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
   9 #include "libbb.h"
  10 #include <netinet/ip.h> /* For IPTOS_LOWDELAY definition */
  11
  12 #ifndef IP_PKTINFO
  13 # error "Sorry, your kernel has to support IP_PKTINFO"
  14 #endif
  15
  16 #define INTERVAL_QUERY_NORMAL           30      /* sync to peers every n secs */
  17 #define INTERVAL_QUERY_PATHETIC         60
  18 #define INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE        5
  19
  20 #define TRUSTLEVEL_BADPEER              6
  21 #define TRUSTLEVEL_PATHETIC             2
  22 #define TRUSTLEVEL_AGRESSIVE            8
  23 #define TRUSTLEVEL_MAX                  10
  24
  25 #define QSCALE_OFF_MIN                  0.05
  26 #define QSCALE_OFF_MAX                  0.50
  27
  28 #define QUERYTIME_MAX           15      /* single query might take n secs max */
  29 #define OFFSET_ARRAY_SIZE       8
  30 #define SETTIME_MIN_OFFSET      180     /* min offset for settime at start */
  31 #define SETTIME_TIMEOUT         15      /* max seconds to wait with -s */
  32
  33 /* Style borrowed from NTP ref/tcpdump and updated for SNTPv4 (RFC2030). */
  34
  35 /*
  36  * RFC Section 3
  37  *
  38  *    0                   1                   2                   3
  39  *    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  40  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  41  *   |                         Integer Part                          |
  42  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  43  *   |                         Fraction Part                         |
  44  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  45  *
  46  *    0                   1                   2                   3
  47  *    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  48  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  49  *   |            Integer Part       |     Fraction Part             |
  50  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  51 */
  52 typedef struct {
  53         uint32_t int_partl;
  54         uint32_t fractionl;
  55 } l_fixedpt_t;
  56
  57 typedef struct {
  58         uint16_t int_parts;
  59         uint16_t fractions;
  60 } s_fixedpt_t;
  61
  62 #define NTP_DIGESTSIZE          16
  63 #define NTP_MSGSIZE_NOAUTH      48
  64 #define NTP_MSGSIZE             (NTP_MSGSIZE_NOAUTH + 4 + NTP_DIGESTSIZE)
  65
  66 typedef struct {
  67         uint8_t status; /* status of local clock and leap info */
  68         uint8_t stratum;        /* Stratum level */
  69         uint8_t ppoll;          /* poll value */
  70         int8_t precision;
  71         s_fixedpt_t rootdelay;
  72         s_fixedpt_t dispersion;
  73         uint32_t refid;
  74         l_fixedpt_t reftime;
  75         l_fixedpt_t orgtime;
  76         l_fixedpt_t rectime;
  77         l_fixedpt_t xmttime;
  78         uint32_t keyid;
  79         uint8_t digest[NTP_DIGESTSIZE];
  80 } ntp_msg_t;
  81
  82 typedef struct {
  83         int                     fd;
  84         ntp_msg_t               msg;
  85         double                  xmttime;
  86 } ntp_query_t;
  87
  88 enum {
  89         NTP_VERSION     = 4,
  90         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
  91         /* Leap Second Codes (high order two bits) */
  92         LI_NOWARNING    = (0 << 6),     /* no warning */
  93         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),     /* add a second (61 seconds) */
  94         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),     /* minus a second (59 seconds) */
  95         LI_ALARM        = (3 << 6),     /* alarm condition */
  96
  97         /* Status Masks */
  98         MODE_MASK       = (7 << 0),
  99         VERSION_MASK    = (7 << 3),
 100         LI_MASK         = (3 << 6),
 101
 102         /* Mode values */
 103         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
 104         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
 105         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
 106         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
 107         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
 108         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
 109         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
 110         MODE_RES2       = 7     /* reserved for private use */
 111 };
 112
 113 #define JAN_1970        2208988800UL    /* 1970 - 1900 in seconds */
 114
 115 enum client_state {
 116         STATE_NONE,
 117         STATE_QUERY_SENT,
 118         STATE_REPLY_RECEIVED
 119 };
 120
 121 typedef struct {
 122         double          rootdelay;
 123         double          rootdispersion;
 124         double          reftime;
 125         uint32_t        refid;
 126         uint32_t        refid4;
 127         uint8_t         synced;
 128         uint8_t         leap;
 129         int8_t          precision;
 130         uint8_t         poll;
 131         uint8_t         stratum;
 132 } ntp_status_t;
 133
 134 typedef struct {
 135         ntp_status_t            status;
 136         double                  offset;
 137         double                  delay;
 138         double                  error;
 139         time_t                  rcvd;
 140         uint8_t                 good;
 141 } ntp_offset_t;
 142
 143 typedef struct {
 144         len_and_sockaddr        *lsa;
 145         ntp_query_t              query;
 146         ntp_offset_t             reply[OFFSET_ARRAY_SIZE];
 147         ntp_offset_t             update;
 148         enum client_state        state;
 149         time_t                   next;
 150         time_t                   deadline;
 151         uint8_t                  shift;
 152         uint8_t                  trustlevel;
 153 } ntp_peer_t;
 154
 155 enum {
 156         OPT_n = (1 << 0),
 157         OPT_g = (1 << 1),
 158         OPT_q = (1 << 2),
 159         /* Insert new options above this line. */
 160         /* Non-compat options: */
 161         OPT_p = (1 << 3),
 162         OPT_l = (1 << 4),
 163 };
 164
 165
 166 struct globals {
 167         unsigned        verbose;
 168 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 169         int             listen_fd;
 170 #endif
 171         llist_t         *ntp_peers;
 172         ntp_status_t    status;
 173         uint32_t        scale;
 174         uint8_t         settime;
 175         uint8_t         firstadj;
 176         smallint        peer_cnt;
 177 };
 178 #define G (*ptr_to_globals)
 179
 180
 181 static const int const_IPTOS_LOWDELAY = IPTOS_LOWDELAY;
 182
 183
 184 static void
 185 set_next(ntp_peer_t *p, time_t t)
 186 {
 187         p->next = time(NULL) + t;
 188         p->deadline = 0;
 189 }
 190
 191 static void
 192 add_peers(const char *s)
 193 {
 194         ntp_peer_t *p;
 195
 196         p = xzalloc(sizeof(*p));
 197 //TODO: big ntpd uses all IPs, not just 1st, do we need to mimic that?
 198         p->lsa = xhost2sockaddr(s, 123);
 199         p->query.fd = -1;
 200         p->query.msg.status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
 201         if (STATE_NONE != 0)
 202                 p->state = STATE_NONE;
 203         p->trustlevel = TRUSTLEVEL_PATHETIC;
 204         p->query.fd = -1;
 205         set_next(p, 0);
 206
 207         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
 208         G.peer_cnt++;
 209 }
 210
 211 static double
 212 gettime(void)
 213 {
 214         struct timeval  tv;
 215
 216         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 217         return (tv.tv_sec + JAN_1970 + 1.0e-6 * tv.tv_usec);
 218 }
 219
 220
 221 static void
 222 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
 223 {
 224         tv->tv_sec = (long)d;
 225         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
 226 }
 227
 228 static double
 229 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
 230 {
 231         double  ret;
 232
 233         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
 234         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
 235         ret = (double)(lfp.int_partl) + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
 236         return ret;
 237 }
 238
 239 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 240 static l_fixedpt_t
 241 d_to_lfp(double d)
 242 {
 243         l_fixedpt_t     lfp;
 244
 245         lfp.int_partl = htonl((uint32_t)d);
 246         lfp.fractionl = htonl((uint32_t)((d - (u_int32_t)d) * UINT_MAX));
 247         return lfp;
 248 }
 249 #endif
 250
 251 static double
 252 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
 253 {
 254         double  ret;
 255
 256         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
 257         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
 258         ret = (double)(sfp.int_parts) + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
 259         return ret;
 260 }
 261
 262 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 263 static s_fixedpt_t
 264 d_to_sfp(double d)
 265 {
 266         s_fixedpt_t     sfp;
 267
 268         sfp.int_parts = htons((uint16_t)d);
 269         sfp.fractions = htons((uint16_t)((d - (u_int16_t)d) * USHRT_MAX));
 270         return sfp;
 271 }
 272 #endif
 273
 274 static void
 275 set_deadline(ntp_peer_t *p, time_t t)
 276 {
 277         p->deadline = time(NULL) + t;
 278         p->next = 0;
 279 }
 280
 281 static time_t
 282 error_interval(void)
 283 {
 284         time_t interval, r;
 285
 286         interval = INTERVAL_QUERY_PATHETIC * QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 287         r = random() % (interval / 10);
 288         return (interval + r);
 289 }
 290
 291 static int
 292 sendmsg_wrap(int fd,
 293                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
 294                 ntp_msg_t *msg, ssize_t len)
 295 {
 296         ssize_t ret;
 297
 298         errno = 0;
 299         if (!from) {
 300                 ret = sendto(fd, msg, len, 0, to, addrlen);
 301         } else {
 302                 ret = send_to_from(fd, msg, len, 0, to, from, addrlen);
 303         }
 304         if (ret != len) {
 305                 bb_perror_msg("send failed");
 306                 return -1;
 307         }
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 static int
 312 client_query(ntp_peer_t *p)
 313 {
 314         if (p->query.fd == -1) {
 315                 p->query.fd = xsocket(p->lsa->u.sa.sa_family, SOCK_DGRAM, 0);
 316 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 317                 if (p->lsa->u.sa.sa_family == AF_INET)
 318 #endif
 319                         setsockopt(p->query.fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 320         }
 321
 322         /*
 323          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
 324          * server will copy said number into the originate field on the
 325          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
 326          *
 327          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
 328          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
 329          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
 330          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
 331          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
 332          *
 333          * Save the real transmit timestamp locally.
 334          */
 335
 336         p->query.msg.xmttime.int_partl = random();
 337         p->query.msg.xmttime.fractionl = random();
 338         p->query.xmttime = gettime();
 339
 340         if (sendmsg_wrap(p->query.fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->lsa->len,
 341                         &p->query.msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1) {
 342                 set_next(p, INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 343                 return -1;
 344         }
 345
 346         p->state = STATE_QUERY_SENT;
 347         set_deadline(p, QUERYTIME_MAX);
 348
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 static int
 353 offset_compare(const void *aa, const void *bb)
 354 {
 355         const ntp_peer_t * const *a;
 356         const ntp_peer_t * const *b;
 357
 358         a = aa;
 359         b = bb;
 360
 361         if ((*a)->update.offset < (*b)->update.offset)
 362                 return -1;
 363         return ((*a)->update.offset > (*b)->update.offset);
 364 }
 365
 366 static uint32_t
 367 updated_scale(double offset)
 368 {
 369         if (offset < 0)
 370                 offset = -offset;
 371
 372         if (offset > QSCALE_OFF_MAX)
 373                 return 1;
 374         if (offset < QSCALE_OFF_MIN)
 375                 return QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 376         return QSCALE_OFF_MAX / offset;
 377 }
 378
 379 static void
 380 adjtime_wrap(void)
 381 {
 382         ntp_peer_t       *p;
 383         unsigned          offset_cnt;
 384         int               i = 0;
 385         ntp_peer_t      **peers;
 386         double            offset_median;
 387         llist_t          *item;
 388         len_and_sockaddr *lsa;
 389         struct timeval    tv, olddelta;
 390
 391         offset_cnt = 0;
 392         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 393                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 394                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 395                         continue;
 396                 if (!p->update.good)
 397                         return;
 398                 offset_cnt++;
 399         }
 400
 401         peers = xzalloc(sizeof(ntp_peer_t *) * offset_cnt);
 402         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 403                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 404                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 405                         continue;
 406                 peers[i++] = p;
 407         }
 408
 409         qsort(peers, offset_cnt, sizeof(ntp_peer_t *), offset_compare);
 410
 411         if (offset_cnt != 0) {
 412                 if ((offset_cnt & 1) == 0) {
 413 //TODO: try offset_cnt /= 2...
 414                         offset_median =
 415                             (peers[offset_cnt / 2 - 1]->update.offset +
 416                             peers[offset_cnt / 2]->update.offset) / 2;
 417                         G.status.rootdelay =
 418                             (peers[offset_cnt / 2 - 1]->update.delay +
 419                             peers[offset_cnt / 2]->update.delay) / 2;
 420                         G.status.stratum = MAX(
 421                             peers[offset_cnt / 2 - 1]->update.status.stratum,
 422                             peers[offset_cnt / 2]->update.status.stratum);
 423                 } else {
 424                         offset_median = peers[offset_cnt / 2]->update.offset;
 425                         G.status.rootdelay = peers[offset_cnt / 2]->update.delay;
 426                         G.status.stratum = peers[offset_cnt / 2]->update.status.stratum;
 427                 }
 428                 G.status.leap = peers[offset_cnt / 2]->update.status.leap;
 429
 430                 bb_info_msg("adjusting local clock by %fs", offset_median);
 431
 432                 d_to_tv(offset_median, &tv);
 433                 if (adjtime(&tv, &olddelta) == -1)
 434                         bb_error_msg("adjtime failed");
 435                 else if (!G.firstadj
 436                  && olddelta.tv_sec == 0
 437                  && olddelta.tv_usec == 0
 438                  && !G.status.synced
 439                 ) {
 440                         bb_info_msg("clock synced");
 441                         G.status.synced = 1;
 442                 } else if (G.status.synced) {
 443                         bb_info_msg("clock unsynced");
 444                         G.status.synced = 0;
 445                 }
 446
 447                 G.firstadj = 0;
 448                 G.status.reftime = gettime();
 449                 G.status.stratum++;     /* one more than selected peer */
 450                 G.scale = updated_scale(offset_median);
 451
 452                 G.status.refid4 = peers[offset_cnt / 2]->update.status.refid4;
 453
 454                 lsa = peers[offset_cnt / 2]->lsa;
 455                 G.status.refid =
 456 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 457                         lsa->u.sa.sa_family != AF_INET ?
 458                                 G.status.refid4 :
 459 #endif
 460                                 lsa->u.sin.sin_addr.s_addr;
 461         }
 462
 463         free(peers);
 464
 465         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 466                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 467                 p->update.good = 0;
 468         }
 469 }
 470
 471 static void
 472 settime(double offset)
 473 {
 474         ntp_peer_t *p;
 475         llist_t         *item;
 476         struct timeval  tv, curtime;
 477         char            buf[80];
 478         time_t          tval;
 479
 480         if (!G.settime)
 481                 goto bail;
 482
 483         G.settime = 0;
 484
 485         /* if the offset is small, don't call settimeofday */
 486         if (offset < SETTIME_MIN_OFFSET && offset > -SETTIME_MIN_OFFSET)
 487                 goto bail;
 488
 489         gettimeofday(&curtime, NULL); /* never fails */
 490
 491         d_to_tv(offset, &tv);
 492         curtime.tv_usec += tv.tv_usec + 1000000;
 493         curtime.tv_sec += tv.tv_sec - 1 + (curtime.tv_usec / 1000000);
 494         curtime.tv_usec %= 1000000;
 495
 496         if (settimeofday(&curtime, NULL) == -1) {
 497                 bb_error_msg("settimeofday");
 498                 goto bail;
 499         }
 500
 501         tval = curtime.tv_sec;
 502         strftime(buf, sizeof(buf), "%a %b %e %H:%M:%S %Z %Y", localtime(&tval));
 503
 504         /* Do we want to print message below to system log when daemonized? */
 505         bb_info_msg("set local clock to %s (offset %fs)", buf, offset);
 506
 507         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 508                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 509                 if (p->next)
 510                         p->next -= offset;
 511                 if (p->deadline)
 512                         p->deadline -= offset;
 513         }
 514
 515  bail:
 516         if (option_mask32 & OPT_q)
 517                 exit(0);
 518 }
 519
 520 static void
 521 client_update(ntp_peer_t *p)
 522 {
 523         int i, best = 0, good = 0;
 524
 525         /*
 526          * clock filter
 527          * find the offset which arrived with the lowest delay
 528          * use that as the peer update
 529          * invalidate it and all older ones
 530          */
 531
 532         for (i = 0; good == 0 && i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++) {
 533                 if (p->reply[i].good) {
 534                         good++;
 535                         best = i;
 536                 }
 537         }
 538
 539         for (; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++) {
 540                 if (p->reply[i].good) {
 541                         good++;
 542                         if (p->reply[i].delay < p->reply[best].delay)
 543                                 best = i;
 544                 }
 545         }
 546
 547         if (good < 8)
 548                 return;
 549
 550         memcpy(&p->update, &p->reply[best], sizeof(p->update));
 551         adjtime_wrap();
 552
 553         for (i = 0; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++)
 554                 if (p->reply[i].rcvd <= p->reply[best].rcvd)
 555                         p->reply[i].good = 0;
 556 }
 557
 558 static time_t
 559 scale_interval(time_t requested)
 560 {
 561         time_t interval, r;
 562
 563         interval = requested * G.scale;
 564         r = random() % MAX(5, interval / 10);
 565         return (interval + r);
 566 }
 567
 568 static void
 569 client_dispatch(ntp_peer_t *p)
 570 {
 571         char                     *addr;
 572         ssize_t                  size;
 573         ntp_msg_t                msg;
 574         double                   T1, T2, T3, T4;
 575         time_t                   interval;
 576         ntp_offset_t            *offset;
 577
 578         addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->lsa->u.sa);
 579
 580         size = recvfrom(p->query.fd, &msg, sizeof(msg), 0, NULL, NULL);
 581         if (size == -1) {
 582                 bb_perror_msg("recvfrom(%s) error", addr);
 583                 if (errno == EHOSTUNREACH || errno == EHOSTDOWN
 584                  || errno == ENETUNREACH || errno == ENETDOWN
 585                  || errno == ECONNREFUSED || errno == EADDRNOTAVAIL
 586                 ) {
 587 //TODO: always do this?
 588                         set_next(p, error_interval());
 589                         goto bail;
 590                 }
 591                 xfunc_die();
 592         }
 593
 594         T4 = gettime();
 595
 596         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 597                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", addr);
 598                 goto bail;
 599         }
 600
 601         if (msg.orgtime.int_partl != p->query.msg.xmttime.int_partl
 602          || msg.orgtime.fractionl != p->query.msg.xmttime.fractionl
 603         ) {
 604                 goto bail;
 605         }
 606
 607         if ((msg.status & LI_ALARM) == LI_ALARM
 608          || msg.stratum == 0
 609          || msg.stratum > NTP_MAXSTRATUM
 610         ) {
 611                 interval = error_interval();
 612                 bb_info_msg("reply from %s: not synced, next query %ds", addr, (int) interval);
 613                 goto bail;
 614         }
 615
 616         /*
 617          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
 618          *
 619          *     Timestamp Name          ID   When Generated
 620          *     ------------------------------------------------------------
 621          *     Originate Timestamp     T1   time request sent by client
 622          *     Receive Timestamp       T2   time request received by server
 623          *     Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
 624          *     Destination Timestamp   T4   time reply received by client
 625          *
 626          *  The roundtrip delay d and local clock offset t are defined as
 627          *
 628          *    d = (T4 - T1) - (T3 - T2)     t = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2.
 629          */
 630
 631         T1 = p->query.xmttime;
 632         T2 = lfp_to_d(msg.rectime);
 633         T3 = lfp_to_d(msg.xmttime);
 634
 635         offset = &p->reply[p->shift];
 636
 637         offset->offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
 638         offset->delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
 639         if (offset->delay < 0) {
 640                 interval = error_interval();
 641                 set_next(p, interval);
 642                 bb_info_msg("reply from %s: negative delay %f", addr, p->reply[p->shift].delay);
 643                 goto bail;
 644         }
 645         offset->error = (T2 - T1) - (T3 - T4);
 646         offset->rcvd = time(NULL);
 647         offset->good = 1;
 648
 649         offset->status.leap = (msg.status & LI_MASK);
 650         offset->status.precision = msg.precision;
 651         offset->status.rootdelay = sfp_to_d(msg.rootdelay);
 652         offset->status.rootdispersion = sfp_to_d(msg.dispersion);
 653         offset->status.refid = ntohl(msg.refid);
 654         offset->status.refid4 = msg.xmttime.fractionl;
 655         offset->status.reftime = lfp_to_d(msg.reftime);
 656         offset->status.poll = msg.ppoll;
 657         offset->status.stratum = msg.stratum;
 658
 659         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_PATHETIC)
 660                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 661         else if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_AGRESSIVE)
 662                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE);
 663         else
 664                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_NORMAL);
 665
 666         set_next(p, interval);
 667         p->state = STATE_REPLY_RECEIVED;
 668
 669         /* every received reply which we do not discard increases trust */
 670         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_MAX) {
 671                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER
 672                  && p->trustlevel + 1 >= TRUSTLEVEL_BADPEER
 673                 ) {
 674                         bb_info_msg("peer %s now valid", addr);
 675                 }
 676                 p->trustlevel++;
 677         }
 678
 679         bb_info_msg("reply from %s: offset %f delay %f, next query %ds", addr,
 680                         offset->offset, offset->delay, (int) interval);
 681
 682         client_update(p);
 683         settime(offset->offset);
 684
 685         if (++p->shift >= OFFSET_ARRAY_SIZE)
 686                 p->shift = 0;
 687
 688  bail:
 689         free(addr);
 690 }
 691
 692 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 693 static void
 694 server_dispatch(int fd)
 695 {
 696         ssize_t                 size;
 697         uint8_t                 version;
 698         double                  rectime;
 699         len_and_sockaddr        *to;
 700         struct sockaddr         *from;
 701         ntp_msg_t               query, reply;
 702
 703         to = get_sock_lsa(G.listen_fd);
 704         from = xzalloc(to->len);
 705
 706         size = recv_from_to(fd, &query, sizeof(query), 0, from, &to->u.sa, to->len);
 707         if (size == -1)
 708                 bb_error_msg_and_die("recv_from_to");
 709         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 710                 char *addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
 711                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", addr);
 712                 free(addr);
 713                 goto bail;
 714         }
 715
 716         rectime = gettime();
 717         version = (query.status & VERSION_MASK) >> 3;
 718
 719         memset(&reply, 0, sizeof(reply));
 720         reply.status = G.status.synced ? G.status.leap : LI_ALARM;
 721         reply.status |= (query.status & VERSION_MASK);
 722         reply.status |= ((query.status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
 723                          MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
 724         reply.stratum = G.status.stratum;
 725         reply.ppoll = query.ppoll;
 726         reply.precision = G.status.precision;
 727         reply.rectime = d_to_lfp(rectime);
 728         reply.reftime = d_to_lfp(G.status.reftime);
 729         reply.xmttime = d_to_lfp(gettime());
 730         reply.orgtime = query.xmttime;
 731         reply.rootdelay = d_to_sfp(G.status.rootdelay);
 732         reply.refid = (version > 3) ? G.status.refid4 : G.status.refid;
 733
 734         /* We reply from the address packet was sent to,
 735          * this makes to/from look swapped here: */
 736         sendmsg_wrap(fd, /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
 737                         &reply, 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         tzset();
 839
 840         if (getuid())
 841                 bb_error_msg_and_die("need root privileges");
 842
 843         peers = NULL;
 844         opt_complementary = "dd:p::"; /* d: counter, p: list */
 845         opts = getopt32(argv,
 846                         "ngq" /* compat */
 847                         "p:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
 848                         "d" /* compat */
 849                         "46aAbLNx", /* compat, ignored */
 850                         &peers, &G.verbose);
 851 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 852         G.listen_fd = -1;
 853         if (opts & OPT_l) {
 854                 G.listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
 855                 socket_want_pktinfo(G.listen_fd);
 856                 setsockopt(G.listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 857         }
 858 #endif
 859         if (opts & OPT_g)
 860                 G.settime = 1;
 861         while (peers)
 862                 add_peers(llist_pop(&peers));
 863         if (!(opts & OPT_n)) {
 864                 logmode = LOGMODE_NONE;
 865                 bb_daemonize(DAEMON_DEVNULL_STDIO);
 866         }
 867
 868         /* Set some globals */
 869         {
 870                 int prec = 0;
 871                 int b;
 872 #if 0
 873                 struct timespec tp;
 874                 /* We can use sys_clock_getres but assuming 10ms tick should be fine */
 875                 clock_getres(CLOCK_REALTIME, &tp);
 876                 tp.tv_sec = 0;
 877                 tp.tv_nsec = 10000000;
 878                 b = 1000000000 / tp.tv_nsec;    /* convert to Hz */
 879 #else
 880                 b = 100; /* b = 1000000000/10000000 = 100 */
 881 #endif
 882                 while (b > 1)
 883                         prec--, b >>= 1;
 884                 G.status.precision = prec;
 885         }
 886         G.scale = 1;
 887         G.firstadj = 1;
 888
 889         bb_signals((1 << SIGTERM) | (1 << SIGINT), record_signo);
 890         bb_signals((1 << SIGPIPE) | (1 << SIGHUP), SIG_IGN);
 891 }
 892
 893 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 894 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 895 {
 896         struct globals g;
 897         struct pollfd *pfd;
 898         ntp_peer_t **idx2peer;
 899
 900         memset(&g, 0, sizeof(g));
 901         SET_PTR_TO_GLOBALS(&g);
 902
 903         ntp_init(argv);
 904
 905         {
 906                 unsigned new_cnt = g.peer_cnt;
 907                 idx2peer = xzalloc(sizeof(void *) * new_cnt);
 908                 /* if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
 909                 pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * (new_cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER));
 910         }
 911
 912         while (!bb_got_signal) {
 913                 llist_t *item;
 914                 unsigned i, j, idx_peers;
 915                 unsigned sent_cnt, trial_cnt;
 916                 int nfds, timeout;
 917                 time_t nextaction;
 918
 919                 nextaction = time(NULL) + 3600;
 920
 921                 i = 0;
 922 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 923                 if (g.listen_fd != -1) {
 924                         pfd[0].fd = g.listen_fd;
 925                         pfd[0].events = POLLIN;
 926                         i++;
 927                 }
 928 #endif
 929                 idx_peers = i;
 930                 sent_cnt = trial_cnt = 0;
 931                 for (item = g.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 932                         ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 933
 934                         if (p->next > 0 && p->next <= time(NULL)) {
 935                                 trial_cnt++;
 936                                 if (client_query(p) == 0)
 937                                         sent_cnt++;
 938                         }
 939                         if (p->next > 0 && p->next < nextaction)
 940                                 nextaction = p->next;
 941                         if (p->deadline > 0 && p->deadline < nextaction)
 942                                 nextaction = p->deadline;
 943
 944                         if (p->deadline > 0 && p->deadline <= time(NULL)) {
 945                                 char *addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->lsa->u.sa);
 946
 947                                 timeout = error_interval();
 948                                 bb_info_msg("no reply from %s received in time, "
 949                                                 "next query %ds", addr, timeout);
 950                                 if (p->trustlevel >= TRUSTLEVEL_BADPEER) {
 951                                         p->trustlevel /= 2;
 952                                         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 953                                                 bb_info_msg("peer %s now invalid", addr);
 954                                 }
 955                                 free(addr);
 956
 957                                 set_next(p, timeout);
 958                         }
 959
 960                         if (p->state == STATE_QUERY_SENT) {
 961                                 pfd[i].fd = p->query.fd;
 962                                 pfd[i].events = POLLIN;
 963                                 idx2peer[i - idx_peers] = p;
 964                                 i++;
 965                         }
 966                 }
 967
 968                 if ((trial_cnt > 0 && sent_cnt == 0) || g.peer_cnt == 0)
 969                         settime(0);     /* no good peers, don't wait */
 970
 971                 timeout = nextaction - time(NULL);
 972                 if (timeout < 0)
 973                         timeout = 0;
 974
 975                 if (g.verbose)
 976                         bb_error_msg("entering poll %u secs", timeout);
 977                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
 978
 979                 j = 0;
 980 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 981                 for (; nfds > 0 && j < idx_peers; j++) {
 982                         if (pfd[j].revents & (POLLIN|POLLERR)) {
 983                                 nfds--;
 984                                 server_dispatch(pfd[j].fd);
 985                         }
 986                 }
 987 #endif
 988                 for (; nfds > 0 && j < i; j++) {
 989                         if (pfd[j].revents & (POLLIN|POLLERR)) {
 990                                 nfds--;
 991                                 client_dispatch(idx2peer[j - idx_peers]);
 992                         }
 993                 }
 994         } /* while (!bb_got_signal) */
 995
 996         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
 997 }