networking/arping.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  *
   5  * Author: Alexey Kuznetsov <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
   6  * Busybox port: Nick Fedchik <nick@fedchik.org.ua>
   7  */
   8 //config:config ARPING
   9 //config:       bool "arping (9 kb)"
  10 //config:       default y
  11 //config:       select PLATFORM_LINUX
  12 //config:       help
  13 //config:       Ping hosts by ARP packets.
  14
  15 //applet:IF_ARPING(APPLET(arping, BB_DIR_USR_SBIN, BB_SUID_DROP))
  16
  17 //kbuild:lib-$(CONFIG_ARPING) += arping.o
  18
  19 //usage:#define arping_trivial_usage
  20 //usage:       "[-fqbDUA] [-c CNT] [-w TIMEOUT] [-I IFACE] [-s SRC_IP] DST_IP"
  21 //usage:#define arping_full_usage "\n\n"
  22 //usage:       "Send ARP requests/replies\n"
  23 //usage:     "\n        -f              Quit on first ARP reply"
  24 //usage:     "\n        -q              Quiet"
  25 //usage:     "\n        -b              Keep broadcasting, don't go unicast"
  26 //usage:     "\n        -D              Exit with 1 if DST_IP replies"
  27 //usage:     "\n        -U              Unsolicited ARP mode, update your neighbors"
  28 //usage:     "\n        -A              ARP answer mode, update your neighbors"
  29 //usage:     "\n        -c N            Stop after sending N ARP requests"
  30 //usage:     "\n        -w TIMEOUT      Seconds to wait for ARP reply"
  31 //NB: in iputils-s20160308, iface is mandatory, no default
  32 //usage:     "\n        -I IFACE        Interface to use (default eth0)"
  33 //usage:     "\n        -s SRC_IP       Sender IP address"
  34 //usage:     "\n        DST_IP          Target IP address"
  35
  36 #include <arpa/inet.h>
  37 #include <net/if.h>
  38 #include <netinet/ether.h>
  39 #include <netpacket/packet.h>
  40
  41 #include "libbb.h"
  42 #include "common_bufsiz.h"
  43
  44 /* We don't expect to see 1000+ seconds delay, unsigned is enough */
  45 #define MONOTONIC_US() ((unsigned)monotonic_us())
  46
  47 enum {
  48         UNSOLICITED   = 1 << 0,
  49         DAD           = 1 << 1,
  50         ADVERT        = 1 << 2,
  51         QUIET         = 1 << 3,
  52         QUIT_ON_REPLY = 1 << 4,
  53         BCAST_ONLY    = 1 << 5,
  54         UNICASTING    = 1 << 6,
  55         TIMEOUT       = 1 << 7,
  56 };
  57 #define GETOPT32(str_timeout, device, source) \
  58         getopt32(argv, "^" \
  59                 "UDAqfbc:+w:I:s:" \
  60                 /* DAD also sets quit_on_reply, */ \
  61                 /* advert also sets unsolicited: */ \
  62                 "\0" "=1:Df:AU", \
  63                 &count, &str_timeout, &device, &source \
  64         );
  65
  66 struct globals {
  67         struct in_addr src;
  68         struct in_addr dst;
  69         struct sockaddr_ll me;
  70         struct sockaddr_ll he;
  71
  72         int count; // = -1;
  73         unsigned last;
  74         unsigned timeout_us;
  75         unsigned start;
  76
  77         unsigned sent;
  78         unsigned brd_sent;
  79         unsigned received;
  80         unsigned brd_recv;
  81         unsigned req_recv;
  82
  83         /* should be in main(), but are here to reduce stack use: */
  84         struct ifreq ifr;
  85         struct sockaddr_in probe_saddr;
  86         sigset_t sset;
  87         unsigned char packet[4096];
  88 } FIX_ALIASING;
  89 #define src        (G.src       )
  90 #define dst        (G.dst       )
  91 #define me         (G.me        )
  92 #define he         (G.he        )
  93 #define count      (G.count     )
  94 #define last       (G.last      )
  95 #define timeout_us (G.timeout_us)
  96 #define start      (G.start     )
  97 #define sent       (G.sent      )
  98 #define brd_sent   (G.brd_sent  )
  99 #define received   (G.received  )
 100 #define brd_recv   (G.brd_recv  )
 101 #define req_recv   (G.req_recv  )
 102 //#define G (*(struct globals*)bb_common_bufsiz1)
 103 #define G (*ptr_to_globals)
 104 #define INIT_G() do { \
 105         /*setup_common_bufsiz();*/ \
 106         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 107         count = -1; \
 108 } while (0)
 109
 110 #define sock_fd 3
 111
 112 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
 113                         struct in_addr *dst_addr,
 114                         struct sockaddr_ll *ME,
 115                         struct sockaddr_ll *HE)
 116 {
 117         int err;
 118         unsigned char buf[256];
 119         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 120         unsigned char *p;
 121
 122         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
 123         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
 124         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
 125         ah->ar_pln = 4;
 126         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
 127
 128         p = (unsigned char *) (ah + 1);
 129         p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 130         p = mempcpy(p, src_addr, 4);
 131
 132         if (option_mask32 & ADVERT)
 133                 p = mempcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
 134         else
 135                 p = mempcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
 136
 137         p = mempcpy(p, dst_addr, 4);
 138
 139         err = sendto(sock_fd, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 140         if (err == p - buf) {
 141                 last = MONOTONIC_US();
 142                 sent++;
 143                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 144                         brd_sent++;
 145         }
 146         return err;
 147 }
 148
 149 static void finish(void) NORETURN;
 150 static void finish(void)
 151 {
 152         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 153                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 154                         "Received %u response(s)"
 155                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 156                         sent, brd_sent,
 157                         received,
 158                         req_recv, brd_recv);
 159         }
 160         if (option_mask32 & DAD)
 161                 exit(!!received);
 162         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 163                 exit(EXIT_SUCCESS);
 164         exit(!received);
 165 }
 166
 167 static void catcher(void)
 168 {
 169         unsigned now;
 170
 171         now = MONOTONIC_US();
 172         if (start == 0)
 173                 start = now;
 174
 175         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > timeout_us))
 176                 finish();
 177
 178         /* count < 0 means "infinite count" */
 179         if (count > 0)
 180                 count--;
 181
 182         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 183                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 184                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 185                         finish();
 186         }
 187         alarm(1);
 188 }
 189
 190 static void recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 191 {
 192         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 193         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 194         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 195
 196         /* moves below assume in_addr is 4 bytes big, ensure that */
 197         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct in_addr) != 4);
 198         BUILD_BUG_ON(sizeof(src_ip.s_addr) != 4);
 199
 200         /* Filter out wild packets */
 201         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 202          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 203          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 204                 return;
 205
 206         /* Only these types are recognized */
 207         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 208                 return;
 209
 210         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 211         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 212          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 213                 return;
 214
 215         /* Protocol must be IP. */
 216         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP)
 217          || (ah->ar_pln != 4)
 218          || (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 219          || (len < (int)(sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln)))
 220         ) {
 221                 return;
 222         }
 223
 224         move_from_unaligned32(src_ip.s_addr, p + ah->ar_hln);
 225         move_from_unaligned32(dst_ip.s_addr, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln);
 226
 227         if (dst.s_addr != src_ip.s_addr)
 228                 return;
 229         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 230                 if ((src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 231                  || (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln)))
 232                         return;
 233         } else {
 234                 /* DAD packet was:
 235                    src_ip = 0 (or some src)
 236                    src_hw = ME
 237                    dst_ip = tested address
 238                    dst_hw = <unspec>
 239
 240                    We fail, if receive request/reply with:
 241                    src_ip = tested_address
 242                    src_hw != ME
 243                    if src_ip in request was not zero, check
 244                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 245                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 246                  */
 247                 if ((memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 248                  || (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr))
 249                         return;
 250         }
 251         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 252                 int s_printed = 0;
 253
 254 //TODO: arping from iputils-s20160308 print upprcase hex in MAC, follow them?
 255                 printf("%scast re%s from %s [%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x]",
 256                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 257                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 258                         inet_ntoa(src_ip),
 259                         p[0], p[1], p[2], p[3], p[4], p[5]
 260                 );
 261                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 262                         printf("for %s", inet_ntoa(dst_ip));
 263                         s_printed = 1;
 264                 }
 265                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 266                         unsigned char *pp = p + ah->ar_hln + 4;
 267                         if (!s_printed)
 268                                 printf(" for");
 269                         printf(" [%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x]",
 270                                 pp[0], pp[1], pp[2], pp[3], pp[4], pp[5]
 271                         );
 272                 }
 273
 274                 if (last) {
 275                         unsigned diff = MONOTONIC_US() - last;
 276                         printf(" %u.%03ums\n", diff / 1000, diff % 1000);
 277                 } else {
 278                         puts(" UNSOLICITED?");
 279                 }
 280                 fflush_all();
 281         }
 282         received++;
 283         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 284                 brd_recv++;
 285         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 286                 req_recv++;
 287         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 288                 finish();
 289         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 290                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 291                 option_mask32 |= UNICASTING;
 292         }
 293 }
 294
 295 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 296 int arping_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 297 {
 298         const char *device = "eth0";
 299         char *source = NULL;
 300         char *target;
 301         char *err_str;
 302
 303         INIT_G();
 304
 305         xmove_fd(xsocket(AF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0), sock_fd);
 306
 307         // If you ever change BB_SUID_DROP to BB_SUID_REQUIRE,
 308         // drop suid root privileges here:
 309         //xsetuid(getuid());
 310
 311         {
 312                 unsigned opt;
 313                 char *str_timeout;
 314
 315                 opt = GETOPT32(str_timeout, device, source);
 316                 if (opt & TIMEOUT)
 317                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000 + 500000;
 318         }
 319
 320         target = argv[optind];
 321         err_str = xasprintf("interface %s %%s", device);
 322         xfunc_error_retval = 2;
 323
 324         /*memset(&G.ifr, 0, sizeof(G.ifr)); - zeroed by INIT_G */
 325         strncpy_IFNAMSIZ(G.ifr.ifr_name, device);
 326         ioctl_or_perror_and_die(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &G.ifr, err_str, "not found");
 327         me.sll_ifindex = G.ifr.ifr_ifindex;
 328
 329         xioctl(sock_fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &G.ifr);
 330
 331         if (!(G.ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 332                 bb_error_msg_and_die(err_str, "is down");
 333         }
 334         if (G.ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 335                 bb_error_msg(err_str, "is not ARPable");
 336                 BUILD_BUG_ON(DAD != 2);
 337                 /* exit 0 if DAD, else exit 2 */
 338                 return (~option_mask32 & DAD);
 339         }
 340
 341         /* if (!inet_aton(target, &dst)) - not needed */ {
 342                 len_and_sockaddr *lsa;
 343                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 344                 dst = lsa->u.sin.sin_addr;
 345                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 346                         free(lsa);
 347         }
 348
 349         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 350                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 351         }
 352
 353         if ((option_mask32 & (DAD|UNSOLICITED)) == UNSOLICITED && src.s_addr == 0)
 354                 src = dst;
 355
 356         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 357                 /*struct sockaddr_in probe_saddr;*/
 358                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 359
 360                 setsockopt_bindtodevice(probe_fd, device);
 361
 362                 /*memset(&G.probe_saddr, 0, sizeof(G.probe_saddr)); - zeroed by INIT_G */
 363                 G.probe_saddr.sin_family = AF_INET;
 364                 if (src.s_addr) {
 365                         /* Check that this is indeed our IP */
 366                         G.probe_saddr.sin_addr = src;
 367                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &G.probe_saddr, sizeof(G.probe_saddr));
 368                 } else { /* !(option_mask32 & DAD) case */
 369                         /* Find IP address on this iface */
 370                         G.probe_saddr.sin_port = htons(1025);
 371                         G.probe_saddr.sin_addr = dst;
 372
 373                         if (setsockopt_SOL_SOCKET_1(probe_fd, SO_DONTROUTE) != 0)
 374                                 bb_perror_msg("setsockopt(%s)", "SO_DONTROUTE");
 375                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &G.probe_saddr, sizeof(G.probe_saddr));
 376                         bb_getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &G.probe_saddr, sizeof(G.probe_saddr));
 377                         if (G.probe_saddr.sin_family != AF_INET)
 378                                 bb_error_msg_and_die("no IP address configured");
 379                         src = G.probe_saddr.sin_addr;
 380                 }
 381                 close(probe_fd);
 382         }
 383
 384         me.sll_family = AF_PACKET;
 385         //me.sll_ifindex = ifindex; - done before
 386         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 387         xbind(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 388
 389         bb_getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 390         //never happens:
 391         //if (getsockname(sock_fd, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1)
 392         //      bb_perror_msg_and_die("getsockname");
 393         if (me.sll_halen == 0) {
 394                 bb_error_msg(err_str, "is not ARPable (no ll address)");
 395                 BUILD_BUG_ON(DAD != 2);
 396                 /* exit 0 if DAD, else exit 2 */
 397                 return (~option_mask32 & DAD);
 398         }
 399         he = me;
 400         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 401
 402         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 403                 /* inet_ntoa uses static storage, can't use in same printf */
 404                 printf("ARPING %s", inet_ntoa(dst));
 405                 printf(" from %s %s\n", inet_ntoa(src), device);
 406         }
 407
 408         /*sigemptyset(&G.sset); - zeroed by INIT_G */
 409         sigaddset(&G.sset, SIGALRM);
 410         sigaddset(&G.sset, SIGINT);
 411         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT,  (void (*)(int))finish);
 412         signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGALRM, (void (*)(int))catcher);
 413
 414         /* Send the first packet, arm ALRM */
 415         catcher();
 416
 417         while (1) {
 418                 struct sockaddr_ll from;
 419                 socklen_t alen = sizeof(from);
 420                 int cc;
 421
 422                 /* Unblock SIGALRM so that the previously called alarm()
 423                  * can prevent recvfrom from blocking forever in case the
 424                  * inherited procmask is blocking SIGALRM.
 425                  */
 426                 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &G.sset, NULL);
 427
 428                 cc = recvfrom(sock_fd, G.packet, sizeof(G.packet), 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 429
 430                 /* Don't allow SIGALRMs while we process the reply */
 431                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &G.sset, NULL);
 432                 if (cc < 0) {
 433                         bb_perror_msg("recvfrom");
 434                         continue;
 435                 }
 436                 recv_pack(G.packet, cc, &from);
 437         }
 438 }