contrib/wpa_supplicant/src/l2_packet/l2_packet_linux.c

   1 /*
   2  * WPA Supplicant - Layer2 packet handling with Linux packet sockets
   3  * Copyright (c) 2003-2015, Jouni Malinen <j@w1.fi>
   4  *
   5  * This software may be distributed under the terms of the BSD license.
   6  * See README for more details.
   7  */
   8
   9 #include "includes.h"
  10 #include <sys/ioctl.h>
  11 #include <netpacket/packet.h>
  12 #include <net/if.h>
  13 #include <linux/filter.h>
  14
  15 #include "common.h"
  16 #include "eloop.h"
  17 #include "crypto/sha1.h"
  18 #include "crypto/crypto.h"
  19 #include "l2_packet.h"
  20
  21
  22 struct l2_packet_data {
  23         int fd; /* packet socket for EAPOL frames */
  24         char ifname[IFNAMSIZ + 1];
  25         int ifindex;
  26         u8 own_addr[ETH_ALEN];
  27         void (*rx_callback)(void *ctx, const u8 *src_addr,
  28                             const u8 *buf, size_t len);
  29         void *rx_callback_ctx;
  30         int l2_hdr; /* whether to include layer 2 (Ethernet) header data
  31                      * buffers */
  32
  33 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
  34         /* For working around Linux packet socket behavior and regression. */
  35         int fd_br_rx;
  36         int last_from_br, last_from_br_prev;
  37         u8 last_hash[SHA1_MAC_LEN];
  38         u8 last_hash_prev[SHA1_MAC_LEN];
  39         unsigned int num_rx_br;
  40 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
  41 };
  42
  43 /* Generated by 'sudo tcpdump -s 3000 -dd greater 278 and ip and udp and
  44  * src port bootps and dst port bootpc'
  45  */
  46 static struct sock_filter dhcp_sock_filter_insns[] = {
  47         { 0x80, 0, 0, 0x00000000 },
  48         { 0x35, 0, 12, 0x00000116 },
  49         { 0x28, 0, 0, 0x0000000c },
  50         { 0x15, 0, 10, 0x00000800 },
  51         { 0x30, 0, 0, 0x00000017 },
  52         { 0x15, 0, 8, 0x00000011 },
  53         { 0x28, 0, 0, 0x00000014 },
  54         { 0x45, 6, 0, 0x00001fff },
  55         { 0xb1, 0, 0, 0x0000000e },
  56         { 0x48, 0, 0, 0x0000000e },
  57         { 0x15, 0, 3, 0x00000043 },
  58         { 0x48, 0, 0, 0x00000010 },
  59         { 0x15, 0, 1, 0x00000044 },
  60         { 0x6, 0, 0, 0x00000bb8 },
  61         { 0x6, 0, 0, 0x00000000 },
  62 };
  63
  64 static const struct sock_fprog dhcp_sock_filter = {
  65         .len = ARRAY_SIZE(dhcp_sock_filter_insns),
  66         .filter = dhcp_sock_filter_insns,
  67 };
  68
  69
  70 /* Generated by 'sudo tcpdump -dd -s 1500 multicast and ip6[6]=58' */
  71 static struct sock_filter ndisc_sock_filter_insns[] = {
  72         { 0x30, 0, 0, 0x00000000 },
  73         { 0x45, 0, 5, 0x00000001 },
  74         { 0x28, 0, 0, 0x0000000c },
  75         { 0x15, 0, 3, 0x000086dd },
  76         { 0x30, 0, 0, 0x00000014 },
  77         { 0x15, 0, 1, 0x0000003a },
  78         { 0x6, 0, 0, 0x000005dc },
  79         { 0x6, 0, 0, 0x00000000 },
  80 };
  81
  82 static const struct sock_fprog ndisc_sock_filter = {
  83         .len = ARRAY_SIZE(ndisc_sock_filter_insns),
  84         .filter = ndisc_sock_filter_insns,
  85 };
  86
  87 /* drop packet if skb->pkt_type is PACKET_OTHERHOST (0x03). Generated by:
  88  * $ bpfc - <<EOF
  89  * > ldb #type
  90  * > jeq #0x03, drop
  91  * > pass: ret #-1
  92  * > drop: ret #0
  93  * > EOF
  94  */
  95 static struct sock_filter pkt_type_filter_insns[] = {
  96         { 0x30, 0, 0, 0xfffff004 },
  97         { 0x15, 1, 0, 0x00000003 },
  98         { 0x6, 0, 0, 0xffffffff },
  99         { 0x6, 0, 0, 0x00000000 },
 100 };
 101
 102 static const struct sock_fprog pkt_type_sock_filter = {
 103         .len = ARRAY_SIZE(pkt_type_filter_insns),
 104         .filter = pkt_type_filter_insns,
 105 };
 106
 107
 108 int l2_packet_get_own_addr(struct l2_packet_data *l2, u8 *addr)
 109 {
 110         os_memcpy(addr, l2->own_addr, ETH_ALEN);
 111         return 0;
 112 }
 113
 114
 115 int l2_packet_send(struct l2_packet_data *l2, const u8 *dst_addr, u16 proto,
 116                    const u8 *buf, size_t len)
 117 {
 118         int ret;
 119
 120         if (TEST_FAIL())
 121                 return -1;
 122         if (l2 == NULL)
 123                 return -1;
 124         if (l2->l2_hdr) {
 125                 ret = send(l2->fd, buf, len, 0);
 126                 if (ret < 0)
 127                         wpa_printf(MSG_ERROR, "l2_packet_send - send: %s",
 128                                    strerror(errno));
 129         } else {
 130                 struct sockaddr_ll ll;
 131                 os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 132                 ll.sll_family = AF_PACKET;
 133                 ll.sll_ifindex = l2->ifindex;
 134                 ll.sll_protocol = htons(proto);
 135                 ll.sll_halen = ETH_ALEN;
 136                 os_memcpy(ll.sll_addr, dst_addr, ETH_ALEN);
 137                 ret = sendto(l2->fd, buf, len, 0, (struct sockaddr *) &ll,
 138                              sizeof(ll));
 139                 if (ret < 0) {
 140                         wpa_printf(MSG_ERROR, "l2_packet_send - sendto: %s",
 141                                    strerror(errno));
 142                 }
 143         }
 144         return ret;
 145 }
 146
 147
 148 static void l2_packet_receive(int sock, void *eloop_ctx, void *sock_ctx)
 149 {
 150         struct l2_packet_data *l2 = eloop_ctx;
 151         u8 buf[2300];
 152         int res;
 153         struct sockaddr_ll ll;
 154         socklen_t fromlen;
 155
 156         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 157         fromlen = sizeof(ll);
 158         res = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *) &ll,
 159                        &fromlen);
 160         if (res < 0) {
 161                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "l2_packet_receive - recvfrom: %s",
 162                            strerror(errno));
 163                 return;
 164         }
 165
 166         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: src=" MACSTR " len=%d",
 167                    __func__, MAC2STR(ll.sll_addr), (int) res);
 168
 169 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 170         if (l2->fd_br_rx >= 0) {
 171                 u8 hash[SHA1_MAC_LEN];
 172                 const u8 *addr[1];
 173                 size_t len[1];
 174
 175                 /*
 176                  * Close the workaround socket if the kernel version seems to be
 177                  * able to deliver packets through the packet socket before
 178                  * authorization has been completed (in dormant state).
 179                  */
 180                 if (l2->num_rx_br <= 1) {
 181                         wpa_printf(MSG_DEBUG,
 182                                    "l2_packet_receive: Main packet socket for %s seems to have working RX - close workaround bridge socket",
 183                                    l2->ifname);
 184                         eloop_unregister_read_sock(l2->fd_br_rx);
 185                         close(l2->fd_br_rx);
 186                         l2->fd_br_rx = -1;
 187                 }
 188
 189                 addr[0] = buf;
 190                 len[0] = res;
 191                 sha1_vector(1, addr, len, hash);
 192                 if (l2->last_from_br &&
 193                     os_memcmp(hash, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 194                         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX",
 195                                    __func__);
 196                         return;
 197                 }
 198                 if (l2->last_from_br_prev &&
 199                     os_memcmp(hash, l2->last_hash_prev, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 200                         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX(prev)",
 201                                    __func__);
 202                         return;
 203                 }
 204                 os_memcpy(l2->last_hash_prev, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN);
 205                 l2->last_from_br_prev = l2->last_from_br;
 206                 os_memcpy(l2->last_hash, hash, SHA1_MAC_LEN);
 207         }
 208
 209         l2->last_from_br = 0;
 210 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 211         l2->rx_callback(l2->rx_callback_ctx, ll.sll_addr, buf, res);
 212 }
 213
 214
 215 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 216 static void l2_packet_receive_br(int sock, void *eloop_ctx, void *sock_ctx)
 217 {
 218         struct l2_packet_data *l2 = eloop_ctx;
 219         u8 buf[2300];
 220         int res;
 221         struct sockaddr_ll ll;
 222         socklen_t fromlen;
 223         u8 hash[SHA1_MAC_LEN];
 224         const u8 *addr[1];
 225         size_t len[1];
 226
 227         l2->num_rx_br++;
 228         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 229         fromlen = sizeof(ll);
 230         res = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *) &ll,
 231                        &fromlen);
 232         if (res < 0) {
 233                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "l2_packet_receive_br - recvfrom: %s",
 234                            strerror(errno));
 235                 return;
 236         }
 237
 238         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: src=" MACSTR " len=%d",
 239                    __func__, MAC2STR(ll.sll_addr), (int) res);
 240
 241         if (os_memcmp(ll.sll_addr, l2->own_addr, ETH_ALEN) == 0) {
 242                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop RX of own frame", __func__);
 243                 return;
 244         }
 245
 246         addr[0] = buf;
 247         len[0] = res;
 248         sha1_vector(1, addr, len, hash);
 249         if (!l2->last_from_br &&
 250             os_memcmp(hash, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 251                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX", __func__);
 252                 return;
 253         }
 254         if (!l2->last_from_br_prev &&
 255             os_memcmp(hash, l2->last_hash_prev, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 256                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX(prev)", __func__);
 257                 return;
 258         }
 259         os_memcpy(l2->last_hash_prev, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN);
 260         l2->last_from_br_prev = l2->last_from_br;
 261         l2->last_from_br = 1;
 262         os_memcpy(l2->last_hash, hash, SHA1_MAC_LEN);
 263         l2->rx_callback(l2->rx_callback_ctx, ll.sll_addr, buf, res);
 264 }
 265 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 266
 267
 268 struct l2_packet_data * l2_packet_init(
 269         const char *ifname, const u8 *own_addr, unsigned short protocol,
 270         void (*rx_callback)(void *ctx, const u8 *src_addr,
 271                             const u8 *buf, size_t len),
 272         void *rx_callback_ctx, int l2_hdr)
 273 {
 274         struct l2_packet_data *l2;
 275         struct ifreq ifr;
 276         struct sockaddr_ll ll;
 277
 278         l2 = os_zalloc(sizeof(struct l2_packet_data));
 279         if (l2 == NULL)
 280                 return NULL;
 281         os_strlcpy(l2->ifname, ifname, sizeof(l2->ifname));
 282         l2->rx_callback = rx_callback;
 283         l2->rx_callback_ctx = rx_callback_ctx;
 284         l2->l2_hdr = l2_hdr;
 285 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 286         l2->fd_br_rx = -1;
 287 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 288
 289         l2->fd = socket(PF_PACKET, l2_hdr ? SOCK_RAW : SOCK_DGRAM,
 290                         htons(protocol));
 291         if (l2->fd < 0) {
 292                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: socket(PF_PACKET): %s",
 293                            __func__, strerror(errno));
 294                 os_free(l2);
 295                 return NULL;
 296         }
 297         os_memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 298         os_strlcpy(ifr.ifr_name, l2->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
 299         if (ioctl(l2->fd, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 300                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: ioctl[SIOCGIFINDEX]: %s",
 301                            __func__, strerror(errno));
 302                 close(l2->fd);
 303                 os_free(l2);
 304                 return NULL;
 305         }
 306         l2->ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 307
 308         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 309         ll.sll_family = PF_PACKET;
 310         ll.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 311         ll.sll_protocol = htons(protocol);
 312         if (bind(l2->fd, (struct sockaddr *) &ll, sizeof(ll)) < 0) {
 313                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: bind[PF_PACKET]: %s",
 314                            __func__, strerror(errno));
 315                 close(l2->fd);
 316                 os_free(l2);
 317                 return NULL;
 318         }
 319
 320         if (ioctl(l2->fd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0) {
 321                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: ioctl[SIOCGIFHWADDR]: %s",
 322                            __func__, strerror(errno));
 323                 close(l2->fd);
 324                 os_free(l2);
 325                 return NULL;
 326         }
 327         os_memcpy(l2->own_addr, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, ETH_ALEN);
 328
 329         eloop_register_read_sock(l2->fd, l2_packet_receive, l2, NULL);
 330
 331         return l2;
 332 }
 333
 334
 335 struct l2_packet_data * l2_packet_init_bridge(
 336         const char *br_ifname, const char *ifname, const u8 *own_addr,
 337         unsigned short protocol,
 338         void (*rx_callback)(void *ctx, const u8 *src_addr,
 339                             const u8 *buf, size_t len),
 340         void *rx_callback_ctx, int l2_hdr)
 341 {
 342         struct l2_packet_data *l2;
 343 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 344         struct sock_filter ethertype_sock_filter_insns[] = {
 345                 /* Load ethertype */
 346                 BPF_STMT(BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS, 2 * ETH_ALEN),
 347                 /* Jump over next statement if ethertype does not match */
 348                 BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, protocol, 0, 1),
 349                 /* Ethertype match - return all */
 350                 BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, ~0),
 351                 /* No match - drop */
 352                 BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, 0)
 353         };
 354         const struct sock_fprog ethertype_sock_filter = {
 355                 .len = ARRAY_SIZE(ethertype_sock_filter_insns),
 356                 .filter = ethertype_sock_filter_insns,
 357         };
 358         struct sockaddr_ll ll;
 359 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 360
 361         l2 = l2_packet_init(br_ifname, own_addr, protocol, rx_callback,
 362                             rx_callback_ctx, l2_hdr);
 363         if (!l2)
 364                 return NULL;
 365
 366 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 367         /*
 368          * The Linux packet socket behavior has changed over the years and there
 369          * is an inconvenient regression in it that breaks RX for a specific
 370          * protocol from interfaces in a bridge when that interface is not in
 371          * fully operation state (i.e., when in station mode and not completed
 372          * authorization). To work around this, register ETH_P_ALL version of
 373          * the packet socket bound to the real netdev and use socket filter to
 374          * match the ethertype value. This version is less efficient, but
 375          * required for functionality with many kernel version. If the main
 376          * packet socket is found to be working, this less efficient version
 377          * gets closed automatically.
 378          */
 379
 380         l2->fd_br_rx = socket(PF_PACKET, l2_hdr ? SOCK_RAW : SOCK_DGRAM,
 381                               htons(ETH_P_ALL));
 382         if (l2->fd_br_rx < 0) {
 383                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: socket(PF_PACKET-fd_br_rx): %s",
 384                            __func__, strerror(errno));
 385                 /* try to continue without the workaround RX socket */
 386                 return l2;
 387         }
 388
 389         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 390         ll.sll_family = PF_PACKET;
 391         ll.sll_ifindex = if_nametoindex(ifname);
 392         ll.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
 393         if (bind(l2->fd_br_rx, (struct sockaddr *) &ll, sizeof(ll)) < 0) {
 394                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: bind[PF_PACKET-fd_br_rx]: %s",
 395                            __func__, strerror(errno));
 396                 /* try to continue without the workaround RX socket */
 397                 close(l2->fd_br_rx);
 398                 l2->fd_br_rx = -1;
 399                 return l2;
 400         }
 401
 402         if (setsockopt(l2->fd_br_rx, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_FILTER,
 403                        &ethertype_sock_filter, sizeof(struct sock_fprog))) {
 404                 wpa_printf(MSG_DEBUG,
 405                            "l2_packet_linux: setsockopt(SO_ATTACH_FILTER) failed: %s",
 406                            strerror(errno));
 407                 /* try to continue without the workaround RX socket */
 408                 close(l2->fd_br_rx);
 409                 l2->fd_br_rx = -1;
 410                 return l2;
 411         }
 412
 413         eloop_register_read_sock(l2->fd_br_rx, l2_packet_receive_br, l2, NULL);
 414 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 415
 416         return l2;
 417 }
 418
 419
 420 void l2_packet_deinit(struct l2_packet_data *l2)
 421 {
 422         if (l2 == NULL)
 423                 return;
 424
 425         if (l2->fd >= 0) {
 426                 eloop_unregister_read_sock(l2->fd);
 427                 close(l2->fd);
 428         }
 429
 430 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 431         if (l2->fd_br_rx >= 0) {
 432                 eloop_unregister_read_sock(l2->fd_br_rx);
 433                 close(l2->fd_br_rx);
 434         }
 435 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 436
 437         os_free(l2);
 438 }
 439
 440
 441 int l2_packet_get_ip_addr(struct l2_packet_data *l2, char *buf, size_t len)
 442 {
 443         int s;
 444         struct ifreq ifr;
 445         struct sockaddr_in *saddr;
 446         size_t res;
 447
 448         s = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 449         if (s < 0) {
 450                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: socket: %s",
 451                            __func__, strerror(errno));
 452                 return -1;
 453         }
 454         os_memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 455         os_strlcpy(ifr.ifr_name, l2->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
 456         if (ioctl(s, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0) {
 457                 if (errno != EADDRNOTAVAIL)
 458                         wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: ioctl[SIOCGIFADDR]: %s",
 459                                    __func__, strerror(errno));
 460                 close(s);
 461                 return -1;
 462         }
 463         close(s);
 464         saddr = aliasing_hide_typecast(&ifr.ifr_addr, struct sockaddr_in);
 465         if (saddr->sin_family != AF_INET)
 466                 return -1;
 467         res = os_strlcpy(buf, inet_ntoa(saddr->sin_addr), len);
 468         if (res >= len)
 469                 return -1;
 470         return 0;
 471 }
 472
 473
 474 void l2_packet_notify_auth_start(struct l2_packet_data *l2)
 475 {
 476 }
 477
 478
 479 int l2_packet_set_packet_filter(struct l2_packet_data *l2,
 480                                 enum l2_packet_filter_type type)
 481 {
 482         const struct sock_fprog *sock_filter;
 483
 484         if (TEST_FAIL())
 485                 return -1;
 486
 487         switch (type) {
 488         case L2_PACKET_FILTER_DHCP:
 489                 sock_filter = &dhcp_sock_filter;
 490                 break;
 491         case L2_PACKET_FILTER_NDISC:
 492                 sock_filter = &ndisc_sock_filter;
 493                 break;
 494         case L2_PACKET_FILTER_PKTTYPE:
 495                 sock_filter = &pkt_type_sock_filter;
 496                 break;
 497         default:
 498                 return -1;
 499         }
 500
 501         if (setsockopt(l2->fd, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_FILTER,
 502                        sock_filter, sizeof(struct sock_fprog))) {
 503                 wpa_printf(MSG_ERROR,
 504                            "l2_packet_linux: setsockopt(SO_ATTACH_FILTER) failed: %s",
 505                            strerror(errno));
 506                 return -1;
 507         }
 508
 509         return 0;
 510 }