networking/ntpd.c

   1 /*
   2  * NTP client/server, based on OpenNTPD 3.9p1
   3  *
   4  * Author: Adam Tkac <vonsch@gmail.com>
   5  *
   6  * Licensed under GPLv2, see file LICENSE in this tarball for details.
   7  */
   8 #include "libbb.h"
   9 #include <netinet/ip.h> /* For IPTOS_LOWDELAY definition */
  10
  11 #ifndef IP_PKTINFO
  12 # error "Sorry, your kernel has to support IP_PKTINFO"
  13 #endif
  14
  15 #define INTERVAL_QUERY_NORMAL           30      /* sync to peers every n secs */
  16 #define INTERVAL_QUERY_PATHETIC         60
  17 #define INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE        5
  18
  19 #define TRUSTLEVEL_BADPEER              6
  20 #define TRUSTLEVEL_PATHETIC             2
  21 #define TRUSTLEVEL_AGRESSIVE            8
  22 #define TRUSTLEVEL_MAX                  10
  23
  24 #define QSCALE_OFF_MIN                  0.05
  25 #define QSCALE_OFF_MAX                  0.50
  26
  27 #define QUERYTIME_MAX           15      /* single query might take n secs max */
  28 #define OFFSET_ARRAY_SIZE       8
  29 #define SETTIME_MIN_OFFSET      180     /* min offset for settime at start */
  30 #define SETTIME_TIMEOUT         15      /* max seconds to wait with -s */
  31
  32 /* Style borrowed from NTP ref/tcpdump and updated for SNTPv4 (RFC2030). */
  33
  34 /*
  35  * RFC Section 3
  36  *
  37  *    0                   1                   2                   3
  38  *    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  39  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  40  *   |                         Integer Part                          |
  41  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  42  *   |                         Fraction Part                         |
  43  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  44  *
  45  *    0                   1                   2                   3
  46  *    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  47  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  48  *   |            Integer Part       |     Fraction Part             |
  49  *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  50 */
  51 typedef struct {
  52         uint32_t int_partl;
  53         uint32_t fractionl;
  54 } l_fixedpt_t;
  55
  56 typedef struct {
  57         uint16_t int_parts;
  58         uint16_t fractions;
  59 } s_fixedpt_t;
  60
  61 enum {
  62         NTP_DIGESTSIZE     = 16,
  63         NTP_MSGSIZE_NOAUTH = 48,
  64         NTP_MSGSIZE        = (NTP_MSGSIZE_NOAUTH + 4 + NTP_DIGESTSIZE),
  65 };
  66
  67 typedef struct {
  68         uint8_t     status;     /* status of local clock and leap info */
  69         uint8_t     stratum;    /* stratum level */
  70         uint8_t     ppoll;      /* poll value */
  71         int8_t      precision;
  72         s_fixedpt_t rootdelay;
  73         s_fixedpt_t dispersion;
  74         uint32_t    refid;
  75         l_fixedpt_t reftime;
  76         l_fixedpt_t orgtime;
  77         l_fixedpt_t rectime;
  78         l_fixedpt_t xmttime;
  79         uint32_t    keyid;
  80         uint8_t     digest[NTP_DIGESTSIZE];
  81 } ntp_msg_t;
  82
  83 typedef struct {
  84         int       fd;
  85         ntp_msg_t msg;
  86         double    xmttime;
  87 } ntp_query_t;
  88
  89 enum {
  90         NTP_VERSION     = 4,
  91         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
  92         /* Leap Second Codes (high order two bits) */
  93         LI_NOWARNING    = (0 << 6),     /* no warning */
  94         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),     /* add a second (61 seconds) */
  95         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),     /* minus a second (59 seconds) */
  96         LI_ALARM        = (3 << 6),     /* alarm condition */
  97
  98         /* Status Masks */
  99         MODE_MASK       = (7 << 0),
 100         VERSION_MASK    = (7 << 3),
 101         VERSION_SHIFT   = 3,
 102         LI_MASK         = (3 << 6),
 103
 104         /* Mode values */
 105         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
 106         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
 107         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
 108         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
 109         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
 110         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
 111         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
 112         MODE_RES2       = 7,    /* reserved for private use */
 113 };
 114
 115 #define JAN_1970        2208988800UL    /* 1970 - 1900 in seconds */
 116
 117 enum client_state {
 118         STATE_NONE,
 119         STATE_QUERY_SENT,
 120         STATE_REPLY_RECEIVED,
 121 };
 122
 123 typedef struct {
 124         double          rootdelay;
 125         double          rootdispersion;
 126         double          reftime;
 127         uint32_t        refid;
 128         uint32_t        refid4;
 129         uint8_t         synced;
 130         uint8_t         leap;
 131         int8_t          precision;
 132         uint8_t         poll;
 133         uint8_t         stratum;
 134 } ntp_status_t;
 135
 136 typedef struct {
 137         ntp_status_t    status;
 138         double          offset;
 139         double          delay;
 140         double          error;
 141         time_t          rcvd;
 142         uint8_t         good;
 143 } ntp_offset_t;
 144
 145 typedef struct {
 146 //TODO:
 147 // (1) store dotted addr str, to avoid constant translations
 148 // (2) periodically re-resolve DNS names
 149         len_and_sockaddr        *lsa;
 150         ntp_query_t             query;
 151         ntp_offset_t            reply[OFFSET_ARRAY_SIZE];
 152         ntp_offset_t            update;
 153         enum client_state       state;
 154         time_t                  next;
 155         time_t                  deadline;
 156         uint8_t                 shift;
 157         uint8_t                 trustlevel;
 158 } ntp_peer_t;
 159
 160 enum {
 161         OPT_n = (1 << 0),
 162         OPT_g = (1 << 1),
 163         OPT_q = (1 << 2),
 164         /* Insert new options above this line. */
 165         /* Non-compat options: */
 166         OPT_p = (1 << 3),
 167         OPT_l = (1 << 4),
 168 };
 169
 170
 171 struct globals {
 172         unsigned        verbose;
 173 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 174         int             listen_fd;
 175 #endif
 176         llist_t         *ntp_peers;
 177         ntp_status_t    status;
 178         uint32_t        scale;
 179         uint8_t         settime;
 180         uint8_t         firstadj;
 181         smallint        peer_cnt;
 182 };
 183 #define G (*ptr_to_globals)
 184
 185
 186 static const int const_IPTOS_LOWDELAY = IPTOS_LOWDELAY;
 187
 188
 189 static void
 190 set_next(ntp_peer_t *p, time_t t)
 191 {
 192         p->next = time(NULL) + t;
 193         p->deadline = 0;
 194 }
 195
 196 static void
 197 add_peers(const char *s)
 198 {
 199         ntp_peer_t *p;
 200
 201         p = xzalloc(sizeof(*p));
 202 //TODO: big ntpd uses all IPs, not just 1st, do we need to mimic that?
 203         p->lsa = xhost2sockaddr(s, 123);
 204         p->query.fd = -1;
 205         p->query.msg.status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
 206         if (STATE_NONE != 0)
 207                 p->state = STATE_NONE;
 208         p->trustlevel = TRUSTLEVEL_PATHETIC;
 209         p->query.fd = -1;
 210         set_next(p, 0);
 211
 212         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
 213         G.peer_cnt++;
 214 }
 215
 216 static double
 217 gettime(void)
 218 {
 219         struct timeval tv;
 220         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 221         return (tv.tv_sec + JAN_1970 + 1.0e-6 * tv.tv_usec);
 222 }
 223
 224
 225 static void
 226 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
 227 {
 228         tv->tv_sec = (long)d;
 229         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
 230 }
 231
 232 static double
 233 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
 234 {
 235         double ret;
 236         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
 237         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
 238         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
 239         return ret;
 240 }
 241
 242 static double
 243 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
 244 {
 245         double ret;
 246         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
 247         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
 248         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
 249         return ret;
 250 }
 251
 252 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 253 static l_fixedpt_t
 254 d_to_lfp(double d)
 255 {
 256         l_fixedpt_t lfp;
 257         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
 258         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
 259         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
 260         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
 261         return lfp;
 262 }
 263
 264 static s_fixedpt_t
 265 d_to_sfp(double d)
 266 {
 267         s_fixedpt_t sfp;
 268         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
 269         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
 270         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
 271         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
 272         return sfp;
 273 }
 274 #endif
 275
 276 static void
 277 set_deadline(ntp_peer_t *p, time_t t)
 278 {
 279         p->deadline = time(NULL) + t;
 280         p->next = 0;
 281 }
 282
 283 static time_t
 284 error_interval(void)
 285 {
 286         time_t interval, r;
 287         interval = INTERVAL_QUERY_PATHETIC * QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 288         r = (unsigned)random() % (unsigned long)(interval / 10);
 289         return (interval + r);
 290 }
 291
 292 static int
 293 sendmsg_wrap(int fd,
 294                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
 295                 ntp_msg_t *msg, ssize_t len)
 296 {
 297         ssize_t ret;
 298
 299         errno = 0;
 300         if (!from) {
 301                 ret = sendto(fd, msg, len, 0, to, addrlen);
 302         } else {
 303                 ret = send_to_from(fd, msg, len, 0, to, from, addrlen);
 304         }
 305         if (ret != len) {
 306                 bb_perror_msg("send failed");
 307                 return -1;
 308         }
 309         return 0;
 310 }
 311
 312 static int
 313 client_query(ntp_peer_t *p)
 314 {
 315         if (p->query.fd == -1) {
 316                 p->query.fd = xsocket(p->lsa->u.sa.sa_family, SOCK_DGRAM, 0);
 317 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 318                 if (p->lsa->u.sa.sa_family == AF_INET)
 319 #endif
 320                         setsockopt(p->query.fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 321         }
 322
 323         /*
 324          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
 325          * server will copy said number into the originate field on the
 326          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
 327          *
 328          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
 329          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
 330          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
 331          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
 332          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
 333          *
 334          * Save the real transmit timestamp locally.
 335          */
 336
 337         p->query.msg.xmttime.int_partl = random();
 338         p->query.msg.xmttime.fractionl = random();
 339         p->query.xmttime = gettime();
 340
 341         if (sendmsg_wrap(p->query.fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->lsa->len,
 342                         &p->query.msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1) {
 343                 set_next(p, INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 344                 return -1;
 345         }
 346
 347         p->state = STATE_QUERY_SENT;
 348         set_deadline(p, QUERYTIME_MAX);
 349
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 static int
 354 offset_compare(const void *aa, const void *bb)
 355 {
 356         const ntp_peer_t *const *a = aa;
 357         const ntp_peer_t *const *b = bb;
 358         if ((*a)->update.offset < (*b)->update.offset)
 359                 return -1;
 360         return ((*a)->update.offset > (*b)->update.offset);
 361 }
 362
 363 static uint32_t
 364 updated_scale(double offset)
 365 {
 366         if (offset < 0)
 367                 offset = -offset;
 368         if (offset > QSCALE_OFF_MAX)
 369                 return 1;
 370         if (offset < QSCALE_OFF_MIN)
 371                 return QSCALE_OFF_MAX / QSCALE_OFF_MIN;
 372         return QSCALE_OFF_MAX / offset;
 373 }
 374
 375 static void
 376 adjtime_wrap(void)
 377 {
 378         ntp_peer_t       *p;
 379         unsigned          offset_cnt;
 380         int               i = 0;
 381         ntp_peer_t      **peers;
 382         double            offset_median;
 383         llist_t          *item;
 384         len_and_sockaddr *lsa;
 385         struct timeval    tv, olddelta;
 386
 387         offset_cnt = 0;
 388         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 389                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 390                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 391                         continue;
 392                 if (!p->update.good)
 393                         return;
 394                 offset_cnt++;
 395         }
 396
 397         peers = xzalloc(sizeof(ntp_peer_t *) * offset_cnt);
 398         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 399                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 400                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 401                         continue;
 402                 peers[i++] = p;
 403         }
 404
 405         qsort(peers, offset_cnt, sizeof(ntp_peer_t *), offset_compare);
 406
 407         if (offset_cnt != 0) {
 408                 if ((offset_cnt & 1) == 0) {
 409 //TODO: try offset_cnt /= 2...
 410                         offset_median =
 411                             (peers[offset_cnt / 2 - 1]->update.offset +
 412                             peers[offset_cnt / 2]->update.offset) / 2;
 413                         G.status.rootdelay =
 414                             (peers[offset_cnt / 2 - 1]->update.delay +
 415                             peers[offset_cnt / 2]->update.delay) / 2;
 416                         G.status.stratum = MAX(
 417                             peers[offset_cnt / 2 - 1]->update.status.stratum,
 418                             peers[offset_cnt / 2]->update.status.stratum);
 419                 } else {
 420                         offset_median = peers[offset_cnt / 2]->update.offset;
 421                         G.status.rootdelay = peers[offset_cnt / 2]->update.delay;
 422                         G.status.stratum = peers[offset_cnt / 2]->update.status.stratum;
 423                 }
 424                 G.status.leap = peers[offset_cnt / 2]->update.status.leap;
 425
 426                 bb_info_msg("adjusting local clock by %fs", offset_median);
 427
 428                 d_to_tv(offset_median, &tv);
 429                 if (adjtime(&tv, &olddelta) == -1)
 430                         bb_error_msg("adjtime failed");
 431                 else if (!G.firstadj
 432                  && olddelta.tv_sec == 0
 433                  && olddelta.tv_usec == 0
 434                  && !G.status.synced
 435                 ) {
 436                         bb_info_msg("clock synced");
 437                         G.status.synced = 1;
 438                 } else if (G.status.synced) {
 439                         bb_info_msg("clock unsynced");
 440                         G.status.synced = 0;
 441                 }
 442
 443                 G.firstadj = 0;
 444                 G.status.reftime = gettime();
 445                 G.status.stratum++;     /* one more than selected peer */
 446                 G.scale = updated_scale(offset_median);
 447
 448                 G.status.refid4 = peers[offset_cnt / 2]->update.status.refid4;
 449
 450                 lsa = peers[offset_cnt / 2]->lsa;
 451                 G.status.refid =
 452 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 453                         lsa->u.sa.sa_family != AF_INET ?
 454                                 G.status.refid4 :
 455 #endif
 456                                 lsa->u.sin.sin_addr.s_addr;
 457         }
 458
 459         free(peers);
 460
 461         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 462                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 463                 p->update.good = 0;
 464         }
 465 }
 466
 467 static void
 468 settime(double offset)
 469 {
 470         ntp_peer_t *p;
 471         llist_t         *item;
 472         struct timeval  tv, curtime;
 473         char            buf[80];
 474         time_t          tval;
 475
 476         if (!G.settime)
 477                 goto bail;
 478
 479         G.settime = 0;
 480
 481         /* if the offset is small, don't call settimeofday */
 482         if (offset < SETTIME_MIN_OFFSET && offset > -SETTIME_MIN_OFFSET)
 483                 goto bail;
 484
 485         gettimeofday(&curtime, NULL); /* never fails */
 486
 487         d_to_tv(offset, &tv);
 488         curtime.tv_usec += tv.tv_usec + 1000000;
 489         curtime.tv_sec += tv.tv_sec - 1 + (curtime.tv_usec / 1000000);
 490         curtime.tv_usec %= 1000000;
 491
 492         if (settimeofday(&curtime, NULL) == -1) {
 493                 bb_error_msg("settimeofday");
 494                 goto bail;
 495         }
 496
 497         tval = curtime.tv_sec;
 498         strftime(buf, sizeof(buf), "%a %b %e %H:%M:%S %Z %Y", localtime(&tval));
 499
 500         /* Do we want to print message below to system log when daemonized? */
 501         bb_info_msg("set local clock to %s (offset %fs)", buf, offset);
 502
 503         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 504                 p = (ntp_peer_t *) item->data;
 505                 if (p->next)
 506                         p->next -= offset;
 507                 if (p->deadline)
 508                         p->deadline -= offset;
 509         }
 510
 511  bail:
 512         if (option_mask32 & OPT_q)
 513                 exit(0);
 514 }
 515
 516 static void
 517 client_update(ntp_peer_t *p)
 518 {
 519         int i, best = 0, good = 0;
 520
 521         /*
 522          * clock filter
 523          * find the offset which arrived with the lowest delay
 524          * use that as the peer update
 525          * invalidate it and all older ones
 526          */
 527
 528         for (i = 0; good == 0 && i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++) {
 529                 if (p->reply[i].good) {
 530                         good++;
 531                         best = i;
 532                 }
 533         }
 534
 535         for (; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++) {
 536                 if (p->reply[i].good) {
 537                         good++;
 538                         if (p->reply[i].delay < p->reply[best].delay)
 539                                 best = i;
 540                 }
 541         }
 542
 543         if (good < 8)
 544                 return;
 545
 546         memcpy(&p->update, &p->reply[best], sizeof(p->update));
 547         adjtime_wrap();
 548
 549         for (i = 0; i < OFFSET_ARRAY_SIZE; i++)
 550                 if (p->reply[i].rcvd <= p->reply[best].rcvd)
 551                         p->reply[i].good = 0;
 552 }
 553
 554 static time_t
 555 scale_interval(time_t requested)
 556 {
 557         time_t interval, r;
 558         interval = requested * G.scale;
 559         r = (unsigned)random() % (unsigned long)(MAX(5, interval / 10));
 560         return (interval + r);
 561 }
 562
 563 static void
 564 client_dispatch(ntp_peer_t *p)
 565 {
 566         char                     *addr;
 567         ssize_t                  size;
 568         ntp_msg_t                msg;
 569         double                   T1, T2, T3, T4;
 570         time_t                   interval;
 571         ntp_offset_t            *offset;
 572
 573         addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->lsa->u.sa);
 574
 575 //TODO: use MSG_DONTWAIT flag?
 576         size = recv(p->query.fd, &msg, sizeof(msg), 0);
 577         if (size == -1) {
 578                 bb_perror_msg("recv(%s) error", addr);
 579                 if (errno == EHOSTUNREACH || errno == EHOSTDOWN
 580                  || errno == ENETUNREACH || errno == ENETDOWN
 581                  || errno == ECONNREFUSED || errno == EADDRNOTAVAIL
 582                 ) {
 583 //TODO: always do this?
 584                         set_next(p, error_interval());
 585                         goto bail;
 586                 }
 587                 xfunc_die();
 588         }
 589
 590         T4 = gettime();
 591
 592         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 593                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", addr);
 594                 goto bail;
 595         }
 596
 597         if (msg.orgtime.int_partl != p->query.msg.xmttime.int_partl
 598          || msg.orgtime.fractionl != p->query.msg.xmttime.fractionl
 599         ) {
 600                 goto bail;
 601         }
 602
 603         if ((msg.status & LI_ALARM) == LI_ALARM
 604          || msg.stratum == 0
 605          || msg.stratum > NTP_MAXSTRATUM
 606         ) {
 607                 interval = error_interval();
 608                 bb_info_msg("reply from %s: not synced, next query %ds", addr, (int) interval);
 609                 goto bail;
 610         }
 611
 612         /*
 613          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
 614          *
 615          *     Timestamp Name          ID   When Generated
 616          *     ------------------------------------------------------------
 617          *     Originate Timestamp     T1   time request sent by client
 618          *     Receive Timestamp       T2   time request received by server
 619          *     Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
 620          *     Destination Timestamp   T4   time reply received by client
 621          *
 622          *  The roundtrip delay d and local clock offset t are defined as
 623          *
 624          *    d = (T4 - T1) - (T3 - T2)     t = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2.
 625          */
 626
 627         T1 = p->query.xmttime;
 628         T2 = lfp_to_d(msg.rectime);
 629         T3 = lfp_to_d(msg.xmttime);
 630
 631         offset = &p->reply[p->shift];
 632
 633         offset->offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
 634         offset->delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
 635         if (offset->delay < 0) {
 636                 interval = error_interval();
 637                 set_next(p, interval);
 638                 bb_info_msg("reply from %s: negative delay %f", addr, p->reply[p->shift].delay);
 639                 goto bail;
 640         }
 641         offset->error = (T2 - T1) - (T3 - T4);
 642         offset->rcvd = time(NULL);
 643         offset->good = 1;
 644
 645         offset->status.leap = (msg.status & LI_MASK);
 646         offset->status.precision = msg.precision;
 647         offset->status.rootdelay = sfp_to_d(msg.rootdelay);
 648         offset->status.rootdispersion = sfp_to_d(msg.dispersion);
 649         offset->status.refid = ntohl(msg.refid);
 650         offset->status.refid4 = msg.xmttime.fractionl;
 651         offset->status.reftime = lfp_to_d(msg.reftime);
 652         offset->status.poll = msg.ppoll;
 653         offset->status.stratum = msg.stratum;
 654
 655         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_PATHETIC)
 656                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_PATHETIC);
 657         else if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_AGRESSIVE)
 658                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_AGRESSIVE);
 659         else
 660                 interval = scale_interval(INTERVAL_QUERY_NORMAL);
 661
 662         set_next(p, interval);
 663         p->state = STATE_REPLY_RECEIVED;
 664
 665         /* every received reply which we do not discard increases trust */
 666         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_MAX) {
 667                 if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER
 668                  && p->trustlevel + 1 >= TRUSTLEVEL_BADPEER
 669                 ) {
 670                         bb_info_msg("peer %s now valid", addr);
 671                 }
 672                 p->trustlevel++;
 673         }
 674
 675         bb_info_msg("reply from %s: offset %f delay %f, next query %ds", addr,
 676                         offset->offset, offset->delay, (int) interval);
 677
 678         client_update(p);
 679         settime(offset->offset);
 680
 681         if (++p->shift >= OFFSET_ARRAY_SIZE)
 682                 p->shift = 0;
 683
 684  bail:
 685         free(addr);
 686 }
 687
 688 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 689 static void
 690 server_dispatch(int fd)
 691 {
 692         ssize_t          size;
 693         uint8_t          version;
 694         double           rectime;
 695         len_and_sockaddr *to;
 696         struct sockaddr  *from;
 697         ntp_msg_t        msg;
 698         uint8_t          query_status;
 699         uint8_t          query_ppoll;
 700         l_fixedpt_t      query_xmttime;
 701
 702         to = get_sock_lsa(G.listen_fd);
 703         from = xzalloc(to->len);
 704
 705 //TODO: use MGS_DONTWAIT flag?
 706         size = recv_from_to(fd, &msg, sizeof(msg), 0, from, &to->u.sa, to->len);
 707         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
 708                 char *addr;
 709                 if (size < 0)
 710                         bb_error_msg_and_die("recv_from_to");
 711                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
 712                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", addr);
 713                 free(addr);
 714                 goto bail;
 715         }
 716
 717         query_status = msg.status;
 718         query_ppoll = msg.ppoll;
 719         query_xmttime = msg.xmttime;
 720
 721         /* Build a reply packet */
 722         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
 723         msg.status = G.status.synced ? G.status.leap : LI_ALARM;
 724         msg.status |= (query_status & VERSION_MASK);
 725         msg.status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
 726                          MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
 727         msg.stratum = G.status.stratum;
 728         msg.ppoll = query_ppoll;
 729         msg.precision = G.status.precision;
 730         rectime = gettime();
 731         msg.xmttime = msg.rectime = d_to_lfp(rectime);
 732         msg.reftime = d_to_lfp(G.status.reftime);
 733         //msg.xmttime = d_to_lfp(gettime()); // = msg.rectime
 734         msg.orgtime = query_xmttime;
 735         msg.rootdelay = d_to_sfp(G.status.rootdelay);
 736         version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
 737         msg.refid = (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.status.refid4 : G.status.refid;
 738
 739         /* We reply from the address packet was sent to,
 740          * this makes to/from look swapped here: */
 741         sendmsg_wrap(fd,
 742                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
 743                 &msg, size);
 744
 745  bail:
 746         free(to);
 747         free(from);
 748 }
 749 #endif
 750
 751 /* Upstream ntpd's options:
 752  *
 753  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
 754  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
 755  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
 756  *      multicast client and symmetric passive associations.
 757  *      This is the default.
 758  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
 759  *      multicast client and symmetric passive associations.
 760  *      This is almost never a good idea.
 761  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
 762  * -c conffile
 763  *      Specify the name and path of the configuration file,
 764  *      default /etc/ntp.conf
 765  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
 766  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
 767  * -D level
 768  *      Specify debugging level directly.
 769  * -f driftfile
 770  *      Specify the name and path of the frequency file.
 771  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
 772  *      configuration command.
 773  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
 774  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
 775  *      by default. This option allows the time to be set to any value
 776  *      without restriction; however, this can happen only once.
 777  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
 778  *      with a message to the system log. This option can be used
 779  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
 780  * -i jaildir
 781  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
 782  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
 783  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
 784  *      You may need to also specify a -u option.
 785  * -k keyfile
 786  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
 787  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
 788  *      as the "keys FILE" configuration command.
 789  * -l logfile
 790  *      Specify the name and path of the log file. The default
 791  *      is the system log file. This is the same operation as
 792  *      the "logfile FILE" configuration command.
 793  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
 794  * -n   Don't fork.
 795  * -N   To the extent permitted by the operating system,
 796  *      run the ntpd at the highest priority.
 797  * -p pidfile
 798  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
 799  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
 800  *      configuration command.
 801  * -P priority
 802  *      To the extent permitted by the operating system,
 803  *      run the ntpd at the specified priority.
 804  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
 805  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
 806  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
 807  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
 808  * -r broadcastdelay
 809  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
 810  *      server to this client. This is necessary only if the delay
 811  *      cannot be computed automatically by the protocol.
 812  * -s statsdir
 813  *      Specify the directory path for files created by the statistics
 814  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
 815  *      configuration command.
 816  * -t key
 817  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
 818  *      more than once.
 819  * -u user[:group]
 820  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
 821  * -v variable
 822  * -V variable
 823  *      Add a system variable listed by default.
 824  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
 825  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
 826  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
 827  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
 828  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
 829  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
 830  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
 831  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
 832  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
 833  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
 834  */
 835
 836 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
 837  * in main loop.
 838  */
 839 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
 840 {
 841         unsigned opts;
 842         llist_t *peers;
 843
 844         srandom(getpid());
 845         /* tzset(); - why? it's called automatically when needed, no? */
 846
 847         if (getuid())
 848                 bb_error_msg_and_die("need root privileges");
 849
 850         peers = NULL;
 851         opt_complementary = "dd:p::"; /* d: counter, p: list */
 852         opts = getopt32(argv,
 853                         "ngq" /* compat */
 854                         "p:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
 855                         "d" /* compat */
 856                         "46aAbLNx", /* compat, ignored */
 857                         &peers, &G.verbose);
 858 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 859         G.listen_fd = -1;
 860         if (opts & OPT_l) {
 861                 G.listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
 862                 socket_want_pktinfo(G.listen_fd);
 863                 setsockopt(G.listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
 864         }
 865 #endif
 866         if (opts & OPT_g)
 867                 G.settime = 1;
 868         while (peers)
 869                 add_peers(llist_pop(&peers));
 870         if (!(opts & OPT_n)) {
 871                 logmode = LOGMODE_NONE;
 872                 bb_daemonize(DAEMON_DEVNULL_STDIO);
 873         }
 874
 875         /* Set some globals */
 876         {
 877                 int prec = 0;
 878                 int b;
 879 #if 0
 880                 struct timespec tp;
 881                 /* We can use sys_clock_getres but assuming 10ms tick should be fine */
 882                 clock_getres(CLOCK_REALTIME, &tp);
 883                 tp.tv_sec = 0;
 884                 tp.tv_nsec = 10000000;
 885                 b = 1000000000 / tp.tv_nsec;    /* convert to Hz */
 886 #else
 887                 b = 100; /* b = 1000000000/10000000 = 100 */
 888 #endif
 889                 while (b > 1)
 890                         prec--, b >>= 1;
 891                 G.status.precision = prec;
 892         }
 893         G.scale = 1;
 894         G.firstadj = 1;
 895
 896         bb_signals((1 << SIGTERM) | (1 << SIGINT), record_signo);
 897         bb_signals((1 << SIGPIPE) | (1 << SIGHUP), SIG_IGN);
 898 }
 899
 900 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 901 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 902 {
 903         struct globals g;
 904         struct pollfd *pfd;
 905         ntp_peer_t **idx2peer;
 906
 907         memset(&g, 0, sizeof(g));
 908         SET_PTR_TO_GLOBALS(&g);
 909
 910         ntp_init(argv);
 911
 912         {
 913                 unsigned new_cnt = g.peer_cnt;
 914                 idx2peer = xzalloc(sizeof(void *) * new_cnt);
 915                 /* if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
 916                 pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * (new_cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER));
 917         }
 918
 919         while (!bb_got_signal) {
 920                 llist_t *item;
 921                 unsigned i, j, first_peer_idx;
 922                 unsigned sent_cnt, trial_cnt;
 923                 int nfds, timeout;
 924                 time_t nextaction;
 925
 926                 nextaction = time(NULL) + 3600;
 927
 928                 i = 0;
 929 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 930                 if (g.listen_fd != -1) {
 931                         pfd[0].fd = g.listen_fd;
 932                         pfd[0].events = POLLIN;
 933                         i++;
 934                 }
 935 #endif
 936                 first_peer_idx = i;
 937                 sent_cnt = trial_cnt = 0;
 938                 for (item = g.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 939                         ntp_peer_t *p = (ntp_peer_t *) item->data;
 940
 941                         if (p->next > 0 && p->next <= time(NULL)) {
 942                                 trial_cnt++;
 943                                 if (client_query(p) == 0)
 944                                         sent_cnt++;
 945                         }
 946                         if (p->next > 0 && p->next < nextaction)
 947                                 nextaction = p->next;
 948                         if (p->deadline > 0 && p->deadline < nextaction)
 949                                 nextaction = p->deadline;
 950
 951                         if (p->deadline > 0 && p->deadline <= time(NULL)) {
 952                                 char *addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->lsa->u.sa);
 953
 954                                 timeout = error_interval();
 955                                 bb_info_msg("no reply from %s received in time, "
 956                                                 "next query %ds", addr, timeout);
 957                                 if (p->trustlevel >= TRUSTLEVEL_BADPEER) {
 958                                         p->trustlevel /= 2;
 959                                         if (p->trustlevel < TRUSTLEVEL_BADPEER)
 960                                                 bb_info_msg("peer %s now invalid", addr);
 961                                 }
 962                                 free(addr);
 963
 964                                 set_next(p, timeout);
 965                         }
 966
 967                         if (p->state == STATE_QUERY_SENT) {
 968                                 pfd[i].fd = p->query.fd;
 969                                 pfd[i].events = POLLIN;
 970                                 idx2peer[i - first_peer_idx] = p;
 971                                 i++;
 972                         }
 973                 }
 974
 975                 if ((trial_cnt > 0 && sent_cnt == 0) || g.peer_cnt == 0)
 976                         settime(0);     /* no good peers, don't wait */
 977
 978                 timeout = nextaction - time(NULL);
 979                 if (timeout < 0)
 980                         timeout = 0;
 981
 982                 if (g.verbose)
 983                         bb_error_msg("entering poll %u secs", timeout);
 984                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
 985
 986                 j = 0;
 987 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 988 //TODO: simplify. There is only one server fd!
 989                 for (; nfds > 0 && j < first_peer_idx; j++) {
 990                         if (pfd[j].revents & (POLLIN|POLLERR)) {
 991                                 nfds--;
 992                                 server_dispatch(pfd[j].fd);
 993                         }
 994                 }
 995 #endif
 996                 for (; nfds > 0 && j < i; j++) {
 997                         if (pfd[j].revents & (POLLIN|POLLERR)) {
 998                                 nfds--;
 999                                 client_dispatch(idx2peer[j - first_peer_idx]);
1000                         }
1001                 }
1002         } /* while (!bb_got_signal) */
1003
1004         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
1005 }