networking/arping.c

   1 /*
   2  * arping.c - Ping hosts by ARP requests/replies
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  * as published by the Free Software Foundation; either version
   7  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Author:      Alexey Kuznetsov <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
  10  * Busybox port: Nick Fedchik <nick@fedchik.org.ua>
  11  */
  12
  13 #include <sys/ioctl.h>
  14 #include <sys/signal.h>
  15 #include <sys/time.h>
  16
  17 #include <errno.h>
  18 #include <stdlib.h>
  19 #include <string.h>
  20 #include <unistd.h>
  21
  22 #include <arpa/inet.h>
  23 #include <net/if.h>
  24 #include <netinet/ether.h>
  25 #include <netpacket/packet.h>
  26
  27 #include "busybox.h"
  28
  29 #define APPLET_NAME "arping"
  30
  31 static struct in_addr src;
  32 static struct in_addr dst;
  33 static struct sockaddr_ll me;
  34 static struct sockaddr_ll he;
  35 static struct timeval last;
  36 static int dad;
  37 static int unsolicited;
  38 static int advert;
  39 static int quiet;
  40 static int quit_on_reply = 0;
  41 static int count = -1;
  42 static int timeout;
  43 static int unicasting;
  44 static int s;
  45 static int broadcast_only;
  46 static int sent;
  47 static int brd_sent;
  48 static int received;
  49 static int brd_recv;
  50 static int req_recv;
  51
  52 #define MS_TDIFF(tv1,tv2) ( ((tv1).tv_sec-(tv2).tv_sec)*1000 + \
  53                            ((tv1).tv_usec-(tv2).tv_usec)/1000 )
  54 #if 0
  55 static void set_signal(int signo, void (*handler) (void))
  56 {
  57         struct sigaction sa;
  58
  59         memset(&sa, 0, sizeof(sa));
  60         sa.sa_handler = (void (*)(int)) handler;
  61         sa.sa_flags = SA_RESTART;
  62         sigaction(signo, &sa, NULL);
  63 }
  64 #endif
  65
  66 static int send_pack(int sock, struct in_addr *src_addr,
  67                                          struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  68                                          struct sockaddr_ll *HE)
  69 {
  70         int err;
  71         struct timeval now;
  72         unsigned char buf[256];
  73         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  74         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  75
  76         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  77         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  78         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  79         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  80         ah->ar_pln = 4;
  81         ah->ar_op = advert ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  82
  83         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  84         p += ME->sll_halen;
  85
  86         memcpy(p, src_addr, 4);
  87         p += 4;
  88
  89         if (advert)
  90                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  91         else
  92                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  93         p += ah->ar_hln;
  94
  95         memcpy(p, dst_addr, 4);
  96         p += 4;
  97
  98         gettimeofday(&now, NULL);
  99         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 100         if (err == p - buf) {
 101                 last = now;
 102                 sent++;
 103                 if (!unicasting)
 104                         brd_sent++;
 105         }
 106         return err;
 107 }
 108
 109 void finish(void)
 110 {
 111         if (!quiet) {
 112                 printf("Sent %d probes (%d broadcast(s))\n", sent, brd_sent);
 113                 printf("Received %d repl%s", received, (received > 1) ? "ies" : "y");
 114                 if (brd_recv || req_recv) {
 115                         printf(" (");
 116                         if (req_recv)
 117                                 printf("%d request(s)", req_recv);
 118                         if (brd_recv)
 119                                 printf("%s%d broadcast(s)", req_recv ? ", " : "", brd_recv);
 120                         putchar(')');
 121                 }
 122                 putchar('\n');
 123                 fflush(stdout);
 124         }
 125         if (dad)
 126                 exit(!!received);
 127         if (unsolicited)
 128                 exit(0);
 129         exit(!received);
 130 }
 131
 132 void catcher(void)
 133 {
 134         struct timeval tv;
 135         static struct timeval start;
 136
 137         gettimeofday(&tv, NULL);
 138
 139         if (start.tv_sec == 0)
 140                 start = tv;
 141
 142         if (count-- == 0
 143                 || (timeout && MS_TDIFF(tv, start) > timeout * 1000 + 500))
 144                 finish();
 145
 146         if (last.tv_sec == 0 || MS_TDIFF(tv, last) > 500) {
 147                 send_pack(s, &src, &dst, &me, &he);
 148                 if (count == 0 && unsolicited)
 149                         finish();
 150         }
 151         alarm(1);
 152 }
 153
 154 int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 155 {
 156         struct timeval tv;
 157         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 158         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 159         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 160
 161         gettimeofday(&tv, NULL);
 162
 163         /* Filter out wild packets */
 164         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST &&
 165                 FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST &&
 166                 FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 167                 return 0;
 168
 169         /* Only these types are recognised */
 170         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 171                 return 0;
 172
 173         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 174         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype) &&
 175                 (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI
 176                  || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 177                 return 0;
 178
 179         /* Protocol must be IP. */
 180         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 181                 return 0;
 182         if (ah->ar_pln != 4)
 183                 return 0;
 184         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 185                 return 0;
 186         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 187                 return 0;
 188         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 189         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 190         if (!dad) {
 191                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 192                         return 0;
 193                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 194                         return 0;
 195                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 196                         return 0;
 197         } else {
 198                 /* DAD packet was:
 199                    src_ip = 0 (or some src)
 200                    src_hw = ME
 201                    dst_ip = tested address
 202                    dst_hw = <unspec>
 203
 204                    We fail, if receive request/reply with:
 205                    src_ip = tested_address
 206                    src_hw != ME
 207                    if src_ip in request was not zero, check
 208                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 209                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 210                  */
 211                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 212                         return 0;
 213                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 214                         return 0;
 215                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 216                         return 0;
 217         }
 218         if (!quiet) {
 219                 int s_printed = 0;
 220
 221                 printf("%s ",
 222                            FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Unicast" : "Broadcast");
 223                 printf("%s from ",
 224                            ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "reply" : "request");
 225                 printf("%s ", inet_ntoa(src_ip));
 226                 printf("[%s]", ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 227                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 228                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 229                         s_printed = 1;
 230                 }
 231                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 232                         if (!s_printed)
 233                                 printf("for ");
 234                         printf("[%s]",
 235                                    ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 236                 }
 237                 if (last.tv_sec) {
 238                         long usecs = (tv.tv_sec - last.tv_sec) * 1000000 +
 239                                 tv.tv_usec - last.tv_usec;
 240                         long msecs = (usecs + 500) / 1000;
 241
 242                         usecs -= msecs * 1000 - 500;
 243                         printf(" %ld.%03ldms\n", msecs, usecs);
 244                 } else {
 245                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 246                 }
 247                 fflush(stdout);
 248         }
 249         received++;
 250         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 251                 brd_recv++;
 252         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 253                 req_recv++;
 254         if (quit_on_reply)
 255                 finish();
 256         if (!broadcast_only) {
 257                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 258                 unicasting = 1;
 259         }
 260         return 1;
 261 }
 262
 263 int arping_main(int argc, char **argv)
 264 {
 265         int socket_errno;
 266         int ch;
 267         uid_t uid = getuid();
 268         char *device = "eth0";
 269         int ifindex = 0;
 270         char *source = NULL;
 271         char *target;
 272
 273         s = socket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 274         socket_errno = errno;
 275
 276         setuid(uid);
 277
 278         while ((ch = getopt(argc, argv, "h?bfDUAqc:w:s:I:")) != EOF) {
 279                 switch (ch) {
 280                 case 'b':
 281                         broadcast_only = 1;
 282                         break;
 283                 case 'D':
 284                         dad++;
 285                         quit_on_reply = 1;
 286                         break;
 287                 case 'U':
 288                         unsolicited++;
 289                         break;
 290                 case 'A':
 291                         advert++;
 292                         unsolicited++;
 293                         break;
 294                 case 'q':
 295                         quiet++;
 296                         break;
 297                 case 'c':
 298                         count = atoi(optarg);
 299                         break;
 300                 case 'w':
 301                         timeout = atoi(optarg);
 302                         break;
 303                 case 'I':
 304                         if (optarg == NULL)
 305                                 bb_show_usage();
 306                         if (bb_strlen(optarg) > IF_NAMESIZE) {
 307                                 bb_error_msg("Interface name `%s' must be less than %d", optarg,
 308                                                   IF_NAMESIZE);
 309                                 exit(2);
 310                         }
 311                         device = optarg;
 312                         break;
 313                 case 'f':
 314                         quit_on_reply = 1;
 315                         break;
 316                 case 's':
 317                         source = optarg;
 318                         break;
 319                 case 'h':
 320                 case '?':
 321                 default:
 322                         bb_show_usage();
 323                 }
 324         }
 325         argc -= optind;
 326         argv += optind;
 327
 328         if (argc != 1)
 329                 bb_show_usage();
 330
 331         target = *argv;
 332
 333
 334         if (s < 0) {
 335                 bb_error_msg("socket");
 336                 exit(socket_errno);
 337         }
 338
 339         {
 340                 struct ifreq ifr;
 341
 342                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 343                 strncpy(ifr.ifr_name, device, IFNAMSIZ - 1);
 344                 if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 345                         bb_error_msg("Interface %s not found", device);
 346                         exit(2);
 347                 }
 348                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 349
 350                 if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr)) {
 351                         bb_error_msg("SIOCGIFFLAGS");
 352                         exit(2);
 353                 }
 354                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 355                         bb_error_msg("Interface %s is down", device);
 356                         exit(2);
 357                 }
 358                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 359                         bb_error_msg("Interface %s is not ARPable", device);
 360                         exit(dad ? 0 : 2);
 361                 }
 362         }
 363
 364         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 365                 struct hostent *hp;
 366
 367                 hp = gethostbyname2(target, AF_INET);
 368                 if (!hp) {
 369                         bb_error_msg("invalid or unknown target %s", target);
 370                         exit(2);
 371                 }
 372                 memcpy(&dst, hp->h_addr, 4);
 373         }
 374
 375         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 376                 bb_error_msg("invalid source address %s", source);
 377                 exit(2);
 378         }
 379
 380         if (!dad && unsolicited && src.s_addr == 0)
 381                 src = dst;
 382
 383         if (!dad || src.s_addr) {
 384                 struct sockaddr_in saddr;
 385                 int probe_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 386
 387                 if (probe_fd < 0) {
 388                         bb_error_msg("socket");
 389                         exit(2);
 390                 }
 391                 if (device) {
 392                         if (setsockopt
 393                                 (probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device,
 394                                  strlen(device) + 1) == -1)
 395                                 bb_error_msg("WARNING: interface %s is ignored", device);
 396                 }
 397                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 398                 saddr.sin_family = AF_INET;
 399                 if (src.s_addr) {
 400                         saddr.sin_addr = src;
 401                         if (bind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr)) == -1) {
 402                                 bb_error_msg("bind");
 403                                 exit(2);
 404                         }
 405                 } else if (!dad) {
 406                         int on = 1;
 407                         int alen = sizeof(saddr);
 408
 409                         saddr.sin_port = htons(1025);
 410                         saddr.sin_addr = dst;
 411
 412                         if (setsockopt
 413                                 (probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, (char *) &on,
 414                                  sizeof(on)) == -1)
 415                                 perror("WARNING: setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 416                         if (connect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr))
 417                                 == -1) {
 418                                 bb_error_msg("connect");
 419                                 exit(2);
 420                         }
 421                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) ==
 422                                 -1) {
 423                                 bb_error_msg("getsockname");
 424                                 exit(2);
 425                         }
 426                         src = saddr.sin_addr;
 427                 }
 428                 close(probe_fd);
 429         };
 430
 431         me.sll_family = AF_PACKET;
 432         me.sll_ifindex = ifindex;
 433         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 434         if (bind(s, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me)) == -1) {
 435                 bb_error_msg("bind");
 436                 exit(2);
 437         }
 438
 439         {
 440                 int alen = sizeof(me);
 441
 442                 if (getsockname(s, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 443                         bb_error_msg("getsockname");
 444                         exit(2);
 445                 }
 446         }
 447         if (me.sll_halen == 0) {
 448                 bb_error_msg("Interface \"%s\" is not ARPable (no ll address)", device);
 449                 exit(dad ? 0 : 2);
 450         }
 451         he = me;
 452         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 453
 454         if (!quiet) {
 455                 printf("ARPING to %s", inet_ntoa(dst));
 456                 printf(" from %s via %s\n", inet_ntoa(src),
 457                            device ? device : "unknown");
 458         }
 459
 460         if (!src.s_addr && !dad) {
 461                 bb_error_msg("no src address in the non-DAD mode");
 462                 exit(2);
 463         }
 464
 465         {
 466                 struct sigaction sa;
 467
 468                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 469                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 470
 471                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 472                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 473
 474                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 475                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 476         }
 477
 478         catcher();
 479
 480         while (1) {
 481                 sigset_t sset, osset;
 482                 char packet[4096];
 483                 struct sockaddr_ll from;
 484                 int alen = sizeof(from);
 485                 int cc;
 486
 487                 if ((cc = recvfrom(s, packet, sizeof(packet), 0,
 488                                                    (struct sockaddr *) &from, &alen)) < 0) {
 489                         perror("recvfrom");
 490                         continue;
 491                 }
 492                 sigemptyset(&sset);
 493                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 494                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 495                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 496                 recv_pack(packet, cc, &from);
 497                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 498         }
 499 }