gdhcp/common.c

   1 /*
   2  *  DHCP library with GLib integration
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2007-2012  Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  *  published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  *  GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  17  *  Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  18  *
  19  */
  20
  21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  22 #include <config.h>
  23 #endif
  24
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <stdlib.h>
  27 #include <errno.h>
  28 #include <unistd.h>
  29 #include <sys/ioctl.h>
  30 #include <stdint.h>
  31 #include <string.h>
  32 #include <endian.h>
  33 #include <net/if_arp.h>
  34 #include <linux/if.h>
  35 #include <netpacket/packet.h>
  36 #include <net/ethernet.h>
  37 #include <arpa/inet.h>
  38
  39 #include "gdhcp.h"
  40 #include "common.h"
  41
  42 static const DHCPOption client_options[] = {
  43         { OPTION_IP,                    0x01 }, /* subnet-mask */
  44         { OPTION_IP | OPTION_LIST,      0x03 }, /* routers */
  45         { OPTION_IP | OPTION_LIST,      0x06 }, /* domain-name-servers */
  46         { OPTION_STRING,                0x0c }, /* hostname */
  47         { OPTION_STRING,                0x0f }, /* domain-name */
  48         { OPTION_IP | OPTION_LIST,      0x2a }, /* ntp-servers */
  49         { OPTION_U32,                   0x33 }, /* dhcp-lease-time */
  50         /* Options below will not be exposed to user */
  51         { OPTION_IP,                    0x32 }, /* requested-ip */
  52         { OPTION_U8,                    0x35 }, /* message-type */
  53         { OPTION_U32,                   0x36 }, /* server-id */
  54         { OPTION_U16,                   0x39 }, /* max-size */
  55         { OPTION_STRING,                0x3c }, /* vendor */
  56         { OPTION_STRING,                0x3d }, /* client-id */
  57         { OPTION_STRING,                0xfc }, /* UNOFFICIAL proxy-pac */
  58         { OPTION_UNKNOWN,               0x00 },
  59 };
  60
  61 GDHCPOptionType dhcp_get_code_type(uint8_t code)
  62 {
  63         int i;
  64
  65         for (i = 0; client_options[i].code; i++) {
  66                 if (client_options[i].code == code)
  67                         return client_options[i].type;
  68         }
  69
  70         return OPTION_UNKNOWN;
  71 }
  72
  73 uint8_t *dhcp_get_option(struct dhcp_packet *packet, int code)
  74 {
  75         int len, rem;
  76         uint8_t *optionptr;
  77         uint8_t overload = 0;
  78
  79         /* option bytes: [code][len][data1][data2]..[dataLEN] */
  80         optionptr = packet->options;
  81         rem = sizeof(packet->options);
  82
  83         while (1) {
  84                 if (rem <= 0)
  85                         /* Bad packet, malformed option field */
  86                         return NULL;
  87
  88                 if (optionptr[OPT_CODE] == DHCP_PADDING) {
  89                         rem--;
  90                         optionptr++;
  91
  92                         continue;
  93                 }
  94
  95                 if (optionptr[OPT_CODE] == DHCP_END) {
  96                         if (overload & FILE_FIELD) {
  97                                 overload &= ~FILE_FIELD;
  98
  99                                 optionptr = packet->file;
 100                                 rem = sizeof(packet->file);
 101
 102                                 continue;
 103                         } else if (overload & SNAME_FIELD) {
 104                                 overload &= ~SNAME_FIELD;
 105
 106                                 optionptr = packet->sname;
 107                                 rem = sizeof(packet->sname);
 108
 109                                 continue;
 110                         }
 111
 112                         break;
 113                 }
 114
 115                 len = 2 + optionptr[OPT_LEN];
 116
 117                 rem -= len;
 118                 if (rem < 0)
 119                         continue; /* complain and return NULL */
 120
 121                 if (optionptr[OPT_CODE] == code)
 122                         return optionptr + OPT_DATA;
 123
 124                 if (optionptr[OPT_CODE] == DHCP_OPTION_OVERLOAD)
 125                         overload |= optionptr[OPT_DATA];
 126
 127                 optionptr += len;
 128         }
 129
 130         return NULL;
 131 }
 132
 133 int dhcp_end_option(uint8_t *optionptr)
 134 {
 135         int i = 0;
 136
 137         while (optionptr[i] != DHCP_END) {
 138                 if (optionptr[i] != DHCP_PADDING)
 139                         i += optionptr[i + OPT_LEN] + OPT_DATA - 1;
 140
 141                 i++;
 142         }
 143
 144         return i;
 145 }
 146
 147 uint8_t *dhcpv6_get_option(struct dhcpv6_packet *packet, uint16_t pkt_len,
 148                         int code, uint16_t *option_len, int *option_count)
 149 {
 150         int rem, count = 0;
 151         uint8_t *optionptr, *found = NULL;
 152         uint16_t opt_code, opt_len, len;
 153
 154         optionptr = packet->options;
 155         rem = pkt_len - 1 - 3;
 156
 157         if (rem <= 0)
 158                 /* Bad packet */
 159                 return NULL;
 160
 161         while (1) {
 162                 opt_code = optionptr[0] << 8 | optionptr[1];
 163                 opt_len = len = optionptr[2] << 8 | optionptr[3];
 164                 len += 2 + 2; /* skip code and len */
 165
 166                 rem -= len;
 167                 if (rem < 0)
 168                         break;
 169
 170                 if (opt_code == code) {
 171                         if (option_len != NULL)
 172                                 *option_len = opt_len;
 173                         found = optionptr + 2 + 2;
 174                         count++;
 175                 }
 176
 177                 if (rem == 0)
 178                         break;
 179
 180                 optionptr += len;
 181         }
 182
 183         if (option_count != NULL)
 184                 *option_count = count;
 185
 186         return found;
 187 }
 188
 189 uint8_t *dhcpv6_get_sub_option(unsigned char *option, uint16_t max_len,
 190                         uint16_t *option_code, uint16_t *option_len)
 191 {
 192         int rem;
 193         uint16_t code, len;
 194
 195         rem = max_len - 2 - 2;
 196
 197         if (rem <= 0)
 198                 /* Bad option */
 199                 return NULL;
 200
 201         code = option[0] << 8 | option[1];
 202         len = option[2] << 8 | option[3];
 203
 204         rem -= len;
 205         if (rem < 0)
 206                 return NULL;
 207
 208         *option_code = code;
 209         *option_len = len;
 210
 211         return &option[4];
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Add an option (supplied in binary form) to the options.
 216  * Option format: [code][len][data1][data2]..[dataLEN]
 217  */
 218 void dhcp_add_binary_option(struct dhcp_packet *packet, uint8_t *addopt)
 219 {
 220         unsigned len;
 221         uint8_t *optionptr = packet->options;
 222         unsigned end = dhcp_end_option(optionptr);
 223
 224         len = OPT_DATA + addopt[OPT_LEN];
 225
 226         /* end position + (option code/length + addopt length) + end option */
 227         if (end + len + 1 >= DHCP_OPTIONS_BUFSIZE)
 228                 /* option did not fit into the packet */
 229                 return;
 230
 231         memcpy(optionptr + end, addopt, len);
 232
 233         optionptr[end + len] = DHCP_END;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Add an option (supplied in binary form) to the options.
 238  * Option format: [code][len][data1][data2]..[dataLEN]
 239  */
 240 void dhcpv6_add_binary_option(struct dhcpv6_packet *packet, uint16_t max_len,
 241                                 uint16_t *pkt_len, uint8_t *addopt)
 242 {
 243         unsigned len;
 244         uint8_t *optionptr = packet->options;
 245
 246         len = 2 + 2 + (addopt[2] << 8 | addopt[3]);
 247
 248         /* end position + (option code/length + addopt length) */
 249         if (*pkt_len + len >= max_len)
 250                 /* option did not fit into the packet */
 251                 return;
 252
 253         memcpy(optionptr + *pkt_len, addopt, len);
 254         *pkt_len += len;
 255 }
 256
 257 void dhcp_add_simple_option(struct dhcp_packet *packet, uint8_t code,
 258                                                         uint32_t data)
 259 {
 260         uint8_t option[6], len;
 261         GDHCPOptionType type = dhcp_get_code_type(code);
 262
 263         if (type == OPTION_UNKNOWN)
 264                 return;
 265
 266         option[OPT_CODE] = code;
 267
 268         len = dhcp_option_lengths[type & OPTION_TYPE_MASK];
 269         option[OPT_LEN] = len;
 270
 271 #if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
 272         data <<= 8 * (4 - len);
 273 #endif
 274
 275         dhcp_put_unaligned(data, (uint32_t *)(option + OPT_DATA));
 276         dhcp_add_binary_option(packet, option);
 277
 278         return;
 279 }
 280
 281 void dhcp_init_header(struct dhcp_packet *packet, char type)
 282 {
 283         memset(packet, 0, sizeof(*packet));
 284
 285         packet->op = BOOTREQUEST;
 286
 287         switch (type) {
 288         case DHCPOFFER:
 289         case DHCPACK:
 290         case DHCPNAK:
 291                 packet->op = BOOTREPLY;
 292         }
 293
 294         packet->htype = 1;
 295         packet->hlen = 6;
 296         packet->cookie = htonl(DHCP_MAGIC);
 297         packet->options[0] = DHCP_END;
 298
 299         dhcp_add_simple_option(packet, DHCP_MESSAGE_TYPE, type);
 300 }
 301
 302 void dhcpv6_init_header(struct dhcpv6_packet *packet, uint8_t type)
 303 {
 304         int id;
 305
 306         memset(packet, 0, sizeof(*packet));
 307
 308         packet->message = type;
 309
 310         id = random();
 311
 312         packet->transaction_id[0] = (id >> 16) & 0xff;
 313         packet->transaction_id[1] = (id >> 8) & 0xff;
 314         packet->transaction_id[2] = id & 0xff;
 315 }
 316
 317 static gboolean check_vendor(uint8_t  *option_vendor, const char *vendor)
 318 {
 319         uint8_t vendor_length = sizeof(vendor) - 1;
 320
 321         if (option_vendor[OPT_LEN - OPT_DATA] != vendor_length)
 322                 return FALSE;
 323
 324         if (memcmp(option_vendor, vendor, vendor_length) != 0)
 325                 return FALSE;
 326
 327         return TRUE;
 328 }
 329
 330 static void check_broken_vendor(struct dhcp_packet *packet)
 331 {
 332         uint8_t *vendor;
 333
 334         if (packet->op != BOOTREQUEST)
 335                 return;
 336
 337         vendor = dhcp_get_option(packet, DHCP_VENDOR);
 338         if (vendor == NULL)
 339                 return;
 340
 341         if (check_vendor(vendor, "MSFT 98") == TRUE)
 342                 packet->flags |= htons(BROADCAST_FLAG);
 343 }
 344
 345 int dhcp_recv_l3_packet(struct dhcp_packet *packet, int fd)
 346 {
 347         int n;
 348
 349         memset(packet, 0, sizeof(*packet));
 350
 351         n = read(fd, packet, sizeof(*packet));
 352         if (n < 0)
 353                 return -errno;
 354
 355         if (packet->cookie != htonl(DHCP_MAGIC))
 356                 return -EPROTO;
 357
 358         check_broken_vendor(packet);
 359
 360         return n;
 361 }
 362
 363 int dhcpv6_recv_l3_packet(struct dhcpv6_packet **packet, unsigned char *buf,
 364                         int buf_len, int fd)
 365 {
 366         int n;
 367
 368         n = read(fd, buf, buf_len);
 369         if (n < 0)
 370                 return -errno;
 371
 372         *packet = (struct dhcpv6_packet *)buf;
 373
 374         return n;
 375 }
 376
 377 /* TODO: Use glib checksum */
 378 uint16_t dhcp_checksum(void *addr, int count)
 379 {
 380         /*
 381          * Compute Internet Checksum for "count" bytes
 382          * beginning at location "addr".
 383          */
 384         int32_t sum = 0;
 385         uint16_t *source = (uint16_t *) addr;
 386
 387         while (count > 1)  {
 388                 /*  This is the inner loop */
 389                 sum += *source++;
 390                 count -= 2;
 391         }
 392
 393         /*  Add left-over byte, if any */
 394         if (count > 0) {
 395                 /* Make sure that the left-over byte is added correctly both
 396                  * with little and big endian hosts */
 397                 uint16_t tmp = 0;
 398                 *(uint8_t *) &tmp = *(uint8_t *) source;
 399                 sum += tmp;
 400         }
 401         /*  Fold 32-bit sum to 16 bits */
 402         while (sum >> 16)
 403                 sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 404
 405         return ~sum;
 406 }
 407
 408 #define IN6ADDR_ALL_DHCP_RELAY_AGENTS_AND_SERVERS_MC_INIT \
 409         { { { 0xff,0x02,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x1,0,0x2 } } } /* ff02::1:2 */
 410 static const struct in6_addr in6addr_all_dhcp_relay_agents_and_servers_mc =
 411         IN6ADDR_ALL_DHCP_RELAY_AGENTS_AND_SERVERS_MC_INIT;
 412
 413 /* from netinet/in.h */
 414 struct in6_pktinfo {
 415         struct in6_addr ipi6_addr;  /* src/dst IPv6 address */
 416         unsigned int ipi6_ifindex;  /* send/recv interface index */
 417 };
 418
 419 int dhcpv6_send_packet(int index, struct dhcpv6_packet *dhcp_pkt, int len)
 420 {
 421         struct msghdr m;
 422         struct iovec v;
 423         struct in6_pktinfo *pktinfo;
 424         struct cmsghdr *cmsg;
 425         int fd, ret;
 426         struct sockaddr_in6 dst;
 427         void *control_buf;
 428         size_t control_buf_len;
 429
 430         fd = socket(PF_INET6, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_UDP);
 431         if (fd < 0)
 432                 return -errno;
 433
 434         memset(&dst, 0, sizeof(dst));
 435         dst.sin6_family = AF_INET6;
 436         dst.sin6_port = htons(DHCPV6_SERVER_PORT);
 437
 438         dst.sin6_addr = in6addr_all_dhcp_relay_agents_and_servers_mc;
 439
 440         control_buf_len = CMSG_SPACE(sizeof(struct in6_pktinfo));
 441         control_buf = g_try_malloc0(control_buf_len);
 442         if (control_buf == NULL) {
 443                 close(fd);
 444                 return -ENOMEM;
 445         }
 446
 447         memset(&m, 0, sizeof(m));
 448         memset(&v, 0, sizeof(v));
 449
 450         m.msg_name = &dst;
 451         m.msg_namelen = sizeof(dst);
 452
 453         v.iov_base = (char *)dhcp_pkt;
 454         v.iov_len = len;
 455         m.msg_iov = &v;
 456         m.msg_iovlen = 1;
 457
 458         m.msg_control = control_buf;
 459         m.msg_controllen = control_buf_len;
 460         cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&m);
 461         cmsg->cmsg_level = IPPROTO_IPV6;
 462         cmsg->cmsg_type = IPV6_PKTINFO;
 463         cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(*pktinfo));
 464
 465         pktinfo = (struct in6_pktinfo *)CMSG_DATA(cmsg);
 466         memset(pktinfo, 0, sizeof(*pktinfo));
 467         pktinfo->ipi6_ifindex = index;
 468         m.msg_controllen = cmsg->cmsg_len;
 469
 470         ret = sendmsg(fd, &m, 0);
 471         if (ret < 0)
 472                 perror("DHCPv6 msg send failed");
 473
 474         g_free(control_buf);
 475         close(fd);
 476
 477         return ret;
 478 }
 479
 480 int dhcp_send_raw_packet(struct dhcp_packet *dhcp_pkt,
 481                 uint32_t source_ip, int source_port, uint32_t dest_ip,
 482                         int dest_port, const uint8_t *dest_arp, int ifindex)
 483 {
 484         struct sockaddr_ll dest;
 485         struct ip_udp_dhcp_packet packet;
 486         int fd, n;
 487
 488         enum {
 489                 IP_UPD_DHCP_SIZE = sizeof(struct ip_udp_dhcp_packet) -
 490                                                 EXTEND_FOR_BUGGY_SERVERS,
 491                 UPD_DHCP_SIZE = IP_UPD_DHCP_SIZE -
 492                                 offsetof(struct ip_udp_dhcp_packet, udp),
 493         };
 494
 495         fd = socket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, htons(ETH_P_IP));
 496         if (fd < 0)
 497                 return -errno;
 498
 499         memset(&dest, 0, sizeof(dest));
 500         memset(&packet, 0, sizeof(packet));
 501         packet.data = *dhcp_pkt;
 502
 503         dest.sll_family = AF_PACKET;
 504         dest.sll_protocol = htons(ETH_P_IP);
 505         dest.sll_ifindex = ifindex;
 506         dest.sll_halen = 6;
 507         memcpy(dest.sll_addr, dest_arp, 6);
 508         if (bind(fd, (struct sockaddr *)&dest, sizeof(dest)) < 0) {
 509                 close(fd);
 510                 return -errno;
 511         }
 512
 513         packet.ip.protocol = IPPROTO_UDP;
 514         packet.ip.saddr = source_ip;
 515         packet.ip.daddr = dest_ip;
 516         packet.udp.source = htons(source_port);
 517         packet.udp.dest = htons(dest_port);
 518         /* size, excluding IP header: */
 519         packet.udp.len = htons(UPD_DHCP_SIZE);
 520         /* for UDP checksumming, ip.len is set to UDP packet len */
 521         packet.ip.tot_len = packet.udp.len;
 522         packet.udp.check = dhcp_checksum(&packet, IP_UPD_DHCP_SIZE);
 523         /* but for sending, it is set to IP packet len */
 524         packet.ip.tot_len = htons(IP_UPD_DHCP_SIZE);
 525         packet.ip.ihl = sizeof(packet.ip) >> 2;
 526         packet.ip.version = IPVERSION;
 527         packet.ip.ttl = IPDEFTTL;
 528         packet.ip.check = dhcp_checksum(&packet.ip, sizeof(packet.ip));
 529
 530         /*
 531          * Currently we send full-sized DHCP packets (zero padded).
 532          * If you need to change this: last byte of the packet is
 533          * packet.data.options[dhcp_end_option(packet.data.options)]
 534          */
 535         n = sendto(fd, &packet, IP_UPD_DHCP_SIZE, 0,
 536                         (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest));
 537         close(fd);
 538
 539         if (n < 0)
 540                 return -errno;
 541
 542         return n;
 543 }
 544
 545 int dhcp_send_kernel_packet(struct dhcp_packet *dhcp_pkt,
 546                                 uint32_t source_ip, int source_port,
 547                                 uint32_t dest_ip, int dest_port)
 548 {
 549         struct sockaddr_in client;
 550         int fd, n, opt = 1;
 551
 552         enum {
 553                 DHCP_SIZE = sizeof(struct dhcp_packet) -
 554                                         EXTEND_FOR_BUGGY_SERVERS,
 555         };
 556
 557         fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_UDP);
 558         if (fd < 0)
 559                 return -errno;
 560
 561         setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
 562
 563         memset(&client, 0, sizeof(client));
 564         client.sin_family = AF_INET;
 565         client.sin_port = htons(source_port);
 566         client.sin_addr.s_addr = source_ip;
 567         if (bind(fd, (struct sockaddr *) &client, sizeof(client)) < 0) {
 568                 close(fd);
 569                 return -errno;
 570         }
 571
 572         memset(&client, 0, sizeof(client));
 573         client.sin_family = AF_INET;
 574         client.sin_port = htons(dest_port);
 575         client.sin_addr.s_addr = dest_ip;
 576         if (connect(fd, (struct sockaddr *) &client, sizeof(client)) < 0) {
 577                 close(fd);
 578                 return -errno;
 579         }
 580
 581         n = write(fd, dhcp_pkt, DHCP_SIZE);
 582
 583         close(fd);
 584
 585         if (n < 0)
 586                 return -errno;
 587
 588         return n;
 589 }
 590
 591 int dhcp_l3_socket(int port, const char *interface, int family)
 592 {
 593         int fd, opt = 1, len;
 594         struct sockaddr_in addr4;
 595         struct sockaddr_in6 addr6;
 596         struct sockaddr *addr;
 597
 598         fd = socket(family, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_UDP);
 599         if (fd < 0)
 600                 return -errno;
 601
 602         setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
 603
 604         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE,
 605                                 interface, strlen(interface) + 1) < 0) {
 606                 close(fd);
 607                 return -1;
 608         }
 609
 610         if (family == AF_INET) {
 611                 memset(&addr4, 0, sizeof(addr4));
 612                 addr4.sin_family = family;
 613                 addr4.sin_port = htons(port);
 614                 addr = (struct sockaddr *)&addr4;
 615                 len = sizeof(addr4);
 616         } else if (family == AF_INET6) {
 617                 memset(&addr6, 0, sizeof(addr6));
 618                 addr6.sin6_family = family;
 619                 addr6.sin6_port = htons(port);
 620                 addr = (struct sockaddr *)&addr6;
 621                 len = sizeof(addr6);
 622         } else {
 623                 close(fd);
 624                 return -EINVAL;
 625         }
 626
 627         if (bind(fd, addr, len) != 0) {
 628                 close(fd);
 629                 return -1;
 630         }
 631
 632         return fd;
 633 }
 634
 635 char *get_interface_name(int index)
 636 {
 637         struct ifreq ifr;
 638         int sk, err;
 639
 640         if (index < 0)
 641                 return NULL;
 642
 643         sk = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
 644         if (sk < 0) {
 645                 perror("Open socket error");
 646                 return NULL;
 647         }
 648
 649         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 650         ifr.ifr_ifindex = index;
 651
 652         err = ioctl(sk, SIOCGIFNAME, &ifr);
 653         if (err < 0) {
 654                 perror("Get interface name error");
 655                 close(sk);
 656                 return NULL;
 657         }
 658
 659         close(sk);
 660
 661         return g_strdup(ifr.ifr_name);
 662 }
 663
 664 gboolean interface_is_up(int index)
 665 {
 666         int sk, err;
 667         struct ifreq ifr;
 668         gboolean ret = FALSE;
 669
 670         sk = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
 671         if (sk < 0) {
 672                 perror("Open socket error");
 673                 return FALSE;
 674         }
 675
 676         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 677         ifr.ifr_ifindex = index;
 678
 679         err = ioctl(sk, SIOCGIFNAME, &ifr);
 680         if (err < 0) {
 681                 perror("Get interface name error");
 682                 goto done;
 683         }
 684
 685         err = ioctl(sk, SIOCGIFFLAGS, &ifr);
 686         if (err < 0) {
 687                 perror("Get interface flags error");
 688                 goto done;
 689         }
 690
 691         if (ifr.ifr_flags & IFF_UP)
 692                 ret = TRUE;
 693
 694 done:
 695         close(sk);
 696
 697         return ret;
 698 }