/*      $NetBSD: t_ping.c,v 1.24 2019/06/11 08:34:01 gson Exp $ */

/*-
* Copyright (c) 2010 The NetBSD Foundation, Inc.
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND
* CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
* INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
* MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
* IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
* DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE
* GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
* INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER
* IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
* OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN
* IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*/

#include <sys/cdefs.h>
#ifndef lint
__RCSID("$NetBSD: t_ping.c,v 1.24 2019/06/11 08:34:01 gson Exp $");
#endif /* not lint */

#include <sys/types.h>
#include <sys/resource.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/wait.h>

#include <atf-c.h>
#include <assert.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip_var.h>

#include <rump/rump.h>
#include <rump/rump_syscalls.h>

#include "h_macros.h"
#include "../config/netconfig.c"

ATF_TC(simpleping);
ATF_TC_HEAD(simpleping, tc)
{

       atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "check that kernel responds to ping");
       atf_tc_set_md_var(tc, "timeout", "20");
}

ATF_TC_BODY(simpleping, tc)
{
       char ifname[IFNAMSIZ];
       pid_t cpid;
       bool win, win2;
       char token;
       int channel[2];

       RL(pipe(channel));

       cpid = fork();
       rump_init();
       netcfg_rump_makeshmif("but-can-i-buy-your-ether-bus", ifname);

       switch (cpid) {
       case -1:
               atf_tc_fail_errno("fork failed");
       case 0:
               netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.10", "255.255.255.0");
               close(channel[0]);
               ATF_CHECK(write(channel[1], "U", 1) == 1);
               close(channel[1]);
               pause();
               break;
       default:
               break;
       }

       close(channel[1]);
       ATF_CHECK(read(channel[0], &token, 1) == 1 && token == 'U');
       close(channel[0]);

       netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.20", "255.255.255.0");

       /*
        * The beauty of shmif is that we don't have races here.
        */
       win = netcfg_rump_pingtest("1.1.1.10", 500);
       win2 = netcfg_rump_pingtest("1.1.1.30", 500);

       kill(cpid, SIGKILL);

       if (!win)
               atf_tc_fail("ping failed");
       if (win2)
               atf_tc_fail("non-existent host responded");
}

ATF_TC(floodping);
ATF_TC_HEAD(floodping, tc)
{

       atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "see how kernel responds to floodping");
}

/* why the hell isn't this available in userspace??? */
static uint16_t
in_cksum(void *data, size_t len)
{
       uint16_t *buf = data;
       unsigned sum;

       for (sum = 0; len > 1; len -= 2)
               sum += *buf++;
       if (len)
               sum += *(uint8_t *)buf;

       sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
       sum += (sum >> 16);

       return ~sum;
}

static int
doping(const char *target, int loops, u_int pktsize)
{
       union {
               char buf[IP_MAXPACKET - sizeof(struct ip)];
               struct icmp i;  /* ensure proper alignment */
       } sndbuf;
       char recvbuf[IP_MAXPACKET];
       struct sockaddr_in dst, pingee;
       struct icmp *icmp;
       socklen_t slen;
       ssize_t n;
       int loop, succ;
       int x, xnon, s;

       RL(s = rump_sys_socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP));
       RL(x = rump_sys_fcntl(s, F_GETFL, 0));
       xnon = x | O_NONBLOCK;

       memset(&dst, 0, sizeof(dst));
       dst.sin_len = sizeof(dst);
       dst.sin_family = AF_INET;
       dst.sin_addr.s_addr = inet_addr(target);

       icmp = (struct icmp *)&sndbuf;
       memset(icmp, 0, sizeof(*icmp));
       icmp->icmp_type = ICMP_ECHO;
       icmp->icmp_id = htons(37);

       if (pktsize < sizeof(*icmp))
               pktsize = sizeof(*icmp);
       if (pktsize > sizeof(sndbuf.buf))
               pktsize = sizeof(sndbuf.buf);

       RL(rump_sys_setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
           &pktsize, sizeof(pktsize)));
       RL(rump_sys_setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
           &pktsize, sizeof(pktsize)));

       slen = sizeof(pingee);
       succ = 0;
       for (loop = 0; loop < loops; loop++) {
               RL(rump_sys_fcntl(s, F_SETFL, x));
               icmp->icmp_seq = htons(loop);
               icmp->icmp_cksum = 0;
               icmp->icmp_cksum = in_cksum(icmp, pktsize);

               n = rump_sys_sendto(s, icmp, pktsize, 0,
                   (struct sockaddr *)&dst, sizeof(dst));
               if (n == -1) {
                       if (errno == ENOBUFS)
                               continue;
                       atf_tc_fail_errno("sendto failed");
               }

               RL(rump_sys_fcntl(s, F_SETFL, xnon));
               while ((n = rump_sys_recvfrom(s, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0,
                   (struct sockaddr *)&pingee, &slen)) > 0) {
                       succ++;
               }
               if (n == -1 && (errno == EAGAIN || errno == ENOBUFS))
                       continue;
               atf_tc_fail_errno("recv failed (n == %zd)", n);
       }

       rump_sys_close(s);
       return succ;
}

#define LOOPS 10000

ATF_TC_BODY(floodping, tc)
{
       char ifname[IFNAMSIZ];
       pid_t cpid;
       int succ;

       cpid = fork();
       rump_init();
       netcfg_rump_makeshmif("thank-you-driver-for-getting-me-here", ifname);

       switch (cpid) {
       case -1:
               atf_tc_fail_errno("fork failed");
       case 0:
               netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.10", "255.255.255.0");
               pause();
               break;
       default:
               break;
       }

       netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.20", "255.255.255.0");

       succ = doping("1.1.1.10", LOOPS, 56);
       printf("got %d/%d\n", succ, LOOPS);

       kill(cpid, SIGKILL);
}

ATF_TC(floodping2);
ATF_TC_HEAD(floodping2, tc)
{

       atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "two hosts floodpinging each other");
}

ATF_TC_BODY(floodping2, tc)
{
       char ifname[IFNAMSIZ];
       pid_t cpid;
       int succ;

       cpid = fork();
       rump_init();
       netcfg_rump_makeshmif("floodping2", ifname);

       switch (cpid) {
       case -1:
               atf_tc_fail_errno("fork failed");
       case 0:
               netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.10", "255.255.255.0");
               succ = doping("1.1.1.20", LOOPS, 56);
               break;
       default:
               netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.20", "255.255.255.0");
               succ = doping("1.1.1.10", LOOPS, 56);
               break;
       }

       printf("got %d/%d\n", succ, LOOPS);
}

ATF_TC(pingsize);
ATF_TC_HEAD(pingsize, tc)
{

       atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "ping with packets min <= size <= max");
}

ATF_TC_BODY(pingsize, tc)
{
       char ifname[IFNAMSIZ];
       pid_t cpid;
       int sent, succ, i;

       cpid = fork();
       rump_init();
       netcfg_rump_makeshmif("jippikaiee", ifname);

       switch (cpid) {
       case -1:
               atf_tc_fail_errno("fork failed");
       case 0:
               netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.10", "255.255.255.0");
               pause();
               break;
       default:
               break;
       }

       netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.20", "255.255.255.0");

       succ = sent = 0;

       /* small sizes */
       for (i = 0 ; i < IP_MAXPACKET - 60000; i++) {
               sent++;
               succ += doping("1.1.1.10", 1, i);
       }

       /* medium sizes */
       for (i = IP_MAXPACKET - 60000; i < IP_MAXPACKET - 100; i += 1000) {
               sent++;
               succ += doping("1.1.1.10", 1, i);
       }

       /* big sizes */
       for (i = IP_MAXPACKET - 100; i < IP_MAXPACKET; i += 10) {
               sent++;
               succ += doping("1.1.1.10", 1, i);
       }

       printf("got %d/%d\n", succ, sent);
       kill(cpid, SIGKILL);
}

ATF_TC(ping_of_death);
ATF_TC_HEAD(ping_of_death, tc)
{

       atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "send a \"ping of death\"");
       atf_tc_set_md_var(tc, "timeout", "20");
}

ATF_TC_BODY(ping_of_death, tc)
{
       char data[1500];
       struct sockaddr_in dst;
       struct ip *ip;
       struct icmp *icmp;
       char ifname[IFNAMSIZ];
       pid_t cpid;
       size_t tot, frag;
       int s, x, loop;
       ssize_t error;

       cpid = fork();
       rump_init();
       netcfg_rump_makeshmif("jippikaiee", ifname);

       switch (cpid) {
       case -1:
               atf_tc_fail_errno("fork failed");
       case 0:
               /* wait until we receive a too long IP packet */
               for (loop = 0;; loop++) {
                       uint64_t ipstat[IP_NSTATS];
                       size_t arglen;
                       int mib[4];

                       if (loop == 1)
                               netcfg_rump_if(ifname,
                                   "1.1.1.10", "255.255.255.0");

                       mib[0] = CTL_NET;
                       mib[1] = PF_INET;
                       mib[2] = IPPROTO_IP;
                       mib[3] = IPCTL_STATS;

                       arglen = sizeof(ipstat);
                       RL(rump_sys___sysctl(mib, 4, &ipstat, &arglen,
                           NULL, 0));
                       if (loop == 0 && ipstat[IP_STAT_TOOLONG] != 0)
                               _exit(1);
                       if (ipstat[IP_STAT_TOOLONG])
                               break;
                       usleep(10000);
               }

               _exit(0);
               break;
       default:
               break;
       }

       netcfg_rump_if(ifname, "1.1.1.20", "255.255.255.0");

       RL(s = rump_sys_socket(PF_INET, SOCK_RAW, 0));
       x = 1;
       RL(rump_sys_setsockopt(s, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, &x, sizeof(x)));

       memset(&dst, 0, sizeof(dst));
       dst.sin_len = sizeof(dst);
       dst.sin_family = AF_INET;
       dst.sin_addr.s_addr = inet_addr("1.1.1.10");

       /* construct packet */
       memset(data, 0, sizeof(data));
       ip = (struct ip *)data;
       ip->ip_v = 4;
       ip->ip_hl = sizeof(*ip) >> 2;
       ip->ip_p = IPPROTO_ICMP;
       ip->ip_ttl = IPDEFTTL;
       ip->ip_dst = dst.sin_addr;
       ip->ip_id = 1234;

       icmp = (struct icmp *)(ip + 1);
       icmp->icmp_type = ICMP_ECHO;
       icmp->icmp_cksum = in_cksum(icmp, sizeof(*icmp));

       for (;;) {
               int status;

               /* resolve arp before sending raw stuff */
               netcfg_rump_pingtest("1.1.1.10", 1);

               for (tot = 0;
                   tot < 65538 - sizeof(*ip);
                   tot += (frag - sizeof(*ip))) {
                       frag = MIN(65538 - tot, sizeof(data));
                       ip->ip_off = tot >> 3;
                       assert((size_t)ip->ip_off << 3 == tot);
                       ip->ip_len = frag;

                       if (frag == sizeof(data)) {
                               ip->ip_off |= IP_MF;
                       }

                       error = rump_sys_sendto(s, data, frag, 0,
                           (struct sockaddr *)&dst, sizeof(dst));
                       if (error == -1) {
                               if (errno == ENOBUFS)
                                       continue;
                               atf_tc_fail_errno("sendto failed");
                       }
                       if ((size_t)error != frag)
                               atf_tc_fail("sendto did not write all data");
               }
               if (waitpid(-1, &status, WNOHANG) > 0) {
                       if (WIFEXITED(status) && WEXITSTATUS(status) == 0)
                               break;
                       atf_tc_fail("child did not exit clean");
               }

               usleep(10000);
       }
}

ATF_TP_ADD_TCS(tp)
{

       ATF_TP_ADD_TC(tp, simpleping);
       ATF_TP_ADD_TC(tp, floodping);
       ATF_TP_ADD_TC(tp, floodping2);
       ATF_TP_ADD_TC(tp, pingsize);
       ATF_TP_ADD_TC(tp, ping_of_death);

       return atf_no_error();
}