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 //config:
  15
  16 //applet:IF_ARPING(APPLET(arping, BB_DIR_USR_SBIN, BB_SUID_DROP))
  17
  18 //kbuild:lib-$(CONFIG_ARPING) += arping.o
  19
  20 //usage:#define arping_trivial_usage
  21 //usage:       "[-fqbDUA] [-c CNT] [-w TIMEOUT] [-I IFACE] [-s SRC_IP] DST_IP"
  22 //usage:#define arping_full_usage "\n\n"
  23 //usage:       "Send ARP requests/replies\n"
  24 //usage:     "\n        -f              Quit on first ARP reply"
  25 //usage:     "\n        -q              Quiet"
  26 //usage:     "\n        -b              Keep broadcasting, don't go unicast"
  27 //usage:     "\n        -D              Exit with 1 if DST_IP replies"
  28 //usage:     "\n        -U              Unsolicited ARP mode, update your neighbors"
  29 //usage:     "\n        -A              ARP answer mode, update your neighbors"
  30 //usage:     "\n        -c N            Stop after sending N ARP requests"
  31 //usage:     "\n        -w TIMEOUT      Seconds to wait for ARP reply"
  32 //usage:     "\n        -I IFACE        Interface to use (default eth0)"
  33 //usage:     "\n        -s SRC_IP       Sender IP address"
  34 //usage:     "\n        DST_IP          Target IP address"
  35
  36 #include <arpa/inet.h>
  37 #include <net/if.h>
  38 #include <netinet/ether.h>
  39 #include <netpacket/packet.h>
  40
  41 #include "libbb.h"
  42 #include "common_bufsiz.h"
  43
  44 /* We don't expect to see 1000+ seconds delay, unsigned is enough */
  45 #define MONOTONIC_US() ((unsigned)monotonic_us())
  46
  47 enum {
  48         DAD = 1,
  49         UNSOLICITED = 2,
  50         ADVERT = 4,
  51         QUIET = 8,
  52         QUIT_ON_REPLY = 16,
  53         BCAST_ONLY = 32,
  54         UNICASTING = 64
  55 };
  56
  57 struct globals {
  58         struct in_addr src;
  59         struct in_addr dst;
  60         struct sockaddr_ll me;
  61         struct sockaddr_ll he;
  62         int sock_fd;
  63
  64         int count; // = -1;
  65         unsigned last;
  66         unsigned timeout_us;
  67         unsigned start;
  68
  69         unsigned sent;
  70         unsigned brd_sent;
  71         unsigned received;
  72         unsigned brd_recv;
  73         unsigned req_recv;
  74 } FIX_ALIASING;
  75 #define G (*(struct globals*)bb_common_bufsiz1)
  76 #define src        (G.src       )
  77 #define dst        (G.dst       )
  78 #define me         (G.me        )
  79 #define he         (G.he        )
  80 #define sock_fd    (G.sock_fd   )
  81 #define count      (G.count     )
  82 #define last       (G.last      )
  83 #define timeout_us (G.timeout_us)
  84 #define start      (G.start     )
  85 #define sent       (G.sent      )
  86 #define brd_sent   (G.brd_sent  )
  87 #define received   (G.received  )
  88 #define brd_recv   (G.brd_recv  )
  89 #define req_recv   (G.req_recv  )
  90 #define INIT_G() do { \
  91         setup_common_bufsiz(); \
  92         count = -1; \
  93 } while (0)
  94
  95 // If GNUisms are not available...
  96 //static void *mempcpy(void *_dst, const void *_src, int n)
  97 //{
  98 //      memcpy(_dst, _src, n);
  99 //      return (char*)_dst + n;
 100 //}
 101
 102 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
 103                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
 104                         struct sockaddr_ll *HE)
 105 {
 106         int err;
 107         unsigned char buf[256];
 108         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 109         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 110
 111         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
 112         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
 113         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
 114         ah->ar_pln = 4;
 115         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
 116
 117         p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 118         p = mempcpy(p, src_addr, 4);
 119
 120         if (option_mask32 & ADVERT)
 121                 p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 122         else
 123                 p = mempcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
 124
 125         p = mempcpy(p, dst_addr, 4);
 126
 127         err = sendto(sock_fd, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 128         if (err == p - buf) {
 129                 last = MONOTONIC_US();
 130                 sent++;
 131                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 132                         brd_sent++;
 133         }
 134         return err;
 135 }
 136
 137 static void finish(void) NORETURN;
 138 static void finish(void)
 139 {
 140         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 141                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 142                         "Received %u repl%s"
 143                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 144                         sent, brd_sent,
 145                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
 146                         req_recv, brd_recv);
 147         }
 148         if (option_mask32 & DAD)
 149                 exit(!!received);
 150         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 151                 exit(EXIT_SUCCESS);
 152         exit(!received);
 153 }
 154
 155 static void catcher(void)
 156 {
 157         unsigned now;
 158
 159         now = MONOTONIC_US();
 160         if (start == 0)
 161                 start = now;
 162
 163         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > timeout_us))
 164                 finish();
 165
 166         /* count < 0 means "infinite count" */
 167         if (count > 0)
 168                 count--;
 169
 170         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 171                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 172                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 173                         finish();
 174         }
 175         alarm(1);
 176 }
 177
 178 static void recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 179 {
 180         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 181         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 182         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 183         /* moves below assume in_addr is 4 bytes big, ensure that */
 184         struct BUG_in_addr_must_be_4 {
 185                 char BUG_in_addr_must_be_4[
 186                         sizeof(struct in_addr) == 4 ? 1 : -1
 187                 ];
 188                 char BUG_s_addr_must_be_4[
 189                         sizeof(src_ip.s_addr) == 4 ? 1 : -1
 190                 ];
 191         };
 192
 193         /* Filter out wild packets */
 194         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 195          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 196          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 197                 return;
 198
 199         /* Only these types are recognized */
 200         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 201                 return;
 202
 203         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 204         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 205          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 206                 return;
 207
 208         /* Protocol must be IP. */
 209         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP)
 210          || (ah->ar_pln != 4)
 211          || (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 212          || (len < (int)(sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))))
 213                 return;
 214
 215         move_from_unaligned32(src_ip.s_addr, p + ah->ar_hln);
 216         move_from_unaligned32(dst_ip.s_addr, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln);
 217
 218         if (dst.s_addr != src_ip.s_addr)
 219                 return;
 220         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 221                 if ((src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 222                  || (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln)))
 223                         return;
 224         } else {
 225                 /* DAD packet was:
 226                    src_ip = 0 (or some src)
 227                    src_hw = ME
 228                    dst_ip = tested address
 229                    dst_hw = <unspec>
 230
 231                    We fail, if receive request/reply with:
 232                    src_ip = tested_address
 233                    src_hw != ME
 234                    if src_ip in request was not zero, check
 235                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 236                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 237                  */
 238                 if ((memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 239                  || (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr))
 240                         return;
 241         }
 242         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 243                 int s_printed = 0;
 244
 245                 printf("%scast re%s from %s [%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x]",
 246                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 247                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 248                         inet_ntoa(src_ip),
 249                         p[0], p[1], p[2], p[3], p[4], p[5]
 250                 );
 251                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 252                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 253                         s_printed = 1;
 254                 }
 255                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 256                         unsigned char *pp = p + ah->ar_hln + 4;
 257                         if (!s_printed)
 258                                 printf("for ");
 259                         printf("[%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x]",
 260                                 pp[0], pp[1], pp[2], pp[3], pp[4], pp[5]
 261                         );
 262                 }
 263
 264                 if (last) {
 265                         unsigned diff = MONOTONIC_US() - last;
 266                         printf(" %u.%03ums\n", diff / 1000, diff % 1000);
 267                 } else {
 268                         puts(" UNSOLICITED?");
 269                 }
 270                 fflush_all();
 271         }
 272         received++;
 273         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 274                 brd_recv++;
 275         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 276                 req_recv++;
 277         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 278                 finish();
 279         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 280                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 281                 option_mask32 |= UNICASTING;
 282         }
 283 }
 284
 285 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 286 int arping_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 287 {
 288         const char *device = "eth0";
 289         char *source = NULL;
 290         char *target;
 291         unsigned char *packet;
 292         char *err_str;
 293
 294         INIT_G();
 295
 296         sock_fd = xsocket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 297
 298         // If you ever change BB_SUID_DROP to BB_SUID_REQUIRE,
 299         // drop suid root privileges here:
 300         //xsetuid(getuid());
 301
 302         {
 303                 unsigned opt;
 304                 char *str_timeout;
 305
 306                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 307                  * Advert also sets unsolicited.
 308                  */
 309                 opt = getopt32(argv, "^" "DUAqfbc:+w:I:s:" "\0" "=1:Df:AU",
 310                                 &count, &str_timeout, &device, &source
 311                 );
 312                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 313                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000 + 500000;
 314                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 315                 option_mask32 &= 0x3f; /* set respective flags */
 316         }
 317
 318         target = argv[optind];
 319         err_str = xasprintf("interface %s %%s", device);
 320         xfunc_error_retval = 2;
 321
 322         {
 323                 struct ifreq ifr;
 324
 325                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 326                 strncpy_IFNAMSIZ(ifr.ifr_name, device);
 327                 /* We use ifr.ifr_name in error msg so that problem
 328                  * with truncated name will be visible */
 329                 ioctl_or_perror_and_die(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr, err_str, "not found");
 330                 me.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 331
 332                 xioctl(sock_fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 333
 334                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 335                         bb_error_msg_and_die(err_str, "is down");
 336                 }
 337                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 338                         bb_error_msg(err_str, "is not ARPable");
 339                         return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 340                 }
 341         }
 342
 343         /* if (!inet_aton(target, &dst)) - not needed */ {
 344                 len_and_sockaddr *lsa;
 345                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 346                 dst = lsa->u.sin.sin_addr;
 347                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 348                         free(lsa);
 349         }
 350
 351         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 352                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 353         }
 354
 355         if ((option_mask32 & (DAD|UNSOLICITED)) == UNSOLICITED && src.s_addr == 0)
 356                 src = dst;
 357
 358         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 359                 struct sockaddr_in saddr;
 360                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 361
 362                 setsockopt_bindtodevice(probe_fd, device);
 363                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 364                 saddr.sin_family = AF_INET;
 365                 if (src.s_addr) {
 366                         /* Check that this is indeed our IP */
 367                         saddr.sin_addr = src;
 368                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 369                 } else { /* !(option_mask32 & DAD) case */
 370                         /* Find IP address on this iface */
 371                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 372
 373                         saddr.sin_port = htons(1025);
 374                         saddr.sin_addr = dst;
 375
 376                         if (setsockopt_SOL_SOCKET_1(probe_fd, SO_DONTROUTE) != 0)
 377                                 bb_perror_msg("setsockopt(%s)", "SO_DONTROUTE");
 378                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 379                         getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen);
 380                         //never happens:
 381                         //if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1)
 382                         //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 383                         if (saddr.sin_family != AF_INET)
 384                                 bb_error_msg_and_die("no IP address configured");
 385                         src = saddr.sin_addr;
 386                 }
 387                 close(probe_fd);
 388         }
 389
 390         me.sll_family = AF_PACKET;
 391         //me.sll_ifindex = ifindex; - done before
 392         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 393         xbind(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 394
 395         {
 396                 socklen_t alen = sizeof(me);
 397                 getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen);
 398                 //never happens:
 399                 //if (getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1)
 400                 //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 401         }
 402         if (me.sll_halen == 0) {
 403                 bb_error_msg(err_str, "is not ARPable (no ll address)");
 404                 return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 405         }
 406         he = me;
 407         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 408
 409         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 410                 /* inet_ntoa uses static storage, can't use in same printf */
 411                 printf("ARPING to %s", inet_ntoa(dst));
 412                 printf(" from %s via %s\n", inet_ntoa(src), device);
 413         }
 414
 415         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT,  (void (*)(int))finish);
 416         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGALRM, (void (*)(int))catcher);
 417
 418         catcher();
 419
 420         packet = xmalloc(4096);
 421         while (1) {
 422                 sigset_t sset, osset;
 423                 struct sockaddr_ll from;
 424                 socklen_t alen = sizeof(from);
 425                 int cc;
 426
 427                 cc = recvfrom(sock_fd, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 428                 if (cc < 0) {
 429                         bb_perror_msg("recvfrom");
 430                         continue;
 431                 }
 432                 sigemptyset(&sset);
 433                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 434                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 435                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 436                 recv_pack(packet, cc, &from);
 437                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 438         }
 439 }