sys/src/cmd/ip/6in4.c

   1 /*
   2  * 6in4 - tunnel client for automatic 6to4 or configured v6-in-v4 tunnels.
   3  *      see rfc3056.
   4  */
   5
   6 #include <u.h>
   7 #include <libc.h>
   8 #include <ip.h>
   9
  10 /*
  11  * IPv6 and related IP protocols & their numbers:
  12  *
  13  * ipv6         41      IPv6            # Internet Protocol, version 6
  14  * ipv6-route   43      IPv6-Route      # Routing Header for IPv6
  15  * ipv6-frag    44      IPv6-Frag       # Fragment Header for IPv6
  16  * esp          50      ESP             # Encapsulating Security Payload
  17  * ah           51      AH              # Authentication Header
  18  * ipv6-icmp    58      IPv6-ICMP icmp6 # ICMP version 6
  19  * ipv6-nonxt   59      IPv6-NoNxt      # No Next Header for IPv6
  20  * ipv6-opts    60      IPv6-Opts       # Destination Options for IPv6
  21  */
  22
  23 enum {
  24         IP_IPV6PROTO    = 41,           /* IPv4 protocol number for IPv6 */
  25         IP_ESPPROTO     = 50,           /* IP v4 and v6 protocol number */
  26         IP_AHPROTO      = 51,           /* IP v4 and v6 protocol number */
  27         IP_ICMPV6PROTO  = 58,
  28         V6to4pfx        = 0x2002,
  29 };
  30
  31 typedef struct Iphdr Iphdr;
  32 struct Iphdr
  33 {
  34         uchar   vihl;           /* Version and header length */
  35         uchar   tos;            /* Type of service */
  36         uchar   length[2];      /* packet length */
  37         uchar   id[2];          /* Identification */
  38         uchar   frag[2];        /* Fragment information */
  39         uchar   ttl;            /* Time to live */
  40         uchar   proto;          /* Protocol */
  41         uchar   cksum[2];       /* Header checksum */
  42         uchar   src[4];         /* Ip source (uchar ordering unimportant) */
  43         uchar   dst[4];         /* Ip destination (uchar ordering unimportant) */
  44         uchar   payload[];
  45 };
  46
  47 #define STFHDR offsetof(Iphdr, payload[0])
  48
  49 int anysender;
  50 int gateway;
  51 int debug;
  52
  53 uchar local6[IPaddrlen];
  54 uchar remote6[IPaddrlen];
  55 uchar remote4[IPaddrlen];
  56 uchar localmask[IPaddrlen];
  57 uchar localnet[IPaddrlen];
  58 uchar myip[IPaddrlen];
  59
  60 /* magic anycast address from rfc3068 */
  61 uchar anycast6to4[IPv4addrlen] = { 192, 88, 99, 1 };
  62
  63 static char *inside = "/net";
  64 static char *outside = "/net";
  65
  66 static int      badipv4(uchar*);
  67 static int      badipv6(uchar*);
  68 static void     ip2tunnel(int, int);
  69 static void     tunnel2ip(int, int);
  70
  71 static void
  72 usage(void)
  73 {
  74         fprint(2, "usage: %s [-ag] [-x mtpt] [-o mtpt] [local6[/mask]] [remote4 [remote6]]\n",
  75                 argv0);
  76         exits("Usage");
  77 }
  78
  79 static char *
  80 defv6addr(void)
  81 {
  82         uchar *ipv4 = &myip[IPaddrlen - IPv4addrlen];
  83
  84         return smprint("%ux:%2.2x%2.2x:%2.2x%2.2x::1/48", V6to4pfx,
  85                 ipv4[0], ipv4[1], ipv4[2], ipv4[3]);
  86 }
  87
  88 /* process non-option arguments */
  89 static void
  90 procargs(int argc, char **argv)
  91 {
  92         char *p, *loc6;
  93
  94         if (argc < 1)
  95                 loc6 = defv6addr();
  96         else if (strcmp(argv[0], "-") == 0) {
  97                 loc6 = defv6addr();
  98                 argv++;
  99                 argc--;
 100         } else {
 101                 loc6 = *argv++;
 102                 argc--;
 103         }
 104
 105         /* local v6 address (mask defaults to /128) */
 106         memcpy(localmask, IPallbits, sizeof localmask);
 107         p = strchr(loc6, '/');
 108         if (p != nil) {
 109                 parseipmask(localmask, p);
 110                 *p = 0;
 111         }
 112         if (parseip(local6, loc6) == -1)
 113                 sysfatal("bad local v6 address %s", loc6);
 114         if (isv4(local6))
 115                 usage();
 116         if (argc >= 1 && argv[0][0] == '/') {
 117                 parseipmask(localmask, *argv++);
 118                 argc--;
 119         }
 120         if (debug)
 121                 fprint(2, "local6 %I %M\n", local6, localmask);
 122
 123         /* remote v4 address (defaults to anycast 6to4) */
 124         if (argc >= 1) {
 125                 if (parseip(remote4, *argv++) == -1)
 126                         sysfatal("bad remote v4 address %s", argv[-1]);
 127                 argc--;
 128                 if (!isv4(remote4))
 129                         usage();
 130         } else {
 131                 v4tov6(remote4, anycast6to4);
 132                 anysender++;
 133         }
 134         if (debug)
 135                 fprint(2, "remote4 %I\n", remote4);
 136
 137         /* remote v6 address (defaults to link-local w/ v4 as interface part) */
 138         if (argc >= 1) {
 139                 if (parseip(remote6, *argv++) == -1)
 140                         sysfatal("bad remote v6 address %s", argv[-1]);
 141                 argc--;
 142         } else {
 143                 remote6[0] = 0xFE;              /* link local */
 144                 remote6[1] = 0x80;
 145                 memcpy(remote6 + IPv4off, remote4 + IPv4off, IPv4addrlen);
 146         }
 147         USED(argv);
 148         if (argc != 0)
 149                 usage();
 150
 151         maskip(local6, localmask, localnet);
 152         if (debug)
 153                 fprint(2, "localnet %I remote6 %I\n", localnet, remote6);
 154 }
 155
 156 static void
 157 setup(int *v6net, int *tunp)
 158 {
 159         int n, cfd;
 160         char *p, *cl, *ir;
 161         char buf[128], path[64];
 162
 163         /*
 164          * gain access to IPv6-in-IPv4 packets via ipmux
 165          */
 166         p = seprint(buf, buf + sizeof buf, "%s/ipmux!proto=%2.2x|%2.2x;dst=%V",
 167                 outside, IP_IPV6PROTO, IP_ICMPV6PROTO, myip + IPv4off);
 168         if (!anysender)
 169                 seprint(p, buf + sizeof buf, ";src=%V", remote4 + IPv4off);
 170         *tunp = dial(buf, 0, 0, 0);
 171         if (*tunp < 0)
 172                 sysfatal("can't access ipv6-in-ipv4 with dial str %s: %r", buf);
 173         if (debug)
 174                 fprint(2, "dialed %s for v6-in-v4 access\n", buf);
 175
 176         /*
 177          * open local IPv6 interface (as a packet interface)
 178          */
 179
 180         cl = smprint("%s/ipifc/clone", inside);
 181         cfd = open(cl, ORDWR);                  /* allocate a conversation */
 182         n = 0;
 183         if (cfd < 0 || (n = read(cfd, buf, sizeof buf - 1)) <= 0)
 184                 sysfatal("can't make packet interface %s: %r", cl);
 185         if (debug)
 186                 fprint(2, "cloned %s as local v6 interface\n", cl);
 187         free(cl);
 188         buf[n] = 0;
 189
 190         snprint(path, sizeof path, "%s/ipifc/%s/data", inside, buf);
 191         *v6net = open(path, ORDWR);
 192         if (*v6net < 0 || fprint(cfd, "bind pkt") < 0)
 193                 sysfatal("can't bind packet interface: %r");
 194         /* 1280 is MTU, apparently from rfc2460 */
 195         if (fprint(cfd, "add %I %M %I 1280", local6, localmask, remote6) <= 0)
 196                 sysfatal("can't set local ipv6 address: %r");
 197         close(cfd);
 198         if (debug)
 199                 fprint(2, "opened & bound %s as local v6 interface\n", path);
 200
 201         if (gateway) {
 202                 /* route global addresses through the tunnel to remote6 */
 203                 ir = smprint("%s/iproute", inside);
 204                 cfd = open(ir, OWRITE);
 205                 if (cfd >= 0 && debug)
 206                         fprint(2, "injected 2000::/3 %I into %s\n", remote6, ir);
 207                 free(ir);
 208                 if (cfd < 0 || fprint(cfd, "add 2000:: /3 %I", remote6) <= 0)
 209                         sysfatal("can't set default global route: %r");
 210         }
 211 }
 212
 213 static void
 214 runtunnel(int v6net, int tunnel)
 215 {
 216         /* run the tunnel copying in the background */
 217         switch (rfork(RFPROC|RFNOWAIT|RFMEM|RFNOTEG)) {
 218         case -1:
 219                 sysfatal("rfork");
 220         default:
 221                 exits(nil);
 222         case 0:
 223                 break;
 224         }
 225
 226         switch (rfork(RFPROC|RFNOWAIT|RFMEM)) {
 227         case -1:
 228                 sysfatal("rfork");
 229         default:
 230                 tunnel2ip(tunnel, v6net);
 231                 break;
 232         case 0:
 233                 ip2tunnel(v6net, tunnel);
 234                 break;
 235         }
 236         exits("tunnel gone");
 237 }
 238
 239 void
 240 main(int argc, char **argv)
 241 {
 242         int tunnel, v6net;
 243
 244         fmtinstall('I', eipfmt);
 245         fmtinstall('V', eipfmt);
 246         fmtinstall('M', eipfmt);
 247
 248         ARGBEGIN {
 249         case 'a':
 250                 anysender++;
 251                 break;
 252         case 'd':
 253                 debug++;
 254                 break;
 255         case 'g':
 256                 gateway++;
 257                 break;
 258         case 'x':
 259                 outside = inside = EARGF(usage());
 260                 break;
 261         case 'o':
 262                 outside = EARGF(usage());
 263                 break;
 264         default:
 265                 usage();
 266         } ARGEND
 267
 268         if (myipaddr(myip, outside) < 0)
 269                 sysfatal("can't find my ipv4 address on %s", outside);
 270         if (!isv4(myip))
 271                 sysfatal("my ip, %I, is not a v4 address", myip);
 272
 273         procargs(argc, argv);
 274         setup(&v6net, &tunnel);
 275         runtunnel(v6net, tunnel);
 276         exits(0);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * based on libthread's threadsetname, but drags in less library code.
 281  * actually just sets the arguments displayed.
 282  */
 283 void
 284 procsetname(char *fmt, ...)
 285 {
 286         int fd;
 287         char *cmdname;
 288         char buf[128];
 289         va_list arg;
 290
 291         va_start(arg, fmt);
 292         cmdname = vsmprint(fmt, arg);
 293         va_end(arg);
 294         if (cmdname == nil)
 295                 return;
 296         snprint(buf, sizeof buf, "#p/%d/args", getpid());
 297         if((fd = open(buf, OWRITE)) >= 0){
 298                 write(fd, cmdname, strlen(cmdname)+1);
 299                 close(fd);
 300         }
 301         free(cmdname);
 302 }
 303
 304 /*
 305  * encapsulate v6 packets from the packet interface in v4 ones
 306  * and send them into the tunnel.
 307  */
 308 static void
 309 ip2tunnel(int in, int out)
 310 {
 311         int n, m;
 312         char buf[64*1024];
 313         Iphdr *op;
 314         Ip6hdr *ip;
 315
 316         if (anysender)
 317                 procsetname("v6 %I -> tunnel", local6);
 318         else
 319                 procsetname("v6 %I -> tunnel %I %I", local6, remote4, remote6);
 320
 321         /* populate v4 header */
 322         op = (Iphdr*)buf;
 323         op->vihl = IP_VER4 | 5;         /* hdr is 5 longs? */
 324         memcpy(op->src, myip + IPv4off, sizeof op->src);
 325         op->proto = IP_IPV6PROTO;       /* inner protocol */
 326         op->ttl = 100;
 327
 328         /* get a V6 packet destined for the tunnel */
 329         ip = (Ip6hdr*)(buf + STFHDR);
 330         while ((n = read(in, ip, sizeof buf - STFHDR)) > 0) {
 331                 /* if not IPV6, drop it */
 332                 if ((ip->vcf[0] & 0xF0) != IP_VER6)
 333                         continue;
 334
 335                 /* check length: drop if too short, trim if too long */
 336                 m = nhgets(ip->ploadlen) + IPV6HDR_LEN;
 337                 if (m > n)
 338                         continue;
 339                 if (m < n)
 340                         n = m;
 341
 342                 /* drop if v6 source or destination address is naughty */
 343                 if (badipv6(ip->src)) {
 344                         syslog(0, "6in4", "egress filtered %I -> %I; bad src",
 345                                 ip->src, ip->dst);
 346                         continue;
 347                 }
 348                 if ((!equivip6(ip->dst, remote6) && badipv6(ip->dst))) {
 349                         syslog(0, "6in4", "egress filtered %I -> %I; "
 350                                 "bad dst not remote", ip->src, ip->dst);
 351                         continue;
 352                 }
 353
 354                 if (debug > 1)
 355                         fprint(2, "v6 to tunnel %I -> %I\n", ip->src, ip->dst);
 356
 357                 /* send 6to4 packets directly to ipv4 target */
 358                 if ((ip->dst[0]<<8 | ip->dst[1]) == V6to4pfx)
 359                         memcpy(op->dst, ip->dst+2, sizeof op->dst);
 360                 else
 361                         memcpy(op->dst, remote4+IPv4off, sizeof op->dst);
 362
 363                 n += STFHDR;
 364                 /* pass packet to the other end of the tunnel */
 365                 if (write(out, op, n) != n) {
 366                         syslog(0, "6in4", "error writing to tunnel (%r), giving up");
 367                         break;
 368                 }
 369         }
 370 }
 371
 372 /*
 373  * decapsulate v6 packets from v4 ones from the tunnel
 374  * and forward them to the packet interface
 375  */
 376 static void
 377 tunnel2ip(int in, int out)
 378 {
 379         int n, m;
 380         char buf[64*1024];
 381         uchar a[IPaddrlen];
 382         Ip6hdr *op;
 383         Iphdr *ip;
 384
 385         if (anysender)
 386                 procsetname("tunnel -> v6 %I", local6);
 387         else
 388                 procsetname("tunnel %I %I -> v6 %I", remote4, remote6, local6);
 389
 390         for (;;) {
 391                 /* get a packet from the tunnel */
 392                 n = read(in, buf, sizeof buf);
 393                 ip = (Iphdr*)(buf + IPaddrlen);
 394                 n -= IPaddrlen;
 395                 if (n <= 0) {
 396                         syslog(0, "6in4", "error reading from tunnel (%r), giving up");
 397                         break;
 398                 }
 399
 400                 /* if not IPv4 nor IPv4 protocol IPv6 nor ICMPv6, drop it */
 401                 if ((ip->vihl & 0xF0) != IP_VER4 ||
 402                     ip->proto != IP_IPV6PROTO && ip->proto != IP_ICMPV6PROTO) {
 403                         syslog(0, "6in4",
 404                                 "dropping pkt from tunnel with inner proto %d",
 405                                 ip->proto);
 406                         continue;
 407                 }
 408
 409                 /* check length: drop if too short, trim if too long */
 410                 m = nhgets(ip->length);
 411                 if (m > n)
 412                         continue;
 413                 if (m < n)
 414                         n = m;
 415
 416                 op = (Ip6hdr*)(buf + IPaddrlen + STFHDR);
 417                 n -= STFHDR;
 418
 419                 /*
 420                  * don't relay: just accept packets for local host/subnet
 421                  * (this blocks link-local and multicast addresses as well)
 422                  */
 423                 maskip(op->dst, localmask, a);
 424                 if (!equivip6(a, localnet)) {
 425                         syslog(0, "6in4", "ingress filtered %I -> %I; "
 426                                 "dst not on local net", op->src, op->dst);
 427                         continue;
 428                 }
 429                 if (debug > 1)
 430                         fprint(2, "tunnel to v6 %I -> %I\n", op->src, op->dst);
 431
 432                 /* pass V6 packet to the interface */
 433                 if (write(out, op, n) != n) {
 434                         syslog(0, "6in4", "error writing to packet interface (%r), giving up");
 435                         break;
 436                 }
 437         }
 438 }
 439
 440 static int
 441 badipv4(uchar *a)
 442 {
 443         switch (a[0]) {
 444         case 0:                         /* unassigned */
 445         case 10:                        /* private */
 446         case 127:                       /* loopback */
 447                 return 1;
 448         case 172:
 449                 return a[1] >= 16;      /* 172.16.0.0/12 private */
 450         case 192:
 451                 return a[1] == 168;     /* 192.168.0.0/16 private */
 452         case 169:
 453                 return a[1] == 254;     /* 169.254.0.0/16 DHCP link-local */
 454         }
 455         /* 224.0.0.0/4 multicast, 240.0.0.0/4 reserved, broadcast */
 456         return a[0] >= 240;
 457 }
 458
 459 /*
 460  * 0x0000/16 prefix = v4 compatible, v4 mapped, loopback, unspecified...
 461  * site-local is now deprecated, rfc3879
 462  */
 463 static int
 464 badipv6(uchar *a)
 465 {
 466         int h = a[0]<<8 | a[1];
 467
 468         return h == 0 || ISIPV6MCAST(a) || ISIPV6LINKLOCAL(a) ||
 469             h == V6to4pfx && badipv4(a+2);
 470 }