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                    *hostname;
 112         char                    *dotted;
 113         /* When to send new query (if fd == -1)
 114          * or when receive times out (if fd >= 0): */
 115         time_t                  next_action_time;
 116         int                     fd;
 117         uint8_t                 shift;
 118         uint8_t                 trustlevel;
 119         ntp_msg_t               msg;
 120         double                  xmttime;
 121         ntp_offset_t            update;
 122         ntp_offset_t            reply[OFFSET_ARRAY_SIZE];
 123 } ntp_peer_t;
 124
 125 enum {
 126         OPT_n = (1 << 0),
 127         OPT_q = (1 << 1),
 128         OPT_N = (1 << 2),
 129         OPT_x = (1 << 3),
 130         /* Insert new options above this line. */
 131         /* Non-compat options: */
 132         OPT_p = (1 << 4),
 133         OPT_l = (1 << 5) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
 134 };
 135
 136
 137 struct globals {
 138         double          rootdelay;
 139         double          reftime;
 140         llist_t         *ntp_peers;
 141 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 142         int             listen_fd;
 143 #endif
 144         unsigned        verbose;
 145         unsigned        peer_cnt;
 146         unsigned        scale;
 147         uint32_t        refid;
 148         uint32_t        refid4;
 149         uint8_t         synced;
 150         uint8_t         leap;
 151 #define G_precision -6
 152 //      int8_t          precision;
 153         uint8_t         stratum;
 154         uint8_t         time_is_stepped;
 155         uint8_t         first_adj_done;
 156 };
 157 #define G (*ptr_to_globals)
 158
 159
 160 static const int const_IPTOS_LOWDELAY = IPTOS_LOWDELAY;
 161
 162
 163 static void
 164 set_next(ntp_peer_t *p, unsigned t)
 165 {
 166         p->next_action_time = time(NULL) + t;
 167 }
 168
 169 static void
 170 add_peers(char *s)
 171 {
 172         ntp_peer_t *p;
 173
 174         p = xzalloc(sizeof(*p));
 175         p->hostname = s;
 176         p->dotted = s;
 177         p->fd = -1;
 178         p->msg.m_status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
 179         p->trustlevel = TRUSTLEVEL_PATHETIC;
 180         p->next_action_time = time(NULL); /* = set_next(p, 0); */
 181
 182         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
 183         G.peer_cnt++;
 184 }
 185
 186 static double
 187 gettime1900d(void)
 188 {
 189         struct timeval tv;
 190         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 191         return (tv.tv_sec + 1.0e-6 * tv.tv_usec + OFFSET_1900_1970);
 192 }
 193
 194 static void
 195 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
 196 {
 197         tv->tv_sec = (long)d;
 198         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
 199 }
 200
 201 static double
 202 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
 203 {
 204         double ret;
 205         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
 206         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
 207         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
 208         return ret;
 209 }
 210
 211 #if 0 //UNUSED
 212 static double
 213 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
 214 {
 215         double ret;
 216         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
 217         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
 218         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
 219         return ret;
 220 }
 221 #endif
 222
 223 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 224 static l_fixedpt_t
 225 d_to_lfp(double d)
 226 {
 227         l_fixedpt_t lfp;
 228         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
 229         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
 230         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
 231         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
 232         return lfp;
 233 }
 234
 235 static s_fixedpt_t
 236 d_to_sfp(double d)
 237 {
 238         s_fixedpt_t sfp;
 239         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
 240         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
 241         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
 242         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
 243         return sfp;
 244 }
 245 #endif
 246
 247 static unsigned
 248 error_interval(void)
 249 {
 250         unsigned interval, r;
 251         interval = INTERVAL_QUERY_PATHETIC * QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 252         r = (unsigned)random() % (unsigned)(interval / 10);
 253         return (interval + r);
 254 }
 255
 256 static int
 257 do_sendto(int fd,
 258                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
 259                 ntp_msg_t *msg, ssize_t len)
 260 {
 261         ssize_t ret;
 262
 263         errno = 0;
 264         if (!from) {
 265                 ret = sendto(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, addrlen);
 266         } else {
 267                 ret = send_to_from(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, from, addrlen);
 268         }
 269         if (ret != len) {
 270                 bb_perror_msg("send failed");
 271                 return -1;
 272         }
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 static int
 277 send_query_to_peer(ntp_peer_t *p)
 278 {
 279         // Why do we need to bind()?
 280         // See what happens when we don't bind:
 281         //
 282         // socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 3
 283         // setsockopt(3, SOL_IP, IP_TOS, [16], 4) = 0
 284         // gettimeofday({1259071266, 327885}, NULL) = 0
 285         // sendto(3, "xxx", 48, MSG_DONTWAIT, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(123), sin_addr=inet_addr("10.34.32.125")}, 16) = 48
 286         // ^^^ we sent it from some source port picked by kernel.
 287         // time(NULL)              = 1259071266
 288         // write(2, "ntpd: entering poll 15 secs\n", 28) = 28
 289         // poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, 15000) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
 290         // recv(3, "yyy", 68, MSG_DONTWAIT) = 48
 291         // ^^^ this recv will receive packets to any local port!
 292         //
 293         // Uncomment this and use strace to see it in action:
 294 #define PROBE_LOCAL_ADDR // { len_and_sockaddr lsa; lsa.len = LSA_SIZEOF_SA; getsockname(p->query.fd, &lsa.u.sa, &lsa.len); }
 295
 296         if (p->fd == -1) {
 297                 int fd, family;
 298                 len_and_sockaddr *local_lsa;
 299
 300 //TODO: big ntpd uses all IPs, not just 1st, do we need to mimic that?
 301 //TODO: periodically re-resolve DNS names?
 302                 if (!p->lsa) {
 303                         p->lsa = host2sockaddr(p->hostname, 123);
 304                         if (!p->lsa) {
 305                                 set_next(p, INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 306                                 return -1;
 307                         }
 308                         p->dotted = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->lsa->u.sa);
 309                 }
 310
 311                 family = p->lsa->u.sa.sa_family;
 312                 p->fd = fd = xsocket_type(&local_lsa, family, SOCK_DGRAM);
 313                 /* local_lsa has "null" address and port 0 now.
 314                  * bind() ensures we have a *particular port* selected by kernel
 315                  * and remembered in p->fd, thus later recv(p->fd)
 316                  * receives only packets sent to this port.
 317                  */
 318                 PROBE_LOCAL_ADDR
 319                 xbind(fd, &local_lsa->u.sa, local_lsa->len);
 320                 PROBE_LOCAL_ADDR
 321 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 322                 if (family == AF_INET)
 323 #endif
 324                         setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 325                 free(local_lsa);
 326         }
 327
 328         /*
 329          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
 330          * server will copy said number into the originate field on the
 331          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
 332          *
 333          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
 334          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
 335          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
 336          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
 337          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
 338          *
 339          * Save the real transmit timestamp locally.
 340          */
 341
 342         p->msg.m_xmttime.int_partl = random();
 343         p->msg.m_xmttime.fractionl = random();
 344         p->xmttime = gettime1900d();
 345
 346         if (do_sendto(p->fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->lsa->len,
 347                         &p->msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1
 348         ) {
 349                 close(p->fd);
 350                 p->fd = -1;
 351                 set_next(p, INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 352                 return -1;
 353         }
 354
 355         if (G.verbose)
 356                 bb_error_msg("sent query to %s", p->dotted);
 357         set_next(p, QUERYTIME_MAX);
 358
 359         return 0;
 360 }
 361
 362
 363 /* Time is stepped only once, when the first packet from a peer is received.
 364  */
 365 static void
 366 step_time_once(double offset)
 367 {
 368         llist_t *item;
 369         struct timeval tv;
 370         char buf[80];
 371         time_t tval;
 372
 373         if (G.time_is_stepped)
 374                 goto bail;
 375         G.time_is_stepped = 1;
 376
 377         /* if the offset is small, don't step, slew (later) */
 378         if (offset < STEPTIME_MIN_OFFSET && offset > -STEPTIME_MIN_OFFSET)
 379                 goto bail;
 380
 381         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 382         offset += tv.tv_sec;
 383         offset += 1.0e-6 * tv.tv_usec;
 384         d_to_tv(offset, &tv);
 385
 386         if (settimeofday(&tv, NULL) == -1)
 387                 bb_perror_msg_and_die("settimeofday");
 388
 389         tval = tv.tv_sec;
 390         strftime(buf, sizeof(buf), "%a %b %e %H:%M:%S %Z %Y", localtime(&tval));
 391
 392         bb_error_msg("setting clock to %s (offset %fs)", buf, offset);
 393
 394         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 395                 ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 396                 p->next_action_time -= offset;
 397         }
 398
 399  bail:
 400         if (option_mask32 & OPT_q)
 401                 exit(0);
 402 }
 403
 404
 405 /* Time is periodically slewed when we collect enough
 406  * good data points.
 407  */
 408 static int
 409 compare_offsets(const void *aa, const void *bb)
 410 {
 411         const ntp_peer_t *const *a = aa;
 412         const ntp_peer_t *const *b = bb;
 413         if ((*a)->update.o_offset < (*b)->update.o_offset)
 414                 return -1;
 415         return ((*a)->update.o_offset > (*b)->update.o_offset);
 416 }
 417 static unsigned
 418 updated_scale(double offset)
 419 {
 420         if (offset < 0)
 421                 offset = -offset;
 422         if (offset > QSCALE_OFF_MAX)
 423                 return 1;
 424         if (offset < QSCALE_OFF_MIN)
 425                 return QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 426         return QSCALE_OFF_MAX / offset;
 427 }
 428 static void
 429 slew_time(void)
 430 {
 431         llist_t *item;
 432         double offset_median;
 433         struct timeval tv;
 434
 435         {
 436                 ntp_peer_t **peers = xzalloc(sizeof(peers[0]) * G.peer_cnt);
 437                 unsigned goodpeer_cnt = 0;
 438                 unsigned middle;
 439
 440                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 441                         ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 442                         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 443                                 continue;
 444                         if (!p->update.o_good) {
 445                                 free(peers);
 446                                 return;
 447                         }
 448                         peers[goodpeer_cnt++] = p;
 449                 }
 450
 451                 if (goodpeer_cnt == 0) {
 452                         free(peers);
 453                         goto clear_good;
 454                 }
 455
 456                 qsort(peers, goodpeer_cnt, sizeof(peers[0]), compare_offsets);
 457
 458                 middle = goodpeer_cnt / 2;
 459                 if (middle != 0 && (goodpeer_cnt & 1) == 0) {
 460                         offset_median = (peers[middle-1]->update.o_offset + peers[middle]->update.o_offset) / 2;
 461                         G.rootdelay = (peers[middle-1]->update.o_delay + peers[middle]->update.o_delay) / 2;
 462                         G.stratum = 1 + MAX(peers[middle-1]->update.o_stratum, peers[middle]->update.o_stratum);
 463                 } else {
 464                         offset_median = peers[middle]->update.o_offset;
 465                         G.rootdelay = peers[middle]->update.o_delay;
 466                         G.stratum = 1 + peers[middle]->update.o_stratum;
 467                 }
 468                 G.leap = peers[middle]->update.o_leap;
 469                 G.refid4 = peers[middle]->update.o_refid4;
 470                 G.refid =
 471 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 472                         peers[middle]->lsa->u.sa.sa_family != AF_INET ?
 473                                 G.refid4 :
 474 #endif
 475                                 peers[middle]->lsa->u.sin.sin_addr.s_addr;
 476                 free(peers);
 477         }
 478 //TODO: if (offset_median > BIG) step_time(offset_median)?
 479
 480         G.scale = updated_scale(offset_median);
 481
 482         bb_error_msg("adjusting clock by %fs, our stratum is %u, time scale %u",
 483                         offset_median, G.stratum, G.scale);
 484
 485         errno = 0;
 486         d_to_tv(offset_median, &tv);
 487         if (adjtime(&tv, &tv) == -1)
 488                 bb_perror_msg_and_die("adjtime failed");
 489         if (G.verbose >= 2)
 490                 bb_error_msg("old adjust: %d.%06u", (int)tv.tv_sec, (unsigned)tv.tv_usec);
 491
 492         if (G.first_adj_done) {
 493                 uint8_t synced = (tv.tv_sec == 0 && tv.tv_usec == 0);
 494                 if (synced != G.synced) {
 495                         G.synced = synced;
 496                         bb_error_msg("clock is %ssynced", synced ? "" : "un");
 497                 }
 498         }
 499         G.first_adj_done = 1;
 500
 501         G.reftime = gettime1900d();
 502
 503  clear_good:
 504         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 505                 ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 506                 p->update.o_good = 0;
 507         }
 508 }
 509
 510 static void
 511 update_peer_data(ntp_peer_t *p)
 512 {
 513         /* Clock filter.
 514          * Find the offset which arrived with the lowest delay.
 515          * Use that as the peer update.
 516          * Invalidate it and all older ones.
 517          */
 518         int i;
 519         int best = -1;
 520         int good = 0;
 521
 522         for (i = 0; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++) {
 523                 if (p->reply[i].o_good) {
 524                         good++;
 525                         if (best < 0 || p->reply[i].o_delay < p->reply[best].o_delay)
 526                                 best = i;
 527                 }
 528         }
 529
 530         if (good < 8) //FIXME: was it meant to be OFFSET_ARRAY_SIZE, not 8?
 531                 return;
 532
 533         memcpy(&p->update, &p->reply[best], sizeof(p->update));
 534         slew_time();
 535
 536         for (i = 0; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++)
 537                 if (p->reply[i].o_rcvd <= p->reply[best].o_rcvd)
 538                         p->reply[i].o_good = 0;
 539 }
 540
 541 static unsigned
 542 scale_interval(unsigned requested)
 543 {
 544         unsigned interval, r;
 545         interval = requested * G.scale;
 546         r = (unsigned)random() % (unsigned)(MAX(5, interval / 10));
 547         return (interval + r);
 548 }
 549 static void
 550 recv_and_process_peer_pkt(ntp_peer_t *p)
 551 {
 552         ssize_t                  size;
 553         ntp_msg_t                msg;
 554         double                   T1, T2, T3, T4;
 555         unsigned                 interval;
 556         ntp_offset_t            *offset;
 557
 558         /* We can recvfrom here and check from.IP, but some multihomed
 559          * ntp servers reply from their *other IP*.
 560          * TODO: maybe we should check at least what we can: from.port == 123?
 561          */
 562         size = recv(p->fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT);
 563         if (size == -1) {
 564                 bb_perror_msg("recv(%s) error", p->dotted);
 565                 if (errno == EHOSTUNREACH || errno == EHOSTDOWN
 566                  || errno == ENETUNREACH || errno == ENETDOWN
 567                  || errno == ECONNREFUSED || errno == EADDRNOTAVAIL
 568                  || errno == EAGAIN
 569                 ) {
 570 //TODO: always do this?
 571                         set_next(p, error_interval());
 572                         goto close_sock;
 573                 }
 574                 xfunc_die();
 575         }
 576
 577         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 578                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->dotted);
 579                 goto bail;
 580         }
 581
 582         if (msg.m_orgtime.int_partl != p->msg.m_xmttime.int_partl
 583          || msg.m_orgtime.fractionl != p->msg.m_xmttime.fractionl
 584         ) {
 585                 goto bail;
 586         }
 587
 588         if ((msg.m_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
 589          || msg.m_stratum == 0
 590          || msg.m_stratum > NTP_MAXSTRATUM
 591         ) {
 592                 interval = error_interval();
 593                 bb_error_msg("reply from %s: not synced, next query in %us", p->dotted, interval);
 594                 goto close_sock;
 595         }
 596
 597         /*
 598          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
 599          *
 600          *     Timestamp Name          ID   When Generated
 601          *     ------------------------------------------------------------
 602          *     Originate Timestamp     T1   time request sent by client
 603          *     Receive Timestamp       T2   time request received by server
 604          *     Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
 605          *     Destination Timestamp   T4   time reply received by client
 606          *
 607          *  The roundtrip delay d and local clock offset t are defined as
 608          *
 609          *    d = (T4 - T1) - (T3 - T2)     t = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2.
 610          */
 611
 612         T4 = gettime1900d();
 613         T1 = p->xmttime;
 614         T2 = lfp_to_d(msg.m_rectime);
 615         T3 = lfp_to_d(msg.m_xmttime);
 616
 617         offset = &p->reply[p->shift];
 618
 619         offset->o_offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
 620         offset->o_delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
 621         if (offset->o_delay < 0) {
 622                 bb_error_msg("reply from %s: negative delay %f", p->dotted, offset->o_delay);
 623                 interval = error_interval();
 624                 set_next(p, interval);
 625                 goto close_sock;
 626         }
 627         //UNUSED: offset->o_error = (T2 - T1) - (T3 - T4);
 628         offset->o_rcvd = time(NULL); /* can use (time_t)(T4 - OFFSET_1900_1970) too */
 629         offset->o_good = 1;
 630
 631         offset->o_leap = (msg.m_status & LI_MASK);
 632         //UNUSED: offset->o_precision = msg.m_precision;
 633         //UNUSED: offset->o_rootdelay = sfp_to_d(msg.m_rootdelay);
 634         //UNUSED: offset->o_rootdispersion = sfp_to_d(msg.m_dispersion);
 635         //UNUSED: offset->o_refid = ntohl(msg.m_refid);
 636         offset->o_refid4 = msg.m_xmttime.fractionl;
 637         //UNUSED: offset->o_reftime = lfp_to_d(msg.m_reftime);
 638         //UNUSED: offset->o_poll = msg.m_ppoll;
 639         offset->o_stratum = msg.m_stratum;
 640
 641         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_PATHETIC)
 642                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 643         else if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_AGRESSIVE)
 644                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE);
 645         else
 646                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_NORMAL);
 647
 648         set_next(p, interval);
 649
 650         /* every received reply which we do not discard increases trust */
 651         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_MAX) {
 652                 p->trustlevel++;
 653                 if (p->trustlevel == TRUSTLEVEL_BADPEER)
 654                         bb_error_msg("peer %s now valid", p->dotted);
 655         }
 656
 657         if (G.verbose)
 658                 bb_error_msg("reply from %s: offset %f delay %f, next query in %us", p->dotted,
 659                         offset->o_offset, offset->o_delay, interval);
 660
 661         update_peer_data(p);
 662 //TODO: do it after all peers had a chance to return at least one reply?
 663         step_time_once(offset->o_offset);
 664
 665         p->shift++;
 666         if (p->shift >= OFFSET_ARRAY_SIZE)
 667                 p->shift = 0;
 668
 669  close_sock:
 670         /* We do not expect any more packets from this peer for now.
 671          * Closing the socket informs kernel about it.
 672          * We open a new socket when we send a new query.
 673          */
 674         close(p->fd);
 675         p->fd = -1;
 676  bail:
 677         return;
 678 }
 679
 680 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 681 static void
 682 recv_and_process_client_pkt(void /*int fd*/)
 683 {
 684         ssize_t          size;
 685         uint8_t          version;
 686         double           rectime;
 687         len_and_sockaddr *to;
 688         struct sockaddr  *from;
 689         ntp_msg_t        msg;
 690         uint8_t          query_status;
 691         uint8_t          query_ppoll;
 692         l_fixedpt_t      query_xmttime;
 693
 694         to = get_sock_lsa(G.listen_fd);
 695         from = xzalloc(to->len);
 696
 697         size = recv_from_to(G.listen_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT, from, &to->u.sa, to->len);
 698         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 699                 char *addr;
 700                 if (size < 0) {
 701                         if (errno == EAGAIN)
 702                                 goto bail;
 703                         bb_perror_msg_and_die("recv");
 704                 }
 705                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
 706                 bb_error_msg("malformed packet received from %s: size %u", addr, (int)size);
 707                 free(addr);
 708                 goto bail;
 709         }
 710
 711         query_status = msg.m_status;
 712         query_ppoll = msg.m_ppoll;
 713         query_xmttime = msg.m_xmttime;
 714
 715         /* Build a reply packet */
 716         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
 717         msg.m_status = G.synced ? G.leap : LI_ALARM;
 718         msg.m_status |= (query_status & VERSION_MASK);
 719         msg.m_status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
 720                          MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
 721         msg.m_stratum = G.stratum;
 722         msg.m_ppoll = query_ppoll;
 723         msg.m_precision = G_precision;
 724         rectime = gettime1900d();
 725         msg.m_xmttime = msg.m_rectime = d_to_lfp(rectime);
 726         msg.m_reftime = d_to_lfp(G.reftime);
 727         //msg.m_xmttime = d_to_lfp(gettime1900d()); // = msg.m_rectime
 728         msg.m_orgtime = query_xmttime;
 729         msg.m_rootdelay = d_to_sfp(G.rootdelay);
 730         version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
 731         msg.m_refid = (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.refid4 : G.refid;
 732
 733         /* We reply from the local address packet was sent to,
 734          * this makes to/from look swapped here: */
 735         do_sendto(G.listen_fd,
 736                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
 737                 &msg, size);
 738
 739  bail:
 740         free(to);
 741         free(from);
 742 }
 743 #endif
 744
 745 /* Upstream ntpd's options:
 746  *
 747  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
 748  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
 749  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
 750  *      multicast client and symmetric passive associations.
 751  *      This is the default.
 752  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
 753  *      multicast client and symmetric passive associations.
 754  *      This is almost never a good idea.
 755  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
 756  * -c conffile
 757  *      Specify the name and path of the configuration file,
 758  *      default /etc/ntp.conf
 759  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
 760  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
 761  * -D level
 762  *      Specify debugging level directly.
 763  * -f driftfile
 764  *      Specify the name and path of the frequency file.
 765  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
 766  *      configuration command.
 767  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
 768  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
 769  *      by default. This option allows the time to be set to any value
 770  *      without restriction; however, this can happen only once.
 771  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
 772  *      with a message to the system log. This option can be used
 773  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
 774  * -i jaildir
 775  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
 776  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
 777  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
 778  *      You may need to also specify a -u option.
 779  * -k keyfile
 780  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
 781  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
 782  *      as the "keys FILE" configuration command.
 783  * -l logfile
 784  *      Specify the name and path of the log file. The default
 785  *      is the system log file. This is the same operation as
 786  *      the "logfile FILE" configuration command.
 787  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
 788  * -n   Don't fork.
 789  * -N   To the extent permitted by the operating system,
 790  *      run the ntpd at the highest priority.
 791  * -p pidfile
 792  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
 793  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
 794  *      configuration command.
 795  * -P priority
 796  *      To the extent permitted by the operating system,
 797  *      run the ntpd at the specified priority.
 798  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
 799  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
 800  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
 801  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
 802  * -r broadcastdelay
 803  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
 804  *      server to this client. This is necessary only if the delay
 805  *      cannot be computed automatically by the protocol.
 806  * -s statsdir
 807  *      Specify the directory path for files created by the statistics
 808  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
 809  *      configuration command.
 810  * -t key
 811  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
 812  *      more than once.
 813  * -u user[:group]
 814  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
 815  * -v variable
 816  * -V variable
 817  *      Add a system variable listed by default.
 818  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
 819  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
 820  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
 821  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
 822  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
 823  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
 824  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
 825  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
 826  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
 827  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
 828  */
 829
 830 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
 831  * in main loop.
 832  */
 833 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
 834 {
 835         unsigned opts;
 836         llist_t *peers;
 837
 838         srandom(getpid());
 839
 840         if (getuid())
 841                 bb_error_msg_and_die(bb_msg_you_must_be_root);
 842
 843         peers = NULL;
 844         opt_complementary = "dd:p::"; /* d: counter, p: list */
 845         opts = getopt32(argv,
 846                         "nqNx" /* compat */
 847                         "p:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
 848                         "d" /* compat */
 849                         "46aAbgL", /* compat, ignored */
 850                         &peers, &G.verbose);
 851         if (!(opts & (OPT_p|OPT_l)))
 852                 bb_show_usage();
 853         if (opts & OPT_x) /* disable stepping, only slew is allowed */
 854                 G.time_is_stepped = 1;
 855         while (peers)
 856                 add_peers(llist_pop(&peers));
 857         if (!(opts & OPT_n)) {
 858                 bb_daemonize_or_rexec(DAEMON_DEVNULL_STDIO, argv);
 859                 logmode = LOGMODE_NONE;
 860         }
 861 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 862         G.listen_fd = -1;
 863         if (opts & OPT_l) {
 864                 G.listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
 865                 socket_want_pktinfo(G.listen_fd);
 866                 setsockopt(G.listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 867         }
 868 #endif
 869         /* I hesitate to set -20 prio. -15 should be high enough for timekeeping */
 870         if (opts & OPT_N)
 871                 setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -15);
 872
 873         /* Set some globals */
 874 #if 0
 875         /* With constant b = 100, G.precision is also constant -6.
 876          * Uncomment this and you'll see */
 877         {
 878                 int prec = 0;
 879                 int b;
 880 # if 0
 881                 struct timespec tp;
 882                 /* We can use sys_clock_getres but assuming 10ms tick should be fine */
 883                 clock_getres(CLOCK_REALTIME, &tp);
 884                 tp.tv_sec = 0;
 885                 tp.tv_nsec = 10000000;
 886                 b = 1000000000 / tp.tv_nsec;    /* convert to Hz */
 887 # else
 888                 b = 100; /* b = 1000000000/10000000 = 100 */
 889 # endif
 890                 while (b > 1)
 891                         prec--, b >>= 1;
 892                 //G.precision = prec;
 893                 bb_error_msg("G.precision:%d", prec); /* -6 */
 894         }
 895 #endif
 896         G.scale = 1;
 897
 898         bb_signals((1 << SIGTERM) | (1 << SIGINT), record_signo);
 899         bb_signals((1 << SIGPIPE) | (1 << SIGHUP), SIG_IGN);
 900 }
 901
 902 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 903 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 904 {
 905         struct globals g;
 906         struct pollfd *pfd;
 907         ntp_peer_t **idx2peer;
 908
 909         memset(&g, 0, sizeof(g));
 910         SET_PTR_TO_GLOBALS(&g);
 911
 912         ntp_init(argv);
 913
 914         {
 915                 unsigned cnt = g.peer_cnt;
 916                 /* if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
 917                 idx2peer = xzalloc(sizeof(void *) * (cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER));
 918                 pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * (cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER));
 919         }
 920
 921         while (!bb_got_signal) {
 922                 llist_t *item;
 923                 unsigned i, j;
 924                 unsigned sent_cnt, trial_cnt;
 925                 int nfds, timeout;
 926                 time_t cur_time, nextaction;
 927
 928                 /* Nothing between here and poll() blocks for any significant time */
 929
 930                 cur_time = time(NULL);
 931                 nextaction = cur_time + 3600;
 932
 933                 i = 0;
 934 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 935                 if (g.listen_fd != -1) {
 936                         pfd[0].fd = g.listen_fd;
 937                         pfd[0].events = POLLIN;
 938                         i++;
 939                 }
 940 #endif
 941                 /* Pass over peer list, send requests, time out on receives */
 942                 sent_cnt = trial_cnt = 0;
 943                 for (item = g.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 944                         ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 945
 946                         /* Overflow-safe "if (p->next_action_time <= cur_time) ..." */
 947                         if ((int)(cur_time - p->next_action_time) >= 0) {
 948                                 if (p->fd == -1) {
 949                                         /* Time to send new req */
 950                                         trial_cnt++;
 951                                         if (send_query_to_peer(p) == 0)
 952                                                 sent_cnt++;
 953                                 } else {
 954                                         /* Timed out waiting for reply */
 955                                         close(p->fd);
 956                                         p->fd = -1;
 957                                         timeout = error_interval();
 958                                         bb_error_msg("timed out waiting for %s, "
 959                                                         "next query in %us", p->dotted, timeout);
 960                                         if (p->trustlevel >= TRUSTLEVEL_BADPEER) {
 961                                                 p->trustlevel /= 2;
 962                                                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 963                                                         bb_error_msg("peer %s now invalid", p->dotted);
 964                                         }
 965                                         set_next(p, timeout);
 966                                 }
 967                         }
 968
 969                         if (p->next_action_time < nextaction)
 970                                 nextaction = p->next_action_time;
 971
 972                         if (p->fd >= 0) {
 973                                 /* Wait for reply from this peer */
 974                                 pfd[i].fd = p->fd;
 975                                 pfd[i].events = POLLIN;
 976                                 idx2peer[i] = p;
 977                                 i++;
 978                         }
 979                 }
 980
 981                 if ((trial_cnt > 0 && sent_cnt == 0) || g.peer_cnt == 0)
 982                         step_time_once(0); /* no good peers, don't wait */
 983
 984                 timeout = nextaction - cur_time;
 985                 if (timeout < 1)
 986                         timeout = 1;
 987
 988                 /* Here we may block */
 989                 if (g.verbose >= 2)
 990                         bb_error_msg("poll %us, sockets:%u", timeout, i);
 991                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
 992                 if (nfds <= 0)
 993                         continue;
 994
 995                 /* Process any received packets */
 996                 j = 0;
 997 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 998                 if (g.listen_fd != -1) {
 999                         if (pfd[0].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
1000                                 nfds--;
1001                                 recv_and_process_client_pkt(/*g.listen_fd*/);
1002                         }
1003                         j = 1;
1004                 }
1005 #endif
1006                 for (; nfds != 0 && j < i; j++) {
1007                         if (pfd[j].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
1008                                 nfds--;
1009                                 recv_and_process_peer_pkt(idx2peer[j]);
1010                         }
1011                 }
1012         } /* while (!bb_got_signal) */
1013
1014         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
1015 }