networking/arping.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * arping.c - Ping hosts by ARP requests/replies
   4  *
   5  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this tarball for details.
   6  *
   7  * Author:      Alexey Kuznetsov <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
   8  * Busybox port: Nick Fedchik <nick@fedchik.org.ua>
   9  */
  10
  11 #include <arpa/inet.h>
  12 #include <net/if.h>
  13 #include <netinet/ether.h>
  14 #include <netpacket/packet.h>
  15
  16 #include "libbb.h"
  17
  18 /* We don't expect to see 1000+ seconds delay, unsigned is enough */
  19 #define MONOTONIC_US() ((unsigned)monotonic_us())
  20
  21 enum {
  22         DAD = 1,
  23         UNSOLICITED = 2,
  24         ADVERT = 4,
  25         QUIET = 8,
  26         QUIT_ON_REPLY = 16,
  27         BCAST_ONLY = 32,
  28         UNICASTING = 64
  29 };
  30
  31 struct globals {
  32         struct in_addr src;
  33         struct in_addr dst;
  34         struct sockaddr_ll me;
  35         struct sockaddr_ll he;
  36         int sock_fd;
  37
  38         int count; // = -1;
  39         unsigned last;
  40         unsigned timeout_us;
  41         unsigned start;
  42
  43         unsigned sent;
  44         unsigned brd_sent;
  45         unsigned received;
  46         unsigned brd_recv;
  47         unsigned req_recv;
  48 };
  49 #define G (*(struct globals*)&bb_common_bufsiz1)
  50 #define src        (G.src       )
  51 #define dst        (G.dst       )
  52 #define me         (G.me        )
  53 #define he         (G.he        )
  54 #define sock_fd    (G.sock_fd   )
  55 #define count      (G.count     )
  56 #define last       (G.last      )
  57 #define timeout_us (G.timeout_us)
  58 #define start      (G.start     )
  59 #define sent       (G.sent      )
  60 #define brd_sent   (G.brd_sent  )
  61 #define received   (G.received  )
  62 #define brd_recv   (G.brd_recv  )
  63 #define req_recv   (G.req_recv  )
  64 #define INIT_G() \
  65         do { \
  66                 count = -1; \
  67         } while (0)
  68
  69 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
  70                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  71                         struct sockaddr_ll *HE)
  72 {
  73         int err;
  74         unsigned char buf[256];
  75         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  76         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  77
  78         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  79         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  80         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  81         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  82         ah->ar_pln = 4;
  83         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  84
  85         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  86         p += ME->sll_halen;
  87
  88         memcpy(p, src_addr, 4);
  89         p += 4;
  90
  91         if (option_mask32 & ADVERT)
  92                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  93         else
  94                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  95         p += ah->ar_hln;
  96
  97         memcpy(p, dst_addr, 4);
  98         p += 4;
  99
 100         err = sendto(sock_fd, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 101         if (err == p - buf) {
 102                 last = MONOTONIC_US();
 103                 sent++;
 104                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 105                         brd_sent++;
 106         }
 107         return err;
 108 }
 109
 110 static void finish(void) ATTRIBUTE_NORETURN;
 111 static void finish(void)
 112 {
 113         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 114                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 115                         "Received %u repl%s"
 116                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 117                         sent, brd_sent,
 118                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
 119                         req_recv, brd_recv);
 120         }
 121         if (option_mask32 & DAD)
 122                 exit(!!received);
 123         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 124                 exit(0);
 125         exit(!received);
 126 }
 127
 128 static void catcher(void)
 129 {
 130         unsigned now;
 131
 132         now = MONOTONIC_US();
 133         if (start == 0)
 134                 start = now;
 135
 136         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > timeout_us))
 137                 finish();
 138
 139         /* count < 0 means "infinite count" */
 140         if (count > 0)
 141                 count--;
 142
 143         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 144                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 145                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 146                         finish();
 147         }
 148         alarm(1);
 149 }
 150
 151 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 152 {
 153         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 154         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 155         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 156
 157         /* Filter out wild packets */
 158         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 159          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 160          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 161                 return 0;
 162
 163         /* Only these types are recognised */
 164         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 165                 return 0;
 166
 167         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 168         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 169          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 170                 return 0;
 171
 172         /* Protocol must be IP. */
 173         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 174                 return 0;
 175         if (ah->ar_pln != 4)
 176                 return 0;
 177         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 178                 return 0;
 179         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 180                 return 0;
 181         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 182         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 183         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 184                 if (dst.s_addr != src_ip.s_addr)
 185                         return 0;
 186                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 187                         return 0;
 188                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 189                         return 0;
 190         } else {
 191                 /* DAD packet was:
 192                    src_ip = 0 (or some src)
 193                    src_hw = ME
 194                    dst_ip = tested address
 195                    dst_hw = <unspec>
 196
 197                    We fail, if receive request/reply with:
 198                    src_ip = tested_address
 199                    src_hw != ME
 200                    if src_ip in request was not zero, check
 201                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 202                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 203                  */
 204                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 205                         return 0;
 206                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 207                         return 0;
 208                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 209                         return 0;
 210         }
 211         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 212                 int s_printed = 0;
 213
 214                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 215                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 216                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 217                         inet_ntoa(src_ip),
 218                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 219                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 220                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 221                         s_printed = 1;
 222                 }
 223                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 224                         if (!s_printed)
 225                                 printf("for ");
 226                         printf("[%s]",
 227                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 228                 }
 229
 230                 if (last) {
 231                         unsigned diff = MONOTONIC_US() - last;
 232                         printf(" %u.%03ums\n", diff / 1000, diff % 1000);
 233                 } else {
 234                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 235                 }
 236                 fflush(stdout);
 237         }
 238         received++;
 239         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 240                 brd_recv++;
 241         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 242                 req_recv++;
 243         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 244                 finish();
 245         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 246                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 247                 option_mask32 |= UNICASTING;
 248         }
 249         return 1;
 250 }
 251
 252 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 253 int arping_main(int argc, char **argv)
 254 {
 255         const char *device = "eth0";
 256         char *source = NULL;
 257         char *target;
 258         unsigned char *packet;
 259
 260         INIT_G();
 261
 262         sock_fd = xsocket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 263
 264         // Drop suid root privileges
 265         // Need to remove SUID_NEVER from applets.h for this to work
 266         //xsetuid(getuid());
 267
 268         {
 269                 unsigned opt;
 270                 char *str_count, *str_timeout;
 271
 272                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 273                  * Advert also sets unsolicited.
 274                  */
 275                 opt_complementary = "=1:Df:AU";
 276                 opt = getopt32(argv, "DUAqfbc:w:I:s:",
 277                                 &str_count, &str_timeout, &device, &source);
 278                 if (opt & 0x40) /* -c: count */
 279                         count = xatoi_u(str_count);
 280                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 281                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000 + 500000;
 282                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 283                 option_mask32 &= 0x3f; /* set respective flags */
 284         }
 285
 286         target = argv[optind];
 287
 288         xfunc_error_retval = 2;
 289
 290         {
 291                 struct ifreq ifr;
 292
 293                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 294                 strncpy(ifr.ifr_name, device, sizeof(ifr.ifr_name) - 1);
 295                 /* We use ifr.ifr_name in error msg so that problem
 296                  * with truncated name will be visible */
 297                 ioctl_or_perror_and_die(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr, "interface %s not found", ifr.ifr_name);
 298                 me.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 299
 300                 xioctl(sock_fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 301
 302                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 303                         bb_error_msg_and_die("interface %s is down", device);
 304                 }
 305                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 306                         bb_error_msg("interface %s is not ARPable", device);
 307                         return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 308                 }
 309         }
 310
 311         /* if (!inet_aton(target, &dst)) - not needed */ {
 312                 len_and_sockaddr *lsa;
 313                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 314                 memcpy(&dst, &lsa->sin.sin_addr.s_addr, 4);
 315                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 316                         free(lsa);
 317         }
 318
 319         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 320                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 321         }
 322
 323         if ((option_mask32 & (DAD|UNSOLICITED)) == UNSOLICITED && src.s_addr == 0)
 324                 src = dst;
 325
 326         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 327                 struct sockaddr_in saddr;
 328                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 329
 330                 if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, strlen(device) + 1) == -1)
 331                         bb_perror_msg("cannot bind to device %s", device);
 332                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 333                 saddr.sin_family = AF_INET;
 334                 if (src.s_addr) {
 335                         /* Check that this is indeed our IP */
 336                         saddr.sin_addr = src;
 337                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 338                 } else { /* !(option_mask32 & DAD) case */
 339                         /* Find IP address on this iface */
 340                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 341
 342                         saddr.sin_port = htons(1025);
 343                         saddr.sin_addr = dst;
 344
 345                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, &const_int_1, sizeof(const_int_1)) == -1)
 346                                 bb_perror_msg("setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 347                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 348                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1) {
 349                                 bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 350                         }
 351                         if (saddr.sin_family != AF_INET)
 352                                 bb_error_msg_and_die("no IP address configured");
 353                         src = saddr.sin_addr;
 354                 }
 355                 close(probe_fd);
 356         }
 357
 358         me.sll_family = AF_PACKET;
 359         //me.sll_ifindex = ifindex; - done before
 360         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 361         xbind(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 362
 363         {
 364                 socklen_t alen = sizeof(me);
 365
 366                 if (getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 367                         bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 368                 }
 369         }
 370         if (me.sll_halen == 0) {
 371                 bb_error_msg("interface %s is not ARPable (no ll address)", device);
 372                 return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 373         }
 374         he = me;
 375         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 376
 377         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 378                 /* inet_ntoa uses static storage, can't use in same printf */
 379                 printf("ARPING to %s", inet_ntoa(dst));
 380                 printf(" from %s via %s\n", inet_ntoa(src), device);
 381         }
 382
 383         {
 384                 struct sigaction sa;
 385
 386                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 387                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 388
 389                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 390                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 391
 392                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 393                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 394         }
 395
 396         catcher();
 397
 398         packet = xmalloc(4096);
 399         while (1) {
 400                 sigset_t sset, osset;
 401                 struct sockaddr_ll from;
 402                 socklen_t alen = sizeof(from);
 403                 int cc;
 404
 405                 cc = recvfrom(sock_fd, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 406                 if (cc < 0) {
 407                         bb_perror_msg("recvfrom");
 408                         continue;
 409                 }
 410                 sigemptyset(&sset);
 411                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 412                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 413                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 414                 recv_pack(packet, cc, &from);
 415                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 416         }
 417 }