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 //config:config ARPING
   9 //config:       bool "arping (9.3 kb)"
  10 //config:       default y
  11 //config:       select PLATFORM_LINUX
  12 //config:       help
  13 //config:       Ping hosts by ARP packets.
  14
  15 //applet:IF_ARPING(APPLET(arping, BB_DIR_USR_SBIN, BB_SUID_DROP))
  16
  17 //kbuild:lib-$(CONFIG_ARPING) += arping.o
  18
  19 //usage:#define arping_trivial_usage
  20 //usage:       "[-fqbDUA] [-c CNT] [-w TIMEOUT] [-I IFACE] [-s SRC_IP] DST_IP"
  21 //usage:#define arping_full_usage "\n\n"
  22 //usage:       "Send ARP requests/replies\n"
  23 //usage:     "\n        -f              Quit on first ARP reply"
  24 //usage:     "\n        -q              Quiet"
  25 //usage:     "\n        -b              Keep broadcasting, don't go unicast"
  26 //usage:     "\n        -D              Exit with 1 if DST_IP replies"
  27 //usage:     "\n        -U              Unsolicited ARP mode, update your neighbors"
  28 //usage:     "\n        -A              ARP answer mode, update your neighbors"
  29 //usage:     "\n        -c N            Stop after sending N ARP requests"
  30 //usage:     "\n        -w TIMEOUT      Seconds to wait for ARP reply"
  31 //usage:     "\n        -I IFACE        Interface to use (default eth0)"
  32 //usage:     "\n        -s SRC_IP       Sender IP address"
  33 //usage:     "\n        DST_IP          Target IP address"
  34
  35 #include <arpa/inet.h>
  36 #include <net/if.h>
  37 #include <netinet/ether.h>
  38 #include <netpacket/packet.h>
  39
  40 #include "libbb.h"
  41 #include "common_bufsiz.h"
  42
  43 /* We don't expect to see 1000+ seconds delay, unsigned is enough */
  44 #define MONOTONIC_US() ((unsigned)monotonic_us())
  45
  46 enum {
  47         UNSOLICITED   = 1 << 0,
  48         DAD           = 1 << 1,
  49         ADVERT        = 1 << 2,
  50         QUIET         = 1 << 3,
  51         QUIT_ON_REPLY = 1 << 4,
  52         BCAST_ONLY    = 1 << 5,
  53         UNICASTING    = 1 << 6,
  54         TIMEOUT       = 1 << 7,
  55 };
  56 #define GETOPT32(str_timeout, device, source) \
  57         getopt32(argv, "^" \
  58                 "UDAqfbc:+w:I:s:" \
  59                 /* Dad also sets quit_on_reply, */ \
  60                 /* Advert also sets unsolicited: */ \
  61                 "\0" "=1:Df:AU", \
  62                 &count, &str_timeout, &device, &source \
  63         );
  64
  65 struct globals {
  66         struct in_addr src;
  67         struct in_addr dst;
  68         struct sockaddr_ll me;
  69         struct sockaddr_ll he;
  70         int sock_fd;
  71
  72         int count; // = -1;
  73         unsigned last;
  74         unsigned timeout_us;
  75         unsigned start;
  76
  77         unsigned sent;
  78         unsigned brd_sent;
  79         unsigned received;
  80         unsigned brd_recv;
  81         unsigned req_recv;
  82 } FIX_ALIASING;
  83 #define G (*(struct globals*)bb_common_bufsiz1)
  84 #define src        (G.src       )
  85 #define dst        (G.dst       )
  86 #define me         (G.me        )
  87 #define he         (G.he        )
  88 #define sock_fd    (G.sock_fd   )
  89 #define count      (G.count     )
  90 #define last       (G.last      )
  91 #define timeout_us (G.timeout_us)
  92 #define start      (G.start     )
  93 #define sent       (G.sent      )
  94 #define brd_sent   (G.brd_sent  )
  95 #define received   (G.received  )
  96 #define brd_recv   (G.brd_recv  )
  97 #define req_recv   (G.req_recv  )
  98 #define INIT_G() do { \
  99         setup_common_bufsiz(); \
 100         count = -1; \
 101 } while (0)
 102
 103 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
 104                         struct in_addr *dst_addr,
 105                         struct sockaddr_ll *ME,
 106                         struct sockaddr_ll *HE)
 107 {
 108         int err;
 109         unsigned char buf[256];
 110         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 111         unsigned char *p;
 112
 113         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
 114         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
 115         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
 116         ah->ar_pln = 4;
 117         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
 118
 119         p = (unsigned char *) (ah + 1);
 120         p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 121         p = mempcpy(p, src_addr, 4);
 122
 123         if (option_mask32 & ADVERT)
 124                 p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 125         else
 126                 p = mempcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
 127
 128         p = mempcpy(p, dst_addr, 4);
 129
 130         err = sendto(sock_fd, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 131         if (err == p - buf) {
 132                 last = MONOTONIC_US();
 133                 sent++;
 134                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 135                         brd_sent++;
 136         }
 137         return err;
 138 }
 139
 140 static void finish(void) NORETURN;
 141 static void finish(void)
 142 {
 143         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 144                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 145                         "Received %u response(s)"
 146                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 147                         sent, brd_sent,
 148                         received,
 149                         req_recv, brd_recv);
 150         }
 151         if (option_mask32 & DAD)
 152                 exit(!!received);
 153         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 154                 exit(EXIT_SUCCESS);
 155         exit(!received);
 156 }
 157
 158 static void catcher(void)
 159 {
 160         unsigned now;
 161
 162         now = MONOTONIC_US();
 163         if (start == 0)
 164                 start = now;
 165
 166         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > timeout_us))
 167                 finish();
 168
 169         /* count < 0 means "infinite count" */
 170         if (count > 0)
 171                 count--;
 172
 173         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 174                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 175                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 176                         finish();
 177         }
 178         alarm(1);
 179 }
 180
 181 static void recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 182 {
 183         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 184         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 185         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 186         /* moves below assume in_addr is 4 bytes big, ensure that */
 187         struct BUG_in_addr_must_be_4 {
 188                 char BUG_in_addr_must_be_4[
 189                         sizeof(struct in_addr) == 4 ? 1 : -1
 190                 ];
 191                 char BUG_s_addr_must_be_4[
 192                         sizeof(src_ip.s_addr) == 4 ? 1 : -1
 193                 ];
 194         };
 195
 196         /* Filter out wild packets */
 197         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 198          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 199          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 200                 return;
 201
 202         /* Only these types are recognized */
 203         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 204                 return;
 205
 206         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 207         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 208          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 209                 return;
 210
 211         /* Protocol must be IP. */
 212         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP)
 213          || (ah->ar_pln != 4)
 214          || (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 215          || (len < (int)(sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))))
 216                 return;
 217
 218         move_from_unaligned32(src_ip.s_addr, p + ah->ar_hln);
 219         move_from_unaligned32(dst_ip.s_addr, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln);
 220
 221         if (dst.s_addr != src_ip.s_addr)
 222                 return;
 223         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 224                 if ((src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 225                  || (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln)))
 226                         return;
 227         } else {
 228                 /* DAD packet was:
 229                    src_ip = 0 (or some src)
 230                    src_hw = ME
 231                    dst_ip = tested address
 232                    dst_hw = <unspec>
 233
 234                    We fail, if receive request/reply with:
 235                    src_ip = tested_address
 236                    src_hw != ME
 237                    if src_ip in request was not zero, check
 238                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 239                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 240                  */
 241                 if ((memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 242                  || (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr))
 243                         return;
 244         }
 245         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 246                 int s_printed = 0;
 247
 248 //TODO: arping from iputils-s20160308 print upprcase hex in MAC, follow them?
 249                 printf("%scast re%s from %s [%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x]",
 250                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 251                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 252                         inet_ntoa(src_ip),
 253                         p[0], p[1], p[2], p[3], p[4], p[5]
 254                 );
 255                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 256                         printf("for %s", inet_ntoa(dst_ip));
 257                         s_printed = 1;
 258                 }
 259                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 260                         unsigned char *pp = p + ah->ar_hln + 4;
 261                         if (!s_printed)
 262                                 printf(" for");
 263                         printf(" [%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x]",
 264                                 pp[0], pp[1], pp[2], pp[3], pp[4], pp[5]
 265                         );
 266                 }
 267
 268                 if (last) {
 269                         unsigned diff = MONOTONIC_US() - last;
 270                         printf(" %u.%03ums\n", diff / 1000, diff % 1000);
 271                 } else {
 272                         puts(" UNSOLICITED?");
 273                 }
 274                 fflush_all();
 275         }
 276         received++;
 277         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 278                 brd_recv++;
 279         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 280                 req_recv++;
 281         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 282                 finish();
 283         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 284                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 285                 option_mask32 |= UNICASTING;
 286         }
 287 }
 288
 289 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 290 int arping_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 291 {
 292         const char *device = "eth0";
 293         char *source = NULL;
 294         char *target;
 295         unsigned char *packet;
 296         char *err_str;
 297
 298         INIT_G();
 299
 300         sock_fd = xsocket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 301
 302         // If you ever change BB_SUID_DROP to BB_SUID_REQUIRE,
 303         // drop suid root privileges here:
 304         //xsetuid(getuid());
 305
 306         {
 307                 unsigned opt;
 308                 char *str_timeout;
 309
 310                 opt = GETOPT32(str_timeout, device, source);
 311                 if (opt & TIMEOUT)
 312                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000 + 500000;
 313         }
 314
 315         target = argv[optind];
 316         err_str = xasprintf("interface %s %%s", device);
 317         xfunc_error_retval = 2;
 318
 319         {
 320                 struct ifreq ifr;
 321
 322                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 323                 strncpy_IFNAMSIZ(ifr.ifr_name, device);
 324                 /* We use ifr.ifr_name in error msg so that problem
 325                  * with truncated name will be visible */
 326                 ioctl_or_perror_and_die(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr, err_str, "not found");
 327                 me.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 328
 329                 xioctl(sock_fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 330
 331                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 332                         bb_error_msg_and_die(err_str, "is down");
 333                 }
 334                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 335                         bb_error_msg(err_str, "is not ARPable");
 336                         BUILD_BUG_ON(DAD != 2);
 337                         /* exit 0 if DAD, else exit 2 */
 338                         return (~option_mask32 & DAD);
 339                 }
 340         }
 341
 342         /* if (!inet_aton(target, &dst)) - not needed */ {
 343                 len_and_sockaddr *lsa;
 344                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 345                 dst = lsa->u.sin.sin_addr;
 346                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 347                         free(lsa);
 348         }
 349
 350         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 351                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 352         }
 353
 354         if ((option_mask32 & (DAD|UNSOLICITED)) == UNSOLICITED && src.s_addr == 0)
 355                 src = dst;
 356
 357         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 358                 struct sockaddr_in saddr;
 359                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 360
 361                 setsockopt_bindtodevice(probe_fd, device);
 362                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 363                 saddr.sin_family = AF_INET;
 364                 if (src.s_addr) {
 365                         /* Check that this is indeed our IP */
 366                         saddr.sin_addr = src;
 367                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 368                 } else { /* !(option_mask32 & DAD) case */
 369                         /* Find IP address on this iface */
 370                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 371
 372                         saddr.sin_port = htons(1025);
 373                         saddr.sin_addr = dst;
 374
 375                         if (setsockopt_SOL_SOCKET_1(probe_fd, SO_DONTROUTE) != 0)
 376                                 bb_perror_msg("setsockopt(%s)", "SO_DONTROUTE");
 377                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 378                         getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen);
 379                         //never happens:
 380                         //if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1)
 381                         //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 382                         if (saddr.sin_family != AF_INET)
 383                                 bb_error_msg_and_die("no IP address configured");
 384                         src = saddr.sin_addr;
 385                 }
 386                 close(probe_fd);
 387         }
 388
 389         me.sll_family = AF_PACKET;
 390         //me.sll_ifindex = ifindex; - done before
 391         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 392         xbind(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 393
 394         {
 395                 socklen_t alen = sizeof(me);
 396                 getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen);
 397                 //never happens:
 398                 //if (getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1)
 399                 //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 400         }
 401         if (me.sll_halen == 0) {
 402                 bb_error_msg(err_str, "is not ARPable (no ll address)");
 403                 BUILD_BUG_ON(DAD != 2);
 404                 /* exit 0 if DAD, else exit 2 */
 405                 return (~option_mask32 & DAD);
 406         }
 407         he = me;
 408         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 409
 410         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 411                 /* inet_ntoa uses static storage, can't use in same printf */
 412                 printf("ARPING %s", inet_ntoa(dst));
 413                 printf(" from %s %s\n", inet_ntoa(src), device);
 414         }
 415
 416         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT,  (void (*)(int))finish);
 417         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGALRM, (void (*)(int))catcher);
 418
 419         catcher();
 420
 421         packet = xmalloc(4096);
 422         while (1) {
 423                 sigset_t sset, osset;
 424                 struct sockaddr_ll from;
 425                 socklen_t alen = sizeof(from);
 426                 int cc;
 427
 428                 cc = recvfrom(sock_fd, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 429                 if (cc < 0) {
 430                         bb_perror_msg("recvfrom");
 431                         continue;
 432                 }
 433                 sigemptyset(&sset);
 434                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 435                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 436                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 437                 recv_pack(packet, cc, &from);
 438                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 439         }
 440 }