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 <sys/ioctl.h>
  12 #include <signal.h>
  13
  14 #include <errno.h>
  15 #include <stdlib.h>
  16 #include <string.h>
  17 #include <unistd.h>
  18
  19 #include <arpa/inet.h>
  20 #include <net/if.h>
  21 #include <netinet/ether.h>
  22 #include <netpacket/packet.h>
  23
  24 #include "busybox.h"
  25
  26 static struct in_addr src;
  27 static struct in_addr dst;
  28 static struct sockaddr_ll me;
  29 static struct sockaddr_ll he;
  30 static struct timeval last;
  31
  32 enum cfg_e {
  33         dad = 1,
  34         unsolicited = 2,
  35         advert = 4,
  36         quiet = 8,
  37         quit_on_reply = 16,
  38         broadcast_only = 32,
  39         unicasting = 64
  40 };
  41 static int cfg;
  42
  43 static int s;
  44 static int count = -1;
  45 static int timeout;
  46 static int sent;
  47 static int brd_sent;
  48 static int received;
  49 static int brd_recv;
  50 static int req_recv;
  51
  52
  53 #define MS_TDIFF(tv1,tv2) ( ((tv1).tv_sec-(tv2).tv_sec)*1000 + \
  54                            ((tv1).tv_usec-(tv2).tv_usec)/1000 )
  55 static int send_pack(int sock, struct in_addr *src_addr,
  56                                          struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  57                                          struct sockaddr_ll *HE)
  58 {
  59         int err;
  60         struct timeval now;
  61         RESERVE_CONFIG_UBUFFER(buf, 256);
  62         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  63         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  64
  65         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  66         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  67         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  68         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  69         ah->ar_pln = 4;
  70         ah->ar_op = cfg&advert ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  71
  72         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  73         p += ME->sll_halen;
  74
  75         memcpy(p, src_addr, 4);
  76         p += 4;
  77
  78         if (cfg&advert)
  79                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  80         else
  81                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  82         p += ah->ar_hln;
  83
  84         memcpy(p, dst_addr, 4);
  85         p += 4;
  86
  87         gettimeofday(&now, NULL);
  88         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
  89         if (err == p - buf) {
  90                 last = now;
  91                 sent++;
  92                 if (!(cfg&unicasting))
  93                         brd_sent++;
  94         }
  95         RELEASE_CONFIG_BUFFER(buf);
  96         return err;
  97 }
  98
  99 static void finish(void)
 100 {
 101         if (!(cfg&quiet)) {
 102                 printf("Sent %d probes (%d broadcast(s))\n"
 103                         "Received %d repl%s",
 104                         sent, brd_sent,
 105                         received, (received > 1) ? "ies" : "y");
 106                 if (brd_recv || req_recv) {
 107                         printf(" (");
 108                         if (req_recv)
 109                                 printf("%d request(s)", req_recv);
 110                         if (brd_recv)
 111                                 printf("%s%d broadcast(s)", req_recv ? ", " : "", brd_recv);
 112                         putchar(')');
 113                 }
 114                 putchar('\n');
 115                 fflush(stdout);
 116         }
 117         if (cfg&dad)
 118                 exit(!!received);
 119         if (cfg&unsolicited)
 120                 exit(0);
 121         exit(!received);
 122 }
 123
 124 static void catcher(void)
 125 {
 126         struct timeval tv;
 127         static struct timeval start;
 128
 129         gettimeofday(&tv, NULL);
 130
 131         if (start.tv_sec == 0)
 132                 start = tv;
 133
 134         if (count-- == 0
 135                 || (timeout && MS_TDIFF(tv, start) > timeout * 1000 + 500))
 136                 finish();
 137
 138         if (last.tv_sec == 0 || MS_TDIFF(tv, last) > 500) {
 139                 send_pack(s, &src, &dst, &me, &he);
 140                 if (count == 0 && cfg&unsolicited)
 141                         finish();
 142         }
 143         alarm(1);
 144 }
 145
 146 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 147 {
 148         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 149         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 150         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 151
 152         /* Filter out wild packets */
 153         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST &&
 154                 FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST &&
 155                 FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 156                 return 0;
 157
 158         /* Only these types are recognised */
 159         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 160                 return 0;
 161
 162         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 163         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype) &&
 164                 (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI
 165                  || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 166                 return 0;
 167
 168         /* Protocol must be IP. */
 169         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 170                 return 0;
 171         if (ah->ar_pln != 4)
 172                 return 0;
 173         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 174                 return 0;
 175         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 176                 return 0;
 177         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 178         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 179         if (!(cfg&dad)) {
 180                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 181                         return 0;
 182                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 183                         return 0;
 184                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 185                         return 0;
 186         } else {
 187                 /* DAD packet was:
 188                    src_ip = 0 (or some src)
 189                    src_hw = ME
 190                    dst_ip = tested address
 191                    dst_hw = <unspec>
 192
 193                    We fail, if receive request/reply with:
 194                    src_ip = tested_address
 195                    src_hw != ME
 196                    if src_ip in request was not zero, check
 197                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 198                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 199                  */
 200                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 201                         return 0;
 202                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 203                         return 0;
 204                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 205                         return 0;
 206         }
 207         if (!(cfg&quiet)) {
 208                 int s_printed = 0;
 209                 struct timeval tv;
 210
 211                 gettimeofday(&tv, NULL);
 212
 213                 printf("%s %s from %s [%s]",
 214                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Unicast" : "Broadcast",
 215                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "reply" : "request",
 216                         inet_ntoa(src_ip),
 217                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 218                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 219                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 220                         s_printed = 1;
 221                 }
 222                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 223                         if (!s_printed)
 224                                 printf("for ");
 225                         printf("[%s]",
 226                                    ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 227                 }
 228
 229                 if (last.tv_sec) {
 230                         long usecs = (tv.tv_sec - last.tv_sec) * 1000000 +
 231                                 tv.tv_usec - last.tv_usec;
 232                         long msecs = (usecs + 500) / 1000;
 233
 234                         usecs -= msecs * 1000 - 500;
 235                         printf(" %ld.%03ldms\n", msecs, usecs);
 236                 } else {
 237                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 238                 }
 239                 fflush(stdout);
 240         }
 241         received++;
 242         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 243                 brd_recv++;
 244         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 245                 req_recv++;
 246         if (cfg&quit_on_reply)
 247                 finish();
 248         if (!(cfg&broadcast_only)) {
 249                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 250                 cfg |= unicasting;
 251         }
 252         return 1;
 253 }
 254
 255 int arping_main(int argc, char **argv)
 256 {
 257         char *device = "eth0";
 258         int ifindex;
 259         char *source = NULL;
 260         char *target;
 261
 262         s = xsocket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 263         ifindex = errno;
 264
 265         // Drop suid root privileges
 266         xsetuid(getuid());
 267
 268         {
 269                 unsigned long opt;
 270                 char *_count, *_timeout, *_device;
 271
 272                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 273                  * Advert also sets unsolicited.
 274                  */
 275                 bb_opt_complementally = "Df:AU";
 276                 opt = bb_getopt_ulflags(argc, argv, "DUAqfbc:w:i:s:",
 277                                                 &_count, &_timeout, &_device);
 278                 cfg |= opt & 63; /* set respective flags */
 279                 if (opt & 64) /* count */
 280                         count = atoi(_count);
 281                 if (opt & 128) /* timeout */
 282                         timeout = atoi(_timeout);
 283                 if (opt & 256) { /* interface */
 284                         if (strlen(_device) > IF_NAMESIZE) {
 285                                 bb_error_msg_and_die("Interface name `%s' must be less than %d",
 286                                                                 _device, IF_NAMESIZE);
 287                         }
 288                         device = _device;
 289                 }
 290                 if (opt & 512) /* source */
 291                         source = optarg;
 292         }
 293         argc -= optind;
 294         argv += optind;
 295
 296         if (argc != 1)
 297                 bb_show_usage();
 298
 299         target = *argv;
 300
 301
 302         if (s < 0) {
 303                 bb_default_error_retval = ifindex;
 304                 bb_perror_msg_and_die("socket");
 305         }
 306         bb_default_error_retval = 2;
 307
 308         {
 309                 struct ifreq ifr;
 310
 311                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 312                 strncpy(ifr.ifr_name, device, IFNAMSIZ - 1);
 313                 if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 314                         bb_error_msg_and_die("Interface %s not found", device);
 315                 }
 316                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 317
 318                 if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr)) {
 319                         bb_error_msg_and_die("SIOCGIFFLAGS");
 320                 }
 321                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 322                         bb_error_msg_and_die("Interface %s is down", device);
 323                 }
 324                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 325                         bb_error_msg("Interface %s is not ARPable", device);
 326                         exit(cfg&dad ? 0 : 2);
 327                 }
 328         }
 329
 330         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 331                 struct hostent *hp;
 332
 333                 hp = gethostbyname2(target, AF_INET);
 334                 if (!hp) {
 335                         bb_error_msg_and_die("invalid or unknown target %s", target);
 336                 }
 337                 memcpy(&dst, hp->h_addr, 4);
 338         }
 339
 340         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 341                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 342         }
 343
 344         if (!(cfg&dad) && cfg&unsolicited && src.s_addr == 0)
 345                 src = dst;
 346
 347         if (!(cfg&dad) || src.s_addr) {
 348                 struct sockaddr_in saddr;
 349                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 350
 351                 if (device) {
 352                         if (setsockopt
 353                                 (probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device,
 354                                  strlen(device) + 1) == -1)
 355                                 bb_error_msg("WARNING: interface %s is ignored", device);
 356                 }
 357                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 358                 saddr.sin_family = AF_INET;
 359                 if (src.s_addr) {
 360                         saddr.sin_addr = src;
 361                         if (bind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr)) == -1) {
 362                                 bb_error_msg_and_die("bind");
 363                         }
 364                 } else if (!(cfg&dad)) {
 365                         int on = 1;
 366                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 367
 368                         saddr.sin_port = htons(1025);
 369                         saddr.sin_addr = dst;
 370
 371                         if (setsockopt
 372                                 (probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, (char *) &on,
 373                                  sizeof(on)) == -1)
 374                                 bb_perror_msg("WARNING: setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 375                         if (connect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr))
 376                                 == -1) {
 377                                 bb_error_msg_and_die("connect");
 378                         }
 379                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) ==
 380                                 -1) {
 381                                 bb_error_msg_and_die("getsockname");
 382                         }
 383                         src = saddr.sin_addr;
 384                 }
 385                 close(probe_fd);
 386         };
 387
 388         me.sll_family = AF_PACKET;
 389         me.sll_ifindex = ifindex;
 390         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 391         if (bind(s, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me)) == -1) {
 392                 bb_error_msg_and_die("bind");
 393         }
 394
 395         {
 396                 socklen_t alen = sizeof(me);
 397
 398                 if (getsockname(s, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 399                         bb_error_msg_and_die("getsockname");
 400                 }
 401         }
 402         if (me.sll_halen == 0) {
 403                 bb_error_msg("Interface \"%s\" is not ARPable (no ll address)", device);
 404                 exit(cfg&dad ? 0 : 2);
 405         }
 406         he = me;
 407         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 408
 409         if (!(cfg&quiet)) {
 410                 printf("ARPING to %s from %s via %s\n",
 411                         inet_ntoa(dst), inet_ntoa(src),
 412                         device ? device : "unknown");
 413         }
 414
 415         if (!src.s_addr && !(cfg&dad)) {
 416                 bb_error_msg_and_die("no src address in the non-DAD mode");
 417         }
 418
 419         {
 420                 struct sigaction sa;
 421
 422                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 423                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 424
 425                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 426                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 427
 428                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 429                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 430         }
 431
 432         catcher();
 433
 434         while (1) {
 435                 sigset_t sset, osset;
 436                 RESERVE_CONFIG_UBUFFER(packet, 4096);
 437                 struct sockaddr_ll from;
 438                 socklen_t alen = sizeof(from);
 439                 int cc;
 440
 441                 if ((cc = recvfrom(s, packet, 4096, 0,
 442                                                    (struct sockaddr *) &from, &alen)) < 0) {
 443                         perror("recvfrom");
 444                         continue;
 445                 }
 446                 sigemptyset(&sset);
 447                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 448                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 449                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 450                 recv_pack(packet, cc, &from);
 451                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 452                 RELEASE_CONFIG_BUFFER(packet);
 453         }
 454 }