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 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 unsigned last;
  26
  27 enum {
  28         DAD = 1,
  29         UNSOLICITED = 2,
  30         ADVERT = 4,
  31         QUIET = 8,
  32         QUIT_ON_REPLY = 16,
  33         BCAST_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_us;
  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 static int send_pack(int sock, struct in_addr *src_addr,
  48                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  49                         struct sockaddr_ll *HE)
  50 {
  51         int err;
  52         unsigned now;
  53         unsigned char buf[256];
  54         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  55         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  56
  57         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  58         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  59         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  60         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  61         ah->ar_pln = 4;
  62         ah->ar_op = cfg & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  63
  64         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  65         p += ME->sll_halen;
  66
  67         memcpy(p, src_addr, 4);
  68         p += 4;
  69
  70         if (cfg & ADVERT)
  71                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  72         else
  73                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  74         p += ah->ar_hln;
  75
  76         memcpy(p, dst_addr, 4);
  77         p += 4;
  78
  79         now = MONOTONIC_US();
  80         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
  81         if (err == p - buf) {
  82                 last = now;
  83                 sent++;
  84                 if (!(cfg & UNICASTING))
  85                         brd_sent++;
  86         }
  87         return err;
  88 }
  89
  90 static void finish(void) ATTRIBUTE_NORETURN;
  91 static void finish(void)
  92 {
  93         if (!(cfg & QUIET)) {
  94                 printf("Sent %d probe(s) (%d broadcast(s))\n"
  95                         "Received %d repl%s"
  96                         " (%d request(s), %d broadcast(s))\n",
  97                         sent, brd_sent,
  98                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
  99                         req_recv, brd_recv);
 100         }
 101         if (cfg & DAD)
 102                 exit(!!received);
 103         if (cfg & UNSOLICITED)
 104                 exit(0);
 105         exit(!received);
 106 }
 107
 108 static void catcher(void)
 109 {
 110         static unsigned start;
 111
 112         unsigned now;
 113
 114         now = MONOTONIC_US();
 115         if (start == 0)
 116                 start = now;
 117
 118         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > (timeout_us + 500000)))
 119                 finish();
 120
 121         count--;
 122
 123         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 124                 send_pack(s, &src, &dst, &me, &he);
 125                 if (count == 0 && (cfg & UNSOLICITED))
 126                         finish();
 127         }
 128         alarm(1);
 129 }
 130
 131 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 132 {
 133         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 134         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 135         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 136
 137         /* Filter out wild packets */
 138         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 139          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 140          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 141                 return 0;
 142
 143         /* Only these types are recognised */
 144         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 145                 return 0;
 146
 147         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 148         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 149          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 150                 return 0;
 151
 152         /* Protocol must be IP. */
 153         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 154                 return 0;
 155         if (ah->ar_pln != 4)
 156                 return 0;
 157         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 158                 return 0;
 159         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 160                 return 0;
 161         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 162         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 163         if (!(cfg & DAD)) {
 164                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 165                         return 0;
 166                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 167                         return 0;
 168                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 169                         return 0;
 170         } else {
 171                 /* DAD packet was:
 172                    src_ip = 0 (or some src)
 173                    src_hw = ME
 174                    dst_ip = tested address
 175                    dst_hw = <unspec>
 176
 177                    We fail, if receive request/reply with:
 178                    src_ip = tested_address
 179                    src_hw != ME
 180                    if src_ip in request was not zero, check
 181                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 182                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 183                  */
 184                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 185                         return 0;
 186                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 187                         return 0;
 188                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 189                         return 0;
 190         }
 191         if (!(cfg & QUIET)) {
 192                 int s_printed = 0;
 193
 194                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 195                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 196                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 197                         inet_ntoa(src_ip),
 198                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 199                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 200                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 201                         s_printed = 1;
 202                 }
 203                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 204                         if (!s_printed)
 205                                 printf("for ");
 206                         printf("[%s]",
 207                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 208                 }
 209
 210                 if (last) {
 211                         printf(" %u.%03ums\n", last / 1000, last % 1000);
 212                 } else {
 213                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 214                 }
 215                 fflush(stdout);
 216         }
 217         received++;
 218         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 219                 brd_recv++;
 220         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 221                 req_recv++;
 222         if (cfg & QUIT_ON_REPLY)
 223                 finish();
 224         if (!(cfg & BCAST_ONLY)) {
 225                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 226                 cfg |= UNICASTING;
 227         }
 228         return 1;
 229 }
 230
 231 int arping_main(int argc, char **argv);
 232 int arping_main(int argc, char **argv)
 233 {
 234         const char *device = "eth0";
 235         int ifindex;
 236         char *source = NULL;
 237         char *target;
 238         unsigned char *packet;
 239
 240         s = xsocket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 241
 242         // Drop suid root privileges
 243         xsetuid(getuid());
 244
 245         {
 246                 unsigned opt;
 247                 char *_count, *_timeout;
 248
 249                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 250                  * Advert also sets unsolicited.
 251                  */
 252                 opt_complementary = "=1:Df:AU";
 253                 opt = getopt32(argc, argv, "DUAqfbc:w:I:s:",
 254                                         &_count, &_timeout, &device, &source);
 255                 cfg |= opt & 0x3f; /* set respective flags */
 256                 if (opt & 0x40) /* -c: count */
 257                         count = xatou(_count);
 258                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 259                         timeout_us = xatou_range(_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000;
 260                 //if (opt & 0x100) /* -I: interface */
 261                 if (strlen(device) >= IF_NAMESIZE) {
 262                         bb_error_msg_and_die("interface name '%s' is too long",
 263                                                         device);
 264                 }
 265                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 266         }
 267
 268         target = argv[optind];
 269
 270         xfunc_error_retval = 2;
 271
 272         {
 273                 struct ifreq ifr;
 274
 275                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 276                 strncpy(ifr.ifr_name, device, IFNAMSIZ - 1);
 277                 if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 278                         bb_error_msg_and_die("interface %s not found", device);
 279                 }
 280                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 281
 282                 if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr)) {
 283                         bb_error_msg_and_die("SIOCGIFFLAGS");
 284                 }
 285                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 286                         bb_error_msg_and_die("interface %s is down", device);
 287                 }
 288                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 289                         bb_error_msg("interface %s is not ARPable", device);
 290                         return (cfg & DAD ? 0 : 2);
 291                 }
 292         }
 293
 294         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 295                 len_and_sockaddr *lsa;
 296                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 297                 memcpy(&dst, &lsa->sin.sin_addr.s_addr, 4);
 298                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 299                         free(lsa);
 300         }
 301
 302         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 303                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 304         }
 305
 306         if (!(cfg & DAD) && (cfg & UNSOLICITED) && src.s_addr == 0)
 307                 src = dst;
 308
 309         if (!(cfg & DAD) || src.s_addr) {
 310                 struct sockaddr_in saddr;
 311                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 312
 313                 if (device) {
 314                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, strlen(device) + 1) == -1)
 315                                 bb_error_msg("warning: interface %s is ignored", device);
 316                 }
 317                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 318                 saddr.sin_family = AF_INET;
 319                 if (src.s_addr) {
 320                         saddr.sin_addr = src;
 321                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 322                 } else if (!(cfg & DAD)) {
 323                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 324
 325                         saddr.sin_port = htons(1025);
 326                         saddr.sin_addr = dst;
 327
 328                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, &const_int_1, sizeof(const_int_1)) == -1)
 329                                 bb_perror_msg("warning: setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 330                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 331                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1) {
 332                                 bb_error_msg_and_die("getsockname");
 333                         }
 334                         src = saddr.sin_addr;
 335                 }
 336                 close(probe_fd);
 337         }
 338
 339         me.sll_family = AF_PACKET;
 340         me.sll_ifindex = ifindex;
 341         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 342         xbind(s, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 343
 344         {
 345                 socklen_t alen = sizeof(me);
 346
 347                 if (getsockname(s, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 348                         bb_error_msg_and_die("getsockname");
 349                 }
 350         }
 351         if (me.sll_halen == 0) {
 352                 bb_error_msg("interface \"%s\" is not ARPable (no ll address)", device);
 353                 return (cfg & DAD ? 0 : 2);
 354         }
 355         he = me;
 356         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 357
 358         if (!(cfg & QUIET)) {
 359                 printf("ARPING to %s from %s via %s\n",
 360                         inet_ntoa(dst), inet_ntoa(src),
 361                         device ? device : "unknown");
 362         }
 363
 364         if (!src.s_addr && !(cfg & DAD)) {
 365                 bb_error_msg_and_die("no src address in the non-DAD mode");
 366         }
 367
 368         {
 369                 struct sigaction sa;
 370
 371                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 372                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 373
 374                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 375                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 376
 377                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 378                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 379         }
 380
 381         catcher();
 382
 383         packet = xmalloc(4096);
 384         while (1) {
 385                 sigset_t sset, osset;
 386                 struct sockaddr_ll from;
 387                 socklen_t alen = sizeof(from);
 388                 int cc;
 389
 390                 cc = recvfrom(s, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 391                 if (cc < 0) {
 392                         bb_perror_msg("recvfrom");
 393                         continue;
 394                 }
 395                 sigemptyset(&sset);
 396                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 397                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 398                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 399                 recv_pack(packet, cc, &from);
 400                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 401         }
 402 }