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 // If GNUisms are not available...
  70 //static void *mempcpy(void *_dst, const void *_src, int n)
  71 //{
  72 //      memcpy(_dst, _src, n);
  73 //      return (char*)_dst + n;
  74 //}
  75
  76 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
  77                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  78                         struct sockaddr_ll *HE)
  79 {
  80         int err;
  81         unsigned char buf[256];
  82         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  83         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  84
  85         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  86         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  87         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  88         ah->ar_pln = 4;
  89         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  90
  91         p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  92         p = mempcpy(p, src_addr, 4);
  93
  94         if (option_mask32 & ADVERT)
  95                 p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  96         else
  97                 p = mempcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  98
  99         p = mempcpy(p, dst_addr, 4);
 100
 101         err = sendto(sock_fd, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 102         if (err == p - buf) {
 103                 last = MONOTONIC_US();
 104                 sent++;
 105                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 106                         brd_sent++;
 107         }
 108         return err;
 109 }
 110
 111 static void finish(void) ATTRIBUTE_NORETURN;
 112 static void finish(void)
 113 {
 114         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 115                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 116                         "Received %u repl%s"
 117                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 118                         sent, brd_sent,
 119                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
 120                         req_recv, brd_recv);
 121         }
 122         if (option_mask32 & DAD)
 123                 exit(!!received);
 124         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 125                 exit(EXIT_SUCCESS);
 126         exit(!received);
 127 }
 128
 129 static void catcher(void)
 130 {
 131         unsigned now;
 132
 133         now = MONOTONIC_US();
 134         if (start == 0)
 135                 start = now;
 136
 137         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > timeout_us))
 138                 finish();
 139
 140         /* count < 0 means "infinite count" */
 141         if (count > 0)
 142                 count--;
 143
 144         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 145                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 146                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 147                         finish();
 148         }
 149         alarm(1);
 150 }
 151
 152 static bool recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 153 {
 154         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 155         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 156         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 157
 158         /* Filter out wild packets */
 159         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 160          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 161          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 162                 return false;
 163
 164         /* Only these types are recognised */
 165         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 166                 return false;
 167
 168         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 169         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 170          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 171                 return false;
 172
 173         /* Protocol must be IP. */
 174         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP)
 175                 || (ah->ar_pln != 4)
 176                 || (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 177                 || (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln)))
 178                 return false;
 179
 180         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 181         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 182
 183         if (dst.s_addr != src_ip.s_addr)
 184                 return false;
 185         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 186                 if ((src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 187                         || (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln)))
 188                         return false;
 189         } else {
 190                 /* DAD packet was:
 191                    src_ip = 0 (or some src)
 192                    src_hw = ME
 193                    dst_ip = tested address
 194                    dst_hw = <unspec>
 195
 196                    We fail, if receive request/reply with:
 197                    src_ip = tested_address
 198                    src_hw != ME
 199                    if src_ip in request was not zero, check
 200                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 201                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 202                  */
 203                 if ((memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 204                         || (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr))
 205                         return false;
 206         }
 207         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 208                 int s_printed = 0;
 209
 210                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 211                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 212                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 213                         inet_ntoa(src_ip),
 214                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 215                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 216                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 217                         s_printed = 1;
 218                 }
 219                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 220                         if (!s_printed)
 221                                 printf("for ");
 222                         printf("[%s]",
 223                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 224                 }
 225
 226                 if (last) {
 227                         unsigned diff = MONOTONIC_US() - last;
 228                         printf(" %u.%03ums\n", diff / 1000, diff % 1000);
 229                 } else {
 230                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 231                 }
 232                 fflush(stdout);
 233         }
 234         received++;
 235         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 236                 brd_recv++;
 237         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 238                 req_recv++;
 239         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 240                 finish();
 241         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 242                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 243                 option_mask32 |= UNICASTING;
 244         }
 245         return true;
 246 }
 247
 248 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 249 int arping_main(int argc ATTRIBUTE_UNUSED, char **argv)
 250 {
 251         const char *device = "eth0";
 252         char *source = NULL;
 253         char *target;
 254         unsigned char *packet;
 255         char *err_str;
 256
 257         INIT_G();
 258
 259         sock_fd = xsocket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 260
 261         // Drop suid root privileges
 262         // Need to remove SUID_NEVER from applets.h for this to work
 263         //xsetuid(getuid());
 264
 265         err_str = xasprintf("interface %s %%s", device);
 266         {
 267                 unsigned opt;
 268                 char *str_timeout;
 269
 270                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 271                  * Advert also sets unsolicited.
 272                  */
 273                 opt_complementary = "=1:Df:AU:c+";
 274                 opt = getopt32(argv, "DUAqfbc:w:I:s:",
 275                                 &count, &str_timeout, &device, &source);
 276                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 277                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000 + 500000;
 278                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 279                 option_mask32 &= 0x3f; /* set respective flags */
 280         }
 281
 282         target = argv[optind];
 283
 284         xfunc_error_retval = 2;
 285
 286         {
 287                 struct ifreq ifr;
 288
 289                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 290                 strncpy(ifr.ifr_name, device, sizeof(ifr.ifr_name) - 1);
 291                 /* We use ifr.ifr_name in error msg so that problem
 292                  * with truncated name will be visible */
 293                 ioctl_or_perror_and_die(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr, err_str, "not found");
 294                 me.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 295
 296                 xioctl(sock_fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 297
 298                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 299                         bb_error_msg_and_die(err_str, "is down");
 300                 }
 301                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 302                         bb_error_msg(err_str, "is not ARPable");
 303                         return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 304                 }
 305         }
 306
 307         /* if (!inet_aton(target, &dst)) - not needed */ {
 308                 len_and_sockaddr *lsa;
 309                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 310                 memcpy(&dst, &lsa->u.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 ((option_mask32 & (DAD|UNSOLICITED)) == UNSOLICITED && src.s_addr == 0)
 320                 src = dst;
 321
 322         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 323                 struct sockaddr_in saddr;
 324                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 325
 326                 if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, strlen(device) + 1) == -1)
 327                         bb_perror_msg("cannot bind to device %s", device);
 328                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 329                 saddr.sin_family = AF_INET;
 330                 if (src.s_addr) {
 331                         /* Check that this is indeed our IP */
 332                         saddr.sin_addr = src;
 333                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 334                 } else { /* !(option_mask32 & DAD) case */
 335                         /* Find IP address on this iface */
 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("setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 343                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 344                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1) {
 345                                 bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 346                         }
 347                         if (saddr.sin_family != AF_INET)
 348                                 bb_error_msg_and_die("no IP address configured");
 349                         src = saddr.sin_addr;
 350                 }
 351                 close(probe_fd);
 352         }
 353
 354         me.sll_family = AF_PACKET;
 355         //me.sll_ifindex = ifindex; - done before
 356         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 357         xbind(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 358
 359         {
 360                 socklen_t alen = sizeof(me);
 361
 362                 if (getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 363                         bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 364                 }
 365         }
 366         if (me.sll_halen == 0) {
 367                 bb_error_msg(err_str, "is not ARPable (no ll address)");
 368                 return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 369         }
 370         he = me;
 371         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 372
 373         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 374                 /* inet_ntoa uses static storage, can't use in same printf */
 375                 printf("ARPING to %s", inet_ntoa(dst));
 376                 printf(" from %s via %s\n", inet_ntoa(src), device);
 377         }
 378
 379         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT,  (void (*)(int))finish);
 380         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGALRM, (void (*)(int))catcher);
 381
 382         catcher();
 383
 384         packet = xmalloc(4096);
 385         while (1) {
 386                 sigset_t sset, osset;
 387                 struct sockaddr_ll from;
 388                 socklen_t alen = sizeof(from);
 389                 int cc;
 390
 391                 cc = recvfrom(sock_fd, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 392                 if (cc < 0) {
 393                         bb_perror_msg("recvfrom");
 394                         continue;
 395                 }
 396                 sigemptyset(&sset);
 397                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 398                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 399                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 400                 recv_pack(packet, cc, &from);
 401                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 402         }
 403 }