// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <limits.h>
#include <stddef.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <linux/pkt_cls.h>
#include <linux/bpf.h>
#include <linux/in.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/icmp.h>
#include <linux/ip.h>
#include <linux/ipv6.h>
#include <linux/tcp.h>
#include <linux/udp.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/if_tunnel.h>
#include <linux/mpls.h>
#include <bpf/bpf_helpers.h>
#include <bpf/bpf_endian.h>

#define PROG(F) PROG_(F, _##F)
#define PROG_(NUM, NAME) SEC("flow_dissector") int flow_dissector_##NUM

#define FLOW_CONTINUE_SADDR 0x7f00007f /* 127.0.0.127 */

/* These are the identifiers of the BPF programs that will be used in tail
 * calls. Name is limited to 16 characters, with the terminating character and
 * bpf_func_ above, we have only 6 to work with, anything after will be cropped.
 */
#define IP  0
#define IPV6  1
#define IPV6OP  2 /* Destination/Hop-by-Hop Options IPv6 Ext. Header */
#define IPV6FR  3 /* Fragmentation IPv6 Extension Header */
#define MPLS  4
#define VLAN  5
#define MAX_PROG 6

#define IP_MF  0x2000
#define IP_OFFSET 0x1FFF
#define IP6_MF  0x0001
#define IP6_OFFSET 0xFFF8

struct vlan_hdr {
 __be16 h_vlan_TCI;
 __be16 h_vlan_encapsulated_proto;
};

struct gre_hdr {
 __be16 flags;
 __be16 proto;
};

struct frag_hdr {
 __u8 nexthdr;
 __u8 reserved;
 __be16 frag_off;
 __be32 identification;
};

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY);
 __uint(max_entries, MAX_PROG);
 __uint(key_size, sizeof(__u32));
 __uint(value_size, sizeof(__u32));
} jmp_table SEC(".maps");

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
 __uint(max_entries, 1024);
 __type(key, __u32);
 __type(value, struct bpf_flow_keys);
} last_dissection SEC(".maps");

static __always_inline int export_flow_keys(struct bpf_flow_keys *keys,
         int ret)
{
 __u32 key = (__u32)(keys->sport) << 16 | keys->dport;
 struct bpf_flow_keys val;

 memcpy(&val, keys, sizeof(val));
 bpf_map_update_elem(&last_dissection, &key, &val, BPF_ANY);
 return ret;
}

#define IPV6_FLOWLABEL_MASK  __bpf_constant_htonl(0x000FFFFF)
static inline __be32 ip6_flowlabel(const struct ipv6hdr *hdr)
{
 return *(__be32 *)hdr & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
}

static __always_inline void *bpf_flow_dissect_get_header(struct __sk_buff *skb,
        __u16 hdr_size,
        void *buffer)
{
 void *data_end = (void *)(long)skb->data_end;
 void *data = (void *)(long)skb->data;
 __u16 thoff = skb->flow_keys->thoff;
 __u8 *hdr;

 /* Verifies this variable offset does not overflow */
 if (thoff > (USHRT_MAX - hdr_size))
  return NULL;

 hdr = data + thoff;
 if (hdr + hdr_size <= data_end)
  return hdr;

 if (bpf_skb_load_bytes(skb, thoff, buffer, hdr_size))
  return NULL;

 return buffer;
}

/* Dispatches on ETHERTYPE */
static __always_inline int parse_eth_proto(struct __sk_buff *skb, __be16 proto)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;

 switch (proto) {
 case bpf_htons(ETH_P_IP):
  bpf_tail_call_static(skb, &jmp_table, IP);
  break;
 case bpf_htons(ETH_P_IPV6):
  bpf_tail_call_static(skb, &jmp_table, IPV6);
  break;
 case bpf_htons(ETH_P_MPLS_MC):
 case bpf_htons(ETH_P_MPLS_UC):
  bpf_tail_call_static(skb, &jmp_table, MPLS);
  break;
 case bpf_htons(ETH_P_8021Q):
 case bpf_htons(ETH_P_8021AD):
  bpf_tail_call_static(skb, &jmp_table, VLAN);
  break;
 default:
  /* Protocol not supported */
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);
 }

 return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);
}

SEC("flow_dissector")
int _dissect(struct __sk_buff *skb)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;

 if (keys->n_proto == bpf_htons(ETH_P_IP)) {
  /* IP traffic from FLOW_CONTINUE_SADDR falls-back to
   * standard dissector
 */
  struct iphdr *iph, _iph;

  iph = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*iph), &_iph);
  if (iph && iph->ihl == 5 &&
      iph->saddr == bpf_htonl(FLOW_CONTINUE_SADDR)) {
   return BPF_FLOW_DISSECTOR_CONTINUE;
  }
 }

 return parse_eth_proto(skb, keys->n_proto);
}

/* Parses on IPPROTO_* */
static __always_inline int parse_ip_proto(struct __sk_buff *skb, __u8 proto)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 void *data_end = (void *)(long)skb->data_end;
 struct icmphdr *icmp, _icmp;
 struct gre_hdr *gre, _gre;
 struct ethhdr *eth, _eth;
 struct tcphdr *tcp, _tcp;
 struct udphdr *udp, _udp;

 switch (proto) {
 case IPPROTO_ICMP:
  icmp = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*icmp), &_icmp);
  if (!icmp)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);
  return export_flow_keys(keys, BPF_OK);
 case IPPROTO_IPIP:
  keys->is_encap = true;
  if (keys->flags & BPF_FLOW_DISSECTOR_F_STOP_AT_ENCAP)
   return export_flow_keys(keys, BPF_OK);

  return parse_eth_proto(skb, bpf_htons(ETH_P_IP));
 case IPPROTO_IPV6:
  keys->is_encap = true;
  if (keys->flags & BPF_FLOW_DISSECTOR_F_STOP_AT_ENCAP)
   return export_flow_keys(keys, BPF_OK);

  return parse_eth_proto(skb, bpf_htons(ETH_P_IPV6));
 case IPPROTO_GRE:
  gre = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*gre), &_gre);
  if (!gre)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  if (bpf_htons(gre->flags & GRE_VERSION))
   /* Only inspect standard GRE packets with version 0 */
   return export_flow_keys(keys, BPF_OK);

  keys->thoff += sizeof(*gre); /* Step over GRE Flags and Proto */
  if (GRE_IS_CSUM(gre->flags))
   keys->thoff += 4; /* Step over chksum and Padding */
  if (GRE_IS_KEY(gre->flags))
   keys->thoff += 4; /* Step over key */
  if (GRE_IS_SEQ(gre->flags))
   keys->thoff += 4; /* Step over sequence number */

  keys->is_encap = true;
  if (keys->flags & BPF_FLOW_DISSECTOR_F_STOP_AT_ENCAP)
   return export_flow_keys(keys, BPF_OK);

  if (gre->proto == bpf_htons(ETH_P_TEB)) {
   eth = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*eth),
         &_eth);
   if (!eth)
    return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

   keys->thoff += sizeof(*eth);

   return parse_eth_proto(skb, eth->h_proto);
  } else {
   return parse_eth_proto(skb, gre->proto);
  }
 case IPPROTO_TCP:
  tcp = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*tcp), &_tcp);
  if (!tcp)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  if (tcp->doff < 5)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  if ((__u8 *)tcp + (tcp->doff << 2) > data_end)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  keys->sport = tcp->source;
  keys->dport = tcp->dest;
  return export_flow_keys(keys, BPF_OK);
 case IPPROTO_UDP:
 case IPPROTO_UDPLITE:
  udp = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*udp), &_udp);
  if (!udp)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  keys->sport = udp->source;
  keys->dport = udp->dest;
  return export_flow_keys(keys, BPF_OK);
 default:
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);
 }

 return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);
}

static __always_inline int parse_ipv6_proto(struct __sk_buff *skb, __u8 nexthdr)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;

 switch (nexthdr) {
 case IPPROTO_HOPOPTS:
 case IPPROTO_DSTOPTS:
  bpf_tail_call_static(skb, &jmp_table, IPV6OP);
  break;
 case IPPROTO_FRAGMENT:
  bpf_tail_call_static(skb, &jmp_table, IPV6FR);
  break;
 default:
  return parse_ip_proto(skb, nexthdr);
 }

 return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);
}

PROG(IP)(struct __sk_buff *skb)
{
 void *data_end = (void *)(long)skb->data_end;
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 void *data = (void *)(long)skb->data;
 struct iphdr *iph, _iph;
 bool done = false;

 iph = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*iph), &_iph);
 if (!iph)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 /* IP header cannot be smaller than 20 bytes */
 if (iph->ihl < 5)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 keys->addr_proto = ETH_P_IP;
 keys->ipv4_src = iph->saddr;
 keys->ipv4_dst = iph->daddr;
 keys->ip_proto = iph->protocol;

 keys->thoff += iph->ihl << 2;
 if (data + keys->thoff > data_end)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 if (iph->frag_off & bpf_htons(IP_MF | IP_OFFSET)) {
  keys->is_frag = true;
  if (iph->frag_off & bpf_htons(IP_OFFSET)) {
   /* From second fragment on, packets do not have headers
    * we can parse.
 */
   done = true;
  } else {
   keys->is_first_frag = true;
   /* No need to parse fragmented packet unless
    * explicitly asked for.
 */
   if (!(keys->flags &
         BPF_FLOW_DISSECTOR_F_PARSE_1ST_FRAG))
    done = true;
  }
 }

 if (done)
  return export_flow_keys(keys, BPF_OK);

 return parse_ip_proto(skb, iph->protocol);
}

PROG(IPV6)(struct __sk_buff *skb)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 struct ipv6hdr *ip6h, _ip6h;

 ip6h = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*ip6h), &_ip6h);
 if (!ip6h)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 keys->addr_proto = ETH_P_IPV6;
 memcpy(&keys->ipv6_src, &ip6h->saddr, 2*sizeof(ip6h->saddr));

 keys->thoff += sizeof(struct ipv6hdr);
 keys->ip_proto = ip6h->nexthdr;
 keys->flow_label = ip6_flowlabel(ip6h);

 if (keys->flow_label && keys->flags & BPF_FLOW_DISSECTOR_F_STOP_AT_FLOW_LABEL)
  return export_flow_keys(keys, BPF_OK);

 return parse_ipv6_proto(skb, ip6h->nexthdr);
}

PROG(IPV6OP)(struct __sk_buff *skb)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 struct ipv6_opt_hdr *ip6h, _ip6h;

 ip6h = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*ip6h), &_ip6h);
 if (!ip6h)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 /* hlen is in 8-octets and does not include the first 8 bytes
  * of the header
 */
 keys->thoff += (1 + ip6h->hdrlen) << 3;
 keys->ip_proto = ip6h->nexthdr;

 return parse_ipv6_proto(skb, ip6h->nexthdr);
}

PROG(IPV6FR)(struct __sk_buff *skb)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 struct frag_hdr *fragh, _fragh;

 fragh = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*fragh), &_fragh);
 if (!fragh)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 keys->thoff += sizeof(*fragh);
 keys->is_frag = true;
 keys->ip_proto = fragh->nexthdr;

 if (!(fragh->frag_off & bpf_htons(IP6_OFFSET))) {
  keys->is_first_frag = true;

  /* No need to parse fragmented packet unless
   * explicitly asked for.
 */
  if (!(keys->flags & BPF_FLOW_DISSECTOR_F_PARSE_1ST_FRAG))
   return export_flow_keys(keys, BPF_OK);
 } else {
  return export_flow_keys(keys, BPF_OK);
 }

 return parse_ipv6_proto(skb, fragh->nexthdr);
}

PROG(MPLS)(struct __sk_buff *skb)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 struct mpls_label *mpls, _mpls;

 mpls = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*mpls), &_mpls);
 if (!mpls)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 return export_flow_keys(keys, BPF_OK);
}

PROG(VLAN)(struct __sk_buff *skb)
{
 struct bpf_flow_keys *keys = skb->flow_keys;
 struct vlan_hdr *vlan, _vlan;

 /* Account for double-tagging */
 if (keys->n_proto == bpf_htons(ETH_P_8021AD)) {
  vlan = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*vlan), &_vlan);
  if (!vlan)
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  if (vlan->h_vlan_encapsulated_proto != bpf_htons(ETH_P_8021Q))
   return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

  keys->nhoff += sizeof(*vlan);
  keys->thoff += sizeof(*vlan);
 }

 vlan = bpf_flow_dissect_get_header(skb, sizeof(*vlan), &_vlan);
 if (!vlan)
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 keys->nhoff += sizeof(*vlan);
 keys->thoff += sizeof(*vlan);
 /* Only allow 8021AD + 8021Q double tagging and no triple tagging.*/
 if (vlan->h_vlan_encapsulated_proto == bpf_htons(ETH_P_8021AD) ||
     vlan->h_vlan_encapsulated_proto == bpf_htons(ETH_P_8021Q))
  return export_flow_keys(keys, BPF_DROP);

 keys->n_proto = vlan->h_vlan_encapsulated_proto;
 return parse_eth_proto(skb, vlan->h_vlan_encapsulated_proto);
}

char __license[] SEC("license") = "GPL";