lsm-nraw.so

Модуль доступа к "сырым" пакетам Ethernet

Синтаксис:

mount -Ttcpip lsm-nraw.so

Опции:

Нет

Платформы:

ЗОСРВ «Нейтрино»

Целевые архитектуры:

aarch64, arm, armv7, e2k, mips, ppc, x86

Описание:

Разделяемый объект lsm-nraw.so предоставляет доступ по чтению и записи для необработанных ("сырых") пакетов Ethernet, что позволяет реализовывать собственные сетевые протоколы и снифферы.

Сведения для разработчиков:

Ключевые структуры и макросы, необходимые разработчику доступны через заголовочный файл dcmd_nraw.h.

Структура struct bpat описывает элемент списка фильтров, которым должны соответствовать входящие пакеты. Фильтры работают по принципу ИЛИ – если пакет соответствуют одному их них, то пакет принимается. Данный список пополняется вызовом

devctl( fd, DCMD_NRAW_BYTE_PAT_ADD, bp, pbp->combine_len, 0 );

Для удаления фильтра из списка нужно вызвать devctl() с командой DCMD_NRAW_BYTE_PAT_DEL.

Поле flag структуры struct bpat может принимать следующие значения:

BPAT_FLAG_BYTE_ALL

Принимать все пакеты.

BPAT_FLAG_BYTE_MULTICAST

Принимать мультикаст пакеты.

BPAT_FLAG_BYTE_PATTERN

Задать шаблоны, описываемые структурой struct byte_pattern, в количестве npat, которым должен соотвествовать входящий пакет. Эти шаблоны контролируются по принципу И – пакет должен соответствовать всем шаблонам, описанным структурами struct byte_pattern.

Поле combine_len структуры struct bpat содержит размер структуры bpat + размер всех данных, которые идут после структуры (для команды BPAT_FLAG_BYTE_PATTERN это размеры структур struct byte_pattern с данными).

В структуре struct byte_pattern поле offset задаёт смещение в принятом пакете, откуда будет происходить сравнение. Поле len этой структуры задаёт длину буфера (без выравнивания), следующего за структурой byte_pattern, который будет сравниваться с принятым пакетом. Буфер должен быть выровнен по 4 байта, для этого может использоваться макрос:

int new_len = ROUNDUP_INT( len );

Подключение к интерфейсу nraw

Активированный интерфейс nraw решистритует для каждого имеющегося сетевого интерфейса, который может быть определен с помощью утилиты ifconfig, файл устройства с именем вида /dev/socket/nraw/<interface>.

При открытии nraw в функцию open() вторым параметром можно задать следующие флаги:

O_RDWR

Получать как входящие так и исходящие пакеты.

O_RDONLY

Получать только входящие пакеты.

O_EXCL

Запретить передачу пакета дальше по стеку.

Так, например, для исключения приёма собственных пакетов nraw должен быть открыт следующим образом:

int fd = open( "/dev/socket/nraw/wm0", O_RDONLY | O_EXCL );

Другие devctl-команды

Включение режима полного формирования пакета:

unsigned hdrcmplt = 1;
    
if ( devctl( rfd, DCMD_NRAW_SET_HDRCMPLT, &hdrcmplt, sizeof( hdrcmplt ), 0 ) != 0 )
{
    perror( "devctl( DCMD_NRAW_SET_HDRCMPLT )" );
    return (-1);
}

Примеры

Добавление фильтра

Добавляется фильтр для приёма пакетов с полем Ether Type равным 0xbeef:

struct bpat         *pbp    = NULL;
struct byte_pattern *p      = NULL;
uint8_t             *cp     = NULL;
uint8_t             *buffer = NULL;
        
buffer = (uint8_t *)malloc( sizeof( *pbp ) + sizeof ( *p ) + 4 );
pbp    = (struct bpat *)buffer;
        
memset( pbp, 0, sizeof( *pbp ) );
pbp->flag = BPAT_FLAG_BYTE_PATTERN;
pbp->npat = 1;
        
p         = (struct byte_pattern *)(pbp + 1);
p->offset = 12;     /* Пропуск mac адресов назначения и источника */
p->len    = 2;      /* 2 байта - поле ethernet тип */
        
cp    = (unsigned char *)(p + 1);
cp[0] = 0xbe;
cp[1] = 0xef;
        
pbp->combine_len = sizeof( *pbp ) + sizeof( *p ) + 2;
        
if ( devctl( fd, DCMD_NRAW_BYTE_PAT_ADD, pbp, pbp->combine_len, 0 ) != 0 )
{
    perror( "devctl( DCMD_NRAW_BYTE_PAT_ADD )" );
    return (-1);
}

Утилита перехвата PING-запросов и ответа на них

/*
 * (c) 2010-2015, SWD Embedded Systems Limited, http://www.kpda.ru
 */
    
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/sockio.h>
#include <ifaddrs.h>
#include <net/if.h>
#include <net/if_dl.h>
#include <net/if_arp.h>
#include <net/if_ether.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/ip_icmp.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
    
#include "dcmd_nraw.h"
    
int pingd_arp( unsigned char *buffer, struct ether_addr *if_mac, struct in_addr *if_ip )
{
    struct ether_header *eh = NULL;
    struct arphdr       *ah = NULL;
        
    eh = (struct ether_header *)buffer;
    ah = (struct arphdr *)(eh + 1);
        
    if ( ah->ar_hrd != htons( ARPHRD_ETHER ) || ah->ar_op != htons( ARPOP_REQUEST ) )
      return (-1);
        
    /* Проверяем, предназначен ли запрос данному узлу? */
    if ( memcmp( ar_tpa( ah ), &if_ip->s_addr, ah->ar_pln ) != 0 )
      return (-1);
        
    /* Подготовка ARP REPLY */
    ah->ar_op = htons( ARPOP_REPLY );
    memcpy( ar_tha( ah ), ar_sha( ah ),             ah->ar_hln );
    memcpy( ar_tpa( ah ), ar_spa( ah ),             ah->ar_pln );
    memcpy( ar_sha( ah ), if_mac->ether_addr_octet, ah->ar_hln );
    memcpy( ar_spa( ah ), &if_ip->s_addr,           ah->ar_pln );
        
    /* Заголовок Ethernet */
    memcpy( eh->ether_dhost, eh->ether_shost,          ETHER_ADDR_LEN );
    memcpy( eh->ether_shost, if_mac->ether_addr_octet, ETHER_ADDR_LEN );
        
    return (sizeof( *eh ) + sizeof( *ah ) + (ah->ar_hln << 1) + (ah->ar_pln << 1));
}
    
int cksum( uint8_t *cp, int len )
{
    uint16_t    *w = (uint16_t *)cp;
    uint32_t    sum;
        
    for ( sum = 0; len > 1; len -= 2 )
    {
        sum += *w;
        w++;
    }
        
    if ( len == 1 )
      sum += *(uint8_t *)w;
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += sum >> 16;
        
    return (~sum & 0xffff);
}
    
int pingd_ip( unsigned char *buffer, struct ether_addr *if_mac, struct in_addr *if_ip )
{
    struct ether_header *eh   = NULL;
    struct ip           *ip   = NULL;
    struct icmp         *icmp = NULL;
        
    eh   = (struct ether_header *)buffer;
    ip   = (struct ip *)(eh + 1);
    icmp = (struct icmp *)(ip + 1);
        
    if ( memcmp(&ip->ip_dst, if_ip, sizeof(if_ip)) != 0 ||
         ip->ip_p != IPPROTO_ICMP ||
         icmp->icmp_type != ICMP_ECHO )
      return (-1);
        
    /* Подготовка ICMP ECHOREPLY */
    icmp->icmp_type = ICMP_ECHOREPLY;
        
    /* Заголовок IP */
    memcpy( &ip->ip_dst, &ip->ip_src, sizeof( ip->ip_src ) );
    memcpy( &ip->ip_src, if_ip,       sizeof( ip->ip_src ) );
        
    /* Контрольная сумма ICMP пакета */
    icmp->icmp_cksum = 0;
    icmp->icmp_cksum = cksum( (uint8_t *)icmp, (ntohs( ip->ip_len ) - (ip->ip_hl << 2)) );
        
    /* Заголовок Ethernet */
    memcpy( eh->ether_dhost, eh->ether_shost,          ETHER_ADDR_LEN );
    memcpy( eh->ether_shost, if_mac->ether_addr_octet, ETHER_ADDR_LEN );
        
    return (sizeof( *eh ) + ntohs( ip->ip_len ));
}
    
int getmac( char *ifname, struct ether_addr *e )
{
    struct ifaddrs      *ifap = NULL,
                        *ifa  = NULL;
    struct sockaddr_dl  *sdl  = NULL;
    int                 s;
        
    /* Создание сокета */
    if ( (s = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 )) == -1 )
    {
        perror( "socket" );
        return (-1);
    }
        
    /* Получение всех адресов */
    if ( getifaddrs( &ifap ) == 0 )
    {
        for ( ifa = ifap; ifa; ifa = ifa->ifa_next )
        {
            if ( ifa->ifa_addr->sa_family != AF_LINK ||
                 ifa->ifa_data == NULL ||
                 (ifa->ifa_flags & IFF_LOOPBACK) != 0 ||
                 strncmp( ifa->ifa_name, ifname, IFNAMSIZ ) != 0 )
                continue;
                
            sdl = satosdl( ifa->ifa_addr );
            memcpy( e->ether_addr_octet, LLADDR( sdl ), 6 );
            freeifaddrs( ifap );
            close( s );
                
            return (0);
        }
            
        fprintf( stderr, "Interface '%s' desn't have a MAC address\n", ifname );
        freeifaddrs( ifap );
    }
        
    close( s );
        
    return (-1);
}
    
static int      rfd;
static unsigned hdrcmplt = 0;
    
void exit_cleanup( int signo )
{
    if ( hdrcmplt )
    {
        hdrcmplt = 0;
        if ( devctl( rfd, DCMD_NRAW_SET_HDRCMPLT, &hdrcmplt, sizeof( hdrcmplt ), 0 ) != 0 )
        {
            perror( "devctl() for HDRCMPLT" );
            exit( -1 );
        }
    }
}
    
int main( int argc, char **argv )
{
    struct ether_addr   if_mac;
    struct in_addr      if_ip;
    struct bpat         *bp     = NULL;
    struct byte_pattern *p      = NULL;
    char                pathname[80];
    unsigned char       *buffer = NULL,
                        *cp     = NULL;
    int                 len;
        
    signal( SIGTERM, exit_cleanup );
    signal( SIGQUIT, exit_cleanup );
    signal( SIGINT,  exit_cleanup );
    signal( SIGPIPE, exit_cleanup );
        
    if ( argc < 3 )
    {
        printf( "Usage: pingd <ifname> <ip> [mac]\n" );
        return (-1);
    }
        
    if ( argc > 3 )
    {
        if_mac   = *ether_aton( argv[3] );
        hdrcmplt = 1;
    } else
        if ( getmac( argv[1], &if_mac ) != 0 )
        {
            printf( "Interface '%s' does not have a mac address\n", argv[1] );
            return (-1);
        }
        
    if ( inet_aton( argv[2], &if_ip ) == 0 )
    {
        perror( "inet_aton" );
        return (-1);
    }
        
    /* Буфер для хранения одного пакета */
    if ( (buffer = malloc( 1520 )) == NULL )
    {
        perror( "malloc" );
        return (-1);
    }
        
    /* Открытие устройства nraw с флагом O_EXCL */
    sprintf( pathname, "/dev/socket/nraw/%s", argv[1] );
    if ( (rfd = open( pathname, O_RDONLY/* | O_EXCL*/ )) == -1 )
    {
        perror( "open" );
        return (-1);
    }
        
    /* 2 шаблона фильтрации: один для ARP (0806), второй для IP (0800) */
    bp       = (struct bpat *)buffer;
    memset( bp, 0, sizeof( *bp ) );
    bp->flag = BPAT_FLAG_BYTE_PATTERN;
    bp->npat = 1;
        
    p         = (struct byte_pattern *)(bp + 1);
    p->offset = 12;
    p->len    = 2;
        
    cp    = (unsigned char *)(p + 1);
    cp[0] = 0x08;
    cp[1] = 0x06;
        
    bp->combine_len = sizeof( *bp ) + sizeof( *p ) + 2;
        
    if ( devctl( rfd, DCMD_NRAW_BYTE_PAT_ADD, bp, bp->combine_len, 0 ) != 0 )
    {
        perror( "devctl() for ARP" );
        return (-1);
    }
        
    cp[0] = 0x08;
    cp[1] = 0x00;
        
    if ( devctl( rfd, DCMD_NRAW_BYTE_PAT_ADD, bp, bp->combine_len, 0 ) != 0 )
    {
        perror( "devctl() for ARP" );
        return (-1);
    }
        
    if ( hdrcmplt )
    {
        if ( devctl( rfd, DCMD_NRAW_SET_HDRCMPLT, &hdrcmplt, sizeof( hdrcmplt ), 0 ) != 0 )
        {
            perror( "devctl() for HDRCMPLT" );
            return (-1);
        }
    }
        
    /* Ожидание входящих пакетов и их обработка */
    for ( ;; )
    {
        if ( (len = read( rfd, buffer, 1520 )) == -1 )
        {
            perror( "read" );
            return (-1);
        }
            
        if ( buffer[12] == 0x08 && buffer[13] == 0x06 )
        {
            printf( "seen an ARP\n" );
            if ( (len = pingd_arp( buffer, &if_mac, &if_ip )) > 0 )
            {
                printf( " write ARP reply\n" );
                write( rfd, buffer, len );
            }
        } else
            if (buffer[12] == 0x08 && buffer[13] == 0x00)
            {
                printf( "seen an IP\n" );
                if ( (len = pingd_ip( buffer, &if_mac, &if_ip )) > 0 )
                {
                    printf( " write IP reply\n" );
                    write( rfd, buffer, len );
                }
            }
    }
}

Использовать ее можно следующим образом, синтаксис утилиты: pingd <interface> <ip-address>.

Опции утилиты:

interface

Имя сетевого интерфейса для ожидания PING-пакетов.

ip-address

IP адрес для ответа.

Пример: pingd wm0 10.0.0.1.

Печать всех поступающих пакетов

/*
 * (c) 2010-2015, SWD Embedded Systems Limited, http://www.kpda.ru
 */
    
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
    
#include "dcmd_nraw.h"
    
int main( int argc, char **argv )
{
    char            *e    = NULL,
                    *path = NULL;
    unsigned char   *buf  = NULL;
    int             fd,
                    len,
                    i;
    struct bpat     bp;
        
    if ( argc < 2 )
    {
        fprintf( stderr, "pkgdump <ifname>" );
        return (-1);
    }
        
    if ( (e = getenv( "SOCK" )) != NULL )
        path = malloc( strlen( e ) + strlen( "/dev/socket/nraw/" ) + strlen( argv[1] ) + 1 );
    else {
        path = malloc( strlen( "/dev/socket/nraw/" ) + strlen( argv[1] ) + 1 );
        e = "";
    }
        
    if ( !path )
    {
        perror( "malloc" );
        return (-1);
    }
        
    sprintf( path, "%s/dev/socket/nraw/%s", e, argv[1] );
        
    if ( (fd = open( path, O_RDONLY )) == -1 )
    {
        perror( "open" );
        return (-1);
    }
        
    if ( (buf = malloc( 1520 )) == NULL )
    {
        perror( "malloc(1520)" );
        return (-1);
    }
        
    memset( &bp, 0, sizeof( bp ) );
    bp.flag        = BPAT_FLAG_BYTE_ALL;
    bp.combine_len = sizeof( bp );
        
    if ( devctl( fd, DCMD_NRAW_BYTE_PAT_ADD, &bp, bp.combine_len, 0 ) != 0 )
    {
        perror( "devctl()" );
        return (-1);
    }
        
    for ( ;; )
    {
        len = read( fd, buf, 1520 );
        if ( len <= 0 )
            break;
            
        printf( "Packet length: %d", len );
            
        for ( i = 0; i < len; i++ )
        {
            if ( (i % 16) == 0 )
                printf( "\n%04x: ", i );
            printf( "%02x ", buf[i] );
        }
        printf( "\n" );
    }
        
    close( fd );
        
    return (0);
}

Использовать ее можно следующим образом, синтаксис утилиты: pktdump <interface>.

Опции утилиты:

interface

Имя сетевого интерфейса для ожидания PING-пакетов.

Пример: pktdump wm0.

Классификация:

Базовые подсистемы ЗОСРВ «Нейтрино», Драйверы

Тематические ссылки:

io-pkt-*, nicinfo

Предыдущий раздел: Драйверы