ndp: fixup relay
[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 int odhcpd_iterate_interface_neighbors(const struct interface *iface,
192                 void(*cb_neigh)(const struct in6_addr *addr,
193                                 const struct interface *iface, void *data), void *data)
194 {
195         struct {
196                 struct nlmsghdr nhm;
197                 struct ndmsg ndm;
198         } req = {{sizeof(req), RTM_GETNEIGH, NLM_F_REQUEST | NLM_F_DUMP,
199                         ++rtnl_seq, 0}, {AF_INET6, 0, 0, iface->ifindex, 0, 0, 0}};
200
201         if (send(rtnl_socket, &req, sizeof(req), 0) < (ssize_t)sizeof(req))
202                 return -1;
203
204         uint8_t buf[8192];
205         ssize_t len = 0;
206
207         for (struct nlmsghdr *nhm = NULL; ; nhm = NLMSG_NEXT(nhm, len)) {
208                 while (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
209                         len = recv(rtnl_socket, buf, sizeof(buf), 0);
210                         nhm = (struct nlmsghdr*)buf;
211                         if (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
212                                 if (errno == EINTR)
213                                         continue;
214                                 else
215                                         return -1;
216                         }
217                 }
218
219                 if (nhm->nlmsg_type != RTM_NEWNEIGH)
220                         break;
221
222                 struct ndmsg *ndm = NLMSG_DATA(nhm);
223                 if (ndm->ndm_ifindex != iface->ifindex ||
224                                 !(ndm->ndm_state & (NUD_STALE | NUD_REACHABLE | NUD_PERMANENT)))
225                         continue;
226
227                 struct rtattr *rta = (struct rtattr*)&ndm[1];
228                 size_t alen = NLMSG_PAYLOAD(nhm, sizeof(*ndm));
229
230                 while (RTA_OK(rta, alen)) {
231                         if (rta->rta_type == NDA_DST &&
232                                         RTA_PAYLOAD(rta) == sizeof(struct in6_addr)) {
233                                 cb_neigh(RTA_DATA(rta), iface, data);
234                                 break;
235                         } else {
236                                 rta = RTA_NEXT(rta, alen);
237                         }
238                 }
239
240         }
241
242         return 0;
243 }
244
245
246 // Detect an IPV6-address currently assigned to the given interface
247 ssize_t odhcpd_get_interface_addresses(int ifindex,
248                 struct odhcpd_ipaddr *addrs, size_t cnt)
249 {
250         struct {
251                 struct nlmsghdr nhm;
252                 struct ifaddrmsg ifa;
253         } req = {{sizeof(req), RTM_GETADDR, NLM_F_REQUEST | NLM_F_DUMP,
254                         ++rtnl_seq, 0}, {AF_INET6, 0, 0, 0, ifindex}};
255         if (send(rtnl_socket, &req, sizeof(req), 0) < (ssize_t)sizeof(req))
256                 return 0;
257
258         uint8_t buf[8192];
259         ssize_t len = 0, ret = 0;
260
261         for (struct nlmsghdr *nhm = NULL; ; nhm = NLMSG_NEXT(nhm, len)) {
262                 while (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
263                         len = recv(rtnl_socket, buf, sizeof(buf), 0);
264                         nhm = (struct nlmsghdr*)buf;
265                         if (len < 0 || !NLMSG_OK(nhm, (size_t)len)) {
266                                 if (errno == EINTR)
267                                         continue;
268                                 else
269                                         return ret;
270                         }
271                 }
272
273                 if (nhm->nlmsg_type != RTM_NEWADDR)
274                         break;
275
276                 // Skip address but keep clearing socket buffer
277                 if (ret >= (ssize_t)cnt)
278                         continue;
279
280                 struct ifaddrmsg *ifa = NLMSG_DATA(nhm);
281                 if (ifa->ifa_scope != RT_SCOPE_UNIVERSE ||
282                                 (ifindex && ifa->ifa_index != (unsigned)ifindex))
283                         continue;
284
285                 struct rtattr *rta = (struct rtattr*)&ifa[1];
286                 size_t alen = NLMSG_PAYLOAD(nhm, sizeof(*ifa));
287                 memset(&addrs[ret], 0, sizeof(addrs[ret]));
288                 addrs[ret].prefix = ifa->ifa_prefixlen;
289
290                 while (RTA_OK(rta, alen)) {
291                         if (rta->rta_type == IFA_ADDRESS) {
292                                 memcpy(&addrs[ret].addr, RTA_DATA(rta),
293                                                 sizeof(struct in6_addr));
294                         } else if (rta->rta_type == IFA_CACHEINFO) {
295                                 struct ifa_cacheinfo *ifc = RTA_DATA(rta);
296                                 addrs[ret].preferred = ifc->ifa_prefered;
297                                 addrs[ret].valid = ifc->ifa_valid;
298                         }
299
300                         rta = RTA_NEXT(rta, alen);
301                 }
302
303                 if (ifa->ifa_flags & IFA_F_DEPRECATED)
304                         addrs[ret].preferred = 0;
305
306                 ++ret;
307         }
308
309         return ret;
310 }
311
312 int odhcpd_get_preferred_interface_address(int ifindex, struct in6_addr *addr)
313 {
314         struct odhcpd_ipaddr ipaddrs[8];
315         ssize_t ip_cnt = odhcpd_get_interface_addresses(ifindex, ipaddrs, ARRAY_SIZE(ipaddrs));
316         uint32_t preferred = 0;
317         int ret = 0;
318
319         for (ssize_t i = 0; i < ip_cnt; i++) {
320                 struct odhcpd_ipaddr *ipaddr = &ipaddrs[i];
321
322                 if (ipaddr->preferred > preferred || !preferred) {
323                         preferred = ipaddr->preferred;
324                         *addr = ipaddr->addr;
325                         ret = 1;
326                 }
327         }
328
329         return ret;
330 }
331
332 void odhcpd_setup_route(const struct in6_addr *addr, int prefixlen,
333                 const struct interface *iface, const struct in6_addr *gw,
334                 int metric, bool add)
335 {
336         struct req {
337                 struct nlmsghdr nh;
338                 struct rtmsg rtm;
339                 struct rtattr rta_dst;
340                 struct in6_addr dst_addr;
341                 struct rtattr rta_oif;
342                 uint32_t ifindex;
343                 struct rtattr rta_table;
344                 uint32_t table;
345                 struct rtattr rta_prio;
346                 uint32_t prio;
347                 struct rtattr rta_gw;
348                 struct in6_addr gw;
349         } req = {
350                 {sizeof(req), 0, NLM_F_REQUEST, ++rtnl_seq, 0},
351                 {AF_INET6, prefixlen, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
352                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(struct in6_addr), RTA_DST},
353                 *addr,
354                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_OIF},
355                 iface->ifindex,
356                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_TABLE},
357                 RT_TABLE_MAIN,
358                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(uint32_t), RTA_PRIORITY},
359                 metric,
360                 {sizeof(struct rtattr) + sizeof(struct in6_addr), RTA_GATEWAY},
361                 IN6ADDR_ANY_INIT,
362         };
363
364         if (gw)
365                 req.gw = *gw;
366
367         if (add) {
368                 req.nh.nlmsg_type = RTM_NEWROUTE;
369                 req.nh.nlmsg_flags |= (NLM_F_CREATE | NLM_F_REPLACE);
370                 req.rtm.rtm_protocol = RTPROT_STATIC;
371                 req.rtm.rtm_scope = (gw) ? RT_SCOPE_UNIVERSE : RT_SCOPE_LINK;
372                 req.rtm.rtm_type = RTN_UNICAST;
373         } else {
374                 req.nh.nlmsg_type = RTM_DELROUTE;
375                 req.rtm.rtm_scope = RT_SCOPE_NOWHERE;
376         }
377
378         req.nh.nlmsg_len = (gw) ? sizeof(req) : offsetof(struct req, rta_gw);
379         send(rtnl_socket, &req, req.nh.nlmsg_len, MSG_DONTWAIT);
380 }
381
382 struct interface* odhcpd_get_interface_by_index(int ifindex)
383 {
384         struct interface *iface;
385         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
386                 if (iface->ifindex == ifindex)
387                         return iface;
388
389         return NULL;
390 }
391
392
393 struct interface* odhcpd_get_interface_by_name(const char *name)
394 {
395         struct interface *iface;
396         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
397                 if (!strcmp(iface->ifname, name))
398                         return iface;
399
400         return NULL;
401 }
402
403
404 struct interface* odhcpd_get_master_interface(void)
405 {
406         struct interface *iface;
407         list_for_each_entry(iface, &interfaces, head)
408                 if (iface->master)
409                         return iface;
410
411         return NULL;
412 }
413
414
415 // Convenience function to receive and do basic validation of packets
416 static void odhcpd_receive_packets(struct uloop_fd *u, _unused unsigned int events)
417 {
418         struct odhcpd_event *e = container_of(u, struct odhcpd_event, uloop);
419
420         uint8_t data_buf[RELAYD_BUFFER_SIZE], cmsg_buf[128];
421         union {
422                 struct sockaddr_in6 in6;
423                 struct sockaddr_in in;
424                 struct sockaddr_ll ll;
425                 struct sockaddr_nl nl;
426         } addr;
427
428         while (true) {
429                 struct iovec iov = {data_buf, sizeof(data_buf)};
430                 struct msghdr msg = {
431                         .msg_name = (void *) &addr,
432                         .msg_namelen = sizeof(addr),
433                         .msg_iov = &iov,
434                         .msg_iovlen = 1,
435                         .msg_control = cmsg_buf,
436                         .msg_controllen = sizeof(cmsg_buf),
437                         .msg_flags = 0
438                 };
439
440                 ssize_t len = recvmsg(u->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
441                 if (len < 0) {
442                         if (errno == EAGAIN)
443                                 break;
444                         else
445                                 continue;
446                 }
447
448
449                 // Extract destination interface
450                 int destiface = 0;
451                 int *hlim = NULL;
452                 void *dest = NULL;
453                 struct in6_pktinfo *pktinfo;
454                 struct in_pktinfo *pkt4info;
455                 for (struct cmsghdr *ch = CMSG_FIRSTHDR(&msg); ch != NULL; ch = CMSG_NXTHDR(&msg, ch)) {
456                         if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
457                                         ch->cmsg_type == IPV6_PKTINFO) {
458                                 pktinfo = (struct in6_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
459                                 destiface = pktinfo->ipi6_ifindex;
460                                 dest = &pktinfo->ipi6_addr;
461                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IP &&
462                                         ch->cmsg_type == IP_PKTINFO) {
463                                 pkt4info = (struct in_pktinfo*)CMSG_DATA(ch);
464                                 destiface = pkt4info->ipi_ifindex;
465                                 dest = &pkt4info->ipi_addr;
466                         } else if (ch->cmsg_level == IPPROTO_IPV6 &&
467                                         ch->cmsg_type == IPV6_HOPLIMIT) {
468                                 hlim = (int*)CMSG_DATA(ch);
469                         }
470                 }
471
472                 // Check hoplimit if received
473                 if (hlim && *hlim != 255)
474                         continue;
475
476                 // Detect interface for packet sockets
477                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET)
478                         destiface = addr.ll.sll_ifindex;
479
480                 struct interface *iface =
481                                 odhcpd_get_interface_by_index(destiface);
482
483                 if (!iface && addr.nl.nl_family != AF_NETLINK)
484                         continue;
485
486                 char ipbuf[INET6_ADDRSTRLEN] = "kernel";
487                 if (addr.ll.sll_family == AF_PACKET &&
488                                 len >= (ssize_t)sizeof(struct ip6_hdr))
489                         inet_ntop(AF_INET6, &data_buf[8], ipbuf, sizeof(ipbuf));
490                 else if (addr.in6.sin6_family == AF_INET6)
491                         inet_ntop(AF_INET6, &addr.in6.sin6_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
492                 else if (addr.in.sin_family == AF_INET)
493                         inet_ntop(AF_INET, &addr.in.sin_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf));
494
495                 syslog(LOG_DEBUG, "--");
496                 syslog(LOG_DEBUG, "Received %li Bytes from %s%%%s", (long)len,
497                                 ipbuf, (iface) ? iface->ifname : "netlink");
498
499                 e->handle_dgram(&addr, data_buf, len, iface, dest);
500         }
501 }
502
503 // Register events for the multiplexer
504 int odhcpd_register(struct odhcpd_event *event)
505 {
506         event->uloop.cb = odhcpd_receive_packets;
507         return uloop_fd_add(&event->uloop, ULOOP_READ);
508 }
509
510 void odhcpd_process(struct odhcpd_event *event)
511 {
512         odhcpd_receive_packets(&event->uloop, 0);
513 }
514
515 int odhcpd_urandom(void *data, size_t len)
516 {
517         return read(urandom_fd, data, len);
518 }
519
520
521 time_t odhcpd_time(void)
522 {
523         struct timespec ts;
524         syscall(SYS_clock_gettime, CLOCK_MONOTONIC, &ts);
525         return ts.tv_sec;
526 }
527
528
529 static const char hexdigits[] = "0123456789abcdef";
530 static const int8_t hexvals[] = {
531     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -2, -1, -1,
532     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
533     -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
534      0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
535     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
536     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
537     -1, 10, 11, 12, 13, 14, 15, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
538     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
539 };
540
541 ssize_t odhcpd_unhexlify(uint8_t *dst, size_t len, const char *src)
542 {
543         size_t c;
544         for (c = 0; c < len && src[0] && src[1]; ++c) {
545                 int8_t x = (int8_t)*src++;
546                 int8_t y = (int8_t)*src++;
547                 if (x < 0 || (x = hexvals[x]) < 0
548                                 || y < 0 || (y = hexvals[y]) < 0)
549                         return -1;
550                 dst[c] = x << 4 | y;
551                 while (((int8_t)*src) < 0 ||
552                                 (*src && hexvals[(uint8_t)*src] < 0))
553                         src++;
554         }
555
556         return c;
557 }
558
559
560 void odhcpd_hexlify(char *dst, const uint8_t *src, size_t len)
561 {
562         for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
563                 *dst++ = hexdigits[src[i] >> 4];
564                 *dst++ = hexdigits[src[i] & 0x0f];
565         }
566         *dst = 0;
567 }
568
569
570 int odhcpd_bmemcmp(const void *av, const void *bv, size_t bits)
571 {
572         const uint8_t *a = av, *b = bv;
573         size_t bytes = bits / 8;
574         bits %= 8;
575
576         int res = memcmp(a, b, bytes);
577         if (res == 0 && bits > 0)
578                 res = (a[bytes] >> (8 - bits)) - (b[bytes] >> (8 - bits));
579
580         return res;
581 }
582
583
584 void odhcpd_bmemcpy(void *av, const void *bv, size_t bits)
585 {
586         uint8_t *a = av;
587         const uint8_t *b = bv;
588
589         size_t bytes = bits / 8;
590         bits %= 8;
591         memcpy(a, b, bytes);
592
593         if (bits > 0) {
594                 uint8_t mask = (1 << (8 - bits)) - 1;
595                 a[bytes] = (a[bytes] & mask) | ((~mask) & b[bytes]);
596         }
597 }