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 enum {
  22         DAD = 1,
  23         UNSOLICITED = 2,
  24         ADVERT = 4,
  25         QUIET = 8,
  26         QUIT_ON_REPLY = 16,
  27         BCAST_ONLY = 32,
  28         UNICASTING = 64
  29 };
  30
  31 struct globals {
  32         struct in_addr src;
  33         struct in_addr dst;
  34         struct sockaddr_ll me;
  35         struct sockaddr_ll he;
  36         int sock;
  37
  38         int count; // = -1;
  39         unsigned last;
  40         unsigned timeout_us;
  41         unsigned start;
  42
  43         unsigned sent;
  44         unsigned brd_sent;
  45         unsigned received;
  46         unsigned brd_recv;
  47         unsigned req_recv;
  48 };
  49 #define G (*(struct globals*)&bb_common_bufsiz1)
  50 #define src        (G.src       )
  51 #define dst        (G.dst       )
  52 #define me         (G.me        )
  53 #define he         (G.he        )
  54 #define sock       (G.sock      )
  55 #define count      (G.count     )
  56 #define last       (G.last      )
  57 #define timeout_us (G.timeout_us)
  58 #define start      (G.start     )
  59 #define sent       (G.sent      )
  60 #define brd_sent   (G.brd_sent  )
  61 #define received   (G.received  )
  62 #define brd_recv   (G.brd_recv  )
  63 #define req_recv   (G.req_recv  )
  64 #define INIT_G() \
  65         do { \
  66                 count = -1; \
  67         } while (0)
  68
  69 static int send_pack(struct in_addr *src_addr,
  70                         struct in_addr *dst_addr, struct sockaddr_ll *ME,
  71                         struct sockaddr_ll *HE)
  72 {
  73         int err;
  74         unsigned now;
  75         unsigned char buf[256];
  76         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
  77         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
  78
  79         ah->ar_hrd = htons(ME->sll_hatype);
  80         ah->ar_hrd = htons(ARPHRD_ETHER);
  81         ah->ar_pro = htons(ETH_P_IP);
  82         ah->ar_hln = ME->sll_halen;
  83         ah->ar_pln = 4;
  84         ah->ar_op = option_mask32 & ADVERT ? htons(ARPOP_REPLY) : htons(ARPOP_REQUEST);
  85
  86         memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  87         p += ME->sll_halen;
  88
  89         memcpy(p, src_addr, 4);
  90         p += 4;
  91
  92         if (option_mask32 & ADVERT)
  93                 memcpy(p, &ME->sll_addr, ah->ar_hln);
  94         else
  95                 memcpy(p, &HE->sll_addr, ah->ar_hln);
  96         p += ah->ar_hln;
  97
  98         memcpy(p, dst_addr, 4);
  99         p += 4;
 100
 101         now = MONOTONIC_US();
 102         err = sendto(sock, buf, p - buf, 0, (struct sockaddr *) HE, sizeof(*HE));
 103         if (err == p - buf) {
 104                 last = now;
 105                 sent++;
 106                 if (!(option_mask32 & UNICASTING))
 107                         brd_sent++;
 108         }
 109         return err;
 110 }
 111
 112 static void finish(void) ATTRIBUTE_NORETURN;
 113 static void finish(void)
 114 {
 115         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 116                 printf("Sent %u probe(s) (%u broadcast(s))\n"
 117                         "Received %u repl%s"
 118                         " (%u request(s), %u broadcast(s))\n",
 119                         sent, brd_sent,
 120                         received, (received == 1) ? "ies" : "y",
 121                         req_recv, brd_recv);
 122         }
 123         if (option_mask32 & DAD)
 124                 exit(!!received);
 125         if (option_mask32 & UNSOLICITED)
 126                 exit(0);
 127         exit(!received);
 128 }
 129
 130 static void catcher(void)
 131 {
 132         unsigned now;
 133
 134         now = MONOTONIC_US();
 135         if (start == 0)
 136                 start = now;
 137
 138         if (count == 0 || (timeout_us && (now - start) > (timeout_us + 500000)))
 139                 finish();
 140
 141         /* count < 0 means "infinite count" */
 142         if (count > 0)
 143                 count--;
 144
 145         if (last == 0 || (now - last) > 500000) {
 146                 send_pack(&src, &dst, &me, &he);
 147                 if (count == 0 && (option_mask32 & UNSOLICITED))
 148                         finish();
 149         }
 150         alarm(1);
 151 }
 152
 153 static int recv_pack(unsigned char *buf, int len, struct sockaddr_ll *FROM)
 154 {
 155         struct arphdr *ah = (struct arphdr *) buf;
 156         unsigned char *p = (unsigned char *) (ah + 1);
 157         struct in_addr src_ip, dst_ip;
 158
 159         /* Filter out wild packets */
 160         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST
 161          && FROM->sll_pkttype != PACKET_BROADCAST
 162          && FROM->sll_pkttype != PACKET_MULTICAST)
 163                 return 0;
 164
 165         /* Only these types are recognised */
 166         if (ah->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) && ah->ar_op != htons(ARPOP_REPLY))
 167                 return 0;
 168
 169         /* ARPHRD check and this darned FDDI hack here :-( */
 170         if (ah->ar_hrd != htons(FROM->sll_hatype)
 171          && (FROM->sll_hatype != ARPHRD_FDDI || ah->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER)))
 172                 return 0;
 173
 174         /* Protocol must be IP. */
 175         if (ah->ar_pro != htons(ETH_P_IP))
 176                 return 0;
 177         if (ah->ar_pln != 4)
 178                 return 0;
 179         if (ah->ar_hln != me.sll_halen)
 180                 return 0;
 181         if (len < sizeof(*ah) + 2 * (4 + ah->ar_hln))
 182                 return 0;
 183         memcpy(&src_ip, p + ah->ar_hln, 4);
 184         memcpy(&dst_ip, p + ah->ar_hln + 4 + ah->ar_hln, 4);
 185         if (!(option_mask32 & DAD)) {
 186                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 187                         return 0;
 188                 if (src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 189                         return 0;
 190                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, &me.sll_addr, ah->ar_hln))
 191                         return 0;
 192         } else {
 193                 /* DAD packet was:
 194                    src_ip = 0 (or some src)
 195                    src_hw = ME
 196                    dst_ip = tested address
 197                    dst_hw = <unspec>
 198
 199                    We fail, if receive request/reply with:
 200                    src_ip = tested_address
 201                    src_hw != ME
 202                    if src_ip in request was not zero, check
 203                    also that it matches to dst_ip, otherwise
 204                    dst_ip/dst_hw do not matter.
 205                  */
 206                 if (src_ip.s_addr != dst.s_addr)
 207                         return 0;
 208                 if (memcmp(p, &me.sll_addr, me.sll_halen) == 0)
 209                         return 0;
 210                 if (src.s_addr && src.s_addr != dst_ip.s_addr)
 211                         return 0;
 212         }
 213         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 214                 int s_printed = 0;
 215
 216                 printf("%scast re%s from %s [%s]",
 217                         FROM->sll_pkttype == PACKET_HOST ? "Uni" : "Broad",
 218                         ah->ar_op == htons(ARPOP_REPLY) ? "ply" : "quest",
 219                         inet_ntoa(src_ip),
 220                         ether_ntoa((struct ether_addr *) p));
 221                 if (dst_ip.s_addr != src.s_addr) {
 222                         printf("for %s ", inet_ntoa(dst_ip));
 223                         s_printed = 1;
 224                 }
 225                 if (memcmp(p + ah->ar_hln + 4, me.sll_addr, ah->ar_hln)) {
 226                         if (!s_printed)
 227                                 printf("for ");
 228                         printf("[%s]",
 229                                 ether_ntoa((struct ether_addr *) p + ah->ar_hln + 4));
 230                 }
 231
 232                 if (last) {
 233                         printf(" %u.%03ums\n", last / 1000, last % 1000);
 234                 } else {
 235                         printf(" UNSOLICITED?\n");
 236                 }
 237                 fflush(stdout);
 238         }
 239         received++;
 240         if (FROM->sll_pkttype != PACKET_HOST)
 241                 brd_recv++;
 242         if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST))
 243                 req_recv++;
 244         if (option_mask32 & QUIT_ON_REPLY)
 245                 finish();
 246         if (!(option_mask32 & BCAST_ONLY)) {
 247                 memcpy(he.sll_addr, p, me.sll_halen);
 248                 option_mask32 |= UNICASTING;
 249         }
 250         return 1;
 251 }
 252
 253 int arping_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 254 int arping_main(int argc, char **argv)
 255 {
 256         const char *device = "eth0";
 257         int ifindex;
 258         char *source = NULL;
 259         char *target;
 260         unsigned char *packet;
 261
 262         INIT_G();
 263
 264         sock = xsocket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, 0);
 265
 266         // Drop suid root privileges
 267         xsetuid(getuid());
 268
 269         {
 270                 unsigned opt;
 271                 char *str_count, *str_timeout;
 272
 273                 /* Dad also sets quit_on_reply.
 274                  * Advert also sets unsolicited.
 275                  */
 276                 opt_complementary = "=1:Df:AU";
 277                 opt = getopt32(argv, "DUAqfbc:w:I:s:",
 278                                 &str_count, &str_timeout, &device, &source);
 279                 if (opt & 0x40) /* -c: count */
 280                         count = xatoi_u(str_count);
 281                 if (opt & 0x80) /* -w: timeout */
 282                         timeout_us = xatou_range(str_timeout, 0, INT_MAX/2000000) * 1000000;
 283                 //if (opt & 0x200) /* -s: source */
 284                 option_mask32 &= 0x3f; /* set respective flags */
 285         }
 286
 287         target = argv[optind];
 288
 289         xfunc_error_retval = 2;
 290
 291         {
 292                 struct ifreq ifr;
 293
 294                 memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 295                 strncpy(ifr.ifr_name, device, sizeof(ifr.ifr_name) - 1);
 296                 /* We use ifr.ifr_name in error msg so that problem
 297                  * with truncated name will be visible */
 298                 ioctl_or_perror_and_die(sock, SIOCGIFINDEX, &ifr, "interface %s not found", ifr.ifr_name);
 299                 ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 300
 301                 xioctl(sock, SIOCGIFFLAGS, (char *) &ifr);
 302
 303                 if (!(ifr.ifr_flags & IFF_UP)) {
 304                         bb_error_msg_and_die("interface %s is down", device);
 305                 }
 306                 if (ifr.ifr_flags & (IFF_NOARP | IFF_LOOPBACK)) {
 307                         bb_error_msg("interface %s is not ARPable", device);
 308                         return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 309                 }
 310         }
 311
 312         if (!inet_aton(target, &dst)) {
 313                 len_and_sockaddr *lsa;
 314                 lsa = xhost_and_af2sockaddr(target, 0, AF_INET);
 315                 memcpy(&dst, &lsa->sin.sin_addr.s_addr, 4);
 316                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
 317                         free(lsa);
 318         }
 319
 320         if (source && !inet_aton(source, &src)) {
 321                 bb_error_msg_and_die("invalid source address %s", source);
 322         }
 323
 324         if (!(option_mask32 & DAD) && (option_mask32 & UNSOLICITED) && src.s_addr == 0)
 325                 src = dst;
 326
 327         if (!(option_mask32 & DAD) || src.s_addr) {
 328                 struct sockaddr_in saddr;
 329                 int probe_fd = xsocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 330
 331                 if (device) {
 332                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, strlen(device) + 1) == -1)
 333                                 bb_perror_msg("cannot bind to device %s", device);
 334                 }
 335                 memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
 336                 saddr.sin_family = AF_INET;
 337                 if (src.s_addr) {
 338                         saddr.sin_addr = src;
 339                         xbind(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 340                 } else if (!(option_mask32 & DAD)) {
 341                         socklen_t alen = sizeof(saddr);
 342
 343                         saddr.sin_port = htons(1025);
 344                         saddr.sin_addr = dst;
 345
 346                         if (setsockopt(probe_fd, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, &const_int_1, sizeof(const_int_1)) == -1)
 347                                 bb_perror_msg("setsockopt(SO_DONTROUTE)");
 348                         xconnect(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, sizeof(saddr));
 349                         if (getsockname(probe_fd, (struct sockaddr *) &saddr, &alen) == -1) {
 350                                 bb_error_msg_and_die("getsockname");
 351                         }
 352                         src = saddr.sin_addr;
 353                 }
 354                 close(probe_fd);
 355         }
 356
 357         me.sll_family = AF_PACKET;
 358         me.sll_ifindex = ifindex;
 359         me.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
 360         xbind(sock, (struct sockaddr *) &me, sizeof(me));
 361
 362         {
 363                 socklen_t alen = sizeof(me);
 364
 365                 if (getsockname(sock, (struct sockaddr *) &me, &alen) == -1) {
 366                         bb_error_msg_and_die("getsockname");
 367                 }
 368         }
 369         if (me.sll_halen == 0) {
 370                 bb_error_msg("interface %s is not ARPable (no ll address)", device);
 371                 return (option_mask32 & DAD ? 0 : 2);
 372         }
 373         he = me;
 374         memset(he.sll_addr, -1, he.sll_halen);
 375
 376         if (!src.s_addr && !(option_mask32 & DAD)) {
 377                 bb_error_msg_and_die("no src address in the non-DAD mode");
 378         }
 379
 380         if (!(option_mask32 & QUIET)) {
 381                 printf("ARPING to %s from %s via %s\n",
 382                         inet_ntoa(dst), inet_ntoa(src),
 383                         device ? device : "unknown");
 384         }
 385
 386         {
 387                 struct sigaction sa;
 388
 389                 memset(&sa, 0, sizeof(sa));
 390                 sa.sa_flags = SA_RESTART;
 391
 392                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) finish;
 393                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 394
 395                 sa.sa_handler = (void (*)(int)) catcher;
 396                 sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 397         }
 398
 399         catcher();
 400
 401         packet = xmalloc(4096);
 402         while (1) {
 403                 sigset_t sset, osset;
 404                 struct sockaddr_ll from;
 405                 socklen_t alen = sizeof(from);
 406                 int cc;
 407
 408                 cc = recvfrom(sock, packet, 4096, 0, (struct sockaddr *) &from, &alen);
 409                 if (cc < 0) {
 410                         bb_perror_msg("recvfrom");
 411                         continue;
 412                 }
 413                 sigemptyset(&sset);
 414                 sigaddset(&sset, SIGALRM);
 415                 sigaddset(&sset, SIGINT);
 416                 sigprocmask(SIG_BLOCK, &sset, &osset);
 417                 recv_pack(packet, cc, &from);
 418                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &osset, NULL);
 419         }
 420 }