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 #if 0
  56 static void set_signal(int signo, void (*handler) (void))
  57 {
  58         struct sigaction sa;
  59
  60         memset(&sa, 0, sizeof(sa));
  61         sa.sa_handler = (void (*)(int)) handler;
  62         sa.sa_flags = SA_RESTART;
  63         sigaction(signo, &sa, NULL);
  64 }
  65 #endif
  66
  67 static int send_pack(int sock, struct in_addr *src_addr,
  68                                          struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  69                                          struct sockaddr_ll *HE)
  70 {
  71         int err;
  72         struct timeval now;
  73         RESERVE_CONFIG_UBUFFER(buf, 256);
  74         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  75         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  76
  77         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  78         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  79         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  80         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  81         ah->ar_pln = 4;
  82         ah->ar_op = cfg&advert ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  83
  84         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  85         p += ME->sll_halen;
  86
  87         memcpy(p, src_addr, 4);
  88         p += 4;
  89
  90         if (cfg&advert)
  91                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  92         else
  93                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  94         p += ah->ar_hln;
  95
  96         memcpy(p, dst_addr, 4);
  97         p += 4;
  98
  99         gettimeofday(&now, NULL);
 100         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 101         if (err == p - buf) {
 102                 last = now;
 103                 sent++;
 104                 if (!(cfg&unicasting))
 105                         brd_sent++;
 106         }
 107         RELEASE_CONFIG_BUFFER(buf);
 108         return err;
 109 }
 110
 111 static void finish(void)
 112 {
 113         if (!(cfg&quiet)) {
 114                 printf("Sent %d probes (%d broadcast(s))\n"
 115                         "Received %d repl%s",
 116                         sent, brd_sent,
 117                         received, (received > 1) ? "ies" : "y");
 118                 if (brd_recv || req_recv) {
 119                         printf(" (");
 120                         if (req_recv)
 121                                 printf("%d request(s)", req_recv);
 122                         if (brd_recv)
 123                                 printf("%s%d broadcast(s)", req_recv ? ", " : "", brd_recv);
 124                         putchar(')');
 125                 }
 126                 putchar('\n');
 127                 fflush(stdout);
 128         }
 129         if (cfg&dad)
 130                 exit(!!received);
 131         if (cfg&unsolicited)
 132                 exit(0);
 133         exit(!received);
 134 }
 135
 136 static void catcher(void)
 137 {
 138         struct timeval tv;
 139         static struct timeval start;
 140
 141         gettimeofday(&tv, NULL);
 142
 143         if (start.tv_sec == 0)
 144                 start = tv;
 145
 146         if (count-- == 0
 147                 || (timeout && MS_TDIFF(tv, start) > timeout * 1000 + 500))
 148                 finish();
 149
 150         if (last.tv_sec == 0 || MS_TDIFF(tv, last) > 500) {
 151                 send_pack(s, &src, &dst, &me, &he);
 152                 if (count == 0 && cfg&unsolicited)
 153                         finish();
 154         }
 155         alarm(1);
 156 }
 157
 158 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 159 {
 160         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 161         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 162         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 163
 164         /* Filter out wild packets */
 165         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST &&
 166                 FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST &&
 167                 FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 168                 return 0;
 169
 170         /* Only these types are recognised */
 171         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 172                 return 0;
 173
 174         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 175         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype) &&
 176                 (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI
 177                  || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 178                 return 0;
 179
 180         /* Protocol must be IP. */
 181         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 182                 return 0;
 183         if (ah->ar_pln != 4)
 184                 return 0;
 185         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 186                 return 0;
 187         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 188                 return 0;
 189         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 190         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 191         if (!(cfg&dad)) {
 192                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 193                         return 0;
 194                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 195                         return 0;
 196                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 197                         return 0;
 198         } else {
 199                 /* DAD packet was:
 200                    src_ip = 0 (or some src)
 201                    src_hw = ME
 202                    dst_ip = tested address
 203                    dst_hw = <unspec>
 204
 205                    We fail, if receive request/reply with:
 206                    src_ip = tested_address
 207                    src_hw != ME
 208                    if src_ip in request was not zero, check
 209                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 210                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 211                  */
 212                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 213                         return 0;
 214                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 215                         return 0;
 216                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 217                         return 0;
 218         }
 219         if (!(cfg&quiet)) {
 220                 int s_printed = 0;
 221                 struct timeval tv;
 222
 223                 gettimeofday(&tv, NULL);
 224
 225                 printf("%s %s from %s [%s]",
 226                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Unicast" : "Broadcast",
 227                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "reply" : "request",
 228                         inet_ntoa(src_ip),
 229                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 230                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 231                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 232                         s_printed = 1;
 233                 }
 234                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 235                         if (!s_printed)
 236                                 printf("for ");
 237                         printf("[%s]",
 238                                    ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 239                 }
 240
 241                 if (last.tv_sec) {
 242                         long usecs = (tv.tv_sec - last.tv_sec) * 1000000 +
 243                                 tv.tv_usec - last.tv_usec;
 244                         long msecs = (usecs + 500) / 1000;
 245
 246                         usecs -= msecs * 1000 - 500;
 247                         printf(" %ld.%03ldms\n", msecs, usecs);
 248                 } else {
 249                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 250                 }
 251                 fflush(stdout);
 252         }
 253         received++;
 254         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 255                 brd_recv++;
 256         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 257                 req_recv++;
 258         if (cfg&quit_on_reply)
 259                 finish();
 260         if (!(cfg&broadcast_only)) {
 261                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 262                 cfg |= unicasting;
 263         }
 264         return 1;
 265 }
 266
 267 int arping_main(int argc, char **argv)
 268 {
 269         char *device = "eth0";
 270         int ifindex;
 271         char *source = NULL;
 272         char *target;
 273
 274         s = socket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 275         ifindex = errno;
 276
 277         setuid(getuid());
 278
 279         {
 280                 unsigned long opt;
 281                 char *_count, *_timeout, *_device;
 282
 283                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 284                  * Advert also sets unsolicited.
 285                  */
 286                 bb_opt_complementally = "Df:AU";
 287                 opt = bb_getopt_ulflags(argc, argv, "DUAqfbc:w:i:s:",
 288                                                 &_count, &_timeout, &_device);
 289                 cfg |= opt & 63; /* set respective flags */
 290                 if (opt & 64) /* count */
 291                         count = atoi(_count);
 292                 if (opt & 128) /* timeout */
 293                         timeout = atoi(_timeout);
 294                 if (opt & 256) { /* interface */
 295                         if (strlen(_device) > IF_NAMESIZE) {
 296                                 bb_error_msg_and_die("Interface name `%s' must be less than %d",
 297                                                                 _device, IF_NAMESIZE);
 298                         }
 299                         device = _device;
 300                 }
 301                 if (opt & 512) /* source */
 302                         source = optarg;
 303         }
 304         argc -= optind;
 305         argv += optind;
 306
 307         if (argc != 1)
 308                 bb_show_usage();
 309
 310         target = *argv;
 311
 312
 313         if (s < 0) {
 314                 bb_default_error_retval = ifindex;
 315                 bb_perror_msg_and_die("socket");
 316         }
 317         bb_default_error_retval = 2;
 318
 319         {
 320                 struct ifreq ifr;
 321
 322                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 323                 strncpy(ifr.ifr_name, device, IFNAMSIZ - 1);
 324                 if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 325                         bb_error_msg_and_die("Interface %s not found", device);
 326                 }
 327                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 328
 329                 if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr)) {
 330                         bb_error_msg_and_die("SIOCGIFFLAGS");
 331                 }
 332                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 333                         bb_error_msg_and_die("Interface %s is down", device);
 334                 }
 335                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 336                         bb_error_msg("Interface %s is not ARPable", device);
 337                         exit(cfg&dad ? 0 : 2);
 338                 }
 339         }
 340
 341         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 342                 struct hostent *hp;
 343
 344                 hp = gethostbyname2(target, AF_INET);
 345                 if (!hp) {
 346                         bb_error_msg_and_die("invalid or unknown target %s", target);
 347                 }
 348                 memcpy(&dst, hp->h_addr, 4);
 349         }
 350
 351         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 352                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 353         }
 354
 355         if (!(cfg&dad) && cfg&unsolicited && src.s_addr == 0)
 356                 src = dst;
 357
 358         if (!(cfg&dad) || src.s_addr) {
 359                 struct sockaddr_in saddr;
 360                 int probe_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); /* maybe use bb_xsocket? */
 361
 362                 if (probe_fd < 0) {
 363                         bb_error_msg_and_die("socket");
 364                 }
 365                 if (device) {
 366                         if (setsockopt
 367                                 (probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device,
 368                                  strlen(device) + 1) == -1)
 369                                 bb_error_msg("WARNING: interface %s is ignored", device);
 370                 }
 371                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 372                 saddr.sin_family = AF_INET;
 373                 if (src.s_addr) {
 374                         saddr.sin_addr = src;
 375                         if (bind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr)) == -1) {
 376                                 bb_error_msg_and_die("bind");
 377                         }
 378                 } else if (!(cfg&dad)) {
 379                         int on = 1;
 380                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 381
 382                         saddr.sin_port = htons(1025);
 383                         saddr.sin_addr = dst;
 384
 385                         if (setsockopt
 386                                 (probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, (char *) &on,
 387                                  sizeof(on)) == -1)
 388                                 bb_perror_msg("WARNING: setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 389                         if (connect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr))
 390                                 == -1) {
 391                                 bb_error_msg_and_die("connect");
 392                         }
 393                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) ==
 394                                 -1) {
 395                                 bb_error_msg_and_die("getsockname");
 396                         }
 397                         src = saddr.sin_addr;
 398                 }
 399                 close(probe_fd);
 400         };
 401
 402         me.sll_family = AF_PACKET;
 403         me.sll_ifindex = ifindex;
 404         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 405         if (bind(s, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me)) == -1) {
 406                 bb_error_msg_and_die("bind");
 407         }
 408
 409         {
 410                 socklen_t alen = sizeof(me);
 411
 412                 if (getsockname(s, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 413                         bb_error_msg_and_die("getsockname");
 414                 }
 415         }
 416         if (me.sll_halen == 0) {
 417                 bb_error_msg("Interface \"%s\" is not ARPable (no ll address)", device);
 418                 exit(cfg&dad ? 0 : 2);
 419         }
 420         he = me;
 421         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 422
 423         if (!(cfg&quiet)) {
 424                 printf("ARPING to %s from %s via %s\n",
 425                         inet_ntoa(dst), inet_ntoa(src),
 426                         device ? device : "unknown");
 427         }
 428
 429         if (!src.s_addr && !(cfg&dad)) {
 430                 bb_error_msg_and_die("no src address in the non-DAD mode");
 431         }
 432
 433         {
 434                 struct sigaction sa;
 435
 436                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 437                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 438
 439                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 440                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 441
 442                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 443                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 444         }
 445
 446         catcher();
 447
 448         while (1) {
 449                 sigset_t sset, osset;
 450                 RESERVE_CONFIG_UBUFFER(packet, 4096);
 451                 struct sockaddr_ll from;
 452                 socklen_t alen = sizeof(from);
 453                 int cc;
 454
 455                 if ((cc = recvfrom(s, packet, 4096, 0,
 456                                                    (struct sockaddr *) &from, &alen)) < 0) {
 457                         perror("recvfrom");
 458                         continue;
 459                 }
 460                 sigemptyset(&sset);
 461                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 462                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 463                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 464                 recv_pack(packet, cc, &from);
 465                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 466                 RELEASE_CONFIG_BUFFER(packet);
 467         }
 468 }