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 <sys/ioctl.h>
  12 #include <signal.h>
  13
  14 #include <arpa/inet.h>
  15 #include <net/if.h>
  16 #include <netinet/ether.h>
  17 #include <netpacket/packet.h>
  18
  19 #include "busybox.h"
  20
  21 static struct in_addr src;
  22 static struct in_addr dst;
  23 static struct sockaddr_ll me;
  24 static struct sockaddr_ll he;
  25 static struct timeval last;
  26
  27 enum cfg_e {
  28         dad = 1,
  29         unsolicited = 2,
  30         advert = 4,
  31         quiet = 8,
  32         quit_on_reply = 16,
  33         broadcast_only = 32,
  34         unicasting = 64
  35 };
  36 static int cfg;
  37
  38 static int s;
  39 static unsigned count = UINT_MAX;
  40 static unsigned timeout;
  41 static int sent;
  42 static int brd_sent;
  43 static int received;
  44 static int brd_recv;
  45 static int req_recv;
  46
  47 #define MS_TDIFF(tv1,tv2) ( ((tv1).tv_sec-(tv2).tv_sec)*1000 + \
  48                         ((tv1).tv_usec-(tv2).tv_usec)/1000 )
  49
  50 static int send_pack(int sock, struct in_addr *src_addr,
  51                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  52                         struct sockaddr_ll *HE)
  53 {
  54         int err;
  55         struct timeval now;
  56         RESERVE_CONFIG_UBUFFER(buf, 256);
  57         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  58         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  59
  60         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  61         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  62         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  63         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  64         ah->ar_pln = 4;
  65         ah->ar_op = cfg & advert ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  66
  67         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  68         p += ME->sll_halen;
  69
  70         memcpy(p, src_addr, 4);
  71         p += 4;
  72
  73         if (cfg & advert)
  74                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  75         else
  76                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  77         p += ah->ar_hln;
  78
  79         memcpy(p, dst_addr, 4);
  80         p += 4;
  81
  82         gettimeofday(&now, NULL);
  83         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
  84         if (err == p - buf) {
  85                 last = now;
  86                 sent++;
  87                 if (!(cfg & unicasting))
  88                         brd_sent++;
  89         }
  90         RELEASE_CONFIG_BUFFER(buf);
  91         return err;
  92 }
  93
  94 static void finish(void)
  95 {
  96         if (!(cfg & quiet)) {
  97                 printf("Sent %d probe(s) (%d broadcast(s))\n"
  98                         "Received %d repl%s"
  99                         " (%d request(s), %d broadcast(s))\n",
 100                         sent, brd_sent,
 101                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
 102                         req_recv, brd_recv);
 103         }
 104         if (cfg & dad)
 105                 exit(!!received);
 106         if (cfg & unsolicited)
 107                 exit(0);
 108         exit(!received);
 109 }
 110
 111 static void catcher(void)
 112 {
 113         struct timeval tv;
 114         static struct timeval start;
 115
 116         gettimeofday(&tv, NULL);
 117
 118         if (start.tv_sec == 0)
 119                 start = tv;
 120
 121         if (count-- == 0
 122          || (timeout && MS_TDIFF(tv, start) > timeout * 1000 + 500))
 123                 finish();
 124
 125         if (last.tv_sec == 0 || MS_TDIFF(tv, last) > 500) {
 126                 send_pack(s, &src, &dst, &me, &he);
 127                 if (count == 0 && (cfg & unsolicited))
 128                         finish();
 129         }
 130         alarm(1);
 131 }
 132
 133 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 134 {
 135         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 136         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 137         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 138
 139         /* Filter out wild packets */
 140         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 141          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 142          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 143                 return 0;
 144
 145         /* Only these types are recognised */
 146         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 147                 return 0;
 148
 149         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 150         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 151          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 152                 return 0;
 153
 154         /* Protocol must be IP. */
 155         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 156                 return 0;
 157         if (ah->ar_pln != 4)
 158                 return 0;
 159         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 160                 return 0;
 161         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 162                 return 0;
 163         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 164         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 165         if (!(cfg & dad)) {
 166                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 167                         return 0;
 168                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 169                         return 0;
 170                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 171                         return 0;
 172         } else {
 173                 /* DAD packet was:
 174                    src_ip = 0 (or some src)
 175                    src_hw = ME
 176                    dst_ip = tested address
 177                    dst_hw = <unspec>
 178
 179                    We fail, if receive request/reply with:
 180                    src_ip = tested_address
 181                    src_hw != ME
 182                    if src_ip in request was not zero, check
 183                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 184                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 185                  */
 186                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 187                         return 0;
 188                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 189                         return 0;
 190                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 191                         return 0;
 192         }
 193         if (!(cfg & quiet)) {
 194                 int s_printed = 0;
 195                 struct timeval tv;
 196
 197                 gettimeofday(&tv, NULL);
 198
 199                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 200                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 201                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 202                         inet_ntoa(src_ip),
 203                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 204                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 205                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 206                         s_printed = 1;
 207                 }
 208                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 209                         if (!s_printed)
 210                                 printf("for ");
 211                         printf("[%s]",
 212                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 213                 }
 214
 215                 if (last.tv_sec) {
 216                         long usecs = (tv.tv_sec - last.tv_sec) * 1000000 +
 217                                 tv.tv_usec - last.tv_usec;
 218                         long msecs = (usecs + 500) / 1000;
 219
 220                         usecs -= msecs * 1000 - 500;
 221                         printf(" %ld.%03ldms\n", msecs, usecs);
 222                 } else {
 223                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 224                 }
 225                 fflush(stdout);
 226         }
 227         received++;
 228         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 229                 brd_recv++;
 230         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 231                 req_recv++;
 232         if (cfg & quit_on_reply)
 233                 finish();
 234         if (!(cfg & broadcast_only)) {
 235                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 236                 cfg |= unicasting;
 237         }
 238         return 1;
 239 }
 240
 241 int arping_main(int argc, char **argv)
 242 {
 243         const char *device = "eth0";
 244         int ifindex;
 245         char *source = NULL;
 246         char *target;
 247
 248         s = xsocket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 249
 250         // Drop suid root privileges
 251         xsetuid(getuid());
 252
 253         {
 254                 unsigned opt;
 255                 char *_count, *_timeout;
 256
 257                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 258                  * Advert also sets unsolicited.
 259                  */
 260                 opt_complementary = "Df:AU";
 261                 opt = getopt32(argc, argv, "DUAqfbc:w:i:s:",
 262                                         &_count, &_timeout, &device, &source);
 263                 cfg |= opt & 0x3f; /* set respective flags */
 264                 if (opt & 0x40) /* -c: count */
 265                         count = xatou(_count);
 266                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 267                         timeout = xatoul_range(_timeout, 0, INT_MAX/2000);
 268                 //if (opt & 0x100) /* -i: interface */
 269                 if (strlen(device) > IF_NAMESIZE) {
 270                         bb_error_msg_and_die("interface name '%s' is too long",
 271                                                         device);
 272                 }
 273                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 274         }
 275         argc -= optind;
 276         argv += optind;
 277
 278         if (argc != 1)
 279                 bb_show_usage();
 280
 281         target = *argv;
 282
 283         xfunc_error_retval = 2;
 284
 285         {
 286                 struct ifreq ifr;
 287
 288                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 289                 strncpy(ifr.ifr_name, device, IFNAMSIZ - 1);
 290                 if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 291                         bb_error_msg_and_die("interface %s not found", device);
 292                 }
 293                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 294
 295                 if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr)) {
 296                         bb_error_msg_and_die("SIOCGIFFLAGS");
 297                 }
 298                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 299                         bb_error_msg_and_die("interface %s is down", device);
 300                 }
 301                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 302                         bb_error_msg("interface %s is not ARPable", device);
 303                         return (cfg & dad ? 0 : 2);
 304                 }
 305         }
 306
 307         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 308                 len_and_sockaddr *lsa;
 309                 lsa = host_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 310                 memcpy(&dst, &lsa->sin.sin_addr.s_addr, 4);
 311                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 312                         free(lsa);
 313         }
 314
 315         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 316                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 317         }
 318
 319         if (!(cfg & dad) && (cfg & unsolicited) && src.s_addr == 0)
 320                 src = dst;
 321
 322         if (!(cfg & dad) || src.s_addr) {
 323                 struct sockaddr_in saddr;
 324                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 325
 326                 if (device) {
 327                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, strlen(device) + 1) == -1)
 328                                 bb_error_msg("warning: interface %s is ignored", device);
 329                 }
 330                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 331                 saddr.sin_family = AF_INET;
 332                 if (src.s_addr) {
 333                         saddr.sin_addr = src;
 334                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 335                 } else if (!(cfg & dad)) {
 336                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 337
 338                         saddr.sin_port = htons(1025);
 339                         saddr.sin_addr = dst;
 340
 341                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, &const_int_1, sizeof(const_int_1)) == -1)
 342                                 bb_perror_msg("warning: setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 343                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 344                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1) {
 345                                 bb_error_msg_and_die("getsockname");
 346                         }
 347                         src = saddr.sin_addr;
 348                 }
 349                 close(probe_fd);
 350         }
 351
 352         me.sll_family = AF_PACKET;
 353         me.sll_ifindex = ifindex;
 354         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 355         xbind(s, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 356
 357         {
 358                 socklen_t alen = sizeof(me);
 359
 360                 if (getsockname(s, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 361                         bb_error_msg_and_die("getsockname");
 362                 }
 363         }
 364         if (me.sll_halen == 0) {
 365                 bb_error_msg("interface \"%s\" is not ARPable (no ll address)", device);
 366                 return (cfg & dad ? 0 : 2);
 367         }
 368         he = me;
 369         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 370
 371         if (!(cfg & quiet)) {
 372                 printf("ARPING to %s from %s via %s\n",
 373                         inet_ntoa(dst), inet_ntoa(src),
 374                         device ? device : "unknown");
 375         }
 376
 377         if (!src.s_addr && !(cfg & dad)) {
 378                 bb_error_msg_and_die("no src address in the non-DAD mode");
 379         }
 380
 381         {
 382                 struct sigaction sa;
 383
 384                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 385                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 386
 387                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 388                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 389
 390                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 391                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 392         }
 393
 394         catcher();
 395
 396         while (1) {
 397                 sigset_t sset, osset;
 398                 RESERVE_CONFIG_UBUFFER(packet, 4096);
 399                 struct sockaddr_ll from;
 400                 socklen_t alen = sizeof(from);
 401                 int cc;
 402
 403                 cc = recvfrom(s, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 404                 if (cc < 0) {
 405                         bb_perror_msg("recvfrom");
 406                         continue;
 407                 }
 408                 sigemptyset(&sset);
 409                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 410                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 411                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 412                 recv_pack(packet, cc, &from);
 413                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 414                 RELEASE_CONFIG_BUFFER(packet);
 415         }
 416 }