networking/arping.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * arping.c - Ping hosts by ARP requests/replies
   4  *
   5  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this tarball for details.
   6  *
   7  * Author:      Alexey Kuznetsov <kuznet@ms2.inr.ac.ru>
   8  * Busybox port: Nick Fedchik <nick@fedchik.org.ua>
   9  */
  10
  11 #include <arpa/inet.h>
  12 #include <net/if.h>
  13 #include <netinet/ether.h>
  14 #include <netpacket/packet.h>
  15
  16 #include "libbb.h"
  17
  18 /* We don't expect to see 1000+ seconds delay, unsigned is enough */
  19 #define MONOTONIC_US() ((unsigned)monotonic_us())
  20
  21 static struct in_addr src;
  22 static struct in_addr dst;
  23 static struct sockaddr_ll me;
  24 static struct sockaddr_ll he;
  25 static unsigned last;
  26
  27 enum {
  28         DAD = 1,
  29         UNSOLICITED = 2,
  30         ADVERT = 4,
  31         QUIET = 8,
  32         QUIT_ON_REPLY = 16,
  33         BCAST_ONLY = 32,
  34         UNICASTING = 64
  35 };
  36
  37 static int sock;
  38 static unsigned count = UINT_MAX;
  39 static unsigned timeout_us;
  40 static unsigned sent;
  41 static unsigned brd_sent;
  42 static unsigned received;
  43 static unsigned brd_recv;
  44 static unsigned req_recv;
  45
  46 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
  47                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  48                         struct sockaddr_ll *HE)
  49 {
  50         int err;
  51         unsigned now;
  52         unsigned char buf[256];
  53         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  54         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  55
  56         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  57         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  58         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  59         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  60         ah->ar_pln = 4;
  61         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  62
  63         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  64         p += ME->sll_halen;
  65
  66         memcpy(p, src_addr, 4);
  67         p += 4;
  68
  69         if (option_mask32 & ADVERT)
  70                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  71         else
  72                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  73         p += ah->ar_hln;
  74
  75         memcpy(p, dst_addr, 4);
  76         p += 4;
  77
  78         now = MONOTONIC_US();
  79         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
  80         if (err == p - buf) {
  81                 last = now;
  82                 sent++;
  83                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
  84                         brd_sent++;
  85         }
  86         return err;
  87 }
  88
  89 static void finish(void) ATTRIBUTE_NORETURN;
  90 static void finish(void)
  91 {
  92         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
  93                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
  94                         "Received %u repl%s"
  95                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
  96                         sent, brd_sent,
  97                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
  98                         req_recv, brd_recv);
  99         }
 100         if (option_mask32 & DAD)
 101                 exit(!!received);
 102         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 103                 exit(0);
 104         exit(!received);
 105 }
 106
 107 static void catcher(void)
 108 {
 109         static unsigned start;
 110
 111         unsigned now;
 112
 113         now = MONOTONIC_US();
 114         if (start == 0)
 115                 start = now;
 116
 117         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > (timeout_us + 500000)))
 118                 finish();
 119
 120         count--;
 121
 122         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 123                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 124                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 125                         finish();
 126         }
 127         alarm(1);
 128 }
 129
 130 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 131 {
 132         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 133         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 134         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 135
 136         /* Filter out wild packets */
 137         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 138          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 139          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 140                 return 0;
 141
 142         /* Only these types are recognised */
 143         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 144                 return 0;
 145
 146         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 147         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 148          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 149                 return 0;
 150
 151         /* Protocol must be IP. */
 152         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 153                 return 0;
 154         if (ah->ar_pln != 4)
 155                 return 0;
 156         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 157                 return 0;
 158         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 159                 return 0;
 160         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 161         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 162         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 163                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 164                         return 0;
 165                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 166                         return 0;
 167                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 168                         return 0;
 169         } else {
 170                 /* DAD packet was:
 171                    src_ip = 0 (or some src)
 172                    src_hw = ME
 173                    dst_ip = tested address
 174                    dst_hw = <unspec>
 175
 176                    We fail, if receive request/reply with:
 177                    src_ip = tested_address
 178                    src_hw != ME
 179                    if src_ip in request was not zero, check
 180                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 181                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 182                  */
 183                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 184                         return 0;
 185                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 186                         return 0;
 187                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 188                         return 0;
 189         }
 190         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 191                 int s_printed = 0;
 192
 193                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 194                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 195                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 196                         inet_ntoa(src_ip),
 197                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 198                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 199                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 200                         s_printed = 1;
 201                 }
 202                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 203                         if (!s_printed)
 204                                 printf("for ");
 205                         printf("[%s]",
 206                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 207                 }
 208
 209                 if (last) {
 210                         printf(" %u.%03ums\n", last / 1000, last % 1000);
 211                 } else {
 212                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 213                 }
 214                 fflush(stdout);
 215         }
 216         received++;
 217         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 218                 brd_recv++;
 219         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 220                 req_recv++;
 221         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 222                 finish();
 223         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 224                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 225                 option_mask32 |= UNICASTING;
 226         }
 227         return 1;
 228 }
 229
 230 int arping_main(int argc, char **argv);
 231 int arping_main(int argc, char **argv)
 232 {
 233         const char *device = "eth0";
 234         int ifindex;
 235         char *source = NULL;
 236         char *target;
 237         unsigned char *packet;
 238
 239         sock = xsocket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 240
 241         // Drop suid root privileges
 242         xsetuid(getuid());
 243
 244         {
 245                 unsigned opt;
 246                 char *str_count, *str_timeout;
 247
 248                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 249                  * Advert also sets unsolicited.
 250                  */
 251                 opt_complementary = "=1:Df:AU";
 252                 opt = getopt32(argv, "DUAqfbc:w:I:s:",
 253                                 &str_count, &str_timeout, &device, &source);
 254                 if (opt & 0x40) /* -c: count */
 255                         count = xatou(str_count);
 256                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 257                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000;
 258                 //if (opt & 0x100) /* -I: interface */
 259                 if (strlen(device) >= IF_NAMESIZE) {
 260                         bb_error_msg_and_die("interface name '%s' is too long",
 261                                                         device);
 262                 }
 263                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 264                 option_mask32 &= 0x3f; /* set respective flags */
 265         }
 266
 267         target = argv[optind];
 268
 269         xfunc_error_retval = 2;
 270
 271         {
 272                 struct ifreq ifr;
 273
 274                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 275                 strncpy(ifr.ifr_name, device, IFNAMSIZ - 1);
 276                 ioctl_or_perror_and_die(sock, SIOCGIFINDEX, &ifr, "interface %s not found", device);
 277                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 278
 279                 xioctl(sock, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 280
 281                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 282                         bb_error_msg_and_die("interface %s is down", device);
 283                 }
 284                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 285                         bb_error_msg("interface %s is not ARPable", device);
 286                         return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 287                 }
 288         }
 289
 290         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 291                 len_and_sockaddr *lsa;
 292                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 293                 memcpy(&dst, &lsa->sin.sin_addr.s_addr, 4);
 294                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 295                         free(lsa);
 296         }
 297
 298         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 299                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 300         }
 301
 302         if (!(option_mask32 & DAD) && (option_mask32 & UNSOLICITED) && src.s_addr == 0)
 303                 src = dst;
 304
 305         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 306                 struct sockaddr_in saddr;
 307                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 308
 309                 if (device) {
 310                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, strlen(device) + 1) == -1)
 311                                 bb_error_msg("warning: interface %s is ignored", device);
 312                 }
 313                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 314                 saddr.sin_family = AF_INET;
 315                 if (src.s_addr) {
 316                         saddr.sin_addr = src;
 317                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 318                 } else if (!(option_mask32 & DAD)) {
 319                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 320
 321                         saddr.sin_port = htons(1025);
 322                         saddr.sin_addr = dst;
 323
 324                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, &const_int_1, sizeof(const_int_1)) == -1)
 325                                 bb_perror_msg("warning: setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 326                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 327                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1) {
 328                                 bb_error_msg_and_die("getsockname");
 329                         }
 330                         src = saddr.sin_addr;
 331                 }
 332                 close(probe_fd);
 333         }
 334
 335         me.sll_family = AF_PACKET;
 336         me.sll_ifindex = ifindex;
 337         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 338         xbind(sock, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 339
 340         {
 341                 socklen_t alen = sizeof(me);
 342
 343                 if (getsockname(sock, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 344                         bb_error_msg_and_die("getsockname");
 345                 }
 346         }
 347         if (me.sll_halen == 0) {
 348                 bb_error_msg("interface \"%s\" is not ARPable (no ll address)", device);
 349                 return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 350         }
 351         he = me;
 352         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 353
 354         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 355                 printf("ARPING to %s from %s via %s\n",
 356                         inet_ntoa(dst), inet_ntoa(src),
 357                         device ? device : "unknown");
 358         }
 359
 360         if (!src.s_addr && !(option_mask32 & DAD)) {
 361                 bb_error_msg_and_die("no src address in the non-DAD mode");
 362         }
 363
 364         {
 365                 struct sigaction sa;
 366
 367                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 368                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 369
 370                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 371                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 372
 373                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 374                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 375         }
 376
 377         catcher();
 378
 379         packet = xmalloc(4096);
 380         while (1) {
 381                 sigset_t sset, osset;
 382                 struct sockaddr_ll from;
 383                 socklen_t alen = sizeof(from);
 384                 int cc;
 385
 386                 cc = recvfrom(sock, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 387                 if (cc < 0) {
 388                         bb_perror_msg("recvfrom");
 389                         continue;
 390                 }
 391                 sigemptyset(&sset);
 392                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 393                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 394                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 395                 recv_pack(packet, cc, &from);
 396                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 397         }
 398 }