src/ntp.c

   1 /*
   2  *
   3  *  Connection Manager
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2007-2010  Intel Corporation. All rights reserved.
   6  *
   7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  *  published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  */
  21
  22 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  23 #include <config.h>
  24 #endif
  25
  26 #define _GNU_SOURCE
  27 #include <errno.h>
  28 #include <fcntl.h>
  29 #include <unistd.h>
  30 #include <stdlib.h>
  31 #include <string.h>
  32 #include <sys/time.h>
  33 #include <sys/socket.h>
  34 #include <netinet/in.h>
  35 #include <netinet/ip.h>
  36 #include <arpa/inet.h>
  37
  38 #include <glib.h>
  39
  40 #include "connman.h"
  41
  42 struct ntp_short {
  43         uint16_t seconds;
  44         uint16_t fraction;
  45 } __attribute__ ((packed));
  46
  47 struct ntp_time {
  48         uint32_t seconds;
  49         uint32_t fraction;
  50 } __attribute__ ((packed));
  51
  52 struct ntp_msg {
  53         uint8_t flags;                  /* Mode, version and leap indicator */
  54         uint8_t stratum;                /* Stratum details */
  55         int8_t poll;                    /* Maximum interval in log2 seconds */
  56         int8_t precision;               /* Clock precision in log2 seconds */
  57         struct ntp_short rootdelay;     /* Root delay */
  58         struct ntp_short rootdisp;      /* Root dispersion */
  59         uint32_t refid;                 /* Reference ID */
  60         struct ntp_time reftime;        /* Reference timestamp */
  61         struct ntp_time orgtime;        /* Origin timestamp */
  62         struct ntp_time rectime;        /* Receive timestamp */
  63         struct ntp_time xmttime;        /* Transmit timestamp */
  64 } __attribute__ ((packed));
  65
  66 #define OFFSET_1900_1970  2208988800UL  /* 1970 - 1900 in seconds */
  67
  68 #define STEPTIME_MIN_OFFSET  0.128
  69
  70 #define LOGTOD(a)  ((a) < 0 ? 1. / (1L << -(a)) : 1L << (int)(a))
  71
  72 static guint channel_watch = 0;
  73 static struct timeval transmit_timeval;
  74 static int transmit_fd = 0;
  75
  76 static char *timeserver = NULL;
  77 static gint poll_id = 0;
  78
  79 static void send_packet(int fd, const char *server)
  80 {
  81         struct ntp_msg msg;
  82         struct sockaddr_in addr;
  83         ssize_t len;
  84
  85         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  86         msg.flags = 0x23;
  87         msg.poll = 4;   // min
  88         msg.poll = 10;  // max
  89         msg.xmttime.seconds = random();
  90         msg.xmttime.fraction = random();
  91
  92         memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  93         addr.sin_family = AF_INET;
  94         addr.sin_port = htons(123);
  95         addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(server);
  96
  97         gettimeofday(&transmit_timeval, NULL);
  98
  99         len = sendto(fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT,
 100                                                 &addr, sizeof(addr));
 101         if (len < 0) {
 102                 connman_error("Time request for server %s failed", server);
 103                 return;
 104         }
 105
 106         if (len != sizeof(msg)) {
 107                 connman_error("Broken time request for server %s", server);
 108                 return;
 109         }
 110 }
 111
 112 static gboolean next_poll(gpointer user_data)
 113 {
 114         if (timeserver == NULL || transmit_fd == 0)
 115                 return FALSE;
 116
 117         send_packet(transmit_fd, timeserver);
 118
 119         return FALSE;
 120 }
 121
 122 static void decode_msg(void *base, size_t len, struct timeval *tv)
 123 {
 124         struct ntp_msg *msg = base;
 125         double org, rec, xmt, dst;
 126         double delay, offset;
 127         static guint transmit_delay;
 128
 129         if (len < sizeof(*msg)) {
 130                 connman_error("Invalid response from time server");
 131                 return;
 132         }
 133
 134         if (tv == NULL) {
 135                 connman_error("Invalid packet timestamp from time server");
 136                 return;
 137         }
 138
 139         DBG("flags      : 0x%02x", msg->flags);
 140         DBG("stratum    : %u", msg->stratum);
 141         DBG("poll       : %f seconds (%d)",
 142                                 LOGTOD(msg->poll), msg->poll);
 143         DBG("precision  : %f seconds (%d)",
 144                                 LOGTOD(msg->precision), msg->precision);
 145         DBG("root delay : %u seconds (fraction %u)",
 146                         msg->rootdelay.seconds, msg->rootdelay.fraction);
 147         DBG("root disp. : %u seconds (fraction %u)",
 148                         msg->rootdisp.seconds, msg->rootdisp.fraction);
 149         DBG("reference  : 0x%04x", msg->refid);
 150
 151         transmit_delay = LOGTOD(msg->poll);
 152
 153         if (msg->flags != 0x24)
 154                 return;
 155
 156         org = transmit_timeval.tv_sec +
 157                         (1.0e-6 * transmit_timeval.tv_usec) + OFFSET_1900_1970;
 158         rec = ntohl(msg->rectime.seconds) +
 159                         ((double) ntohl(msg->rectime.fraction) / UINT_MAX);
 160         xmt = ntohl(msg->xmttime.seconds) +
 161                         ((double) ntohl(msg->xmttime.fraction) / UINT_MAX);
 162         dst = tv->tv_sec + (1.0e-6 * tv->tv_usec) + OFFSET_1900_1970;
 163
 164         DBG("org=%f rec=%f xmt=%f dst=%f", org, rec, xmt, dst);
 165
 166         offset = ((rec - org) + (xmt - dst)) / 2;
 167         delay = (dst - org) - (xmt - rec);
 168
 169         DBG("offset=%f delay=%f", offset, delay);
 170
 171         /* Timeserver has responded.
 172          * Now poll the server every transmit_delay seconds
 173          * for time correction.
 174          */
 175         if (poll_id > 0)
 176                 g_source_remove(poll_id);
 177
 178         DBG("Timeserver %s, next sync in %d seconds", timeserver, transmit_delay);
 179
 180         poll_id = g_timeout_add_seconds(transmit_delay, next_poll, NULL);
 181
 182         if (offset < STEPTIME_MIN_OFFSET && offset > -STEPTIME_MIN_OFFSET) {
 183                 struct timeval adj;
 184
 185                 adj.tv_sec = (long) offset;
 186                 adj.tv_usec = (offset - adj.tv_sec) * 1000000;
 187
 188                 DBG("adjusting time");
 189
 190                 if (adjtime(&adj, &adj) < 0) {
 191                         connman_error("Failed to adjust time");
 192                         return;
 193                 }
 194
 195                 DBG("%lu seconds, %lu msecs", adj.tv_sec, adj.tv_usec);
 196         } else {
 197                 struct timeval cur;
 198                 double dtime;
 199
 200                 gettimeofday(&cur, NULL);
 201                 dtime = offset + cur.tv_sec + 1.0e-6 * cur.tv_usec;
 202                 cur.tv_sec = (long) dtime;
 203                 cur.tv_usec = (dtime - cur.tv_sec) * 1000000;
 204
 205                 DBG("setting time");
 206
 207                 if (settimeofday(&cur, NULL) < 0) {
 208                         connman_error("Failed to set time");
 209                         return;
 210                 }
 211
 212                 DBG("%lu seconds, %lu msecs", cur.tv_sec, cur.tv_usec);
 213         }
 214 }
 215
 216 static gboolean received_data(GIOChannel *channel, GIOCondition condition,
 217                                                         gpointer user_data)
 218 {
 219         unsigned char buf[128];
 220         struct msghdr msg;
 221         struct iovec iov;
 222         struct cmsghdr *cmsg;
 223         struct timeval *tv;
 224         char aux[128];
 225         ssize_t len;
 226         int fd;
 227
 228         if (condition & (G_IO_HUP | G_IO_ERR | G_IO_NVAL)) {
 229                 connman_error("Problem with timer server channel");
 230                 channel_watch = 0;
 231                 return FALSE;
 232         }
 233
 234         fd = g_io_channel_unix_get_fd(channel);
 235
 236         iov.iov_base = buf;
 237         iov.iov_len = sizeof(buf);
 238
 239         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
 240         msg.msg_iov = &iov;
 241         msg.msg_iovlen = 1;
 242         msg.msg_control = aux;
 243         msg.msg_controllen = sizeof(aux);
 244
 245         len = recvmsg(fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
 246         if (len < 0)
 247                 return TRUE;
 248
 249         tv = NULL;
 250
 251         for (cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsg; cmsg = CMSG_NXTHDR(&msg, cmsg)) {
 252                 if (cmsg->cmsg_level != SOL_SOCKET)
 253                         continue;
 254
 255                 switch (cmsg->cmsg_type) {
 256                 case SCM_TIMESTAMP:
 257                         tv = (struct timeval *) CMSG_DATA(cmsg);
 258                         break;
 259                 }
 260         }
 261
 262         decode_msg(iov.iov_base, iov.iov_len, tv);
 263
 264         return TRUE;
 265 }
 266
 267 static void start_ntp(char *server)
 268 {
 269         GIOChannel *channel;
 270         struct sockaddr_in addr;
 271         int tos = IPTOS_LOWDELAY, timestamp = 1;
 272
 273         if (server == NULL)
 274                 return;
 275
 276         DBG("server %s", server);
 277
 278         if (channel_watch > 0)
 279                 goto send;
 280
 281         transmit_fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
 282         if (transmit_fd < 0) {
 283                 connman_error("Failed to open time server socket");
 284                 return;
 285         }
 286
 287         memset(&addr, 0, sizeof(addr));
 288         addr.sin_family = AF_INET;
 289
 290         if (bind(transmit_fd, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr)) < 0) {
 291                 connman_error("Failed to bind time server socket");
 292                 close(transmit_fd);
 293                 return;
 294         }
 295
 296         if (setsockopt(transmit_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &tos, sizeof(tos)) < 0) {
 297                 connman_error("Failed to set type of service option");
 298                 close(transmit_fd);
 299                 return;
 300         }
 301
 302         if (setsockopt(transmit_fd, SOL_SOCKET, SO_TIMESTAMP, &timestamp,
 303                                                 sizeof(timestamp)) < 0) {
 304                 connman_error("Failed to enable timestamp support");
 305                 close(transmit_fd);
 306                 return;
 307         }
 308
 309         channel = g_io_channel_unix_new(transmit_fd);
 310         if (channel == NULL) {
 311                 close(transmit_fd);
 312                 return;
 313         }
 314
 315         g_io_channel_set_encoding(channel, NULL, NULL);
 316         g_io_channel_set_buffered(channel, FALSE);
 317
 318         g_io_channel_set_close_on_unref(channel, TRUE);
 319
 320         channel_watch = g_io_add_watch_full(channel, G_PRIORITY_DEFAULT,
 321                                 G_IO_IN | G_IO_HUP | G_IO_ERR | G_IO_NVAL,
 322                                 received_data, NULL, NULL);
 323
 324         g_io_channel_unref(channel);
 325
 326 send:
 327         send_packet(transmit_fd, server);
 328 }
 329
 330 int __connman_ntp_start(char *server)
 331 {
 332         DBG("%s", server);
 333
 334         if (server == NULL)
 335                 return -EINVAL;
 336
 337         if (timeserver != NULL)
 338                 g_free(timeserver);
 339
 340         timeserver = g_strdup(server);
 341
 342         start_ntp(timeserver);
 343
 344         return 0;
 345 }
 346
 347 void __connman_ntp_stop()
 348 {
 349         DBG("");
 350
 351         if (poll_id > 0)
 352                 g_source_remove(poll_id);
 353
 354         if (channel_watch > 0) {
 355                 g_source_remove(channel_watch);
 356                 channel_watch = 0;
 357                 transmit_fd = 0;
 358         }
 359
 360         if (timeserver != NULL) {
 361                 g_free(timeserver);
 362                 timeserver = NULL;
 363         }
 364 }