networking/ntpd.c

   1 /*
   2  * NTP client/server, based on OpenNTPD 3.9p1
   3  *
   4  * Author: Adam Tkac <vonsch@gmail.com>
   5  *
   6  * Licensed under GPLv2, see file LICENSE in this tarball for details.
   7  */
   8 #include "libbb.h"
   9 #include <netinet/ip.h> /* For IPTOS_LOWDELAY definition */
  10 #ifndef IPTOS_LOWDELAY
  11 # define IPTOS_LOWDELAY 0x10
  12 #endif
  13 #ifndef IP_PKTINFO
  14 # error "Sorry, your kernel has to support IP_PKTINFO"
  15 #endif
  16
  17
  18 /* Sync to peers every N secs */
  19 #define INTERVAL_QUERY_NORMAL           30
  20 #define INTERVAL_QUERY_PATHETIC         60
  21 #define INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE        5
  22
  23 /* Bad if *less than* TRUSTLEVEL_BADPEER */
  24 #define TRUSTLEVEL_BADPEER              6
  25 #define TRUSTLEVEL_PATHETIC             2
  26 #define TRUSTLEVEL_AGRESSIVE            8
  27 #define TRUSTLEVEL_MAX                  10
  28
  29 #define QSCALE_OFF_MIN                  0.05
  30 #define QSCALE_OFF_MAX                  0.50
  31
  32 /* Single query might take n secs max */
  33 #define QUERYTIME_MAX           15
  34 /* Min offset for settime at start. "man ntpd" says it's 128 ms */
  35 #define STEPTIME_MIN_OFFSET     0.128
  36
  37 typedef struct {
  38         uint32_t int_partl;
  39         uint32_t fractionl;
  40 } l_fixedpt_t;
  41
  42 typedef struct {
  43         uint16_t int_parts;
  44         uint16_t fractions;
  45 } s_fixedpt_t;
  46
  47 enum {
  48         NTP_DIGESTSIZE     = 16,
  49         NTP_MSGSIZE_NOAUTH = 48,
  50         NTP_MSGSIZE        = (NTP_MSGSIZE_NOAUTH + 4 + NTP_DIGESTSIZE),
  51 };
  52
  53 typedef struct {
  54         uint8_t     m_status;     /* status of local clock and leap info */
  55         uint8_t     m_stratum;    /* stratum level */
  56         uint8_t     m_ppoll;      /* poll value */
  57         int8_t      m_precision;
  58         s_fixedpt_t m_rootdelay;
  59         s_fixedpt_t m_dispersion;
  60         uint32_t    m_refid;
  61         l_fixedpt_t m_reftime;
  62         l_fixedpt_t m_orgtime;
  63         l_fixedpt_t m_rectime;
  64         l_fixedpt_t m_xmttime;
  65         uint32_t    m_keyid;
  66         uint8_t     m_digest[NTP_DIGESTSIZE];
  67 } ntp_msg_t;
  68
  69 enum {
  70         NTP_VERSION     = 4,
  71         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
  72         /* Leap Second Codes (high order two bits of m_status) */
  73         LI_NOWARNING    = (0 << 6),     /* no warning */
  74         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),     /* add a second (61 seconds) */
  75         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),     /* minus a second (59 seconds) */
  76         LI_ALARM        = (3 << 6),     /* alarm condition */
  77
  78         /* Status Masks */
  79         MODE_MASK       = (7 << 0),
  80         VERSION_MASK    = (7 << 3),
  81         VERSION_SHIFT   = 3,
  82         LI_MASK         = (3 << 6),
  83
  84         /* Mode values */
  85         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
  86         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
  87         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
  88         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
  89         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
  90         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
  91         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
  92         MODE_RES2       = 7,    /* reserved for private use */
  93 };
  94
  95 #define OFFSET_1900_1970 2208988800UL  /* 1970 - 1900 in seconds */
  96
  97 typedef struct {
  98         double          o_offset;
  99         double          o_delay;
 100         //UNUSED: double o_error;
 101         time_t          o_rcvd;
 102         uint32_t        o_refid4;
 103         uint8_t         o_leap;
 104         uint8_t         o_stratum;
 105         uint8_t         o_good;
 106 } ntp_offset_t;
 107
 108 #define OFFSET_ARRAY_SIZE  8
 109 typedef struct {
 110         len_and_sockaddr        *lsa;
 111         char                    *dotted;
 112         /* When to send new query (if fd == -1)
 113          * or when receive times out (if fd >= 0): */
 114         time_t                  next_action_time;
 115         int                     fd;
 116         uint8_t                 shift;
 117         uint8_t                 trustlevel;
 118         ntp_msg_t               msg;
 119         double                  xmttime;
 120         ntp_offset_t            update;
 121         ntp_offset_t            reply[OFFSET_ARRAY_SIZE];
 122 } ntp_peer_t;
 123
 124 enum {
 125         OPT_n = (1 << 0),
 126         OPT_q = (1 << 1),
 127         OPT_N = (1 << 2),
 128         OPT_x = (1 << 3),
 129         /* Insert new options above this line. */
 130         /* Non-compat options: */
 131         OPT_p = (1 << 4),
 132         OPT_l = (1 << 5) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
 133 };
 134
 135
 136 struct globals {
 137         double          rootdelay;
 138         double          reftime;
 139         llist_t         *ntp_peers;
 140 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 141         int             listen_fd;
 142 #endif
 143         unsigned        verbose;
 144         unsigned        peer_cnt;
 145         unsigned        scale;
 146         uint32_t        refid;
 147         uint32_t        refid4;
 148         uint8_t         synced;
 149         uint8_t         leap;
 150 #define G_precision -6
 151 //      int8_t          precision;
 152         uint8_t         stratum;
 153         uint8_t         time_is_stepped;
 154         uint8_t         first_adj_done;
 155 };
 156 #define G (*ptr_to_globals)
 157
 158
 159 static const int const_IPTOS_LOWDELAY = IPTOS_LOWDELAY;
 160
 161
 162 static void
 163 set_next(ntp_peer_t *p, unsigned t)
 164 {
 165         p->next_action_time = time(NULL) + t;
 166 }
 167
 168 static void
 169 add_peers(char *s)
 170 {
 171         ntp_peer_t *p;
 172
 173         p = xzalloc(sizeof(*p));
 174         p->lsa = xhost2sockaddr(s, 123);
 175         p->dotted = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->lsa->u.sa);
 176         p->fd = -1;
 177         p->msg.m_status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
 178         p->trustlevel = TRUSTLEVEL_PATHETIC;
 179         p->next_action_time = time(NULL); /* = set_next(p, 0); */
 180
 181         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
 182         G.peer_cnt++;
 183 }
 184
 185 static double
 186 gettime1900d(void)
 187 {
 188         struct timeval tv;
 189         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 190         return (tv.tv_sec + 1.0e-6 * tv.tv_usec + OFFSET_1900_1970);
 191 }
 192
 193 static void
 194 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
 195 {
 196         tv->tv_sec = (long)d;
 197         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
 198 }
 199
 200 static double
 201 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
 202 {
 203         double ret;
 204         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
 205         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
 206         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
 207         return ret;
 208 }
 209
 210 #if 0 //UNUSED
 211 static double
 212 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
 213 {
 214         double ret;
 215         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
 216         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
 217         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
 218         return ret;
 219 }
 220 #endif
 221
 222 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 223 static l_fixedpt_t
 224 d_to_lfp(double d)
 225 {
 226         l_fixedpt_t lfp;
 227         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
 228         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
 229         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
 230         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
 231         return lfp;
 232 }
 233
 234 static s_fixedpt_t
 235 d_to_sfp(double d)
 236 {
 237         s_fixedpt_t sfp;
 238         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
 239         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
 240         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
 241         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
 242         return sfp;
 243 }
 244 #endif
 245
 246 static unsigned
 247 error_interval(void)
 248 {
 249         unsigned interval, r;
 250         interval = INTERVAL_QUERY_PATHETIC * QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 251         r = (unsigned)random() % (unsigned)(interval / 10);
 252         return (interval + r);
 253 }
 254
 255 static int
 256 do_sendto(int fd,
 257                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
 258                 ntp_msg_t *msg, ssize_t len)
 259 {
 260         ssize_t ret;
 261
 262         errno = 0;
 263         if (!from) {
 264                 ret = sendto(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, addrlen);
 265         } else {
 266                 ret = send_to_from(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, from, addrlen);
 267         }
 268         if (ret != len) {
 269                 bb_perror_msg("send failed");
 270                 return -1;
 271         }
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static int
 276 send_query_to_peer(ntp_peer_t *p)
 277 {
 278         // Why do we need to bind()?
 279         // See what happens when we don't bind:
 280         //
 281         // socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 3
 282         // setsockopt(3, SOL_IP, IP_TOS, [16], 4) = 0
 283         // gettimeofday({1259071266, 327885}, NULL) = 0
 284         // sendto(3, "xxx", 48, MSG_DONTWAIT, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(123), sin_addr=inet_addr("10.34.32.125")}, 16) = 48
 285         // ^^^ we sent it from some source port picked by kernel.
 286         // time(NULL)              = 1259071266
 287         // write(2, "ntpd: entering poll 15 secs\n", 28) = 28
 288         // poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, 15000) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
 289         // recv(3, "yyy", 68, MSG_DONTWAIT) = 48
 290         // ^^^ this recv will receive packets to any local port!
 291         //
 292         // Uncomment this and use strace to see it in action:
 293 #define PROBE_LOCAL_ADDR // { len_and_sockaddr lsa; lsa.len = LSA_SIZEOF_SA; getsockname(p->query.fd, &lsa.u.sa, &lsa.len); }
 294
 295         if (p->fd == -1) {
 296                 int fd, family;
 297                 len_and_sockaddr *local_lsa;
 298
 299                 family = p->lsa->u.sa.sa_family;
 300                 p->fd = fd = xsocket_type(&local_lsa, family, SOCK_DGRAM);
 301                 /* local_lsa has "null" address and port 0 now.
 302                  * bind() ensures we have a *particular port* selected by kernel
 303                  * and remembered in p->fd, thus later recv(p->fd)
 304                  * receives only packets sent to this port.
 305                  */
 306                 PROBE_LOCAL_ADDR
 307                 xbind(fd, &local_lsa->u.sa, local_lsa->len);
 308                 PROBE_LOCAL_ADDR
 309 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 310                 if (family == AF_INET)
 311 #endif
 312                         setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 313                 free(local_lsa);
 314         }
 315
 316         /*
 317          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
 318          * server will copy said number into the originate field on the
 319          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
 320          *
 321          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
 322          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
 323          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
 324          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
 325          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
 326          *
 327          * Save the real transmit timestamp locally.
 328          */
 329         p->msg.m_xmttime.int_partl = random();
 330         p->msg.m_xmttime.fractionl = random();
 331         p->xmttime = gettime1900d();
 332
 333         if (do_sendto(p->fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->lsa->len,
 334                         &p->msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1
 335         ) {
 336                 close(p->fd);
 337                 p->fd = -1;
 338                 set_next(p, INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 339                 return -1;
 340         }
 341
 342         if (G.verbose)
 343                 bb_error_msg("sent query to %s", p->dotted);
 344         set_next(p, QUERYTIME_MAX);
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349
 350 /* Time is stepped only once, when the first packet from a peer is received.
 351  */
 352 static void
 353 step_time_once(double offset)
 354 {
 355         llist_t *item;
 356         struct timeval tv;
 357         char buf[80];
 358         time_t tval;
 359
 360         if (G.time_is_stepped)
 361                 goto bail;
 362         G.time_is_stepped = 1;
 363
 364         /* if the offset is small, don't step, slew (later) */
 365         if (offset < STEPTIME_MIN_OFFSET && offset > -STEPTIME_MIN_OFFSET)
 366                 goto bail;
 367
 368         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 369         offset += tv.tv_sec;
 370         offset += 1.0e-6 * tv.tv_usec;
 371         d_to_tv(offset, &tv);
 372
 373         if (settimeofday(&tv, NULL) == -1)
 374                 bb_perror_msg_and_die("settimeofday");
 375
 376         tval = tv.tv_sec;
 377         strftime(buf, sizeof(buf), "%a %b %e %H:%M:%S %Z %Y", localtime(&tval));
 378
 379         bb_error_msg("setting clock to %s (offset %fs)", buf, offset);
 380
 381         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 382                 ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 383                 p->next_action_time -= offset;
 384         }
 385
 386  bail:
 387         if (option_mask32 & OPT_q)
 388                 exit(0);
 389 }
 390
 391
 392 /* Time is periodically slewed when we collect enough
 393  * good data points.
 394  */
 395 static int
 396 compare_offsets(const void *aa, const void *bb)
 397 {
 398         const ntp_peer_t *const *a = aa;
 399         const ntp_peer_t *const *b = bb;
 400         if ((*a)->update.o_offset < (*b)->update.o_offset)
 401                 return -1;
 402         return ((*a)->update.o_offset > (*b)->update.o_offset);
 403 }
 404 static unsigned
 405 updated_scale(double offset)
 406 {
 407         if (offset < 0)
 408                 offset = -offset;
 409         if (offset > QSCALE_OFF_MAX)
 410                 return 1;
 411         if (offset < QSCALE_OFF_MIN)
 412                 return QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 413         return QSCALE_OFF_MAX / offset;
 414 }
 415 static void
 416 slew_time(void)
 417 {
 418         llist_t *item;
 419         double offset_median;
 420         struct timeval tv;
 421
 422         {
 423                 ntp_peer_t **peers = xzalloc(sizeof(peers[0]) * G.peer_cnt);
 424                 unsigned goodpeer_cnt = 0;
 425                 unsigned middle;
 426
 427                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 428                         ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 429                         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 430                                 continue;
 431                         if (!p->update.o_good) {
 432                                 free(peers);
 433                                 return;
 434                         }
 435                         peers[goodpeer_cnt++] = p;
 436                 }
 437
 438                 if (goodpeer_cnt == 0) {
 439                         free(peers);
 440                         goto clear_good;
 441                 }
 442
 443                 qsort(peers, goodpeer_cnt, sizeof(peers[0]), compare_offsets);
 444
 445                 middle = goodpeer_cnt / 2;
 446                 if (middle != 0 && (goodpeer_cnt & 1) == 0) {
 447                         offset_median = (peers[middle-1]->update.o_offset + peers[middle]->update.o_offset) / 2;
 448                         G.rootdelay = (peers[middle-1]->update.o_delay + peers[middle]->update.o_delay) / 2;
 449                         G.stratum = 1 + MAX(peers[middle-1]->update.o_stratum, peers[middle]->update.o_stratum);
 450                 } else {
 451                         offset_median = peers[middle]->update.o_offset;
 452                         G.rootdelay = peers[middle]->update.o_delay;
 453                         G.stratum = 1 + peers[middle]->update.o_stratum;
 454                 }
 455                 G.leap = peers[middle]->update.o_leap;
 456                 G.refid4 = peers[middle]->update.o_refid4;
 457                 G.refid =
 458 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 459                         peers[middle]->lsa->u.sa.sa_family != AF_INET ?
 460                                 G.refid4 :
 461 #endif
 462                                 peers[middle]->lsa->u.sin.sin_addr.s_addr;
 463                 free(peers);
 464         }
 465 //TODO: if (offset_median > BIG) step_time(offset_median)?
 466
 467         G.scale = updated_scale(offset_median);
 468
 469         bb_error_msg("adjusting clock by %fs, our stratum is %u, time scale %u",
 470                         offset_median, G.stratum, G.scale);
 471
 472         errno = 0;
 473         d_to_tv(offset_median, &tv);
 474         if (adjtime(&tv, &tv) == -1)
 475                 bb_perror_msg_and_die("adjtime failed");
 476         if (G.verbose >= 2)
 477                 bb_error_msg("old adjust: %d.%06u", (int)tv.tv_sec, (unsigned)tv.tv_usec);
 478
 479         if (G.first_adj_done) {
 480                 uint8_t synced = (tv.tv_sec == 0 && tv.tv_usec == 0);
 481                 if (synced != G.synced) {
 482                         G.synced = synced;
 483                         bb_error_msg("clock is %ssynced", synced ? "" : "un");
 484                 }
 485         }
 486         G.first_adj_done = 1;
 487
 488         G.reftime = gettime1900d();
 489
 490  clear_good:
 491         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 492                 ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 493                 p->update.o_good = 0;
 494         }
 495 }
 496
 497 static void
 498 update_peer_data(ntp_peer_t *p)
 499 {
 500         /* Clock filter.
 501          * Find the offset which arrived with the lowest delay.
 502          * Use that as the peer update.
 503          * Invalidate it and all older ones.
 504          */
 505         int i;
 506         int best = -1;
 507         int good = 0;
 508
 509         for (i = 0; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++) {
 510                 if (p->reply[i].o_good) {
 511                         good++;
 512                         if (best < 0 || p->reply[i].o_delay < p->reply[best].o_delay)
 513                                 best = i;
 514                 }
 515         }
 516
 517         if (good < 8) //FIXME: was it meant to be OFFSET_ARRAY_SIZE, not 8?
 518                 return;
 519
 520         memcpy(&p->update, &p->reply[best], sizeof(p->update));
 521         slew_time();
 522
 523         for (i = 0; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++)
 524                 if (p->reply[i].o_rcvd <= p->reply[best].o_rcvd)
 525                         p->reply[i].o_good = 0;
 526 }
 527
 528 static unsigned
 529 scale_interval(unsigned requested)
 530 {
 531         unsigned interval, r;
 532         interval = requested * G.scale;
 533         r = (unsigned)random() % (unsigned)(MAX(5, interval / 10));
 534         return (interval + r);
 535 }
 536 static void
 537 recv_and_process_peer_pkt(ntp_peer_t *p)
 538 {
 539         ssize_t                  size;
 540         ntp_msg_t                msg;
 541         double                   T1, T2, T3, T4;
 542         unsigned                 interval;
 543         ntp_offset_t            *offset;
 544
 545         /* We can recvfrom here and check from.IP, but some multihomed
 546          * ntp servers reply from their *other IP*.
 547          * TODO: maybe we should check at least what we can: from.port == 123?
 548          */
 549         size = recv(p->fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT);
 550         if (size == -1) {
 551                 bb_perror_msg("recv(%s) error", p->dotted);
 552                 if (errno == EHOSTUNREACH || errno == EHOSTDOWN
 553                  || errno == ENETUNREACH || errno == ENETDOWN
 554                  || errno == ECONNREFUSED || errno == EADDRNOTAVAIL
 555                  || errno == EAGAIN
 556                 ) {
 557 //TODO: always do this?
 558                         set_next(p, error_interval());
 559                         goto close_sock;
 560                 }
 561                 xfunc_die();
 562         }
 563
 564         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 565                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->dotted);
 566                 goto bail;
 567         }
 568
 569         if (msg.m_orgtime.int_partl != p->msg.m_xmttime.int_partl
 570          || msg.m_orgtime.fractionl != p->msg.m_xmttime.fractionl
 571         ) {
 572                 goto bail;
 573         }
 574
 575         if ((msg.m_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
 576          || msg.m_stratum == 0
 577          || msg.m_stratum > NTP_MAXSTRATUM
 578         ) {
 579 // TODO: stratum 0 responses may have commands in 32-bit m_refid field:
 580 // "DENY", "RSTR" - peer does not like us at all
 581 // "RATE" - peer is overloaded, reduce polling freq
 582                 interval = error_interval();
 583                 bb_error_msg("reply from %s: not synced, next query in %us", p->dotted, interval);
 584                 goto close_sock;
 585         }
 586
 587         /*
 588          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
 589          *
 590          *     Timestamp Name          ID   When Generated
 591          *     ------------------------------------------------------------
 592          *     Originate Timestamp     T1   time request sent by client
 593          *     Receive Timestamp       T2   time request received by server
 594          *     Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
 595          *     Destination Timestamp   T4   time reply received by client
 596          *
 597          *  The roundtrip delay d and local clock offset t are defined as
 598          *
 599          *    d = (T4 - T1) - (T3 - T2)     t = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2.
 600          */
 601         T4 = gettime1900d();
 602         T1 = p->xmttime;
 603         T2 = lfp_to_d(msg.m_rectime);
 604         T3 = lfp_to_d(msg.m_xmttime);
 605
 606         offset = &p->reply[p->shift];
 607
 608         offset->o_offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
 609         offset->o_delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
 610         if (offset->o_delay < 0) {
 611                 bb_error_msg("reply from %s: negative delay %f", p->dotted, offset->o_delay);
 612                 interval = error_interval();
 613                 set_next(p, interval);
 614                 goto close_sock;
 615         }
 616         //UNUSED: offset->o_error = (T2 - T1) - (T3 - T4);
 617         offset->o_rcvd = (time_t)(T4 - OFFSET_1900_1970); /* = time(NULL); */
 618         offset->o_good = 1;
 619
 620         offset->o_leap = (msg.m_status & LI_MASK);
 621         //UNUSED: offset->o_precision = msg.m_precision;
 622         //UNUSED: offset->o_rootdelay = sfp_to_d(msg.m_rootdelay);
 623         //UNUSED: offset->o_rootdispersion = sfp_to_d(msg.m_dispersion);
 624         //UNUSED: offset->o_refid = ntohl(msg.m_refid);
 625         offset->o_refid4 = msg.m_xmttime.fractionl;
 626         //UNUSED: offset->o_reftime = lfp_to_d(msg.m_reftime);
 627         //UNUSED: offset->o_poll = msg.m_ppoll;
 628         offset->o_stratum = msg.m_stratum;
 629
 630         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_PATHETIC)
 631                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 632         else if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_AGRESSIVE)
 633                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE);
 634         else
 635                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_NORMAL);
 636
 637         set_next(p, interval);
 638
 639         /* every received reply which we do not discard increases trust */
 640         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_MAX) {
 641                 p->trustlevel++;
 642                 if (p->trustlevel == TRUSTLEVEL_BADPEER)
 643                         bb_error_msg("peer %s now valid", p->dotted);
 644         }
 645
 646         if (G.verbose)
 647                 bb_error_msg("reply from %s: offset %f delay %f, next query in %us", p->dotted,
 648                         offset->o_offset, offset->o_delay, interval);
 649
 650         update_peer_data(p);
 651 //TODO: do it after all peers had a chance to return at least one reply?
 652         step_time_once(offset->o_offset);
 653
 654         p->shift++;
 655         if (p->shift >= OFFSET_ARRAY_SIZE)
 656                 p->shift = 0;
 657
 658  close_sock:
 659         /* We do not expect any more packets from this peer for now.
 660          * Closing the socket informs kernel about it.
 661          * We open a new socket when we send a new query.
 662          */
 663         close(p->fd);
 664         p->fd = -1;
 665  bail:
 666         return;
 667 }
 668
 669 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 670 static void
 671 recv_and_process_client_pkt(void /*int fd*/)
 672 {
 673         ssize_t          size;
 674         uint8_t          version;
 675         double           rectime;
 676         len_and_sockaddr *to;
 677         struct sockaddr  *from;
 678         ntp_msg_t        msg;
 679         uint8_t          query_status;
 680         uint8_t          query_ppoll;
 681         l_fixedpt_t      query_xmttime;
 682
 683         to = get_sock_lsa(G.listen_fd);
 684         from = xzalloc(to->len);
 685
 686         size = recv_from_to(G.listen_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT, from, &to->u.sa, to->len);
 687         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 688                 char *addr;
 689                 if (size < 0) {
 690                         if (errno == EAGAIN)
 691                                 goto bail;
 692                         bb_perror_msg_and_die("recv");
 693                 }
 694                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
 695                 bb_error_msg("malformed packet received from %s: size %u", addr, (int)size);
 696                 free(addr);
 697                 goto bail;
 698         }
 699
 700         query_status = msg.m_status;
 701         query_ppoll = msg.m_ppoll;
 702         query_xmttime = msg.m_xmttime;
 703
 704         /* Build a reply packet */
 705         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
 706         msg.m_status = G.synced ? G.leap : LI_ALARM;
 707         msg.m_status |= (query_status & VERSION_MASK);
 708         msg.m_status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
 709                          MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
 710         msg.m_stratum = G.stratum;
 711         msg.m_ppoll = query_ppoll;
 712         msg.m_precision = G_precision;
 713         rectime = gettime1900d();
 714         msg.m_xmttime = msg.m_rectime = d_to_lfp(rectime);
 715         msg.m_reftime = d_to_lfp(G.reftime);
 716         //msg.m_xmttime = d_to_lfp(gettime1900d()); // = msg.m_rectime
 717         msg.m_orgtime = query_xmttime;
 718         msg.m_rootdelay = d_to_sfp(G.rootdelay);
 719         version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
 720         msg.m_refid = (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.refid4 : G.refid;
 721
 722         /* We reply from the local address packet was sent to,
 723          * this makes to/from look swapped here: */
 724         do_sendto(G.listen_fd,
 725                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
 726                 &msg, size);
 727
 728  bail:
 729         free(to);
 730         free(from);
 731 }
 732 #endif
 733
 734 /* Upstream ntpd's options:
 735  *
 736  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
 737  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
 738  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
 739  *      multicast client and symmetric passive associations.
 740  *      This is the default.
 741  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
 742  *      multicast client and symmetric passive associations.
 743  *      This is almost never a good idea.
 744  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
 745  * -c conffile
 746  *      Specify the name and path of the configuration file,
 747  *      default /etc/ntp.conf
 748  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
 749  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
 750  * -D level
 751  *      Specify debugging level directly.
 752  * -f driftfile
 753  *      Specify the name and path of the frequency file.
 754  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
 755  *      configuration command.
 756  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
 757  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
 758  *      by default. This option allows the time to be set to any value
 759  *      without restriction; however, this can happen only once.
 760  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
 761  *      with a message to the system log. This option can be used
 762  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
 763  * -i jaildir
 764  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
 765  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
 766  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
 767  *      You may need to also specify a -u option.
 768  * -k keyfile
 769  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
 770  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
 771  *      as the "keys FILE" configuration command.
 772  * -l logfile
 773  *      Specify the name and path of the log file. The default
 774  *      is the system log file. This is the same operation as
 775  *      the "logfile FILE" configuration command.
 776  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
 777  * -n   Don't fork.
 778  * -N   To the extent permitted by the operating system,
 779  *      run the ntpd at the highest priority.
 780  * -p pidfile
 781  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
 782  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
 783  *      configuration command.
 784  * -P priority
 785  *      To the extent permitted by the operating system,
 786  *      run the ntpd at the specified priority.
 787  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
 788  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
 789  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
 790  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
 791  * -r broadcastdelay
 792  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
 793  *      server to this client. This is necessary only if the delay
 794  *      cannot be computed automatically by the protocol.
 795  * -s statsdir
 796  *      Specify the directory path for files created by the statistics
 797  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
 798  *      configuration command.
 799  * -t key
 800  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
 801  *      more than once.
 802  * -u user[:group]
 803  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
 804  * -v variable
 805  * -V variable
 806  *      Add a system variable listed by default.
 807  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
 808  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
 809  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
 810  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
 811  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
 812  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
 813  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
 814  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
 815  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
 816  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
 817  */
 818
 819 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
 820  * in main loop.
 821  */
 822 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
 823 {
 824         unsigned opts;
 825         llist_t *peers;
 826
 827         srandom(getpid());
 828
 829         if (getuid())
 830                 bb_error_msg_and_die(bb_msg_you_must_be_root);
 831
 832         peers = NULL;
 833         opt_complementary = "dd:p::"; /* d: counter, p: list */
 834         opts = getopt32(argv,
 835                         "nqNx" /* compat */
 836                         "p:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
 837                         "d" /* compat */
 838                         "46aAbgL", /* compat, ignored */
 839                         &peers, &G.verbose);
 840         if (!(opts & (OPT_p|OPT_l)))
 841                 bb_show_usage();
 842         if (opts & OPT_x) /* disable stepping, only slew is allowed */
 843                 G.time_is_stepped = 1;
 844         while (peers)
 845                 add_peers(llist_pop(&peers));
 846         if (!(opts & OPT_n)) {
 847                 bb_daemonize_or_rexec(DAEMON_DEVNULL_STDIO, argv);
 848                 logmode = LOGMODE_NONE;
 849         }
 850 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 851         G.listen_fd = -1;
 852         if (opts & OPT_l) {
 853                 G.listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
 854                 socket_want_pktinfo(G.listen_fd);
 855                 setsockopt(G.listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 856         }
 857 #endif
 858         /* I hesitate to set -20 prio. -15 should be high enough for timekeeping */
 859         if (opts & OPT_N)
 860                 setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -15);
 861
 862         /* Set some globals */
 863 #if 0
 864         /* With constant b = 100, G.precision is also constant -6.
 865          * Uncomment this and you'll see */
 866         {
 867                 int prec = 0;
 868                 int b;
 869 # if 0
 870                 struct timespec tp;
 871                 /* We can use sys_clock_getres but assuming 10ms tick should be fine */
 872                 clock_getres(CLOCK_REALTIME, &tp);
 873                 tp.tv_sec = 0;
 874                 tp.tv_nsec = 10000000;
 875                 b = 1000000000 / tp.tv_nsec;    /* convert to Hz */
 876 # else
 877                 b = 100; /* b = 1000000000/10000000 = 100 */
 878 # endif
 879                 while (b > 1)
 880                         prec--, b >>= 1;
 881                 //G.precision = prec;
 882                 bb_error_msg("G.precision:%d", prec); /* -6 */
 883         }
 884 #endif
 885         G.scale = 1;
 886
 887         bb_signals((1 << SIGTERM) | (1 << SIGINT), record_signo);
 888         bb_signals((1 << SIGPIPE) | (1 << SIGHUP), SIG_IGN);
 889 }
 890
 891 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 892 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 893 {
 894         struct globals g;
 895         struct pollfd *pfd;
 896         ntp_peer_t **idx2peer;
 897
 898         memset(&g, 0, sizeof(g));
 899         SET_PTR_TO_GLOBALS(&g);
 900
 901         ntp_init(argv);
 902
 903         {
 904                 unsigned cnt = g.peer_cnt;
 905                 /* if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
 906                 idx2peer = xzalloc(sizeof(void *) * (cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER));
 907                 pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * (cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER));
 908         }
 909
 910         while (!bb_got_signal) {
 911                 llist_t *item;
 912                 unsigned i, j;
 913                 unsigned sent_cnt, trial_cnt;
 914                 int nfds, timeout;
 915                 time_t cur_time, nextaction;
 916
 917                 /* Nothing between here and poll() blocks for any significant time */
 918
 919                 cur_time = time(NULL);
 920                 nextaction = cur_time + 3600;
 921
 922                 i = 0;
 923 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 924                 if (g.listen_fd != -1) {
 925                         pfd[0].fd = g.listen_fd;
 926                         pfd[0].events = POLLIN;
 927                         i++;
 928                 }
 929 #endif
 930                 /* Pass over peer list, send requests, time out on receives */
 931                 sent_cnt = trial_cnt = 0;
 932                 for (item = g.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 933                         ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 934
 935                         /* Overflow-safe "if (p->next_action_time <= cur_time) ..." */
 936                         if ((int)(cur_time - p->next_action_time) >= 0) {
 937                                 if (p->fd == -1) {
 938                                         /* Time to send new req */
 939                                         trial_cnt++;
 940                                         if (send_query_to_peer(p) == 0)
 941                                                 sent_cnt++;
 942                                 } else {
 943                                         /* Timed out waiting for reply */
 944                                         close(p->fd);
 945                                         p->fd = -1;
 946                                         timeout = error_interval();
 947                                         bb_error_msg("timed out waiting for %s, "
 948                                                         "next query in %us", p->dotted, timeout);
 949                                         if (p->trustlevel >= TRUSTLEVEL_BADPEER) {
 950                                                 p->trustlevel /= 2;
 951                                                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 952                                                         bb_error_msg("peer %s now invalid", p->dotted);
 953                                         }
 954                                         set_next(p, timeout);
 955                                 }
 956                         }
 957
 958                         if (p->next_action_time < nextaction)
 959                                 nextaction = p->next_action_time;
 960
 961                         if (p->fd >= 0) {
 962                                 /* Wait for reply from this peer */
 963                                 pfd[i].fd = p->fd;
 964                                 pfd[i].events = POLLIN;
 965                                 idx2peer[i] = p;
 966                                 i++;
 967                         }
 968                 }
 969
 970                 if ((trial_cnt > 0 && sent_cnt == 0) || g.peer_cnt == 0)
 971                         step_time_once(0); /* no good peers, don't wait */
 972
 973                 timeout = nextaction - cur_time;
 974                 if (timeout < 1)
 975                         timeout = 1;
 976
 977                 /* Here we may block */
 978                 if (g.verbose >= 2)
 979                         bb_error_msg("poll %us, sockets:%u", timeout, i);
 980                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
 981                 if (nfds <= 0)
 982                         continue;
 983
 984                 /* Process any received packets */
 985                 j = 0;
 986 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 987                 if (g.listen_fd != -1) {
 988                         if (pfd[0].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
 989                                 nfds--;
 990                                 recv_and_process_client_pkt(/*g.listen_fd*/);
 991                         }
 992                         j = 1;
 993                 }
 994 #endif
 995                 for (; nfds != 0 && j < i; j++) {
 996                         if (pfd[j].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
 997                                 nfds--;
 998                                 recv_and_process_peer_pkt(idx2peer[j]);
 999                         }
1000                 }
1001         } /* while (!bb_got_signal) */
1002
1003         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
1004 }