Quelle  fd_array.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

#include <test_progs.h>

#include <linux/btf.h>
#include <bpf/bpf.h>

#include "../test_btf.h"

static inline int new_map(void)
{
 const char *name = NULL;
 __u32 max_entries = 1;
 __u32 value_size = 8;
 __u32 key_size = 4;

 return bpf_map_create(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, name,
         key_size, value_size,
         max_entries, NULL);
}

static int new_btf(void)
{
 struct btf_blob {
  struct btf_header btf_hdr;
  __u32 types[8];
  __u32 str;
 } raw_btf = {
  .btf_hdr = {
   .magic = BTF_MAGIC,
   .version = BTF_VERSION,
   .hdr_len = sizeof(struct btf_header),
   .type_len = sizeof(raw_btf.types),
   .str_off = offsetof(struct btf_blob, str) - offsetof(struct btf_blob, types),
   .str_len = sizeof(raw_btf.str),
  },
  .types = {
   /* long */
   BTF_TYPE_INT_ENC(0, BTF_INT_SIGNED, 0, 64, 8),  /* [1] */
   /* unsigned long */
   BTF_TYPE_INT_ENC(0, 0, 0, 64, 8),  /* [2] */
  },
 };

 return bpf_btf_load(&raw_btf, sizeof(raw_btf), NULL);
}

#define Close(FD) do {  \
 if ((FD) >= 0) { \
  close(FD); \
  FD = -1; \
 }   \
} while(0)

static bool map_exists(__u32 id)
{
 int fd;

 fd = bpf_map_get_fd_by_id(id);
 if (fd >= 0) {
  close(fd);
  return true;
 }
 return false;
}

static bool btf_exists(__u32 id)
{
 int fd;

 fd = bpf_btf_get_fd_by_id(id);
 if (fd >= 0) {
  close(fd);
  return true;
 }
 return false;
}

static inline int bpf_prog_get_map_ids(int prog_fd, __u32 *nr_map_ids, __u32 *map_ids)
{
 __u32 len = sizeof(struct bpf_prog_info);
 struct bpf_prog_info info;
 int err;

 memset(&info, 0, len);
 info.nr_map_ids = *nr_map_ids;
 info.map_ids = ptr_to_u64(map_ids);

 err = bpf_prog_get_info_by_fd(prog_fd, &info, &len);
 if (!ASSERT_OK(err, "bpf_prog_get_info_by_fd"))
  return -1;

 *nr_map_ids = info.nr_map_ids;

 return 0;
}

static int __load_test_prog(int map_fd, const int *fd_array, int fd_array_cnt)
{
 /* A trivial program which uses one map */
 struct bpf_insn insns[] = {
  BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),
  BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, -8, 0),
  BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),
  BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -8),
  BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
  BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0),
  BPF_EXIT_INSN(),
 };
 LIBBPF_OPTS(bpf_prog_load_opts, opts);

 opts.fd_array = fd_array;
 opts.fd_array_cnt = fd_array_cnt;

 return bpf_prog_load(BPF_PROG_TYPE_XDP, NULL, "GPL", insns, ARRAY_SIZE(insns), &opts);
}

static int load_test_prog(const int *fd_array, int fd_array_cnt)
{
 int map_fd;
 int ret;

 map_fd = new_map();
 if (!ASSERT_GE(map_fd, 0, "new_map"))
  return map_fd;

 ret = __load_test_prog(map_fd, fd_array, fd_array_cnt);
 close(map_fd);
 return ret;
}

static bool check_expected_map_ids(int prog_fd, int expected, __u32 *map_ids, __u32 *nr_map_ids)
{
 int err;

 err = bpf_prog_get_map_ids(prog_fd, nr_map_ids, map_ids);
 if (!ASSERT_OK(err, "bpf_prog_get_map_ids"))
  return false;
 if (!ASSERT_EQ(*nr_map_ids, expected, "unexpected nr_map_ids"))
  return false;

 return true;
}

/*
 * Load a program, which uses one map. No fd_array maps are present.
 * On return only one map is expected to be bound to prog.
 */
static void check_fd_array_cnt__no_fd_array(void)
{
 __u32 map_ids[16];
 __u32 nr_map_ids;
 int prog_fd = -1;

 prog_fd = load_test_prog(NULL, 0);
 if (!ASSERT_GE(prog_fd, 0, "BPF_PROG_LOAD"))
  return;
 nr_map_ids = ARRAY_SIZE(map_ids);
 check_expected_map_ids(prog_fd, 1, map_ids, &nr_map_ids);
 close(prog_fd);
}

/*
 * Load a program, which uses one map, and pass two extra, non-equal, maps in
 * fd_array with fd_array_cnt=2. On return three maps are expected to be bound
 * to the program.
 */
static void check_fd_array_cnt__fd_array_ok(void)
{
 int extra_fds[2] = { -1, -1 };
 __u32 map_ids[16];
 __u32 nr_map_ids;
 int prog_fd = -1;

 extra_fds[0] = new_map();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[0], 0, "new_map"))
  goto cleanup;
 extra_fds[1] = new_map();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[1], 0, "new_map"))
  goto cleanup;
 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 2);
 if (!ASSERT_GE(prog_fd, 0, "BPF_PROG_LOAD"))
  goto cleanup;
 nr_map_ids = ARRAY_SIZE(map_ids);
 if (!check_expected_map_ids(prog_fd, 3, map_ids, &nr_map_ids))
  goto cleanup;

 /* maps should still exist when original file descriptors are closed */
 Close(extra_fds[0]);
 Close(extra_fds[1]);
 if (!ASSERT_EQ(map_exists(map_ids[0]), true, "map_ids[0] should exist"))
  goto cleanup;
 if (!ASSERT_EQ(map_exists(map_ids[1]), true, "map_ids[1] should exist"))
  goto cleanup;

 /* some fds might be invalid, so ignore return codes */
cleanup:
 Close(extra_fds[1]);
 Close(extra_fds[0]);
 Close(prog_fd);
}

/*
 * Load a program with a few extra maps duplicated in the fd_array.
 * After the load maps should only be referenced once.
 */
static void check_fd_array_cnt__duplicated_maps(void)
{
 int extra_fds[4] = { -1, -1, -1, -1 };
 __u32 map_ids[16];
 __u32 nr_map_ids;
 int prog_fd = -1;

 extra_fds[0] = extra_fds[2] = new_map();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[0], 0, "new_map"))
  goto cleanup;
 extra_fds[1] = extra_fds[3] = new_map();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[1], 0, "new_map"))
  goto cleanup;
 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 4);
 if (!ASSERT_GE(prog_fd, 0, "BPF_PROG_LOAD"))
  goto cleanup;
 nr_map_ids = ARRAY_SIZE(map_ids);
 if (!check_expected_map_ids(prog_fd, 3, map_ids, &nr_map_ids))
  goto cleanup;

 /* maps should still exist when original file descriptors are closed */
 Close(extra_fds[0]);
 Close(extra_fds[1]);
 if (!ASSERT_EQ(map_exists(map_ids[0]), true, "map should exist"))
  goto cleanup;
 if (!ASSERT_EQ(map_exists(map_ids[1]), true, "map should exist"))
  goto cleanup;

 /* some fds might be invalid, so ignore return codes */
cleanup:
 Close(extra_fds[1]);
 Close(extra_fds[0]);
 Close(prog_fd);
}

/*
 * Check that if maps which are referenced by a program are
 * passed in fd_array, then they will be referenced only once
 */
static void check_fd_array_cnt__referenced_maps_in_fd_array(void)
{
 int extra_fds[1] = { -1 };
 __u32 map_ids[16];
 __u32 nr_map_ids;
 int prog_fd = -1;

 extra_fds[0] = new_map();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[0], 0, "new_map"))
  goto cleanup;
 prog_fd = __load_test_prog(extra_fds[0], extra_fds, 1);
 if (!ASSERT_GE(prog_fd, 0, "BPF_PROG_LOAD"))
  goto cleanup;
 nr_map_ids = ARRAY_SIZE(map_ids);
 if (!check_expected_map_ids(prog_fd, 1, map_ids, &nr_map_ids))
  goto cleanup;

 /* map should still exist when original file descriptor is closed */
 Close(extra_fds[0]);
 if (!ASSERT_EQ(map_exists(map_ids[0]), true, "map should exist"))
  goto cleanup;

 /* some fds might be invalid, so ignore return codes */
cleanup:
 Close(extra_fds[0]);
 Close(prog_fd);
}

static int get_btf_id_by_fd(int btf_fd, __u32 *id)
{
 struct bpf_btf_info info;
 __u32 info_len = sizeof(info);
 int err;

 memset(&info, 0, info_len);
 err = bpf_btf_get_info_by_fd(btf_fd, &info, &info_len);
 if (err)
  return err;
 if (id)
  *id = info.id;
 return 0;
}

/*
 * Check that fd_array operates properly for btfs. Namely, to check that
 * passing a btf fd in fd_array increases its reference count, do the
 * following:
 *  1) Create a new btf, it's referenced only by a file descriptor, so refcnt=1
 *  2) Load a BPF prog with fd_array[0] = btf_fd; now btf's refcnt=2
 *  3) Close the btf_fd, now refcnt=1
 * Wait and check that BTF still exists.
 */
static void check_fd_array_cnt__referenced_btfs(void)
{
 int extra_fds[1] = { -1 };
 int prog_fd = -1;
 __u32 btf_id;
 int tries;
 int err;

 extra_fds[0] = new_btf();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[0], 0, "new_btf"))
  goto cleanup;
 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 1);
 if (!ASSERT_GE(prog_fd, 0, "BPF_PROG_LOAD"))
  goto cleanup;

 /* btf should still exist when original file descriptor is closed */
 err = get_btf_id_by_fd(extra_fds[0], &btf_id);
 if (!ASSERT_EQ(err, 0, "get_btf_id_by_fd"))
  goto cleanup;

 Close(extra_fds[0]);

 if (!ASSERT_GE(kern_sync_rcu(), 0, "kern_sync_rcu 1"))
  goto cleanup;

 if (!ASSERT_EQ(btf_exists(btf_id), true, "btf should exist"))
  goto cleanup;

 Close(prog_fd);

 /* The program is freed by a workqueue, so no reliable
 * way to sync, so just wait a bit (max ~1 second). */
 for (tries = 100; tries >= 0; tries--) {
  usleep(1000);

  if (!btf_exists(btf_id))
   break;

  if (tries)
   continue;

  PRINT_FAIL("btf should have been freed");
 }

 /* some fds might be invalid, so ignore return codes */
cleanup:
 Close(extra_fds[0]);
 Close(prog_fd);
}

/*
 * Test that a program with trash in fd_array can't be loaded:
 * only map and BTF file descriptors should be accepted.
 */
static void check_fd_array_cnt__fd_array_with_trash(void)
{
 int extra_fds[3] = { -1, -1, -1 };
 int prog_fd = -1;

 extra_fds[0] = new_map();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[0], 0, "new_map"))
  goto cleanup;
 extra_fds[1] = new_btf();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[1], 0, "new_btf"))
  goto cleanup;

 /* trash 1: not a file descriptor */
 extra_fds[2] = 0xbeef;
 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 3);
 if (!ASSERT_EQ(prog_fd, -EBADF, "prog should have been rejected with -EBADF"))
  goto cleanup;

 /* trash 2: not a map or btf */
 extra_fds[2] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[2], 0, "socket"))
  goto cleanup;

 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 3);
 if (!ASSERT_EQ(prog_fd, -EINVAL, "prog should have been rejected with -EINVAL"))
  goto cleanup;

 /* Validate that the prog is ok if trash is removed */
 Close(extra_fds[2]);
 extra_fds[2] = new_btf();
 if (!ASSERT_GE(extra_fds[2], 0, "new_btf"))
  goto cleanup;

 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 3);
 if (!ASSERT_GE(prog_fd, 0, "prog should have been loaded"))
  goto cleanup;

 /* some fds might be invalid, so ignore return codes */
cleanup:
 Close(extra_fds[2]);
 Close(extra_fds[1]);
 Close(extra_fds[0]);
}

/*
 * Test that a program with too big fd_array can't be loaded.
 */
static void check_fd_array_cnt__fd_array_too_big(void)
{
 int extra_fds[65];
 int prog_fd = -1;
 int i;

 for (i = 0; i < 65; i++) {
  extra_fds[i] = new_map();
  if (!ASSERT_GE(extra_fds[i], 0, "new_map"))
   goto cleanup_fds;
 }

 prog_fd = load_test_prog(extra_fds, 65);
 ASSERT_EQ(prog_fd, -E2BIG, "prog should have been rejected with -E2BIG");

cleanup_fds:
 while (i > 0)
  Close(extra_fds[--i]);
}

void test_fd_array_cnt(void)
{
 if (test__start_subtest("no-fd-array"))
  check_fd_array_cnt__no_fd_array();

 if (test__start_subtest("fd-array-ok"))
  check_fd_array_cnt__fd_array_ok();

 if (test__start_subtest("fd-array-dup-input"))
  check_fd_array_cnt__duplicated_maps();

 if (test__start_subtest("fd-array-ref-maps-in-array"))
  check_fd_array_cnt__referenced_maps_in_fd_array();

 if (test__start_subtest("fd-array-ref-btfs"))
  check_fd_array_cnt__referenced_btfs();

 if (test__start_subtest("fd-array-trash-input"))
  check_fd_array_cnt__fd_array_with_trash();

 if (test__start_subtest("fd-array-2big"))
  check_fd_array_cnt__fd_array_too_big();
}