Initial rewrite of NDP proxy
[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 int main()
53 {
54         openlog("odhcpd", LOG_PERROR | LOG_PID, LOG_DAEMON);
55         setlogmask(LOG_UPTO(LOG_WARNING));
56         uloop_init();
57
58         if (getuid() != 0) {
59                 syslog(LOG_ERR, "Must be run as root!");
60                 return 2;
61         }
62
63         ioctl_sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
64
65         if ((rtnl_socket = odhcpd_open_rtnl()) < 0) {
66                 syslog(LOG_ERR, "Unable to open socket: %s", strerror(errno));
67                 return 2;
68         }
69
70         if ((urandom_fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY | O_CLOEXEC)) < 0)
71                 return 4;
72
73         signal(SIGUSR1, SIG_IGN);
74
75         if (init_router())
76                 return 4;
77
78         if (init_dhcpv6())
79                 return 4;
80
81         if (init_ndp())
82                 return 4;
83
84         if (init_dhcpv4())
85                 return 4;
86
87         odhcpd_run();
88         return 0;
89 }
90
91 int odhcpd_open_rtnl(void)
92 {
93         int sock = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW | SOCK_CLOEXEC, NETLINK_ROUTE);
94
95         // Connect to the kernel netlink interface
96         struct sockaddr_nl nl = {.nl_family = AF_NETLINK};
97         if (connect(sock, (struct sockaddr*)&nl, sizeof(nl))) {
98                 syslog(LOG_ERR, "Failed to connect to kernel rtnetlink: %s",
99                                 strerror(errno));
100                 return -1;
101         }
102
103         return sock;
104 }
105
106
107 // Read IPv6 MTU for interface
108 int odhcpd_get_interface_mtu(const char *ifname)
109 {
110         char buf[64];
111         const char *sysctl_pattern = "/proc/sys/net/ipv6/conf/%s/mtu";
112         snprintf(buf, sizeof(buf), sysctl_pattern, ifname);
113
114         int fd = open(buf, O_RDONLY);
115         ssize_t len = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
116         close(fd);
117
118         if (len < 0)
119                 return -1;
120
121
122         buf[len] = 0;
123         return atoi(buf);
124
125 }
126
127
128 // Read IPv6 MAC for interface
129 int odhcpd_get_mac(const struct interface *iface, uint8_t mac[6])
130 {
131         struct ifreq ifr;
132         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
133         strncpy(ifr.ifr_name, iface->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
134         if (ioctl(ioctl_sock, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0)
135                 return -1;
136         memcpy(mac, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);
137         return 0;
138 }
139
140
141 // Forwards a packet on a specific interface
142 ssize_t odhcpd_send(int socket, struct sockaddr_in6 *dest,
143                 struct iovec *iov, size_t iov_len,
144                 const struct interface *iface)
145 {
146         // Construct headers
147         uint8_t cmsg_buf[CMSG_SPACE(sizeof(struct in6_pktinfo))] = {0};
148         struct msghdr msg = {(void*)dest, sizeof(*dest), iov, iov_len,
149                                 cmsg_buf, sizeof(cmsg_buf), 0};
150
151         // Set control data (define destination interface)
152         struct cmsghdr *chdr = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
153         chdr->cmsg_level = IPPROTO_IPV6;
154         chdr->cmsg_type = IPV6_PKTINFO;
155         chdr->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(struct in6_pktinfo));
156         struct in6_pktinfo *pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(chdr);
157         pktinfo->ipi6_ifindex = iface->ifindex;
158
159         // Also set scope ID if link-local
160         if (IN6_IS_ADDR_LINKLOCAL(&dest->sin6_addr)
161                         || IN6_IS_ADDR_MC_LINKLOCAL(&dest->sin6_addr))
162                 dest->sin6_scope_id = iface->ifindex;
163
164         // IPV6_PKTINFO doesn't really work for IPv6-raw sockets (bug?)
165         if (dest->sin6_port == 0) {
166                 msg.msg_control = NULL;
167                 msg.msg_controllen = 0;
168         }
169
170         char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
171         inet_ntop(AF_INET6, &dest->sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
172
173         ssize_t sent = sendmsg(socket, &msg, MSG_DONTWAIT);
174         if (sent < 0)
175                 syslog(LOG_WARNING, "Failed to send to %s%%%s (%s)",
176                                 ipbuf, iface->ifname, strerror(errno));
177         else
178                 syslog(LOG_DEBUG, "Sent %li bytes to %s%%%s",
179                                 (long)sent, ipbuf, iface->ifname);
180         return sent;
181 }
182
183
184 // Detect an IPV6-address currently assigned to the given interface
185 ssize_t odhcpd_get_interface_addresses(int ifindex,
186                 struct odhcpd_ipaddr *addrs, size_t cnt)
187 {
188         struct {
189                 struct nlmsghdr nhm;
190                 struct ifaddrmsg ifa;
191         } req = {{sizeof(req), RTM_GETADDR, NLM_F_REQUEST | NLM_F_DUMP,
192                         ++rtnl_seq, 0}, {AF_INET6, 0, 0, 0, ifindex}};
193         if (send(rtnl_socket, &req, sizeof(req), 0) < (ssize_t)sizeof(req))
194                 return 0;
195
196         uint8_t buf[8192];
197         ssize_t len = 0, ret = 0;
198
199         for (struct nlmsghdr *nhm = NULL; ; nhm = NLMSG_NEXT(nhm, len)) {
200                 while (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
201                         len = recv(rtnl_socket, buf, sizeof(buf), 0);
202                         nhm = (struct nlmsghdr*)buf;
203                         if (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
204                                 if (errno == EINTR)
205                                         continue;
206                                 else
207                                         return ret;
208                         }
209                 }
210
211                 if (nhm->nlmsg_type != RTM_NEWADDR)
212                         break;
213
214                 // Skip address but keep clearing socket buffer
215                 if (ret >= (ssize_t)cnt)
216                         continue;
217
218                 struct ifaddrmsg *ifa = NLMSG_DATA(nhm);
219                 if (ifa->ifa_scope != RT_SCOPE_UNIVERSE ||
220                                 (ifindex && ifa->ifa_index != (unsigned)ifindex))
221                         continue;
222
223                 struct rtattr *rta = (struct rtattr*)&ifa[1];
224                 size_t alen = NLMSG_PAYLOAD(nhm, sizeof(*ifa));
225                 memset(&addrs[ret], 0, sizeof(addrs[ret]));
226                 addrs[ret].prefix = ifa->ifa_prefixlen;
227
228                 while (RTA_OK(rta, alen)) {
229                         if (rta->rta_type == IFA_ADDRESS) {
230                                 memcpy(&addrs[ret].addr, RTA_DATA(rta),
231                                                 sizeof(struct in6_addr));
232                         } else if (rta->rta_type == IFA_CACHEINFO) {
233                                 struct ifa_cacheinfo *ifc = RTA_DATA(rta);
234                                 addrs[ret].preferred = ifc->ifa_prefered;
235                                 addrs[ret].valid = ifc->ifa_valid;
236                         }
237
238                         rta = RTA_NEXT(rta, alen);
239                 }
240
241                 if (ifa->ifa_flags & IFA_F_DEPRECATED)
242                         addrs[ret].preferred = 0;
243
244                 addrs[ret].has_class = false;
245                 addrs[ret].class = 0;
246 #ifdef WITH_UBUS
247                 struct interface *iface = odhcpd_get_interface_by_index(ifindex);
248                 if (iface)
249                         addrs[ret].has_class = ubus_get_class(iface->ifname,
250                                         &addrs[ret].addr, &addrs[ret].class);
251 #endif
252                 ++ret;
253         }
254
255         return ret;
256 }
257
258
259 struct interface* odhcpd_get_interface_by_index(int ifindex)
260 {
261         struct interface *iface;
262         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
263                 if (iface->ifindex == ifindex)
264                         return iface;
265
266         return NULL;
267 }
268
269
270 struct interface* odhcpd_get_interface_by_name(const char *name)
271 {
272         struct interface *iface;
273         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
274                 if (!strcmp(iface->ifname, name))
275                         return iface;
276
277         return NULL;
278 }
279
280
281 struct interface* odhcpd_get_master_interface(void)
282 {
283         struct interface *iface;
284         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
285                 if (iface->master)
286                         return iface;
287
288         return NULL;
289 }
290
291
292 // Convenience function to receive and do basic validation of packets
293 static void odhcpd_receive_packets(struct uloop_fd *u, _unused unsigned int events)
294 {
295         struct odhcpd_event *e = container_of(u, struct odhcpd_event, uloop);
296
297         uint8_t data_buf[RELAYD_BUFFER_SIZE], cmsg_buf[128];
298         union {
299                 struct sockaddr_in6 in6;
300                 struct sockaddr_in in;
301                 struct sockaddr_ll ll;
302                 struct sockaddr_nl nl;
303         } addr;
304
305         while (true) {
306                 struct iovec iov = {data_buf, sizeof(data_buf)};
307                 struct msghdr msg = {&addr, sizeof(addr), &iov, 1,
308                                 cmsg_buf, sizeof(cmsg_buf), 0};
309
310                 ssize_t len = recvmsg(u->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
311                 if (len < 0) {
312                         if (errno == EAGAIN)
313                                 break;
314                         else
315                                 continue;
316                 }
317
318
319                 // Extract destination interface
320                 int destiface = 0;
321                 int *hlim = NULL;
322                 void *dest = NULL;
323                 struct in6_pktinfo *pktinfo;
324                 struct in_pktinfo *pkt4info;
325                 for (struct cmsghdr *ch = CMSG_FIRSTHDR(&msg); ch != NULL; ch = CMSG_NXTHDR(&msg, ch)) {
326                         if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
327                                         ch->cmsg_type == IPV6_PKTINFO) {
328                                 pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
329                                 destiface = pktinfo->ipi6_ifindex;
330                                 dest = &pktinfo->ipi6_addr;
331                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IP &&
332                                         ch->cmsg_type == IP_PKTINFO) {
333                                 pkt4info = (struct in_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
334                                 destiface = pkt4info->ipi_ifindex;
335                                 dest = &pkt4info->ipi_addr;
336                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
337                                         ch->cmsg_type == IPV6_HOPLIMIT) {
338                                 hlim = (int*)CMSG_DATA(ch);
339                         }
340                 }
341
342                 // Check hoplimit if received
343                 if (hlim && *hlim != 255)
344                         continue;
345
346                 // Detect interface for packet sockets
347                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET)
348                         destiface = addr.ll.sll_ifindex;
349
350                 struct interface *iface =
351                                 odhcpd_get_interface_by_index(destiface);
352
353                 if (!iface && addr.nl.nl_family != AF_NETLINK)
354                         continue;
355
356                 char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN] = "kernel";
357                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET &&
358                                 len >= (ssize_t)sizeof(struct ip6_hdr))
359                         inet_ntop(AF_INET6, &data_buf[8], ipbuf, sizeof(ipbuf));
360                 else if (addr.in6.sin6_family == AF_INET6)
361                         inet_ntop(AF_INET6, &addr.in6.sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
362                 else if (addr.in.sin_family == AF_INET)
363                         inet_ntop(AF_INET, &addr.in.sin_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
364
365                 syslog(LOG_DEBUG, "--");
366                 syslog(LOG_DEBUG, "Received %li Bytes from %s%%%s", (long)len,
367                                 ipbuf, (iface) ? iface->ifname : "netlink");
368
369                 e->handle_dgram(&addr, data_buf, len, iface, dest);
370         }
371 }
372
373 // Register events for the multiplexer
374 int odhcpd_register(struct odhcpd_event *event)
375 {
376         event->uloop.cb = odhcpd_receive_packets;
377         return uloop_fd_add(&event->uloop, ULOOP_READ);
378 }
379
380 void odhcpd_urandom(void *data, size_t len)
381 {
382         read(urandom_fd, data, len);
383 }
384
385
386 time_t odhcpd_time(void)
387 {
388         struct timespec ts;
389         syscall(SYS_clock_gettime, CLOCK_MONOTONIC, &ts);
390         return ts.tv_sec;
391 }
392
393
394 static const char hexdigits[] = "0123456789abcdef";
395 static const int8_t hexvals[] = {
396     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -2, -1, -1,
397     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
398     -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
399      0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
400     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
401     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
402     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
403     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
404 };
405
406 ssize_t odhcpd_unhexlify(uint8_t *dst, size_t len, const char *src)
407 {
408         size_t c;
409         for (c = 0; c < len && src[0] && src[1]; ++c) {
410                 int8_t x = (int8_t)*src++;
411                 int8_t y = (int8_t)*src++;
412                 if (x < 0 || (x = hexvals[x]) < 0
413                                 || y < 0 || (y = hexvals[y]) < 0)
414                         return -1;
415                 dst[c] = x << 4 | y;
416                 while (((int8_t)*src) < 0 ||
417                                 (*src && hexvals[(uint8_t)*src] < 0))
418                         src++;
419         }
420
421         return c;
422 }
423
424
425 void odhcpd_hexlify(char *dst, const uint8_t *src, size_t len)
426 {
427         for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
428                 *dst++ = hexdigits[src[i] >> 4];
429                 *dst++ = hexdigits[src[i] & 0x0f];
430         }
431         *dst = 0;
432 }
433
434
435 int odhcpd_bmemcmp(const void *av, const void *bv, size_t bits)
436 {
437         const uint8_t *a = av, *b = bv;
438         size_t bytes = bits / 8;
439         bits %= 8;
440
441         int res = memcmp(a, b, bytes);
442         if (res == 0 && bits > 0)
443                 res = (a[bytes] >> (8 - bits)) - (b[bytes] >> (8 - bits));
444
445         return res;
446 }
447
448
449 void odhcpd_bmemcpy(void *av, const void *bv, size_t bits)
450 {
451         uint8_t *a = av;
452         const uint8_t *b = bv;
453
454         size_t bytes = bits / 8;
455         bits %= 8;
456         memcpy(a, b, bytes);
457
458         if (bits > 0) {
459                 uint8_t mask = (1 << (8 - bits)) - 1;
460                 a[bytes] = (a[bytes] & mask) | ((~mask) & b[bytes]);
461         }
462 }