Quelle  reuseport_bpf_numa.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Test functionality of BPF filters with SO_REUSEPORT. Same test as
 * in reuseport_bpf_cpu, only as one socket per NUMA node.
 */

#define _GNU_SOURCE

#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <error.h>
#include <linux/filter.h>
#include <linux/bpf.h>
#include <linux/in.h>
#include <linux/unistd.h>
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <numa.h>

#include "../kselftest.h"

static const int PORT = 8888;

static void build_rcv_group(int *rcv_fd, size_t len, int family, int proto)
{
 struct sockaddr_storage addr;
 struct sockaddr_in  *addr4;
 struct sockaddr_in6 *addr6;
 size_t i;
 int opt;

 switch (family) {
 case AF_INET:
  addr4 = (struct sockaddr_in *)&addr;
  addr4->sin_family = AF_INET;
  addr4->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  addr4->sin_port = htons(PORT);
  break;
 case AF_INET6:
  addr6 = (struct sockaddr_in6 *)&addr;
  addr6->sin6_family = AF_INET6;
  addr6->sin6_addr = in6addr_any;
  addr6->sin6_port = htons(PORT);
  break;
 default:
  error(1, 0, "Unsupported family %d", family);
 }

 for (i = 0; i < len; ++i) {
  rcv_fd[i] = socket(family, proto, 0);
  if (rcv_fd[i] < 0)
   error(1, errno, "failed to create receive socket");

  opt = 1;
  if (setsockopt(rcv_fd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &opt,
          sizeof(opt)))
   error(1, errno, "failed to set SO_REUSEPORT");

  if (bind(rcv_fd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)))
   error(1, errno, "failed to bind receive socket");

  if (proto == SOCK_STREAM && listen(rcv_fd[i], len * 10))
   error(1, errno, "failed to listen on receive port");
 }
}

static void attach_bpf(int fd)
{
 static char bpf_log_buf[65536];
 static const char bpf_license[] = "";

 int bpf_fd;
 const struct bpf_insn prog[] = {
  /* R0 = bpf_get_numa_node_id() */
  { BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_get_numa_node_id },
  /* return R0 */
  { BPF_JMP | BPF_EXIT, 0, 0, 0, 0 }
 };
 union bpf_attr attr;

 memset(&attr, 0, sizeof(attr));
 attr.prog_type = BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER;
 attr.insn_cnt = ARRAY_SIZE(prog);
 attr.insns = (unsigned long) &prog;
 attr.license = (unsigned long) &bpf_license;
 attr.log_buf = (unsigned long) &bpf_log_buf;
 attr.log_size = sizeof(bpf_log_buf);
 attr.log_level = 1;

 bpf_fd = syscall(__NR_bpf, BPF_PROG_LOAD, &attr, sizeof(attr));
 if (bpf_fd < 0)
  error(1, errno, "ebpf error. log:\n%s\n", bpf_log_buf);

 if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_REUSEPORT_EBPF, &bpf_fd,
   sizeof(bpf_fd)))
  error(1, errno, "failed to set SO_ATTACH_REUSEPORT_EBPF");

 close(bpf_fd);
}

static void send_from_node(int node_id, int family, int proto)
{
 struct sockaddr_storage saddr, daddr;
 struct sockaddr_in  *saddr4, *daddr4;
 struct sockaddr_in6 *saddr6, *daddr6;
 int fd;

 switch (family) {
 case AF_INET:
  saddr4 = (struct sockaddr_in *)&saddr;
  saddr4->sin_family = AF_INET;
  saddr4->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  saddr4->sin_port = 0;

  daddr4 = (struct sockaddr_in *)&daddr;
  daddr4->sin_family = AF_INET;
  daddr4->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_LOOPBACK);
  daddr4->sin_port = htons(PORT);
  break;
 case AF_INET6:
  saddr6 = (struct sockaddr_in6 *)&saddr;
  saddr6->sin6_family = AF_INET6;
  saddr6->sin6_addr = in6addr_any;
  saddr6->sin6_port = 0;

  daddr6 = (struct sockaddr_in6 *)&daddr;
  daddr6->sin6_family = AF_INET6;
  daddr6->sin6_addr = in6addr_loopback;
  daddr6->sin6_port = htons(PORT);
  break;
 default:
  error(1, 0, "Unsupported family %d", family);
 }

 if (numa_run_on_node(node_id) < 0)
  error(1, errno, "failed to pin to node");

 fd = socket(family, proto, 0);
 if (fd < 0)
  error(1, errno, "failed to create send socket");

 if (bind(fd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)))
  error(1, errno, "failed to bind send socket");

 if (connect(fd, (struct sockaddr *)&daddr, sizeof(daddr)))
  error(1, errno, "failed to connect send socket");

 if (send(fd, "a", 1, 0) < 0)
  error(1, errno, "failed to send message");

 close(fd);
}

static
void receive_on_node(int *rcv_fd, int len, int epfd, int node_id, int proto)
{
 struct epoll_event ev;
 int i, fd;
 char buf[8];

 i = epoll_wait(epfd, &ev, 1, -1);
 if (i < 0)
  error(1, errno, "epoll_wait failed");

 if (proto == SOCK_STREAM) {
  fd = accept(ev.data.fd, NULL, NULL);
  if (fd < 0)
   error(1, errno, "failed to accept");
  i = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);
  close(fd);
 } else {
  i = recv(ev.data.fd, buf, sizeof(buf), 0);
 }

 if (i < 0)
  error(1, errno, "failed to recv");

 for (i = 0; i < len; ++i)
  if (ev.data.fd == rcv_fd[i])
   break;
 if (i == len)
  error(1, 0, "failed to find socket");
 fprintf(stderr, "send node %d, receive socket %d\n", node_id, i);
 if (node_id != i)
  error(1, 0, "node id/receive socket mismatch");
}

static void test(int *rcv_fd, int len, int family, int proto)
{
 struct epoll_event ev;
 int epfd, node;

 build_rcv_group(rcv_fd, len, family, proto);
 attach_bpf(rcv_fd[0]);

 epfd = epoll_create(1);
 if (epfd < 0)
  error(1, errno, "failed to create epoll");
 for (node = 0; node < len; ++node) {
  ev.events = EPOLLIN;
  ev.data.fd = rcv_fd[node];
  if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, rcv_fd[node], &ev))
   error(1, errno, "failed to register sock epoll");
 }

 /* Forward iterate */
 for (node = 0; node < len; ++node) {
  if (!numa_bitmask_isbitset(numa_nodes_ptr, node))
   continue;
  send_from_node(node, family, proto);
  receive_on_node(rcv_fd, len, epfd, node, proto);
 }

 /* Reverse iterate */
 for (node = len - 1; node >= 0; --node) {
  if (!numa_bitmask_isbitset(numa_nodes_ptr, node))
   continue;
  send_from_node(node, family, proto);
  receive_on_node(rcv_fd, len, epfd, node, proto);
 }

 close(epfd);
 for (node = 0; node < len; ++node)
  close(rcv_fd[node]);
}

int main(void)
{
 int *rcv_fd, nodes;

 if (numa_available() < 0)
  ksft_exit_skip("no numa api support\n");

 nodes = numa_max_node() + 1;

 rcv_fd = calloc(nodes, sizeof(int));
 if (!rcv_fd)
  error(1, 0, "failed to allocate array");

 fprintf(stderr, "---- IPv4 UDP ----\n");
 test(rcv_fd, nodes, AF_INET, SOCK_DGRAM);

 fprintf(stderr, "---- IPv6 UDP ----\n");
 test(rcv_fd, nodes, AF_INET6, SOCK_DGRAM);

 fprintf(stderr, "---- IPv4 TCP ----\n");
 test(rcv_fd, nodes, AF_INET, SOCK_STREAM);

 fprintf(stderr, "---- IPv6 TCP ----\n");
 test(rcv_fd, nodes, AF_INET6, SOCK_STREAM);

 free(rcv_fd);

 fprintf(stderr, "SUCCESS\n");
 return 0;
}