chiark / gitweb /
ec4fe4e7f0ae5eb5fdc0e0283031c89276d2ff70
[yaid] / linux.c
1 /* -*-c-*-
2  *
3  * Discover the owner of a connection (Linux version)
4  *
5  * (c) 2012 Straylight/Edgeware
6  */
7
8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
9  *
10  * This file is part of Yet Another Ident Daemon (YAID).
11  *
12  * YAID is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
14  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15  * (at your option) any later version.
16  *
17  * YAID is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  * GNU General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
23  * along with YAID; if not, write to the Free Software Foundation,
24  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
25  */
26
27 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
28
29 #include "yaid.h"
30
31 #include <linux/netlink.h>
32 #include <linux/rtnetlink.h>
33
34 /*----- Static variables --------------------------------------------------*/
35
36 static FILE *natfp;                     /* File handle for NAT table */
37 static int randfd;                      /* File descriptor for random data */
38
39 /*----- Miscellaneous system services -------------------------------------*/
40
41 /* Fill the buffer at P with SZ random bytes.  The buffer will be moderately
42  * large: this is intended to be a low-level interface, not a general-purpose
43  * utility.
44  */
45 void fill_random(void *p, size_t sz)
46 {
47   ssize_t n;
48
49   n = read(randfd, p, sz);
50   if (n < 0) fatal("error reading `/dev/urandom': %s", strerror(errno));
51   else if (n < sz) fatal("unexpected short read from `/dev/urandom'");
52 }
53
54 /*----- Address-type operations -------------------------------------------*/
55
56 struct addrops_sys {
57   const char *procfile;
58   const char *nfl3name;
59   int (*parseaddr)(char **, union addr *);
60 };
61
62 #define PROCFILE_IPV4 "/proc/net/tcp"
63 #define NFL3NAME_IPV4 "ipv4"
64
65 static int parseaddr_ipv4(char **pp, union addr *a)
66   { a->ipv4.s_addr = strtoul(*pp, pp, 16); return (0); }
67
68 #define PROCFILE_IPV6 "/proc/net/tcp6"
69 #define NFL3NAME_IPV6 "ipv6"
70
71 static int parseaddr_ipv6(char **pp, union addr *a)
72 {
73   int i, j;
74   unsigned long y;
75   char *p = *pp;
76   unsigned x;
77
78   /* The format is byteswapped in a really annoying way. */
79   for (i = 0; i < 4; i++) {
80     y = 0;
81     for (j = 0; j < 8; j++) {
82       if ('0' <= *p && *p <= '9') x = *p - '0';
83       else if ('a' <= *p && *p <= 'f') x = *p - 'a' + 10;
84       else if ('A' <= *p && *p <= 'F') x = *p - 'A' + 10;
85       else return (-1);
86       y = (y << 4) | x;
87       p++;
88     }
89     a->ipv6.s6_addr32[i] = y;
90   }
91   *pp = p;
92   return (0);
93 }
94
95 #define DEFOPSYS(ty, TY)                                                \
96   const struct addrops_sys addrops_sys_##ty = {                         \
97     PROCFILE_##TY, NFL3NAME_##TY, parseaddr_##ty                        \
98   };
99 ADDRTYPES(DEFOPSYS)
100 #undef DEFOPSYS
101
102 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
103
104 /* Store in A the default gateway address for the given address family.
105  * Return zero on success, or nonzero on error.
106  */
107 static int get_default_gw(int af, union addr *a)
108 {
109   int fd;
110   char buf[32768];
111   struct nlmsghdr *nlmsg;
112   struct rtgenmsg *rtgen;
113   const struct rtattr *rta;
114   const struct rtmsg *rtm;
115   ssize_t n, nn;
116   int rc = -1;
117   static unsigned long seq = 0x48b4aec4;
118
119   /* Open a netlink socket for interrogating the kernel. */
120   if ((fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_DGRAM, NETLINK_ROUTE)) < 0)
121     fatal("failed to create netlink socket: %s", strerror(errno));
122
123   /* We want to read the routing table.  There doesn't seem to be a good way
124    * to do this without just crawling through the whole thing.
125    */
126   nlmsg = (struct nlmsghdr *)buf;
127   assert(NLMSG_SPACE(sizeof(*rtgen)) < sizeof(buf));
128   nlmsg->nlmsg_len = NLMSG_LENGTH(sizeof(*rtgen));
129   nlmsg->nlmsg_type = RTM_GETROUTE;
130   nlmsg->nlmsg_flags = NLM_F_REQUEST | NLM_F_ROOT;
131   nlmsg->nlmsg_seq = ++seq;
132   nlmsg->nlmsg_pid = 0;
133
134   rtgen = (struct rtgenmsg *)NLMSG_DATA(nlmsg);
135   rtgen->rtgen_family = af;
136
137   if (write(fd, nlmsg, nlmsg->nlmsg_len) < 0)
138     fatal("failed to send RTM_GETROUTE request: %s", strerror(errno));
139
140   /* Now we try to parse the answer. */
141   for (;;) {
142
143     /* Not finished yet, so read another chunk of answer. */
144     if ((n = read(fd, buf, sizeof(buf))) < 0)
145       fatal("failed to read RTM_GETROUTE response: %s", strerror(errno));
146
147     /* Start at the beginning of the response. */
148     nlmsg = (struct nlmsghdr *)buf;
149
150     /* Make sure this looks plausible.  The precise rules don't appear to be
151      * documented, so it seems advisable to fail messily if my understanding
152      * is wrong.
153      */
154     if (nlmsg->nlmsg_seq != seq) continue;
155     assert(nlmsg->nlmsg_flags & NLM_F_MULTI);
156
157     /* Work through all of the individual routes. */
158     for (; NLMSG_OK(nlmsg, n); nlmsg = NLMSG_NEXT(nlmsg, n)) {
159       if (nlmsg->nlmsg_type == NLMSG_DONE) goto done;
160       if (nlmsg->nlmsg_type != RTM_NEWROUTE) continue;
161       rtm = (const struct rtmsg *)NLMSG_DATA(nlmsg);
162
163       /* If this record doesn't look interesting then skip it. */
164       if (rtm->rtm_family != af ||      /* wrong address family */
165           rtm->rtm_dst_len > 0 ||       /* specific destination */
166           rtm->rtm_src_len > 0 ||       /* specific source  */
167           rtm->rtm_type != RTN_UNICAST || /* not for unicast */
168           rtm->rtm_scope != RT_SCOPE_UNIVERSE || /* wrong scope */
169           rtm->rtm_tos != 0)            /* specific type of service */
170         continue;
171
172       /* Trundle through the attributes and find the gateway address. */
173       for (rta = RTM_RTA(rtm), nn = RTM_PAYLOAD(nlmsg);
174            RTA_OK(rta, nn); rta = RTA_NEXT(rta, nn)) {
175
176         /* Got one.  We're all done.  Except that we should carry on reading
177          * to the end, or something bad will happen.
178          */
179         if (rta->rta_type == RTA_GATEWAY) {
180           assert(RTA_PAYLOAD(rta) <= sizeof(*a));
181           memcpy(a, RTA_DATA(rta), RTA_PAYLOAD(rta));
182           rc = 0;
183         }
184       }
185     }
186   }
187
188 done:
189   close(fd);
190   return (rc);
191 }
192
193 /* Find out who is responsible for the connection described in the query Q.
194  * Write the answer to Q.  Errors are logged and reported via the query
195  * structure.
196  */
197 void identify(struct query *q)
198 {
199   FILE *fp = 0;
200   dstr d = DSTR_INIT;
201   char *p, *pp;
202   struct socket s[4];
203   int i;
204   int gwp = 0;
205   unsigned fl;
206 #define F_SADDR 1u
207 #define F_SPORT 2u
208 #define F_DADDR 4u
209 #define F_DPORT 8u
210 #define F_ALL (F_SADDR | F_SPORT | F_DADDR | F_DPORT)
211 #define F_ESTAB 16u
212   uid_t uid;
213   enum { LOC, REM, ST, UID, NFIELD };
214   int f, ff[NFIELD];
215
216   /* If we have a default gateway, and it matches the remote address then
217    * this may be a proxy connection from our NAT, so remember this, and don't
218    * inspect the remote addresses in the TCP tables.
219    */
220   if (!get_default_gw(q->ao->af, &s[0].addr) &&
221       q->ao->addreq(&s[0].addr, &q->s[R].addr))
222     gwp = 1;
223
224   /* Open the relevant TCP connection table. */
225   if ((fp = fopen(q->ao->sys->procfile, "r")) == 0) {
226     logmsg(q, LOG_ERR, "failed to open `%s' for reading: %s",
227            q->ao->sys->procfile, strerror(errno));
228     goto err_unk;
229   }
230
231   /* Initially, PP points into a string containing whitespace-separated
232    * fields.  Point P to the next field, null-terminate it, and advance PP
233    * so that we can read the next field in the next call.
234    */
235 #define NEXTFIELD do {                                                  \
236   for (p = pp; isspace((unsigned char)*p); p++);                        \
237   for (pp = p; *pp && !isspace((unsigned char)*pp); pp++);              \
238   if (*pp) *pp++ = 0;                                                   \
239 } while (0)
240
241   /* Read the header line from the file. */
242   if (dstr_putline(&d, fp) == EOF) {
243     logmsg(q, LOG_ERR, "failed to read header line from `%s': %s",
244            q->ao->sys->procfile,
245            ferror(fp) ? strerror(errno) : "unexpected EOF");
246     goto err_unk;
247   }
248
249   /* Now scan the header line to identify which columns the various
250    * interesting fields are in.  Store these in the map `ff'.  Problems:
251    * `tx_queue rx_queue' and `tr tm->when' are both really single columns in
252    * disguise; and the remote address column has a different heading
253    * depending on which address family we're using.  Rather than dispatch,
254    * just recognize both of them.
255    */
256   for (i = 0; i < NFIELD; i++) ff[i] = -1;
257   pp = d.buf;
258   for (f = 0;; f++) {
259     NEXTFIELD; if (!*p) break;
260     if (strcmp(p, "local_address") == 0)
261       ff[LOC] = f;
262     else if (strcmp(p, "rem_address") == 0 ||
263              strcmp(p, "remote_address") == 0)
264       ff[REM] = f;
265     else if (strcmp(p, "uid") == 0)
266       ff[UID] = f;
267     else if (strcmp(p, "st") == 0)
268       ff[ST] = f;
269     else if (strcmp(p, "rx_queue") == 0 ||
270              strcmp(p, "tm->when") == 0)
271       f--;
272   }
273
274   /* Make sure that we found all of the fields we actually want. */
275   for (i = 0; i < NFIELD; i++) {
276     if (ff[i] < 0) {
277       logmsg(q, LOG_ERR, "failed to find required fields in `%s'",
278              q->ao->sys->procfile);
279       goto err_unk;
280     }
281   }
282
283   /* Work through the lines in the file. */
284   for (;;) {
285
286     /* Read a line, and prepare to scan the fields. */
287     DRESET(&d);
288     if (dstr_putline(&d, fp) == EOF) break;
289     pp = d.buf;
290     uid = -1;
291
292     /* Work through the fields.  If an address field fails to match then we
293      * skip this record.  If the state field isn't 1 (`ESTABLISHED') then
294      * skip the record.  If it's the UID, then remember it: if we get all the
295      * way to the end then we've won.
296      */
297     for (f = 0;; f++) {
298       NEXTFIELD; if (!*p) break;
299       if (f == ff[LOC]) { i = L; goto compare; }
300       else if (f == ff[REM]) { i = R; goto compare; }
301       else if (f == ff[UID]) uid = atoi(p);
302       else if (f == ff[ST]) {
303         if (strtol(p, 0, 16) != 1) goto next_row;
304       }
305       continue;
306
307     compare:
308       /* Compare an address (in the current field) with the local or remote
309        * address in the query, as indicated by `i'.  The address field looks
310        * like `ADDR:PORT', where the ADDR is in some mad format which
311        * `sys->parseaddr' knows how to unpick.  If the remote address in the
312        * query is our gateway then don't check the remote address in the
313        * field (but do check the port number).
314        */
315       if (q->ao->sys->parseaddr(&p, &s[i].addr)) goto next_row;
316       if (*p != ':') break;
317       p++;
318       s[i].port = strtoul(p, 0, 16);
319       if ((i == R && gwp) ?
320             q->s[R].port != s[i].port :
321             !sockeq(q->ao, &q->s[i], &s[i]))
322         goto next_row;
323     }
324
325     /* We got to the end, and everything matched.  If we found a UID then
326      * we're done.  If the apparent remote address is our gateway then copy
327      * the true one into the query structure.
328      */
329     if (uid != -1) {
330       q->resp = R_UID;
331       q->u.uid = uid;
332       if (gwp) q->s[R].addr = s[i].addr;
333       goto done;
334     }
335   next_row:;
336   }
337
338   /* We got to the end of the file and didn't find anything. */
339   if (ferror(fp)) {
340     logmsg(q, LOG_ERR, "failed to read connection table `%s': %s",
341            q->ao->sys->procfile, strerror(errno));
342     goto err_unk;
343   }
344
345   /* If we opened the NAT table file, and we're using IPv4, then check to see
346    * whether we should proxy the connection.  At least the addresses in this
347    * file aren't crazy.
348    */
349   if (natfp) {
350
351     /* Start again from the beginning. */
352     rewind(natfp);
353
354     /* Read a line at a time. */
355     for (;;) {
356
357       /* Read the line. */
358       DRESET(&d);
359       if (dstr_putline(&d, natfp) == EOF) break;
360       pp = d.buf;
361
362       /* Check that this is for the right protocol. */
363       NEXTFIELD; if (!*p) break;
364       if (strcmp(p, q->ao->sys->nfl3name)) continue;
365       NEXTFIELD; if (!*p) break;
366       NEXTFIELD; if (!*p) break;
367       if (strcmp(p, "tcp") != 0) continue;
368
369       /* Parse the other fields.  Each line has two src/dst pairs, for the
370        * outgoing and incoming directions.  Depending on exactly what kind of
371        * NAT is in use, either the outgoing source or the incoming
372        * destination might be the client we're after.  Collect all of the
373        * addresses and sort out the mess later.
374        */
375       i = 0;
376       fl = 0;
377       for (;;) {
378         NEXTFIELD; if (!*p) break;
379         if (strcmp(p, "ESTABLISHED") == 0)
380           fl |= F_ESTAB;
381         else if (strncmp(p, "src=", 4) == 0) {
382           inet_pton(q->ao->af, p + 4, &s[i].addr);
383           fl |= F_SADDR;
384         } else if (strncmp(p, "dst=", 4) == 0) {
385           inet_pton(q->ao->af, p + 4, &s[i + 1].addr);
386           fl |= F_DADDR;
387         } else if (strncmp(p, "sport=", 6) == 0) {
388           s[i].port = atoi(p + 6);
389           fl |= F_SPORT;
390         } else if (strncmp(p, "dport=", 6) == 0) {
391           s[i + 1].port = atoi(p + 6);
392           fl |= F_DPORT;
393         }
394         if ((fl & F_ALL) == F_ALL) {
395           fl &= ~F_ALL;
396           if (i < 4) i += 2;
397           else break;
398         }
399       }
400
401 #ifdef DEBUG
402       {
403         /* Print the record we found. */
404         dstr dd = DSTR_INIT;
405         dstr_putf(&dd, "%sestab ", (fl & F_ESTAB) ? " " : "!");
406         dputsock(&dd, q->ao, &s[0]);
407         dstr_puts(&dd, "<->");
408         dputsock(&dd, q->ao, &s[1]);
409         dstr_puts(&dd, " | ");
410         dputsock(&dd, q->ao, &s[2]);
411         dstr_puts(&dd, "<->");
412         dputsock(&dd, q->ao, &s[3]);
413         printf("parsed: %s\n", dd.buf);
414         dstr_destroy(&dd);
415       }
416 #endif
417
418       /* If the connection isn't ESTABLISHED then skip it. */
419       if (!(fl & F_ESTAB)) continue;
420
421       /* Now we try to piece together what's going on.  One of these
422        * addresses will be us.  So let's just try to find it.
423        */
424       for (i = 0; i < 4; i++)
425         if (sockeq(q->ao, &s[i], &q->s[L])) goto found_local;
426       continue;
427
428     found_local:
429       /* So address `i' is us.  In that case, we expect the other address in
430        * the same direction, and the same address in the opposite direction,
431        * to match each other and be the remote address in the query.
432        */
433       if (!sockeq(q->ao, &s[i^1], &s[i^2]) ||
434           !sockeq(q->ao, &s[i^1], &q->s[R]))
435         continue;
436
437       /* As a trap for the unwary, this file contains unhelpful entries which
438        * just mirror the source/destination addresses.  If this is one of
439        * those, we'll be stuck in a cycle talking to ourselves.
440        */
441       if (sockeq(q->ao, &s[i], &s[i^3]))
442         continue;
443
444       /* We win.  The remaining address must be the client host.  We should
445        * proxy this query.
446        */
447       q->resp = R_NAT;
448       q->u.nat = s[i^3];
449       goto done;
450     }
451
452     /* Reached the end of the NAT file. */
453     if (ferror(natfp)) {
454       logmsg(q, LOG_ERR, "failed to read `/proc/net/nf_conntrack': %s",
455              strerror(errno));
456       goto err_unk;
457     }
458   }
459
460 #undef NEXTFIELD
461
462   /* We didn't find a match anywhere.  How unfortunate. */
463   logmsg(q, LOG_NOTICE, "connection not found");
464   q->resp = R_ERROR;
465   q->u.error = E_NOUSER;
466   goto done;
467
468 err_unk:
469   /* Something went wrong and the protocol can't express what.  We should
470    * have logged what the problem actually was.
471    */
472   q->resp = R_ERROR;
473   q->u.error = E_UNKNOWN;
474
475 done:
476   /* All done. */
477   dstr_destroy(&d);
478   if (fp) fclose(fp);
479 }
480
481 /* Initialize the system-specific code. */
482 void init_sys(void)
483 {
484   /* Open the NAT connection map. */
485   if ((natfp = fopen("/proc/net/nf_conntrack", "r")) == 0 &&
486       errno != ENOENT) {
487     die(1, "failed to open `/proc/net/nf_conntrack' for reading: %s",
488         strerror(errno));
489   }
490
491   /* Open the random data source. */
492   if ((randfd = open("/dev/urandom", O_RDONLY)) < 0) {
493     die(1, "failed to open `/dev/urandom' for reading: %s",
494         strerror(errno));
495   }
496 }
497
498 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/