sbin/dhclient/bpf.c

   1 /*      $OpenBSD: bpf.c,v 1.13 2004/05/05 14:28:58 deraadt Exp $        */
   2
   3 /* BPF socket interface code, originally contributed by Archie Cobbs. */
   4
   5 /*
   6  * Copyright (c) 1995, 1996, 1998, 1999
   7  * The Internet Software Consortium.    All rights reserved.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  *
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. Neither the name of The Internet Software Consortium nor the names
  19  *    of its contributors may be used to endorse or promote products derived
  20  *    from this software without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE INTERNET SOFTWARE CONSORTIUM AND
  23  * CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
  24  * INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  26  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE INTERNET SOFTWARE CONSORTIUM OR
  27  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  28  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  29  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF
  30  * USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  31  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  32  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  33  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  * This software has been written for the Internet Software Consortium
  37  * by Ted Lemon <mellon@fugue.com> in cooperation with Vixie
  38  * Enterprises.  To learn more about the Internet Software Consortium,
  39  * see ``http://www.vix.com/isc''.  To learn more about Vixie
  40  * Enterprises, see ``http://www.vix.com''.
  41  */
  42
  43 #include <sys/cdefs.h>
  44 __FBSDID("$FreeBSD$");
  45
  46 #include <sys/capability.h>
  47
  48 #include "dhcpd.h"
  49 #include "privsep.h"
  50 #include <sys/capability.h>
  51 #include <sys/ioctl.h>
  52 #include <sys/uio.h>
  53
  54 #include <net/bpf.h>
  55 #include <netinet/in_systm.h>
  56 #include <netinet/ip.h>
  57 #include <netinet/udp.h>
  58 #include <netinet/if_ether.h>
  59
  60 #define BPF_FORMAT "/dev/bpf%d"
  61
  62 /*
  63  * Called by get_interface_list for each interface that's discovered.
  64  * Opens a packet filter for each interface and adds it to the select
  65  * mask.
  66  */
  67 int
  68 if_register_bpf(struct interface_info *info, int flags)
  69 {
  70         char filename[50];
  71         int sock, b;
  72
  73         /* Open a BPF device */
  74         for (b = 0;; b++) {
  75                 snprintf(filename, sizeof(filename), BPF_FORMAT, b);
  76                 sock = open(filename, flags);
  77                 if (sock < 0) {
  78                         if (errno == EBUSY)
  79                                 continue;
  80                         else
  81                                 error("Can't find free bpf: %m");
  82                 } else
  83                         break;
  84         }
  85
  86         /* Set the BPF device to point at this interface. */
  87         if (ioctl(sock, BIOCSETIF, info->ifp) < 0)
  88                 error("Can't attach interface %s to bpf device %s: %m",
  89                     info->name, filename);
  90
  91         return (sock);
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Packet write filter program:
  96  * 'ip and udp and src port bootps and dst port (bootps or bootpc)'
  97  */
  98 struct bpf_insn dhcp_bpf_wfilter[] = {
  99         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_B + BPF_IND, 14),
 100         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, (IPVERSION << 4) + 5, 0, 12),
 101
 102         /* Make sure this is an IP packet... */
 103         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_ABS, 12),
 104         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, ETHERTYPE_IP, 0, 10),
 105
 106         /* Make sure it's a UDP packet... */
 107         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_B + BPF_ABS, 23),
 108         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, IPPROTO_UDP, 0, 8),
 109
 110         /* Make sure this isn't a fragment... */
 111         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_ABS, 20),
 112         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JSET + BPF_K, 0x1fff, 6, 0),     /* patched */
 113
 114         /* Get the IP header length... */
 115         BPF_STMT(BPF_LDX + BPF_B + BPF_MSH, 14),
 116
 117         /* Make sure it's from the right port... */
 118         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_IND, 14),
 119         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, 68, 0, 3),
 120
 121         /* Make sure it is to the right ports ... */
 122         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_IND, 16),
 123         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, 67, 0, 1),
 124
 125         /* If we passed all the tests, ask for the whole packet. */
 126         BPF_STMT(BPF_RET+BPF_K, (u_int)-1),
 127
 128         /* Otherwise, drop it. */
 129         BPF_STMT(BPF_RET+BPF_K, 0),
 130 };
 131
 132 int dhcp_bpf_wfilter_len = sizeof(dhcp_bpf_wfilter) / sizeof(struct bpf_insn);
 133
 134 void
 135 if_register_send(struct interface_info *info)
 136 {
 137         cap_rights_t rights;
 138         struct bpf_version v;
 139         struct bpf_program p;
 140         int sock, on = 1;
 141
 142         /* Open a BPF device and hang it on this interface... */
 143         info->wfdesc = if_register_bpf(info, O_WRONLY);
 144
 145         /* Make sure the BPF version is in range... */
 146         if (ioctl(info->wfdesc, BIOCVERSION, &v) < 0)
 147                 error("Can't get BPF version: %m");
 148
 149         if (v.bv_major != BPF_MAJOR_VERSION ||
 150             v.bv_minor < BPF_MINOR_VERSION)
 151                 error("Kernel BPF version out of range - recompile dhcpd!");
 152
 153         /* Set up the bpf write filter program structure. */
 154         p.bf_len = dhcp_bpf_wfilter_len;
 155         p.bf_insns = dhcp_bpf_wfilter;
 156
 157         if (dhcp_bpf_wfilter[7].k == 0x1fff)
 158                 dhcp_bpf_wfilter[7].k = htons(IP_MF|IP_OFFMASK);
 159
 160         if (ioctl(info->wfdesc, BIOCSETWF, &p) < 0)
 161                 error("Can't install write filter program: %m");
 162
 163         if (ioctl(info->wfdesc, BIOCLOCK, NULL) < 0)
 164                 error("Cannot lock bpf");
 165
 166         cap_rights_init(&rights, CAP_WRITE);
 167         if (cap_rights_limit(info->wfdesc, &rights) < 0 && errno != ENOSYS)
 168                 error("Can't limit bpf descriptor: %m");
 169
 170         /*
 171          * Use raw socket for unicast send.
 172          */
 173         if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_UDP)) == -1)
 174                 error("socket(SOCK_RAW): %m");
 175         if (setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, &on,
 176             sizeof(on)) == -1)
 177                 error("setsockopt(IP_HDRINCL): %m");
 178         info->ufdesc = sock;
 179 }
 180
 181 /*
 182  * Packet filter program...
 183  *
 184  * XXX: Changes to the filter program may require changes to the
 185  * constant offsets used in if_register_send to patch the BPF program!
 186  */
 187 struct bpf_insn dhcp_bpf_filter[] = {
 188         /* Make sure this is an IP packet... */
 189         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_ABS, 12),
 190         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, ETHERTYPE_IP, 0, 8),
 191
 192         /* Make sure it's a UDP packet... */
 193         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_B + BPF_ABS, 23),
 194         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, IPPROTO_UDP, 0, 6),
 195
 196         /* Make sure this isn't a fragment... */
 197         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_ABS, 20),
 198         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JSET + BPF_K, 0x1fff, 4, 0),
 199
 200         /* Get the IP header length... */
 201         BPF_STMT(BPF_LDX + BPF_B + BPF_MSH, 14),
 202
 203         /* Make sure it's to the right port... */
 204         BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_IND, 16),
 205         BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, 67, 0, 1),          /* patch */
 206
 207         /* If we passed all the tests, ask for the whole packet. */
 208         BPF_STMT(BPF_RET+BPF_K, (u_int)-1),
 209
 210         /* Otherwise, drop it. */
 211         BPF_STMT(BPF_RET+BPF_K, 0),
 212 };
 213
 214 int dhcp_bpf_filter_len = sizeof(dhcp_bpf_filter) / sizeof(struct bpf_insn);
 215
 216 void
 217 if_register_receive(struct interface_info *info)
 218 {
 219         static const unsigned long cmds[2] = { SIOCGIFFLAGS, SIOCGIFMEDIA };
 220         cap_rights_t rights;
 221         struct bpf_version v;
 222         struct bpf_program p;
 223         int flag = 1, sz;
 224
 225         /* Open a BPF device and hang it on this interface... */
 226         info->rfdesc = if_register_bpf(info, O_RDONLY);
 227
 228         /* Make sure the BPF version is in range... */
 229         if (ioctl(info->rfdesc, BIOCVERSION, &v) < 0)
 230                 error("Can't get BPF version: %m");
 231
 232         if (v.bv_major != BPF_MAJOR_VERSION ||
 233             v.bv_minor < BPF_MINOR_VERSION)
 234                 error("Kernel BPF version out of range - recompile dhcpd!");
 235
 236         /*
 237          * Set immediate mode so that reads return as soon as a packet
 238          * comes in, rather than waiting for the input buffer to fill
 239          * with packets.
 240          */
 241         if (ioctl(info->rfdesc, BIOCIMMEDIATE, &flag) < 0)
 242                 error("Can't set immediate mode on bpf device: %m");
 243
 244         /* Get the required BPF buffer length from the kernel. */
 245         if (ioctl(info->rfdesc, BIOCGBLEN, &sz) < 0)
 246                 error("Can't get bpf buffer length: %m");
 247         info->rbuf_max = sz;
 248         info->rbuf = malloc(info->rbuf_max);
 249         if (!info->rbuf)
 250                 error("Can't allocate %lu bytes for bpf input buffer.",
 251                     (unsigned long)info->rbuf_max);
 252         info->rbuf_offset = 0;
 253         info->rbuf_len = 0;
 254
 255         /* Set up the bpf filter program structure. */
 256         p.bf_len = dhcp_bpf_filter_len;
 257         p.bf_insns = dhcp_bpf_filter;
 258
 259         /* Patch the server port into the BPF program...
 260          *
 261          * XXX: changes to filter program may require changes to the
 262          * insn number(s) used below!
 263          */
 264         dhcp_bpf_filter[8].k = LOCAL_PORT;
 265
 266         if (ioctl(info->rfdesc, BIOCSETF, &p) < 0)
 267                 error("Can't install packet filter program: %m");
 268
 269         if (ioctl(info->rfdesc, BIOCLOCK, NULL) < 0)
 270                 error("Cannot lock bpf");
 271
 272         cap_rights_init(&rights, CAP_IOCTL, CAP_POLL_EVENT, CAP_READ);
 273         if (cap_rights_limit(info->rfdesc, &rights) < 0 && errno != ENOSYS)
 274                 error("Can't limit bpf descriptor: %m");
 275         if (cap_ioctls_limit(info->rfdesc, cmds, 2) < 0 && errno != ENOSYS)
 276                 error("Can't limit ioctls for bpf descriptor: %m");
 277 }
 278
 279 void
 280 send_packet_unpriv(int privfd, struct dhcp_packet *raw, size_t len,
 281     struct in_addr from, struct in_addr to)
 282 {
 283         struct imsg_hdr hdr;
 284         struct buf *buf;
 285         int errs;
 286
 287         hdr.code = IMSG_SEND_PACKET;
 288         hdr.len = sizeof(hdr) +
 289             sizeof(size_t) + len +
 290             sizeof(from) + sizeof(to);
 291
 292         if ((buf = buf_open(hdr.len)) == NULL)
 293                 error("buf_open: %m");
 294
 295         errs = 0;
 296         errs += buf_add(buf, &hdr, sizeof(hdr));
 297         errs += buf_add(buf, &len, sizeof(len));
 298         errs += buf_add(buf, raw, len);
 299         errs += buf_add(buf, &from, sizeof(from));
 300         errs += buf_add(buf, &to, sizeof(to));
 301         if (errs)
 302                 error("buf_add: %m");
 303
 304         if (buf_close(privfd, buf) == -1)
 305                 error("buf_close: %m");
 306 }
 307
 308 void
 309 send_packet_priv(struct interface_info *interface, struct imsg_hdr *hdr, int fd)
 310 {
 311         unsigned char buf[256];
 312         struct iovec iov[2];
 313         struct msghdr msg;
 314         struct dhcp_packet raw;
 315         size_t len;
 316         struct in_addr from, to;
 317         int result, bufp = 0;
 318
 319         if (hdr->len < sizeof(*hdr) + sizeof(size_t))
 320                 error("corrupted message received");
 321         buf_read(fd, &len, sizeof(len));
 322         if (hdr->len != sizeof(*hdr) + sizeof(size_t) + len +
 323             sizeof(from) + sizeof(to)) {
 324                 error("corrupted message received");
 325         }
 326         if (len > sizeof(raw))
 327                 error("corrupted message received");
 328         buf_read(fd, &raw, len);
 329         buf_read(fd, &from, sizeof(from));
 330         buf_read(fd, &to, sizeof(to));
 331
 332         /* Assemble the headers... */
 333         if (to.s_addr == INADDR_BROADCAST)
 334                 assemble_hw_header(interface, buf, &bufp);
 335         assemble_udp_ip_header(buf, &bufp, from.s_addr, to.s_addr,
 336             htons(REMOTE_PORT), (unsigned char *)&raw, len);
 337
 338         iov[0].iov_base = buf;
 339         iov[0].iov_len = bufp;
 340         iov[1].iov_base = &raw;
 341         iov[1].iov_len = len;
 342
 343         /* Fire it off */
 344         if (to.s_addr == INADDR_BROADCAST)
 345                 result = writev(interface->wfdesc, iov, 2);
 346         else {
 347                 struct sockaddr_in sato;
 348
 349                 sato.sin_addr = to;
 350                 sato.sin_port = htons(REMOTE_PORT);
 351                 sato.sin_family = AF_INET;
 352                 sato.sin_len = sizeof(sato);
 353
 354                 memset(&msg, 0, sizeof(msg));
 355                 msg.msg_name = (struct sockaddr *)&sato;
 356                 msg.msg_namelen = sizeof(sato);
 357                 msg.msg_iov = iov;
 358                 msg.msg_iovlen = 2;
 359                 result = sendmsg(interface->ufdesc, &msg, 0);
 360         }
 361
 362         if (result < 0)
 363                 warning("send_packet: %m");
 364 }
 365
 366 ssize_t
 367 receive_packet(struct interface_info *interface, unsigned char *buf,
 368     size_t len, struct sockaddr_in *from, struct hardware *hfrom)
 369 {
 370         int length = 0, offset = 0;
 371         struct bpf_hdr hdr;
 372
 373         /*
 374          * All this complexity is because BPF doesn't guarantee that
 375          * only one packet will be returned at a time.  We're getting
 376          * what we deserve, though - this is a terrible abuse of the BPF
 377          * interface.  Sigh.
 378          */
 379
 380         /* Process packets until we get one we can return or until we've
 381          * done a read and gotten nothing we can return...
 382          */
 383         do {
 384                 /* If the buffer is empty, fill it. */
 385                 if (interface->rbuf_offset >= interface->rbuf_len) {
 386                         length = read(interface->rfdesc, interface->rbuf,
 387                             interface->rbuf_max);
 388                         if (length <= 0)
 389                                 return (length);
 390                         interface->rbuf_offset = 0;
 391                         interface->rbuf_len = length;
 392                 }
 393
 394                 /*
 395                  * If there isn't room for a whole bpf header, something
 396                  * went wrong, but we'll ignore it and hope it goes
 397                  * away... XXX
 398                  */
 399                 if (interface->rbuf_len - interface->rbuf_offset <
 400                     sizeof(hdr)) {
 401                         interface->rbuf_offset = interface->rbuf_len;
 402                         continue;
 403                 }
 404
 405                 /* Copy out a bpf header... */
 406                 memcpy(&hdr, &interface->rbuf[interface->rbuf_offset],
 407                     sizeof(hdr));
 408
 409                 /*
 410                  * If the bpf header plus data doesn't fit in what's
 411                  * left of the buffer, stick head in sand yet again...
 412                  */
 413                 if (interface->rbuf_offset + hdr.bh_hdrlen + hdr.bh_caplen >
 414                     interface->rbuf_len) {
 415                         interface->rbuf_offset = interface->rbuf_len;
 416                         continue;
 417                 }
 418
 419                 /* Skip over the BPF header... */
 420                 interface->rbuf_offset += hdr.bh_hdrlen;
 421
 422                 /*
 423                  * If the captured data wasn't the whole packet, or if
 424                  * the packet won't fit in the input buffer, all we can
 425                  * do is drop it.
 426                  */
 427                 if (hdr.bh_caplen != hdr.bh_datalen) {
 428                         interface->rbuf_offset =
 429                             BPF_WORDALIGN(interface->rbuf_offset +
 430                             hdr.bh_caplen);
 431                         continue;
 432                 }
 433
 434                 /* Decode the physical header... */
 435                 offset = decode_hw_header(interface->rbuf,
 436                     interface->rbuf_offset, hfrom);
 437
 438                 /*
 439                  * If a physical layer checksum failed (dunno of any
 440                  * physical layer that supports this, but WTH), skip
 441                  * this packet.
 442                  */
 443                 if (offset < 0) {
 444                         interface->rbuf_offset =
 445                             BPF_WORDALIGN(interface->rbuf_offset +
 446                             hdr.bh_caplen);
 447                         continue;
 448                 }
 449                 interface->rbuf_offset += offset;
 450                 hdr.bh_caplen -= offset;
 451
 452                 /* Decode the IP and UDP headers... */
 453                 offset = decode_udp_ip_header(interface->rbuf,
 454                     interface->rbuf_offset, from, NULL, hdr.bh_caplen);
 455
 456                 /* If the IP or UDP checksum was bad, skip the packet... */
 457                 if (offset < 0) {
 458                         interface->rbuf_offset =
 459                             BPF_WORDALIGN(interface->rbuf_offset +
 460                             hdr.bh_caplen);
 461                         continue;
 462                 }
 463                 interface->rbuf_offset += offset;
 464                 hdr.bh_caplen -= offset;
 465
 466                 /*
 467                  * If there's not enough room to stash the packet data,
 468                  * we have to skip it (this shouldn't happen in real
 469                  * life, though).
 470                  */
 471                 if (hdr.bh_caplen > len) {
 472                         interface->rbuf_offset =
 473                             BPF_WORDALIGN(interface->rbuf_offset +
 474                             hdr.bh_caplen);
 475                         continue;
 476                 }
 477
 478                 /* Copy out the data in the packet... */
 479                 memcpy(buf, interface->rbuf + interface->rbuf_offset,
 480                     hdr.bh_caplen);
 481                 interface->rbuf_offset =
 482                     BPF_WORDALIGN(interface->rbuf_offset +
 483                     hdr.bh_caplen);
 484                 return (hdr.bh_caplen);
 485         } while (!length);
 486         return (0);
 487 }