router: unify RA router and DNS lifetime
[project/odhcpd.git] / src / odhcpd.c
1 /**
2  * Copyright (C) 2012-2013 Steven Barth <steven@midlink.org>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License v2 as published by
6  * the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  */
14
15 #include <time.h>
16 #include <errno.h>
17 #include <fcntl.h>
18 #include <stdio.h>
19 #include <resolv.h>
20 #include <getopt.h>
21 #include <stddef.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <string.h>
24 #include <unistd.h>
25 #include <signal.h>
26 #include <stdbool.h>
27
28 #include <arpa/inet.h>
29 #include <net/if.h>
30 #include <netinet/ip6.h>
31 #include <netpacket/packet.h>
32 #include <linux/rtnetlink.h>
33
34 #include <sys/socket.h>
35 #include <sys/ioctl.h>
36 #include <sys/epoll.h>
37 #include <sys/types.h>
38 #include <sys/wait.h>
39 #include <sys/syscall.h>
40
41 #include <libubox/uloop.h>
42 #include "odhcpd.h"
43
44
45
46 static int ioctl_sock;
47 static int rtnl_socket = -1;
48 static int rtnl_seq = 0;
49 static int urandom_fd = -1;
50
51
52 static void sighandler(_unused int signal)
53 {
54         uloop_end();
55 }
56
57
58 int main()
59 {
60         openlog("odhcpd", LOG_PERROR | LOG_PID, LOG_DAEMON);
61         setlogmask(LOG_UPTO(LOG_WARNING));
62         uloop_init();
63
64         if (getuid() != 0) {
65                 syslog(LOG_ERR, "Must be run as root!");
66                 return 2;
67         }
68
69         ioctl_sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
70
71         if ((rtnl_socket = odhcpd_open_rtnl()) < 0) {
72                 syslog(LOG_ERR, "Unable to open socket: %s", strerror(errno));
73                 return 2;
74         }
75
76         if ((urandom_fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY | O_CLOEXEC)) < 0)
77                 return 4;
78
79         signal(SIGUSR1, SIG_IGN);
80         signal(SIGINT, sighandler);
81         signal(SIGTERM, sighandler);
82
83         if (init_router())
84                 return 4;
85
86         if (init_dhcpv6())
87                 return 4;
88
89         if (init_ndp())
90                 return 4;
91
92         if (init_dhcpv4())
93                 return 4;
94
95         odhcpd_run();
96         return 0;
97 }
98
99 int odhcpd_open_rtnl(void)
100 {
101         int sock = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW | SOCK_CLOEXEC, NETLINK_ROUTE);
102
103         // Connect to the kernel netlink interface
104         struct sockaddr_nl nl = {.nl_family = AF_NETLINK};
105         if (connect(sock, (struct sockaddr*)&nl, sizeof(nl))) {
106                 syslog(LOG_ERR, "Failed to connect to kernel rtnetlink: %s",
107                                 strerror(errno));
108                 return -1;
109         }
110
111         return sock;
112 }
113
114
115 // Read IPv6 MTU for interface
116 int odhcpd_get_interface_config(const char *ifname, const char *what)
117 {
118         char buf[64];
119         const char *sysctl_pattern = "/proc/sys/net/ipv6/conf/%s/%s";
120         snprintf(buf, sizeof(buf), sysctl_pattern, ifname, what);
121
122         int fd = open(buf, O_RDONLY);
123         ssize_t len = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
124         close(fd);
125
126         if (len < 0)
127                 return -1;
128
129         buf[len] = 0;
130         return atoi(buf);
131 }
132
133
134 // Read IPv6 MAC for interface
135 int odhcpd_get_mac(const struct interface *iface, uint8_t mac[6])
136 {
137         struct ifreq ifr;
138         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
139         strncpy(ifr.ifr_name, iface->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
140         if (ioctl(ioctl_sock, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0)
141                 return -1;
142         memcpy(mac, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);
143         return 0;
144 }
145
146
147 // Forwards a packet on a specific interface
148 ssize_t odhcpd_send(int socket, struct sockaddr_in6 *dest,
149                 struct iovec *iov, size_t iov_len,
150                 const struct interface *iface)
151 {
152         // Construct headers
153         uint8_t cmsg_buf[CMSG_SPACE(sizeof(struct in6_pktinfo))] = {0};
154         struct msghdr msg = {
155                 .msg_name = (void *) dest,
156                 .msg_namelen = sizeof(*dest),
157                 .msg_iov = iov,
158                 .msg_iovlen = iov_len,
159                 .msg_control = cmsg_buf,
160                 .msg_controllen = sizeof(cmsg_buf),
161                 .msg_flags = 0
162         };
163
164         // Set control data (define destination interface)
165         struct cmsghdr *chdr = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
166         chdr->cmsg_level = IPPROTO_IPV6;
167         chdr->cmsg_type = IPV6_PKTINFO;
168         chdr->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(struct in6_pktinfo));
169         struct in6_pktinfo *pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(chdr);
170         pktinfo->ipi6_ifindex = iface->ifindex;
171
172         // Also set scope ID if link-local
173         if (IN6_IS_ADDR_LINKLOCAL(&dest->sin6_addr)
174                         || IN6_IS_ADDR_MC_LINKLOCAL(&dest->sin6_addr))
175                 dest->sin6_scope_id = iface->ifindex;
176
177         char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
178         inet_ntop(AF_INET6, &dest->sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
179
180         ssize_t sent = sendmsg(socket, &msg, MSG_DONTWAIT);
181         if (sent < 0)
182                 syslog(LOG_NOTICE, "Failed to send to %s%%%s (%s)",
183                                 ipbuf, iface->ifname, strerror(errno));
184         else
185                 syslog(LOG_DEBUG, "Sent %li bytes to %s%%%s",
186                                 (long)sent, ipbuf, iface->ifname);
187         return sent;
188 }
189
190
191 // Detect an IPV6-address currently assigned to the given interface
192 ssize_t odhcpd_get_interface_addresses(int ifindex,
193                 struct odhcpd_ipaddr *addrs, size_t cnt)
194 {
195         struct {
196                 struct nlmsghdr nhm;
197                 struct ifaddrmsg ifa;
198         } req = {{sizeof(req), RTM_GETADDR, NLM_F_REQUEST | NLM_F_DUMP,
199                         ++rtnl_seq, 0}, {AF_INET6, 0, 0, 0, ifindex}};
200         if (send(rtnl_socket, &req, sizeof(req), 0) < (ssize_t)sizeof(req))
201                 return 0;
202
203         uint8_t buf[8192];
204         ssize_t len = 0, ret = 0;
205
206         for (struct nlmsghdr *nhm = NULL; ; nhm = NLMSG_NEXT(nhm, len)) {
207                 while (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
208                         len = recv(rtnl_socket, buf, sizeof(buf), 0);
209                         nhm = (struct nlmsghdr*)buf;
210                         if (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
211                                 if (errno == EINTR)
212                                         continue;
213                                 else
214                                         return ret;
215                         }
216                 }
217
218                 if (nhm->nlmsg_type != RTM_NEWADDR)
219                         break;
220
221                 // Skip address but keep clearing socket buffer
222                 if (ret >= (ssize_t)cnt)
223                         continue;
224
225                 struct ifaddrmsg *ifa = NLMSG_DATA(nhm);
226                 if (ifa->ifa_scope != RT_SCOPE_UNIVERSE ||
227                                 (ifindex && ifa->ifa_index != (unsigned)ifindex))
228                         continue;
229
230                 struct rtattr *rta = (struct rtattr*)&ifa[1];
231                 size_t alen = NLMSG_PAYLOAD(nhm, sizeof(*ifa));
232                 memset(&addrs[ret], 0, sizeof(addrs[ret]));
233                 addrs[ret].prefix = ifa->ifa_prefixlen;
234
235                 while (RTA_OK(rta, alen)) {
236                         if (rta->rta_type == IFA_ADDRESS) {
237                                 memcpy(&addrs[ret].addr, RTA_DATA(rta),
238                                                 sizeof(struct in6_addr));
239                         } else if (rta->rta_type == IFA_CACHEINFO) {
240                                 struct ifa_cacheinfo *ifc = RTA_DATA(rta);
241                                 addrs[ret].preferred = ifc->ifa_prefered;
242                                 addrs[ret].valid = ifc->ifa_valid;
243                         }
244
245                         rta = RTA_NEXT(rta, alen);
246                 }
247
248                 if (ifa->ifa_flags & IFA_F_DEPRECATED)
249                         addrs[ret].preferred = 0;
250
251                 ++ret;
252         }
253
254         return ret;
255 }
256
257 int odhcpd_get_preferred_interface_address(int ifindex, struct in6_addr *addr)
258 {
259         struct odhcpd_ipaddr ipaddrs[8];
260         ssize_t ip_cnt = odhcpd_get_interface_addresses(ifindex, ipaddrs, ARRAY_SIZE(ipaddrs));
261         uint32_t preferred = 0;
262         int ret = 0;
263
264         for (ssize_t i = 0; i < ip_cnt; i++) {
265                 struct odhcpd_ipaddr *ipaddr = &ipaddrs[i];
266
267                 if (ipaddr->preferred > preferred || !preferred) {
268                         preferred = ipaddr->preferred;
269                         *addr = ipaddr->addr;
270                         ret = 1;
271                 }
272         }
273
274         return ret;
275 }
276
277 void odhcpd_setup_route(const struct in6_addr *addr, int prefixlen,
278                 const struct interface *iface, const struct in6_addr *gw,
279                 int metric, bool add)
280 {
281         struct req {
282                 struct nlmsghdr nh;
283                 struct rtmsg rtm;
284                 struct rtattr rta_dst;
285                 struct in6_addr dst_addr;
286                 struct rtattr rta_oif;
287                 uint32_t ifindex;
288                 struct rtattr rta_table;
289                 uint32_t table;
290                 struct rtattr rta_prio;
291                 uint32_t prio;
292                 struct rtattr rta_gw;
293                 struct in6_addr gw;
294         } req = {
295                 {sizeof(req), 0, NLM_F_REQUEST, ++rtnl_seq, 0},
296                 {AF_INET6, prefixlen, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
297                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(struct in6_addr), RTA_DST},
298                 *addr,
299                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_OIF},
300                 iface->ifindex,
301                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_TABLE},
302                 RT_TABLE_MAIN,
303                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_PRIORITY},
304                 metric,
305                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(struct in6_addr), RTA_GATEWAY},
306                 IN6ADDR_ANY_INIT,
307         };
308
309         if (gw)
310                 req.gw = *gw;
311
312         if (add) {
313                 req.nh.nlmsg_type = RTM_NEWROUTE;
314                 req.nh.nlmsg_flags |= (NLM_F_CREATE | NLM_F_REPLACE);
315                 req.rtm.rtm_protocol = RTPROT_STATIC;
316                 req.rtm.rtm_scope = (gw) ? RT_SCOPE_UNIVERSE : RT_SCOPE_LINK;
317                 req.rtm.rtm_type = RTN_UNICAST;
318         } else {
319                 req.nh.nlmsg_type = RTM_DELROUTE;
320                 req.rtm.rtm_scope = RT_SCOPE_NOWHERE;
321         }
322
323         req.nh.nlmsg_len = (gw) ? sizeof(req) : offsetof(struct req, rta_gw);
324         send(rtnl_socket, &req, req.nh.nlmsg_len, MSG_DONTWAIT);
325 }
326
327 struct interface* odhcpd_get_interface_by_index(int ifindex)
328 {
329         struct interface *iface;
330         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
331                 if (iface->ifindex == ifindex)
332                         return iface;
333
334         return NULL;
335 }
336
337
338 struct interface* odhcpd_get_interface_by_name(const char *name)
339 {
340         struct interface *iface;
341         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
342                 if (!strcmp(iface->ifname, name))
343                         return iface;
344
345         return NULL;
346 }
347
348
349 struct interface* odhcpd_get_master_interface(void)
350 {
351         struct interface *iface;
352         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
353                 if (iface->master)
354                         return iface;
355
356         return NULL;
357 }
358
359
360 // Convenience function to receive and do basic validation of packets
361 static void odhcpd_receive_packets(struct uloop_fd *u, _unused unsigned int events)
362 {
363         struct odhcpd_event *e = container_of(u, struct odhcpd_event, uloop);
364
365         uint8_t data_buf[RELAYD_BUFFER_SIZE], cmsg_buf[128];
366         union {
367                 struct sockaddr_in6 in6;
368                 struct sockaddr_in in;
369                 struct sockaddr_ll ll;
370                 struct sockaddr_nl nl;
371         } addr;
372
373         while (true) {
374                 struct iovec iov = {data_buf, sizeof(data_buf)};
375                 struct msghdr msg = {
376                         .msg_name = (void *) &addr,
377                         .msg_namelen = sizeof(addr),
378                         .msg_iov = &iov,
379                         .msg_iovlen = 1,
380                         .msg_control = cmsg_buf,
381                         .msg_controllen = sizeof(cmsg_buf),
382                         .msg_flags = 0
383                 };
384
385                 ssize_t len = recvmsg(u->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
386                 if (len < 0) {
387                         if (errno == EAGAIN)
388                                 break;
389                         else
390                                 continue;
391                 }
392
393
394                 // Extract destination interface
395                 int destiface = 0;
396                 int *hlim = NULL;
397                 void *dest = NULL;
398                 struct in6_pktinfo *pktinfo;
399                 struct in_pktinfo *pkt4info;
400                 for (struct cmsghdr *ch = CMSG_FIRSTHDR(&msg); ch != NULL; ch = CMSG_NXTHDR(&msg, ch)) {
401                         if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
402                                         ch->cmsg_type == IPV6_PKTINFO) {
403                                 pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
404                                 destiface = pktinfo->ipi6_ifindex;
405                                 dest = &pktinfo->ipi6_addr;
406                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IP &&
407                                         ch->cmsg_type == IP_PKTINFO) {
408                                 pkt4info = (struct in_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
409                                 destiface = pkt4info->ipi_ifindex;
410                                 dest = &pkt4info->ipi_addr;
411                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
412                                         ch->cmsg_type == IPV6_HOPLIMIT) {
413                                 hlim = (int*)CMSG_DATA(ch);
414                         }
415                 }
416
417                 // Check hoplimit if received
418                 if (hlim && *hlim != 255)
419                         continue;
420
421                 // Detect interface for packet sockets
422                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET)
423                         destiface = addr.ll.sll_ifindex;
424
425                 struct interface *iface =
426                                 odhcpd_get_interface_by_index(destiface);
427
428                 if (!iface && addr.nl.nl_family != AF_NETLINK)
429                         continue;
430
431                 char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN] = "kernel";
432                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET &&
433                                 len >= (ssize_t)sizeof(struct ip6_hdr))
434                         inet_ntop(AF_INET6, &data_buf[8], ipbuf, sizeof(ipbuf));
435                 else if (addr.in6.sin6_family == AF_INET6)
436                         inet_ntop(AF_INET6, &addr.in6.sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
437                 else if (addr.in.sin_family == AF_INET)
438                         inet_ntop(AF_INET, &addr.in.sin_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
439
440                 syslog(LOG_DEBUG, "--");
441                 syslog(LOG_DEBUG, "Received %li Bytes from %s%%%s", (long)len,
442                                 ipbuf, (iface) ? iface->ifname : "netlink");
443
444                 e->handle_dgram(&addr, data_buf, len, iface, dest);
445         }
446 }
447
448 // Register events for the multiplexer
449 int odhcpd_register(struct odhcpd_event *event)
450 {
451         event->uloop.cb = odhcpd_receive_packets;
452         return uloop_fd_add(&event->uloop, ULOOP_READ);
453 }
454
455 void odhcpd_process(struct odhcpd_event *event)
456 {
457         odhcpd_receive_packets(&event->uloop, 0);
458 }
459
460 int odhcpd_urandom(void *data, size_t len)
461 {
462         return read(urandom_fd, data, len);
463 }
464
465
466 time_t odhcpd_time(void)
467 {
468         struct timespec ts;
469         syscall(SYS_clock_gettime, CLOCK_MONOTONIC, &ts);
470         return ts.tv_sec;
471 }
472
473
474 static const char hexdigits[] = "0123456789abcdef";
475 static const int8_t hexvals[] = {
476     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -2, -1, -1,
477     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
478     -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
479      0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
480     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
481     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
482     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
483     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
484 };
485
486 ssize_t odhcpd_unhexlify(uint8_t *dst, size_t len, const char *src)
487 {
488         size_t c;
489         for (c = 0; c < len && src[0] && src[1]; ++c) {
490                 int8_t x = (int8_t)*src++;
491                 int8_t y = (int8_t)*src++;
492                 if (x < 0 || (x = hexvals[x]) < 0
493                                 || y < 0 || (y = hexvals[y]) < 0)
494                         return -1;
495                 dst[c] = x << 4 | y;
496                 while (((int8_t)*src) < 0 ||
497                                 (*src && hexvals[(uint8_t)*src] < 0))
498                         src++;
499         }
500
501         return c;
502 }
503
504
505 void odhcpd_hexlify(char *dst, const uint8_t *src, size_t len)
506 {
507         for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
508                 *dst++ = hexdigits[src[i] >> 4];
509                 *dst++ = hexdigits[src[i] & 0x0f];
510         }
511         *dst = 0;
512 }
513
514
515 int odhcpd_bmemcmp(const void *av, const void *bv, size_t bits)
516 {
517         const uint8_t *a = av, *b = bv;
518         size_t bytes = bits / 8;
519         bits %= 8;
520
521         int res = memcmp(a, b, bytes);
522         if (res == 0 && bits > 0)
523                 res = (a[bytes] >> (8 - bits)) - (b[bytes] >> (8 - bits));
524
525         return res;
526 }
527
528
529 void odhcpd_bmemcpy(void *av, const void *bv, size_t bits)
530 {
531         uint8_t *a = av;
532         const uint8_t *b = bv;
533
534         size_t bytes = bits / 8;
535         bits %= 8;
536         memcpy(a, b, bytes);
537
538         if (bits > 0) {
539                 uint8_t mask = (1 << (8 - bits)) - 1;
540                 a[bytes] = (a[bytes] & mask) | ((~mask) & b[bytes]);
541         }
542 }