 316                 ioctl_or_perror_and_die(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr, err_str, "not found");
 317                 me.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 318
 319                 xioctl(sock_fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 320
 321                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 322                         bb_error_msg_and_die(err_str, "is down");
 323                 }
 324                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 325                         bb_error_msg(err_str, "is not ARPable");
 326                         return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 327                 }
 328         }
 329
 330         /* if (!inet_aton(target, &dst)) - not needed */ {
 331                 len_and_sockaddr *lsa;
 332                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 333                 dst = lsa->u.sin.sin_addr;
 334                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 335                         free(lsa);
 336         }
 337
 338         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 339                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 340         }
 341
 342         if ((option_mask32 & (DAD|UNSOLICITED)) == UNSOLICITED && src.s_addr == 0)
 343                 src = dst;
 344
 345         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 346                 struct sockaddr_in saddr;
 347                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 348
 349                 setsockopt_bindtodevice(probe_fd, device);
 350                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 351                 saddr.sin_family = AF_INET;
 352                 if (src.s_addr) {
 353                         /* Check that this is indeed our IP */
 354                         saddr.sin_addr = src;
 355                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 356                 } else { /* !(option_mask32 & DAD) case */
 357                         /* Find IP address on this iface */
 358                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 359
 360                         saddr.sin_port = htons(1025);
 361                         saddr.sin_addr = dst;
 362
 363                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, &const_int_1, sizeof(const_int_1)) == -1)
 364                                 bb_perror_msg("setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 365                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 366                         getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen);
 367                         //never happens:
 368                         //if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1)
 369                         //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 370                         if (saddr.sin_family != AF_INET)
 371                                 bb_error_msg_and_die("no IP address configured");
 372                         src = saddr.sin_addr;
 373                 }
 374                 close(probe_fd);
 375         }
 376
 377         me.sll_family = AF_PACKET;
 378         //me.sll_ifindex = ifindex; - done before
 379         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 380         xbind(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 381
 382         {
 383                 socklen_t alen = sizeof(me);
 384                 getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen);
 385                 //never happens:
 386                 //if (getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1)
 387                 //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 388         }
 389         if (me.sll_halen == 0) {
 390                 bb_error_msg(err_str, "is not ARPable (no ll address)");
 391                 return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 392         }
 393         he = me;
 394         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 395
 396         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 397                 /* inet_ntoa uses static storage, can't use in same printf */
 398                 printf("ARPING to %s", inet_ntoa(dst));
 399                 printf(" from %s via %s\n", inet_ntoa(src), device);
 400         }
 401
 402         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT,  (void (*)(int))finish);
 403         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGALRM, (void (*)(int))catcher);
 404
 405         catcher();
 406
 407         packet = xmalloc(4096);
 408         while (1) {
 409                 sigset_t sset, osset;
 410                 struct sockaddr_ll from;
 411                 socklen_t alen = sizeof(from);
 412                 int cc;
 413
 414                 cc = recvfrom(sock_fd, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 415                 if (cc < 0) {
 416                         bb_perror_msg("recvfrom");
 417                         continue;
 418                 }
 419                 sigemptyset(&sset);
 420                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 421                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 422                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 423                 recv_pack(packet, cc, &from);
 424                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 425         }
 426 }