config: use free_lease to delete a lease
[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 static void print_usage(const char *app)
58 {
59         printf(
60         "== %s Usage ==\n\n"
61         "  -h, --help   Print this help\n"
62         "  -l level     Specify log level 0..7 (default %d)\n",
63                 app, LOG_WARNING
64         );
65 }
66
67 int main(int argc, char **argv)
68 {
69         openlog("odhcpd", LOG_PERROR | LOG_PID, LOG_DAEMON);
70         int opt;
71         int log_level = LOG_WARNING;
72         while ((opt = getopt(argc, argv, "hl:")) != -1) {
73                 switch (opt) {
74                 case 'h':
75                         print_usage(argv[0]);
76                         return 0;
77                 case 'l':
78                         log_level = atoi(optarg);
79                         fprintf(stderr, "Log level set to %d\n", log_level);
80                         break;
81                 }
82         }
83         setlogmask(LOG_UPTO(log_level));
84         uloop_init();
85
86         if (getuid() != 0) {
87                 syslog(LOG_ERR, "Must be run as root!");
88                 return 2;
89         }
90
91         ioctl_sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_CLOEXEC, 0);
92
93         if ((rtnl_socket = odhcpd_open_rtnl()) < 0) {
94                 syslog(LOG_ERR, "Unable to open socket: %s", strerror(errno));
95                 return 2;
96         }
97
98         if ((urandom_fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY | O_CLOEXEC)) < 0)
99                 return 4;
100
101         signal(SIGUSR1, SIG_IGN);
102         signal(SIGINT, sighandler);
103         signal(SIGTERM, sighandler);
104
105         if (init_router())
106                 return 4;
107
108         if (init_dhcpv6())
109                 return 4;
110
111         if (init_ndp())
112                 return 4;
113
114         if (init_dhcpv4())
115                 return 4;
116
117         odhcpd_run();
118         return 0;
119 }
120
121 int odhcpd_open_rtnl(void)
122 {
123         int sock = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW | SOCK_CLOEXEC, NETLINK_ROUTE);
124
125         // Connect to the kernel netlink interface
126         struct sockaddr_nl nl = {.nl_family = AF_NETLINK};
127         if (connect(sock, (struct sockaddr*)&nl, sizeof(nl))) {
128                 syslog(LOG_ERR, "Failed to connect to kernel rtnetlink: %s",
129                                 strerror(errno));
130                 return -1;
131         }
132
133         return sock;
134 }
135
136
137 // Read IPv6 MTU for interface
138 int odhcpd_get_interface_config(const char *ifname, const char *what)
139 {
140         char buf[64];
141         const char *sysctl_pattern = "/proc/sys/net/ipv6/conf/%s/%s";
142         snprintf(buf, sizeof(buf), sysctl_pattern, ifname, what);
143
144         int fd = open(buf, O_RDONLY);
145         ssize_t len = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
146         close(fd);
147
148         if (len < 0)
149                 return -1;
150
151         buf[len] = 0;
152         return atoi(buf);
153 }
154
155
156 // Read IPv6 MAC for interface
157 int odhcpd_get_mac(const struct interface *iface, uint8_t mac[6])
158 {
159         struct ifreq ifr;
160         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
161         strncpy(ifr.ifr_name, iface->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
162         if (ioctl(ioctl_sock, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0)
163                 return -1;
164         memcpy(mac, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);
165         return 0;
166 }
167
168
169 // Forwards a packet on a specific interface
170 ssize_t odhcpd_send(int socket, struct sockaddr_in6 *dest,
171                 struct iovec *iov, size_t iov_len,
172                 const struct interface *iface)
173 {
174         // Construct headers
175         uint8_t cmsg_buf[CMSG_SPACE(sizeof(struct in6_pktinfo))] = {0};
176         struct msghdr msg = {
177                 .msg_name = (void *) dest,
178                 .msg_namelen = sizeof(*dest),
179                 .msg_iov = iov,
180                 .msg_iovlen = iov_len,
181                 .msg_control = cmsg_buf,
182                 .msg_controllen = sizeof(cmsg_buf),
183                 .msg_flags = 0
184         };
185
186         // Set control data (define destination interface)
187         struct cmsghdr *chdr = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
188         chdr->cmsg_level = IPPROTO_IPV6;
189         chdr->cmsg_type = IPV6_PKTINFO;
190         chdr->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(struct in6_pktinfo));
191         struct in6_pktinfo *pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(chdr);
192         pktinfo->ipi6_ifindex = iface->ifindex;
193
194         // Also set scope ID if link-local
195         if (IN6_IS_ADDR_LINKLOCAL(&dest->sin6_addr)
196                         || IN6_IS_ADDR_MC_LINKLOCAL(&dest->sin6_addr))
197                 dest->sin6_scope_id = iface->ifindex;
198
199         char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN];
200         inet_ntop(AF_INET6, &dest->sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
201
202         ssize_t sent = sendmsg(socket, &msg, MSG_DONTWAIT);
203         if (sent < 0)
204                 syslog(LOG_NOTICE, "Failed to send to %s%%%s (%s)",
205                                 ipbuf, iface->ifname, strerror(errno));
206         else
207                 syslog(LOG_DEBUG, "Sent %li bytes to %s%%%s",
208                                 (long)sent, ipbuf, iface->ifname);
209         return sent;
210 }
211
212
213 // Detect an IPV6-address currently assigned to the given interface
214 ssize_t odhcpd_get_interface_addresses(int ifindex,
215                 struct odhcpd_ipaddr *addrs, size_t cnt)
216 {
217         struct {
218                 struct nlmsghdr nhm;
219                 struct ifaddrmsg ifa;
220         } req = {{sizeof(req), RTM_GETADDR, NLM_F_REQUEST | NLM_F_DUMP,
221                         ++rtnl_seq, 0}, {AF_INET6, 0, 0, 0, ifindex}};
222         if (send(rtnl_socket, &req, sizeof(req), 0) < (ssize_t)sizeof(req))
223                 return 0;
224
225         uint8_t buf[8192];
226         ssize_t len = 0, ret = 0;
227
228         for (struct nlmsghdr *nhm = NULL; ; nhm = NLMSG_NEXT(nhm, len)) {
229                 while (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
230                         len = recv(rtnl_socket, buf, sizeof(buf), 0);
231                         nhm = (struct nlmsghdr*)buf;
232                         if (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
233                                 if (errno == EINTR)
234                                         continue;
235                                 else
236                                         return ret;
237                         }
238                 }
239
240                 if (nhm->nlmsg_type != RTM_NEWADDR)
241                         break;
242
243                 // Skip address but keep clearing socket buffer
244                 if (ret >= (ssize_t)cnt)
245                         continue;
246
247                 struct ifaddrmsg *ifa = NLMSG_DATA(nhm);
248                 if (ifa->ifa_scope != RT_SCOPE_UNIVERSE ||
249                                 (ifindex && ifa->ifa_index != (unsigned)ifindex))
250                         continue;
251
252                 struct rtattr *rta = (struct rtattr*)&ifa[1];
253                 size_t alen = NLMSG_PAYLOAD(nhm, sizeof(*ifa));
254                 memset(&addrs[ret], 0, sizeof(addrs[ret]));
255                 addrs[ret].prefix = ifa->ifa_prefixlen;
256
257                 while (RTA_OK(rta, alen)) {
258                         if (rta->rta_type == IFA_ADDRESS) {
259                                 memcpy(&addrs[ret].addr, RTA_DATA(rta),
260                                                 sizeof(struct in6_addr));
261                         } else if (rta->rta_type == IFA_CACHEINFO) {
262                                 struct ifa_cacheinfo *ifc = RTA_DATA(rta);
263                                 addrs[ret].preferred = ifc->ifa_prefered;
264                                 addrs[ret].valid = ifc->ifa_valid;
265                         }
266
267                         rta = RTA_NEXT(rta, alen);
268                 }
269
270                 if (ifa->ifa_flags & IFA_F_DEPRECATED)
271                         addrs[ret].preferred = 0;
272
273                 ++ret;
274         }
275
276         return ret;
277 }
278
279 int odhcpd_get_linklocal_interface_address(int ifindex, struct in6_addr *lladdr)
280 {
281                 int status = -1;
282                 struct sockaddr_in6 addr = {AF_INET6, 0, 0, ALL_IPV6_ROUTERS, ifindex};
283                 socklen_t alen = sizeof(addr);
284                 int sock = socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMPV6);
285
286                 if (!connect(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) &&
287                                 !getsockname(sock, (struct sockaddr*)&addr, &alen)) {
288                         *lladdr = addr.sin6_addr;
289                         status = 0;
290                 }
291
292                 close(sock);
293                 return status;
294 }
295
296 void odhcpd_setup_route(const struct in6_addr *addr, int prefixlen,
297                 const struct interface *iface, const struct in6_addr *gw,
298                 int metric, bool add)
299 {
300         struct req {
301                 struct nlmsghdr nh;
302                 struct rtmsg rtm;
303                 struct rtattr rta_dst;
304                 struct in6_addr dst_addr;
305                 struct rtattr rta_oif;
306                 uint32_t ifindex;
307                 struct rtattr rta_table;
308                 uint32_t table;
309                 struct rtattr rta_prio;
310                 uint32_t prio;
311                 struct rtattr rta_gw;
312                 struct in6_addr gw;
313         } req = {
314                 {sizeof(req), 0, NLM_F_REQUEST, ++rtnl_seq, 0},
315                 {AF_INET6, prefixlen, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
316                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(struct in6_addr), RTA_DST},
317                 *addr,
318                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_OIF},
319                 iface->ifindex,
320                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_TABLE},
321                 RT_TABLE_MAIN,
322                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_PRIORITY},
323                 metric,
324                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(struct in6_addr), RTA_GATEWAY},
325                 IN6ADDR_ANY_INIT,
326         };
327
328         if (gw)
329                 req.gw = *gw;
330
331         if (add) {
332                 req.nh.nlmsg_type = RTM_NEWROUTE;
333                 req.nh.nlmsg_flags |= (NLM_F_CREATE | NLM_F_REPLACE);
334                 req.rtm.rtm_protocol = RTPROT_STATIC;
335                 req.rtm.rtm_scope = (gw) ? RT_SCOPE_UNIVERSE : RT_SCOPE_LINK;
336                 req.rtm.rtm_type = RTN_UNICAST;
337         } else {
338                 req.nh.nlmsg_type = RTM_DELROUTE;
339                 req.rtm.rtm_scope = RT_SCOPE_NOWHERE;
340         }
341
342         req.nh.nlmsg_len = (gw) ? sizeof(req) : offsetof(struct req, rta_gw);
343         send(rtnl_socket, &req, req.nh.nlmsg_len, MSG_DONTWAIT);
344 }
345
346 struct interface* odhcpd_get_interface_by_index(int ifindex)
347 {
348         struct interface *iface;
349         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
350                 if (iface->ifindex == ifindex)
351                         return iface;
352
353         return NULL;
354 }
355
356
357 struct interface* odhcpd_get_interface_by_name(const char *name)
358 {
359         struct interface *iface;
360         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
361                 if (!strcmp(iface->ifname, name))
362                         return iface;
363
364         return NULL;
365 }
366
367
368 struct interface* odhcpd_get_master_interface(void)
369 {
370         struct interface *iface;
371         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
372                 if (iface->master)
373                         return iface;
374
375         return NULL;
376 }
377
378
379 // Convenience function to receive and do basic validation of packets
380 static void odhcpd_receive_packets(struct uloop_fd *u, _unused unsigned int events)
381 {
382         struct odhcpd_event *e = container_of(u, struct odhcpd_event, uloop);
383
384         uint8_t data_buf[RELAYD_BUFFER_SIZE], cmsg_buf[128];
385         union {
386                 struct sockaddr_in6 in6;
387                 struct sockaddr_in in;
388                 struct sockaddr_ll ll;
389                 struct sockaddr_nl nl;
390         } addr;
391
392         if (u->error) {
393                 int ret = -1;
394                 socklen_t ret_len = sizeof(ret);
395                 getsockopt(u->fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &ret, &ret_len);
396                 u->error = false;
397                 if (e->handle_error)
398                         e->handle_error(ret);
399         }
400
401         while (true) {
402                 struct iovec iov = {data_buf, sizeof(data_buf)};
403                 struct msghdr msg = {
404                         .msg_name = (void *) &addr,
405                         .msg_namelen = sizeof(addr),
406                         .msg_iov = &iov,
407                         .msg_iovlen = 1,
408                         .msg_control = cmsg_buf,
409                         .msg_controllen = sizeof(cmsg_buf),
410                         .msg_flags = 0
411                 };
412
413                 ssize_t len = recvmsg(u->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
414                 if (len < 0) {
415                         if (errno == EAGAIN)
416                                 break;
417                         else
418                                 continue;
419                 }
420
421
422                 // Extract destination interface
423                 int destiface = 0;
424                 int *hlim = NULL;
425                 void *dest = NULL;
426                 struct in6_pktinfo *pktinfo;
427                 struct in_pktinfo *pkt4info;
428                 for (struct cmsghdr *ch = CMSG_FIRSTHDR(&msg); ch != NULL; ch = CMSG_NXTHDR(&msg, ch)) {
429                         if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
430                                         ch->cmsg_type == IPV6_PKTINFO) {
431                                 pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
432                                 destiface = pktinfo->ipi6_ifindex;
433                                 dest = &pktinfo->ipi6_addr;
434                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IP &&
435                                         ch->cmsg_type == IP_PKTINFO) {
436                                 pkt4info = (struct in_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
437                                 destiface = pkt4info->ipi_ifindex;
438                                 dest = &pkt4info->ipi_addr;
439                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
440                                         ch->cmsg_type == IPV6_HOPLIMIT) {
441                                 hlim = (int*)CMSG_DATA(ch);
442                         }
443                 }
444
445                 // Check hoplimit if received
446                 if (hlim && *hlim != 255)
447                         continue;
448
449                 // Detect interface for packet sockets
450                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET)
451                         destiface = addr.ll.sll_ifindex;
452
453                 struct interface *iface =
454                                 odhcpd_get_interface_by_index(destiface);
455
456                 if (!iface && addr.nl.nl_family != AF_NETLINK)
457                         continue;
458
459                 char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN] = "kernel";
460                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET &&
461                                 len >= (ssize_t)sizeof(struct ip6_hdr))
462                         inet_ntop(AF_INET6, &data_buf[8], ipbuf, sizeof(ipbuf));
463                 else if (addr.in6.sin6_family == AF_INET6)
464                         inet_ntop(AF_INET6, &addr.in6.sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
465                 else if (addr.in.sin_family == AF_INET)
466                         inet_ntop(AF_INET, &addr.in.sin_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
467
468                 syslog(LOG_DEBUG, "Received %li Bytes from %s%%%s", (long)len,
469                                 ipbuf, (iface) ? iface->ifname : "netlink");
470
471                 e->handle_dgram(&addr, data_buf, len, iface, dest);
472         }
473 }
474
475 // Register events for the multiplexer
476 int odhcpd_register(struct odhcpd_event *event)
477 {
478         event->uloop.cb = odhcpd_receive_packets;
479         return uloop_fd_add(&event->uloop, ULOOP_READ |
480                         ((event->handle_error) ? ULOOP_ERROR_CB : 0));
481 }
482
483 void odhcpd_process(struct odhcpd_event *event)
484 {
485         odhcpd_receive_packets(&event->uloop, 0);
486 }
487
488 int odhcpd_urandom(void *data, size_t len)
489 {
490         return read(urandom_fd, data, len);
491 }
492
493
494 time_t odhcpd_time(void)
495 {
496         struct timespec ts;
497         syscall(SYS_clock_gettime, CLOCK_MONOTONIC, &ts);
498         return ts.tv_sec;
499 }
500
501
502 static const char hexdigits[] = "0123456789abcdef";
503 static const int8_t hexvals[] = {
504     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -2, -1, -1,
505     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
506     -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
507      0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
508     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
509     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
510     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
511     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
512 };
513
514 ssize_t odhcpd_unhexlify(uint8_t *dst, size_t len, const char *src)
515 {
516         size_t c;
517         for (c = 0; c < len && src[0] && src[1]; ++c) {
518                 int8_t x = (int8_t)*src++;
519                 int8_t y = (int8_t)*src++;
520                 if (x < 0 || (x = hexvals[x]) < 0
521                                 || y < 0 || (y = hexvals[y]) < 0)
522                         return -1;
523                 dst[c] = x << 4 | y;
524                 while (((int8_t)*src) < 0 ||
525                                 (*src && hexvals[(uint8_t)*src] < 0))
526                         src++;
527         }
528
529         return c;
530 }
531
532
533 void odhcpd_hexlify(char *dst, const uint8_t *src, size_t len)
534 {
535         for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
536                 *dst++ = hexdigits[src[i] >> 4];
537                 *dst++ = hexdigits[src[i] & 0x0f];
538         }
539         *dst = 0;
540 }
541
542
543 int odhcpd_bmemcmp(const void *av, const void *bv, size_t bits)
544 {
545         const uint8_t *a = av, *b = bv;
546         size_t bytes = bits / 8;
547         bits %= 8;
548
549         int res = memcmp(a, b, bytes);
550         if (res == 0 && bits > 0)
551                 res = (a[bytes] >> (8 - bits)) - (b[bytes] >> (8 - bits));
552
553         return res;
554 }
555
556
557 void odhcpd_bmemcpy(void *av, const void *bv, size_t bits)
558 {
559         uint8_t *a = av;
560         const uint8_t *b = bv;
561
562         size_t bytes = bits / 8;
563         bits %= 8;
564         memcpy(a, b, bytes);
565
566         if (bits > 0) {
567                 uint8_t mask = (1 << (8 - bits)) - 1;
568                 a[bytes] = (a[bytes] & mask) | ((~mask) & b[bytes]);
569         }
570 }