gdhcp/common.c

   1 /*
   2  *  DHCP library with GLib integration
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2007-2010  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 <inet.h>
  40
  41 #include "gdhcp.h"
  42 #include "common.h"
  43
  44 static const DHCPOption client_options[] = {
  45         { OPTION_IP,                    0x01 }, /* subnet-mask */
  46         { OPTION_IP | OPTION_LIST,      0x03 }, /* routers */
  47         { OPTION_IP | OPTION_LIST,      0x06 }, /* domain-name-servers */
  48         { OPTION_STRING,                0x0c }, /* hostname */
  49         { OPTION_STRING,                0x0f }, /* domain-name */
  50         { OPTION_IP | OPTION_LIST,      0x2a }, /* ntp-servers */
  51         { OPTION_U32,                   0x33 }, /* dhcp-lease-time */
  52         /* Options below will not be exposed to user */
  53         { OPTION_IP,                    0x32 }, /* requested-ip */
  54         { OPTION_U8,                    0x35 }, /* message-type */
  55         { OPTION_U32,                   0x36 }, /* server-id */
  56         { OPTION_U16,                   0x39 }, /* max-size */
  57         { OPTION_STRING,                0x3c }, /* vendor */
  58         { OPTION_STRING,                0x3d }, /* client-id */
  59         { OPTION_STRING,                0xfc }, /* UNOFFICIAL proxy-pac */
  60         { OPTION_UNKNOWN,               0x00 },
  61 };
  62
  63 GDHCPOptionType dhcp_get_code_type(uint8_t code)
  64 {
  65         int i;
  66
  67         for (i = 0; client_options[i].code; i++) {
  68                 if (client_options[i].code == code)
  69                         return client_options[i].type;
  70         }
  71
  72         return OPTION_UNKNOWN;
  73 }
  74
  75 uint8_t *dhcp_get_option(struct dhcp_packet *packet, int code)
  76 {
  77         int len, rem;
  78         uint8_t *optionptr;
  79         uint8_t overload = 0;
  80
  81         /* option bytes: [code][len][data1][data2]..[dataLEN] */
  82         optionptr = packet->options;
  83         rem = sizeof(packet->options);
  84
  85         while (1) {
  86                 if (rem <= 0)
  87                         /* Bad packet, malformed option field */
  88                         return NULL;
  89
  90                 if (optionptr[OPT_CODE] == DHCP_PADDING) {
  91                         rem--;
  92                         optionptr++;
  93
  94                         continue;
  95                 }
  96
  97                 if (optionptr[OPT_CODE] == DHCP_END) {
  98                         if (overload & FILE_FIELD) {
  99                                 overload &= ~FILE_FIELD;
 100
 101                                 optionptr = packet->file;
 102                                 rem = sizeof(packet->file);
 103
 104                                 continue;
 105                         } else if (overload & SNAME_FIELD) {
 106                                 overload &= ~SNAME_FIELD;
 107
 108                                 optionptr = packet->sname;
 109                                 rem = sizeof(packet->sname);
 110
 111                                 continue;
 112                         }
 113
 114                         break;
 115                 }
 116
 117                 len = 2 + optionptr[OPT_LEN];
 118
 119                 rem -= len;
 120                 if (rem < 0)
 121                         continue; /* complain and return NULL */
 122
 123                 if (optionptr[OPT_CODE] == code)
 124                         return optionptr + OPT_DATA;
 125
 126                 if (optionptr[OPT_CODE] == DHCP_OPTION_OVERLOAD)
 127                         overload |= optionptr[OPT_DATA];
 128
 129                 optionptr += len;
 130         }
 131
 132         return NULL;
 133 }
 134
 135 int dhcp_end_option(uint8_t *optionptr)
 136 {
 137         int i = 0;
 138
 139         while (optionptr[i] != DHCP_END) {
 140                 if (optionptr[i] != DHCP_PADDING)
 141                         i += optionptr[i + OPT_LEN] + OPT_DATA - 1;
 142
 143                 i++;
 144         }
 145
 146         return i;
 147 }
 148
 149 uint8_t *dhcpv6_get_option(struct dhcpv6_packet *packet, uint16_t pkt_len,
 150                         int code, uint16_t *option_len, int *option_count)
 151 {
 152         int rem, count = 0;
 153         uint8_t *optionptr, *found = NULL;
 154         uint16_t opt_code, opt_len, len;
 155
 156         optionptr = packet->options;
 157         rem = pkt_len - 1 - 3;
 158
 159         if (rem <= 0)
 160                 /* Bad packet */
 161                 return NULL;
 162
 163         while (1) {
 164                 opt_code = optionptr[0] << 8 | optionptr[1];
 165                 opt_len = len = optionptr[2] << 8 | optionptr[3];
 166                 len += 2 + 2; /* skip code and len */
 167
 168                 rem -= len;
 169                 if (rem < 0)
 170                         break;
 171
 172                 if (opt_code == code) {
 173                         if (option_len != NULL)
 174                                 *option_len = opt_len;
 175                         found = optionptr + 2 + 2;
 176                         count++;
 177                 }
 178
 179                 if (rem == 0)
 180                         break;
 181
 182                 optionptr += len;
 183         }
 184
 185         if (option_count != NULL)
 186                 *option_count = count;
 187
 188         return found;
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Add an option (supplied in binary form) to the options.
 193  * Option format: [code][len][data1][data2]..[dataLEN]
 194  */
 195 void dhcp_add_binary_option(struct dhcp_packet *packet, uint8_t *addopt)
 196 {
 197         unsigned len;
 198         uint8_t *optionptr = packet->options;
 199         unsigned end = dhcp_end_option(optionptr);
 200
 201         len = OPT_DATA + addopt[OPT_LEN];
 202
 203         /* end position + (option code/length + addopt length) + end option */
 204         if (end + len + 1 >= DHCP_OPTIONS_BUFSIZE)
 205                 /* option did not fit into the packet */
 206                 return;
 207
 208         memcpy(optionptr + end, addopt, len);
 209
 210         optionptr[end + len] = DHCP_END;
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Add an option (supplied in binary form) to the options.
 215  * Option format: [code][len][data1][data2]..[dataLEN]
 216  */
 217 void dhcpv6_add_binary_option(struct dhcpv6_packet *packet, uint16_t max_len,
 218                                 uint16_t *pkt_len, uint8_t *addopt)
 219 {
 220         unsigned len;
 221         uint8_t *optionptr = packet->options;
 222
 223         len = 2 + 2 + (addopt[2] << 8 | addopt[3]);
 224
 225         /* end position + (option code/length + addopt length) */
 226         if (*pkt_len + len >= max_len)
 227                 /* option did not fit into the packet */
 228                 return;
 229
 230         memcpy(optionptr + *pkt_len, addopt, len);
 231         *pkt_len += len;
 232 }
 233
 234 void dhcp_add_simple_option(struct dhcp_packet *packet, uint8_t code,
 235                                                         uint32_t data)
 236 {
 237         uint8_t option[6], len;
 238         GDHCPOptionType type = dhcp_get_code_type(code);
 239
 240         if (type == OPTION_UNKNOWN)
 241                 return;
 242
 243         option[OPT_CODE] = code;
 244
 245         len = dhcp_option_lengths[type & OPTION_TYPE_MASK];
 246         option[OPT_LEN] = len;
 247
 248 #if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
 249         data <<= 8 * (4 - len);
 250 #endif
 251
 252         dhcp_put_unaligned(data, (uint32_t *) &option[OPT_DATA]);
 253         dhcp_add_binary_option(packet, option);
 254
 255         return;
 256 }
 257
 258 void dhcp_init_header(struct dhcp_packet *packet, char type)
 259 {
 260         memset(packet, 0, sizeof(*packet));
 261
 262         packet->op = BOOTREQUEST;
 263
 264         switch (type) {
 265         case DHCPOFFER:
 266         case DHCPACK:
 267         case DHCPNAK:
 268                 packet->op = BOOTREPLY;
 269         }
 270
 271         packet->htype = 1;
 272         packet->hlen = 6;
 273         packet->cookie = htonl(DHCP_MAGIC);
 274         packet->options[0] = DHCP_END;
 275
 276         dhcp_add_simple_option(packet, DHCP_MESSAGE_TYPE, type);
 277 }
 278
 279 void dhcpv6_init_header(struct dhcpv6_packet *packet, uint8_t type)
 280 {
 281         int id;
 282
 283         memset(packet, 0, sizeof(*packet));
 284
 285         packet->message = type;
 286
 287         id = random();
 288
 289         packet->transaction_id[0] = (id >> 16) & 0xff;
 290         packet->transaction_id[1] = (id >> 8) & 0xff;
 291         packet->transaction_id[2] = id & 0xff;
 292 }
 293
 294 static gboolean check_vendor(uint8_t  *option_vendor, const char *vendor)
 295 {
 296         uint8_t vendor_length = sizeof(vendor) - 1;
 297
 298         if (option_vendor[OPT_LEN - OPT_DATA] != vendor_length)
 299                 return FALSE;
 300
 301         if (memcmp(option_vendor, vendor, vendor_length) != 0)
 302                 return FALSE;
 303
 304         return TRUE;
 305 }
 306
 307 static void check_broken_vendor(struct dhcp_packet *packet)
 308 {
 309         uint8_t *vendor;
 310
 311         if (packet->op != BOOTREQUEST)
 312                 return;
 313
 314         vendor = dhcp_get_option(packet, DHCP_VENDOR);
 315         if (vendor == NULL)
 316                 return;
 317
 318         if (check_vendor(vendor, "MSFT 98") == TRUE)
 319                 packet->flags |= htons(BROADCAST_FLAG);
 320 }
 321
 322 int dhcp_recv_l3_packet(struct dhcp_packet *packet, int fd)
 323 {
 324         int n;
 325
 326         memset(packet, 0, sizeof(*packet));
 327
 328         n = read(fd, packet, sizeof(*packet));
 329         if (n < 0)
 330                 return -errno;
 331
 332         if (packet->cookie != htonl(DHCP_MAGIC))
 333                 return -EPROTO;
 334
 335         check_broken_vendor(packet);
 336
 337         return n;
 338 }
 339
 340 int dhcpv6_recv_l3_packet(struct dhcpv6_packet **packet, unsigned char *buf,
 341                         int buf_len, int fd)
 342 {
 343         int n;
 344
 345         n = read(fd, buf, buf_len);
 346         if (n < 0)
 347                 return -errno;
 348
 349         *packet = (struct dhcpv6_packet *)buf;
 350
 351         return n;
 352 }
 353
 354 /* TODO: Use glib checksum */
 355 uint16_t dhcp_checksum(void *addr, int count)
 356 {
 357         /*
 358          * Compute Internet Checksum for "count" bytes
 359          * beginning at location "addr".
 360          */
 361         int32_t sum = 0;
 362         uint16_t *source = (uint16_t *) addr;
 363
 364         while (count > 1)  {
 365                 /*  This is the inner loop */
 366                 sum += *source++;
 367                 count -= 2;
 368         }
 369
 370         /*  Add left-over byte, if any */
 371         if (count > 0) {
 372                 /* Make sure that the left-over byte is added correctly both
 373                  * with little and big endian hosts */
 374                 uint16_t tmp = 0;
 375                 *(uint8_t *) &tmp = *(uint8_t *) source;
 376                 sum += tmp;
 377         }
 378         /*  Fold 32-bit sum to 16 bits */
 379         while (sum >> 16)
 380                 sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16);
 381
 382         return ~sum;
 383 }
 384
 385 #define IN6ADDR_ALL_DHCP_RELAY_AGENTS_AND_SERVERS_MC_INIT \
 386         { { { 0xff,0x02,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x1,0,0x2 } } } /* ff02::1:2 */
 387 static const struct in6_addr in6addr_all_dhcp_relay_agents_and_servers_mc =
 388         IN6ADDR_ALL_DHCP_RELAY_AGENTS_AND_SERVERS_MC_INIT;
 389
 390 /* from netinet/in.h */
 391 struct in6_pktinfo {
 392         struct in6_addr ipi6_addr;  /* src/dst IPv6 address */
 393         unsigned int ipi6_ifindex;  /* send/recv interface index */
 394 };
 395
 396 int dhcpv6_send_packet(int index, struct dhcpv6_packet *dhcp_pkt, int len)
 397 {
 398         struct msghdr m;
 399         struct iovec v;
 400         struct in6_pktinfo *pktinfo;
 401         struct cmsghdr *cmsg;
 402         int fd, ret;
 403         struct sockaddr_in6 dst;
 404         void *control_buf;
 405         size_t control_buf_len;
 406
 407         fd = socket(PF_INET6, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_UDP);
 408         if (fd < 0)
 409                 return -errno;
 410
 411         memset(&dst, 0, sizeof(dst));
 412         dst.sin6_family = AF_INET6;
 413         dst.sin6_port = htons(DHCPV6_SERVER_PORT);
 414
 415         dst.sin6_addr = in6addr_all_dhcp_relay_agents_and_servers_mc;
 416
 417         control_buf_len = CMSG_SPACE(sizeof(struct in6_pktinfo));
 418         control_buf = g_try_malloc0(control_buf_len);
 419         if (control_buf == NULL) {
 420                 close(fd);
 421                 return -ENOMEM;
 422         }
 423
 424         memset(&m, 0, sizeof(m));
 425         memset(&v, 0, sizeof(v));
 426
 427         m.msg_name = &dst;
 428         m.msg_namelen = sizeof(dst);
 429
 430         v.iov_base = (char *)dhcp_pkt;
 431         v.iov_len = len;
 432         m.msg_iov = &v;
 433         m.msg_iovlen = 1;
 434
 435         m.msg_control = control_buf;
 436         m.msg_controllen = control_buf_len;
 437         cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&m);
 438         cmsg->cmsg_level = IPPROTO_IPV6;
 439         cmsg->cmsg_type = IPV6_PKTINFO;
 440         cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(*pktinfo));
 441
 442         pktinfo = (struct in6_pktinfo *)CMSG_DATA(cmsg);
 443         memset(pktinfo, 0, sizeof(*pktinfo));
 444         pktinfo->ipi6_ifindex = index;
 445         m.msg_controllen = cmsg->cmsg_len;
 446
 447         ret = sendmsg(fd, &m, 0);
 448         if (ret < 0)
 449                 perror("DHCPv6 msg send failed");
 450
 451         g_free(control_buf);
 452         close(fd);
 453
 454         return ret;
 455 }
 456
 457 int dhcp_send_raw_packet(struct dhcp_packet *dhcp_pkt,
 458                 uint32_t source_ip, int source_port, uint32_t dest_ip,
 459                         int dest_port, const uint8_t *dest_arp, int ifindex)
 460 {
 461         struct sockaddr_ll dest;
 462         struct ip_udp_dhcp_packet packet;
 463         int fd, n;
 464
 465         enum {
 466                 IP_UPD_DHCP_SIZE = sizeof(struct ip_udp_dhcp_packet) -
 467                                                 EXTEND_FOR_BUGGY_SERVERS,
 468                 UPD_DHCP_SIZE = IP_UPD_DHCP_SIZE -
 469                                 offsetof(struct ip_udp_dhcp_packet, udp),
 470         };
 471
 472         fd = socket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, htons(ETH_P_IP));
 473         if (fd < 0)
 474                 return -errno;
 475
 476         memset(&dest, 0, sizeof(dest));
 477         memset(&packet, 0, sizeof(packet));
 478         packet.data = *dhcp_pkt;
 479
 480         dest.sll_family = AF_PACKET;
 481         dest.sll_protocol = htons(ETH_P_IP);
 482         dest.sll_ifindex = ifindex;
 483         dest.sll_halen = 6;
 484         memcpy(dest.sll_addr, dest_arp, 6);
 485         if (bind(fd, (struct sockaddr *)&dest, sizeof(dest)) < 0) {
 486                 close(fd);
 487                 return -errno;
 488         }
 489
 490         packet.ip.protocol = IPPROTO_UDP;
 491         packet.ip.saddr = source_ip;
 492         packet.ip.daddr = dest_ip;
 493         packet.udp.source = htons(source_port);
 494         packet.udp.dest = htons(dest_port);
 495         /* size, excluding IP header: */
 496         packet.udp.len = htons(UPD_DHCP_SIZE);
 497         /* for UDP checksumming, ip.len is set to UDP packet len */
 498         packet.ip.tot_len = packet.udp.len;
 499         packet.udp.check = dhcp_checksum(&packet, IP_UPD_DHCP_SIZE);
 500         /* but for sending, it is set to IP packet len */
 501         packet.ip.tot_len = htons(IP_UPD_DHCP_SIZE);
 502         packet.ip.ihl = sizeof(packet.ip) >> 2;
 503         packet.ip.version = IPVERSION;
 504         packet.ip.ttl = IPDEFTTL;
 505         packet.ip.check = dhcp_checksum(&packet.ip, sizeof(packet.ip));
 506
 507         /*
 508          * Currently we send full-sized DHCP packets (zero padded).
 509          * If you need to change this: last byte of the packet is
 510          * packet.data.options[dhcp_end_option(packet.data.options)]
 511          */
 512         n = sendto(fd, &packet, IP_UPD_DHCP_SIZE, 0,
 513                         (struct sockaddr *) &dest, sizeof(dest));
 514         close(fd);
 515
 516         if (n < 0)
 517                 return -errno;
 518
 519         return n;
 520 }
 521
 522 int dhcp_send_kernel_packet(struct dhcp_packet *dhcp_pkt,
 523                                 uint32_t source_ip, int source_port,
 524                                 uint32_t dest_ip, int dest_port)
 525 {
 526         struct sockaddr_in client;
 527         int fd, n, opt = 1;
 528
 529         enum {
 530                 DHCP_SIZE = sizeof(struct dhcp_packet) -
 531                                         EXTEND_FOR_BUGGY_SERVERS,
 532         };
 533
 534         fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_UDP);
 535         if (fd < 0)
 536                 return -errno;
 537
 538         setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
 539
 540         memset(&client, 0, sizeof(client));
 541         client.sin_family = AF_INET;
 542         client.sin_port = htons(source_port);
 543         client.sin_addr.s_addr = source_ip;
 544         if (bind(fd, (struct sockaddr *) &client, sizeof(client)) < 0) {
 545                 close(fd);
 546                 return -errno;
 547         }
 548
 549         memset(&client, 0, sizeof(client));
 550         client.sin_family = AF_INET;
 551         client.sin_port = htons(dest_port);
 552         client.sin_addr.s_addr = dest_ip;
 553         if (connect(fd, (struct sockaddr *) &client, sizeof(client)) < 0) {
 554                 close(fd);
 555                 return -errno;
 556         }
 557
 558         n = write(fd, dhcp_pkt, DHCP_SIZE);
 559
 560         close(fd);
 561
 562         if (n < 0)
 563                 return -errno;
 564
 565         return n;
 566 }
 567
 568 int dhcp_l3_socket(int port, const char *interface, int family)
 569 {
 570         int fd, opt = 1, len;
 571         struct sockaddr_in addr4;
 572         struct sockaddr_in6 addr6;
 573         struct sockaddr *addr;
 574
 575         fd = socket(family, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_UDP);
 576         if (fd < 0)
 577                 return -errno;
 578
 579         setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
 580
 581         if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE,
 582                                 interface, strlen(interface) + 1) < 0) {
 583                 close(fd);
 584                 return -1;
 585         }
 586
 587         if (family == AF_INET) {
 588                 memset(&addr4, 0, sizeof(addr4));
 589                 addr4.sin_family = family;
 590                 addr4.sin_port = htons(port);
 591                 addr = (struct sockaddr *)&addr4;
 592                 len = sizeof(addr4);
 593         } else if (family == AF_INET6) {
 594                 memset(&addr6, 0, sizeof(addr6));
 595                 addr6.sin6_family = family;
 596                 addr6.sin6_port = htons(port);
 597                 addr = (struct sockaddr *)&addr6;
 598                 len = sizeof(addr6);
 599         } else {
 600                 close(fd);
 601                 return -EINVAL;
 602         }
 603
 604         if (bind(fd, addr, len) != 0) {
 605                 close(fd);
 606                 return -1;
 607         }
 608
 609         return fd;
 610 }
 611
 612 char *get_interface_name(int index)
 613 {
 614         struct ifreq ifr;
 615         int sk, err;
 616
 617         if (index < 0)
 618                 return NULL;
 619
 620         sk = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
 621         if (sk < 0) {
 622                 perror("Open socket error");
 623                 return NULL;
 624         }
 625
 626         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 627         ifr.ifr_ifindex = index;
 628
 629         err = ioctl(sk, SIOCGIFNAME, &ifr);
 630         if (err < 0) {
 631                 perror("Get interface name error");
 632                 close(sk);
 633                 return NULL;
 634         }
 635
 636         close(sk);
 637
 638         return g_strdup(ifr.ifr_name);
 639 }
 640
 641 gboolean interface_is_up(int index)
 642 {
 643         int sk, err;
 644         struct ifreq ifr;
 645         gboolean ret = FALSE;
 646
 647         sk = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
 648         if (sk < 0) {
 649                 perror("Open socket error");
 650                 return FALSE;
 651         }
 652
 653         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 654         ifr.ifr_ifindex = index;
 655
 656         err = ioctl(sk, SIOCGIFNAME, &ifr);
 657         if (err < 0) {
 658                 perror("Get interface name error");
 659                 goto done;
 660         }
 661
 662         err = ioctl(sk, SIOCGIFFLAGS, &ifr);
 663         if (err < 0) {
 664                 perror("Get interface flags error");
 665                 goto done;
 666         }
 667
 668         if (ifr.ifr_flags & IFF_UP)
 669                 ret = TRUE;
 670
 671 done:
 672         close(sk);
 673
 674         return ret;
 675 }