libeap/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
  88 int l2_packet_get_own_addr(struct l2_packet_data *l2, u8 *addr)
  89 {
  90         os_memcpy(addr, l2->own_addr, ETH_ALEN);
  91         return 0;
  92 }
  93
  94
  95 int l2_packet_send(struct l2_packet_data *l2, const u8 *dst_addr, u16 proto,
  96                    const u8 *buf, size_t len)
  97 {
  98         int ret;
  99         if (l2 == NULL)
 100                 return -1;
 101         if (l2->l2_hdr) {
 102                 ret = send(l2->fd, buf, len, 0);
 103                 if (ret < 0)
 104                         wpa_printf(MSG_ERROR, "l2_packet_send - send: %s",
 105                                    strerror(errno));
 106         } else {
 107                 struct sockaddr_ll ll;
 108                 os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 109                 ll.sll_family = AF_PACKET;
 110                 ll.sll_ifindex = l2->ifindex;
 111                 ll.sll_protocol = htons(proto);
 112                 ll.sll_halen = ETH_ALEN;
 113                 os_memcpy(ll.sll_addr, dst_addr, ETH_ALEN);
 114                 ret = sendto(l2->fd, buf, len, 0, (struct sockaddr *) &ll,
 115                              sizeof(ll));
 116                 if (ret < 0) {
 117                         wpa_printf(MSG_ERROR, "l2_packet_send - sendto: %s",
 118                                    strerror(errno));
 119                 }
 120         }
 121         return ret;
 122 }
 123
 124
 125 static void l2_packet_receive(int sock, void *eloop_ctx, void *sock_ctx)
 126 {
 127         struct l2_packet_data *l2 = eloop_ctx;
 128         u8 buf[2300];
 129         int res;
 130         struct sockaddr_ll ll;
 131         socklen_t fromlen;
 132
 133         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 134         fromlen = sizeof(ll);
 135         res = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *) &ll,
 136                        &fromlen);
 137         if (res < 0) {
 138                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "l2_packet_receive - recvfrom: %s",
 139                            strerror(errno));
 140                 return;
 141         }
 142
 143         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: src=" MACSTR " len=%d",
 144                    __func__, MAC2STR(ll.sll_addr), (int) res);
 145
 146 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 147         if (l2->fd_br_rx >= 0) {
 148                 u8 hash[SHA1_MAC_LEN];
 149                 const u8 *addr[1];
 150                 size_t len[1];
 151
 152                 /*
 153                  * Close the workaround socket if the kernel version seems to be
 154                  * able to deliver packets through the packet socket before
 155                  * authorization has been completed (in dormant state).
 156                  */
 157                 if (l2->num_rx_br <= 1) {
 158                         wpa_printf(MSG_DEBUG,
 159                                    "l2_packet_receive: Main packet socket for %s seems to have working RX - close workaround bridge socket",
 160                                    l2->ifname);
 161                         eloop_unregister_read_sock(l2->fd_br_rx);
 162                         close(l2->fd_br_rx);
 163                         l2->fd_br_rx = -1;
 164                 }
 165
 166                 addr[0] = buf;
 167                 len[0] = res;
 168                 sha1_vector(1, addr, len, hash);
 169                 if (l2->last_from_br &&
 170                     os_memcmp(hash, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 171                         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX",
 172                                    __func__);
 173                         return;
 174                 }
 175                 if (l2->last_from_br_prev &&
 176                     os_memcmp(hash, l2->last_hash_prev, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 177                         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX(prev)",
 178                                    __func__);
 179                         return;
 180                 }
 181                 os_memcpy(l2->last_hash_prev, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN);
 182                 l2->last_from_br_prev = l2->last_from_br;
 183                 os_memcpy(l2->last_hash, hash, SHA1_MAC_LEN);
 184         }
 185
 186         l2->last_from_br = 0;
 187 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 188         l2->rx_callback(l2->rx_callback_ctx, ll.sll_addr, buf, res);
 189 }
 190
 191
 192 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 193 static void l2_packet_receive_br(int sock, void *eloop_ctx, void *sock_ctx)
 194 {
 195         struct l2_packet_data *l2 = eloop_ctx;
 196         u8 buf[2300];
 197         int res;
 198         struct sockaddr_ll ll;
 199         socklen_t fromlen;
 200         u8 hash[SHA1_MAC_LEN];
 201         const u8 *addr[1];
 202         size_t len[1];
 203
 204         l2->num_rx_br++;
 205         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 206         fromlen = sizeof(ll);
 207         res = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *) &ll,
 208                        &fromlen);
 209         if (res < 0) {
 210                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "l2_packet_receive_br - recvfrom: %s",
 211                            strerror(errno));
 212                 return;
 213         }
 214
 215         wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: src=" MACSTR " len=%d",
 216                    __func__, MAC2STR(ll.sll_addr), (int) res);
 217
 218         if (os_memcmp(ll.sll_addr, l2->own_addr, ETH_ALEN) == 0) {
 219                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop RX of own frame", __func__);
 220                 return;
 221         }
 222
 223         addr[0] = buf;
 224         len[0] = res;
 225         sha1_vector(1, addr, len, hash);
 226         if (!l2->last_from_br &&
 227             os_memcmp(hash, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 228                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX", __func__);
 229                 return;
 230         }
 231         if (!l2->last_from_br_prev &&
 232             os_memcmp(hash, l2->last_hash_prev, SHA1_MAC_LEN) == 0) {
 233                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: Drop duplicate RX(prev)", __func__);
 234                 return;
 235         }
 236         os_memcpy(l2->last_hash_prev, l2->last_hash, SHA1_MAC_LEN);
 237         l2->last_from_br_prev = l2->last_from_br;
 238         l2->last_from_br = 1;
 239         os_memcpy(l2->last_hash, hash, SHA1_MAC_LEN);
 240         l2->rx_callback(l2->rx_callback_ctx, ll.sll_addr, buf, res);
 241 }
 242 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 243
 244
 245 struct l2_packet_data * l2_packet_init(
 246         const char *ifname, const u8 *own_addr, unsigned short protocol,
 247         void (*rx_callback)(void *ctx, const u8 *src_addr,
 248                             const u8 *buf, size_t len),
 249         void *rx_callback_ctx, int l2_hdr)
 250 {
 251         struct l2_packet_data *l2;
 252         struct ifreq ifr;
 253         struct sockaddr_ll ll;
 254
 255         l2 = os_zalloc(sizeof(struct l2_packet_data));
 256         if (l2 == NULL)
 257                 return NULL;
 258         os_strlcpy(l2->ifname, ifname, sizeof(l2->ifname));
 259         l2->rx_callback = rx_callback;
 260         l2->rx_callback_ctx = rx_callback_ctx;
 261         l2->l2_hdr = l2_hdr;
 262 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 263         l2->fd_br_rx = -1;
 264 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 265
 266         l2->fd = socket(PF_PACKET, l2_hdr ? SOCK_RAW : SOCK_DGRAM,
 267                         htons(protocol));
 268         if (l2->fd < 0) {
 269                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: socket(PF_PACKET): %s",
 270                            __func__, strerror(errno));
 271                 os_free(l2);
 272                 return NULL;
 273         }
 274         os_memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 275         os_strlcpy(ifr.ifr_name, l2->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
 276         if (ioctl(l2->fd, SIOCGIFINDEX, &ifr) < 0) {
 277                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: ioctl[SIOCGIFINDEX]: %s",
 278                            __func__, strerror(errno));
 279                 close(l2->fd);
 280                 os_free(l2);
 281                 return NULL;
 282         }
 283         l2->ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 284
 285         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 286         ll.sll_family = PF_PACKET;
 287         ll.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
 288         ll.sll_protocol = htons(protocol);
 289         if (bind(l2->fd, (struct sockaddr *) &ll, sizeof(ll)) < 0) {
 290                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: bind[PF_PACKET]: %s",
 291                            __func__, strerror(errno));
 292                 close(l2->fd);
 293                 os_free(l2);
 294                 return NULL;
 295         }
 296
 297         if (ioctl(l2->fd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0) {
 298                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: ioctl[SIOCGIFHWADDR]: %s",
 299                            __func__, strerror(errno));
 300                 close(l2->fd);
 301                 os_free(l2);
 302                 return NULL;
 303         }
 304         os_memcpy(l2->own_addr, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, ETH_ALEN);
 305
 306         eloop_register_read_sock(l2->fd, l2_packet_receive, l2, NULL);
 307
 308         return l2;
 309 }
 310
 311
 312 struct l2_packet_data * l2_packet_init_bridge(
 313         const char *br_ifname, const char *ifname, const u8 *own_addr,
 314         unsigned short protocol,
 315         void (*rx_callback)(void *ctx, const u8 *src_addr,
 316                             const u8 *buf, size_t len),
 317         void *rx_callback_ctx, int l2_hdr)
 318 {
 319         struct l2_packet_data *l2;
 320 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 321         struct sock_filter ethertype_sock_filter_insns[] = {
 322                 /* Load ethertype */
 323                 BPF_STMT(BPF_LD | BPF_H | BPF_ABS, 2 * ETH_ALEN),
 324                 /* Jump over next statement if ethertype does not match */
 325                 BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K, protocol, 0, 1),
 326                 /* Ethertype match - return all */
 327                 BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, ~0),
 328                 /* No match - drop */
 329                 BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, 0)
 330         };
 331         const struct sock_fprog ethertype_sock_filter = {
 332                 .len = ARRAY_SIZE(ethertype_sock_filter_insns),
 333                 .filter = ethertype_sock_filter_insns,
 334         };
 335         struct sockaddr_ll ll;
 336 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 337
 338         l2 = l2_packet_init(br_ifname, own_addr, protocol, rx_callback,
 339                             rx_callback_ctx, l2_hdr);
 340         if (!l2)
 341                 return NULL;
 342
 343 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 344         /*
 345          * The Linux packet socket behavior has changed over the years and there
 346          * is an inconvenient regression in it that breaks RX for a specific
 347          * protocol from interfaces in a bridge when that interface is not in
 348          * fully operation state (i.e., when in station mode and not completed
 349          * authorization). To work around this, register ETH_P_ALL version of
 350          * the packet socket bound to the real netdev and use socket filter to
 351          * match the ethertype value. This version is less efficient, but
 352          * required for functionality with many kernel version. If the main
 353          * packet socket is found to be working, this less efficient version
 354          * gets closed automatically.
 355          */
 356
 357         l2->fd_br_rx = socket(PF_PACKET, l2_hdr ? SOCK_RAW : SOCK_DGRAM,
 358                               htons(ETH_P_ALL));
 359         if (l2->fd_br_rx < 0) {
 360                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: socket(PF_PACKET-fd_br_rx): %s",
 361                            __func__, strerror(errno));
 362                 /* try to continue without the workaround RX socket */
 363                 return l2;
 364         }
 365
 366         os_memset(&ll, 0, sizeof(ll));
 367         ll.sll_family = PF_PACKET;
 368         ll.sll_ifindex = if_nametoindex(ifname);
 369         ll.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
 370         if (bind(l2->fd_br_rx, (struct sockaddr *) &ll, sizeof(ll)) < 0) {
 371                 wpa_printf(MSG_DEBUG, "%s: bind[PF_PACKET-fd_br_rx]: %s",
 372                            __func__, strerror(errno));
 373                 /* try to continue without the workaround RX socket */
 374                 close(l2->fd_br_rx);
 375                 l2->fd_br_rx = -1;
 376                 return l2;
 377         }
 378
 379         if (setsockopt(l2->fd_br_rx, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_FILTER,
 380                        &ethertype_sock_filter, sizeof(struct sock_fprog))) {
 381                 wpa_printf(MSG_DEBUG,
 382                            "l2_packet_linux: setsockopt(SO_ATTACH_FILTER) failed: %s",
 383                            strerror(errno));
 384                 /* try to continue without the workaround RX socket */
 385                 close(l2->fd_br_rx);
 386                 l2->fd_br_rx = -1;
 387                 return l2;
 388         }
 389
 390         eloop_register_read_sock(l2->fd_br_rx, l2_packet_receive_br, l2, NULL);
 391 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 392
 393         return l2;
 394 }
 395
 396
 397 void l2_packet_deinit(struct l2_packet_data *l2)
 398 {
 399         if (l2 == NULL)
 400                 return;
 401
 402         if (l2->fd >= 0) {
 403                 eloop_unregister_read_sock(l2->fd);
 404                 close(l2->fd);
 405         }
 406
 407 #ifndef CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR
 408         if (l2->fd_br_rx >= 0) {
 409                 eloop_unregister_read_sock(l2->fd_br_rx);
 410                 close(l2->fd_br_rx);
 411         }
 412 #endif /* CONFIG_NO_LINUX_PACKET_SOCKET_WAR */
 413
 414         os_free(l2);
 415 }
 416
 417
 418 int l2_packet_get_ip_addr(struct l2_packet_data *l2, char *buf, size_t len)
 419 {
 420         int s;
 421         struct ifreq ifr;
 422         struct sockaddr_in *saddr;
 423         size_t res;
 424
 425         s = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 426         if (s < 0) {
 427                 wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: socket: %s",
 428                            __func__, strerror(errno));
 429                 return -1;
 430         }
 431         os_memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
 432         os_strlcpy(ifr.ifr_name, l2->ifname, sizeof(ifr.ifr_name));
 433         if (ioctl(s, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0) {
 434                 if (errno != EADDRNOTAVAIL)
 435                         wpa_printf(MSG_ERROR, "%s: ioctl[SIOCGIFADDR]: %s",
 436                                    __func__, strerror(errno));
 437                 close(s);
 438                 return -1;
 439         }
 440         close(s);
 441         saddr = aliasing_hide_typecast(&ifr.ifr_addr, struct sockaddr_in);
 442         if (saddr->sin_family != AF_INET)
 443                 return -1;
 444         res = os_strlcpy(buf, inet_ntoa(saddr->sin_addr), len);
 445         if (res >= len)
 446                 return -1;
 447         return 0;
 448 }
 449
 450
 451 void l2_packet_notify_auth_start(struct l2_packet_data *l2)
 452 {
 453 }
 454
 455
 456 int l2_packet_set_packet_filter(struct l2_packet_data *l2,
 457                                 enum l2_packet_filter_type type)
 458 {
 459         const struct sock_fprog *sock_filter;
 460
 461         switch (type) {
 462         case L2_PACKET_FILTER_DHCP:
 463                 sock_filter = &dhcp_sock_filter;
 464                 break;
 465         case L2_PACKET_FILTER_NDISC:
 466                 sock_filter = &ndisc_sock_filter;
 467                 break;
 468         default:
 469                 return -1;
 470         }
 471
 472         if (setsockopt(l2->fd, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_FILTER,
 473                        sock_filter, sizeof(struct sock_fprog))) {
 474                 wpa_printf(MSG_ERROR,
 475                            "l2_packet_linux: setsockopt(SO_ATTACH_FILTER) failed: %s",
 476                            strerror(errno));
 477                 return -1;
 478         }
 479
 480         return 0;
 481 }