Quelle  test_l4lb_noinline.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
// Copyright (c) 2017 Facebook
#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/ip.h>
#include <linux/ipv6.h>
#include <linux/icmp.h>
#include <linux/icmpv6.h>
#include <linux/tcp.h>
#include <linux/udp.h>
#include <bpf/bpf_helpers.h>
#include "test_iptunnel_common.h"
#include <bpf/bpf_endian.h>

static __always_inline __u32 rol32(__u32 word, unsigned int shift)
{
 return (word << shift) | (word >> ((-shift) & 31));
}

/* copy paste of jhash from kernel sources to make sure llvm
 * can compile it into valid sequence of bpf instructions
 */
#define __jhash_mix(a, b, c)   \
{      \
 a -= c;  a ^= rol32(c, 4);  c += b; \
 b -= a;  b ^= rol32(a, 6);  a += c; \
 c -= b;  c ^= rol32(b, 8);  b += a; \
 a -= c;  a ^= rol32(c, 16); c += b; \
 b -= a;  b ^= rol32(a, 19); a += c; \
 c -= b;  c ^= rol32(b, 4);  b += a; \
}

#define __jhash_final(a, b, c)   \
{      \
 c ^= b; c -= rol32(b, 14);  \
 a ^= c; a -= rol32(c, 11);  \
 b ^= a; b -= rol32(a, 25);  \
 c ^= b; c -= rol32(b, 16);  \
 a ^= c; a -= rol32(c, 4);  \
 b ^= a; b -= rol32(a, 14);  \
 c ^= b; c -= rol32(b, 24);  \
}

#define JHASH_INITVAL  0xdeadbeef

typedef unsigned int u32;

static __noinline u32 jhash(const void *key, u32 length, u32 initval)
{
 u32 a, b, c;
 const unsigned char *k = key;

 a = b = c = JHASH_INITVAL + length + initval;

 while (length > 12) {
  a += *(u32 *)(k);
  b += *(u32 *)(k + 4);
  c += *(u32 *)(k + 8);
  __jhash_mix(a, b, c);
  length -= 12;
  k += 12;
 }
 switch (length) {
 case 12: c += (u32)k[11]<<24;
 case 11: c += (u32)k[10]<<16;
 case 10: c += (u32)k[9]<<8;
 case 9:  c += k[8];
 case 8:  b += (u32)k[7]<<24;
 case 7:  b += (u32)k[6]<<16;
 case 6:  b += (u32)k[5]<<8;
 case 5:  b += k[4];
 case 4:  a += (u32)k[3]<<24;
 case 3:  a += (u32)k[2]<<16;
 case 2:  a += (u32)k[1]<<8;
 case 1:  a += k[0];
   __jhash_final(a, b, c);
 case 0: /* Nothing left to add */
  break;
 }

 return c;
}

static __noinline u32 __jhash_nwords(u32 a, u32 b, u32 c, u32 initval)
{
 a += initval;
 b += initval;
 c += initval;
 __jhash_final(a, b, c);
 return c;
}

static __noinline u32 jhash_2words(u32 a, u32 b, u32 initval)
{
 return __jhash_nwords(a, b, 0, initval + JHASH_INITVAL + (2 << 2));
}

#define PCKT_FRAGMENTED 65343
#define IPV4_HDR_LEN_NO_OPT 20
#define IPV4_PLUS_ICMP_HDR 28
#define IPV6_PLUS_ICMP_HDR 48
#define RING_SIZE 2
#define MAX_VIPS 12
#define MAX_REALS 5
#define CTL_MAP_SIZE 16
#define CH_RINGS_SIZE (MAX_VIPS * RING_SIZE)
#define F_IPV6 (1 << 0)
#define F_HASH_NO_SRC_PORT (1 << 0)
#define F_ICMP (1 << 0)
#define F_SYN_SET (1 << 1)

struct packet_description {
 union {
  __be32 src;
  __be32 srcv6[4];
 };
 union {
  __be32 dst;
  __be32 dstv6[4];
 };
 union {
  __u32 ports;
  __u16 port16[2];
 };
 __u8 proto;
 __u8 flags;
};

struct ctl_value {
 union {
  __u64 value;
  __u32 ifindex;
  __u8 mac[6];
 };
};

struct vip_meta {
 __u32 flags;
 __u32 vip_num;
};

struct real_definition {
 union {
  __be32 dst;
  __be32 dstv6[4];
 };
 __u8 flags;
};

struct vip_stats {
 __u64 bytes;
 __u64 pkts;
};

struct eth_hdr {
 unsigned char eth_dest[ETH_ALEN];
 unsigned char eth_source[ETH_ALEN];
 unsigned short eth_proto;
};

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
 __uint(max_entries, MAX_VIPS);
 __type(key, struct vip);
 __type(value, struct vip_meta);
} vip_map SEC(".maps");

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_ARRAY);
 __uint(max_entries, CH_RINGS_SIZE);
 __type(key, __u32);
 __type(value, __u32);
} ch_rings SEC(".maps");

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_ARRAY);
 __uint(max_entries, MAX_REALS);
 __type(key, __u32);
 __type(value, struct real_definition);
} reals SEC(".maps");

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY);
 __uint(max_entries, MAX_VIPS);
 __type(key, __u32);
 __type(value, struct vip_stats);
} stats SEC(".maps");

struct {
 __uint(type, BPF_MAP_TYPE_ARRAY);
 __uint(max_entries, CTL_MAP_SIZE);
 __type(key, __u32);
 __type(value, struct ctl_value);
} ctl_array SEC(".maps");

static __noinline __u32 get_packet_hash(struct packet_description *pckt, bool ipv6)
{
 if (ipv6)
  return jhash_2words(jhash(pckt->srcv6, 16, MAX_VIPS),
        pckt->ports, CH_RINGS_SIZE);
 else
  return jhash_2words(pckt->src, pckt->ports, CH_RINGS_SIZE);
}

static __noinline bool get_packet_dst(struct real_definition **real,
          struct packet_description *pckt,
          struct vip_meta *vip_info,
          bool is_ipv6)
{
 __u32 hash = get_packet_hash(pckt, is_ipv6);
 __u32 key = RING_SIZE * vip_info->vip_num + hash % RING_SIZE;
 __u32 *real_pos;

 if (hash != 0x358459b7 /* jhash of ipv4 packet */  &&
     hash != 0x2f4bc6bb /* jhash of ipv6 packet */)
  return false;

 real_pos = bpf_map_lookup_elem(&ch_rings, &key);
 if (!real_pos)
  return false;
 key = *real_pos;
 *real = bpf_map_lookup_elem(&reals, &key);
 if (!(*real))
  return false;
 return true;
}

static __noinline int parse_icmpv6(void *data, void *data_end, __u64 off,
       struct packet_description *pckt)
{
 struct icmp6hdr *icmp_hdr;
 struct ipv6hdr *ip6h;

 icmp_hdr = data + off;
 if (icmp_hdr + 1 > data_end)
  return TC_ACT_SHOT;
 if (icmp_hdr->icmp6_type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
  return TC_ACT_OK;
 off += sizeof(struct icmp6hdr);
 ip6h = data + off;
 if (ip6h + 1 > data_end)
  return TC_ACT_SHOT;
 pckt->proto = ip6h->nexthdr;
 pckt->flags |= F_ICMP;
 memcpy(pckt->srcv6, ip6h->daddr.s6_addr32, 16);
 memcpy(pckt->dstv6, ip6h->saddr.s6_addr32, 16);
 return TC_ACT_UNSPEC;
}

static __noinline int parse_icmp(void *data, void *data_end, __u64 off,
     struct packet_description *pckt)
{
 struct icmphdr *icmp_hdr;
 struct iphdr *iph;

 icmp_hdr = data + off;
 if (icmp_hdr + 1 > data_end)
  return TC_ACT_SHOT;
 if (icmp_hdr->type != ICMP_DEST_UNREACH ||
     icmp_hdr->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
  return TC_ACT_OK;
 off += sizeof(struct icmphdr);
 iph = data + off;
 if (iph + 1 > data_end)
  return TC_ACT_SHOT;
 if (iph->ihl != 5)
  return TC_ACT_SHOT;
 pckt->proto = iph->protocol;
 pckt->flags |= F_ICMP;
 pckt->src = iph->daddr;
 pckt->dst = iph->saddr;
 return TC_ACT_UNSPEC;
}

static __noinline bool parse_udp(void *data, __u64 off, void *data_end,
     struct packet_description *pckt)
{
 struct udphdr *udp;
 udp = data + off;

 if (udp + 1 > data_end)
  return false;

 if (!(pckt->flags & F_ICMP)) {
  pckt->port16[0] = udp->source;
  pckt->port16[1] = udp->dest;
 } else {
  pckt->port16[0] = udp->dest;
  pckt->port16[1] = udp->source;
 }
 return true;
}

static __noinline bool parse_tcp(void *data, __u64 off, void *data_end,
     struct packet_description *pckt)
{
 struct tcphdr *tcp;

 tcp = data + off;
 if (tcp + 1 > data_end)
  return false;

 if (tcp->syn)
  pckt->flags |= F_SYN_SET;

 if (!(pckt->flags & F_ICMP)) {
  pckt->port16[0] = tcp->source;
  pckt->port16[1] = tcp->dest;
 } else {
  pckt->port16[0] = tcp->dest;
  pckt->port16[1] = tcp->source;
 }
 return true;
}

static __noinline int process_packet(void *data, __u64 off, void *data_end,
         bool is_ipv6, struct __sk_buff *skb)
{
 void *pkt_start = (void *)(long)skb->data;
 struct packet_description pckt = {};
 struct eth_hdr *eth = pkt_start;
 struct bpf_tunnel_key tkey = {};
 struct vip_stats *data_stats;
 struct real_definition *dst;
 struct vip_meta *vip_info;
 struct ctl_value *cval;
 __u32 v4_intf_pos = 1;
 __u32 v6_intf_pos = 2;
 struct ipv6hdr *ip6h;
 struct vip vip = {};
 struct iphdr *iph;
 int tun_flag = 0;
 __u16 pkt_bytes;
 __u64 iph_len;
 __u32 ifindex;
 __u8 protocol;
 __u32 vip_num;
 int action;

 tkey.tunnel_ttl = 64;
 if (is_ipv6) {
  ip6h = data + off;
  if (ip6h + 1 > data_end)
   return TC_ACT_SHOT;

  iph_len = sizeof(struct ipv6hdr);
  protocol = ip6h->nexthdr;
  pckt.proto = protocol;
  pkt_bytes = bpf_ntohs(ip6h->payload_len);
  off += iph_len;
  if (protocol == IPPROTO_FRAGMENT) {
   return TC_ACT_SHOT;
  } else if (protocol == IPPROTO_ICMPV6) {
   action = parse_icmpv6(data, data_end, off, &pckt);
   if (action >= 0)
    return action;
   off += IPV6_PLUS_ICMP_HDR;
  } else {
   memcpy(pckt.srcv6, ip6h->saddr.s6_addr32, 16);
   memcpy(pckt.dstv6, ip6h->daddr.s6_addr32, 16);
  }
 } else {
  iph = data + off;
  if (iph + 1 > data_end)
   return TC_ACT_SHOT;
  if (iph->ihl != 5)
   return TC_ACT_SHOT;

  protocol = iph->protocol;
  pckt.proto = protocol;
  pkt_bytes = bpf_ntohs(iph->tot_len);
  off += IPV4_HDR_LEN_NO_OPT;

  if (iph->frag_off & PCKT_FRAGMENTED)
   return TC_ACT_SHOT;
  if (protocol == IPPROTO_ICMP) {
   action = parse_icmp(data, data_end, off, &pckt);
   if (action >= 0)
    return action;
   off += IPV4_PLUS_ICMP_HDR;
  } else {
   pckt.src = iph->saddr;
   pckt.dst = iph->daddr;
  }
 }
 protocol = pckt.proto;

 if (protocol == IPPROTO_TCP) {
  if (!parse_tcp(data, off, data_end, &pckt))
   return TC_ACT_SHOT;
 } else if (protocol == IPPROTO_UDP) {
  if (!parse_udp(data, off, data_end, &pckt))
   return TC_ACT_SHOT;
 } else {
  return TC_ACT_SHOT;
 }

 if (is_ipv6)
  memcpy(vip.daddr.v6, pckt.dstv6, 16);
 else
  vip.daddr.v4 = pckt.dst;

 vip.dport = pckt.port16[1];
 vip.protocol = pckt.proto;
 vip_info = bpf_map_lookup_elem(&vip_map, &vip);
 if (!vip_info) {
  vip.dport = 0;
  vip_info = bpf_map_lookup_elem(&vip_map, &vip);
  if (!vip_info)
   return TC_ACT_SHOT;
  pckt.port16[1] = 0;
 }

 if (vip_info->flags & F_HASH_NO_SRC_PORT)
  pckt.port16[0] = 0;

 if (!get_packet_dst(&dst, &pckt, vip_info, is_ipv6))
  return TC_ACT_SHOT;

 if (dst->flags & F_IPV6) {
  cval = bpf_map_lookup_elem(&ctl_array, &v6_intf_pos);
  if (!cval)
   return TC_ACT_SHOT;
  ifindex = cval->ifindex;
  memcpy(tkey.remote_ipv6, dst->dstv6, 16);
  tun_flag = BPF_F_TUNINFO_IPV6;
 } else {
  cval = bpf_map_lookup_elem(&ctl_array, &v4_intf_pos);
  if (!cval)
   return TC_ACT_SHOT;
  ifindex = cval->ifindex;
  tkey.remote_ipv4 = dst->dst;
 }
 vip_num = vip_info->vip_num;
 data_stats = bpf_map_lookup_elem(&stats, &vip_num);
 if (!data_stats)
  return TC_ACT_SHOT;
 data_stats->pkts++;
 data_stats->bytes += pkt_bytes;
 bpf_skb_set_tunnel_key(skb, &tkey, sizeof(tkey), tun_flag);
 *(u32 *)eth->eth_dest = tkey.remote_ipv4;
 return bpf_redirect(ifindex, 0);
}

SEC("tc")
int balancer_ingress(struct __sk_buff *ctx)
{
 void *data_end = (void *)(long)ctx->data_end;
 void *data = (void *)(long)ctx->data;
 struct eth_hdr *eth = data;
 __u32 eth_proto;
 __u32 nh_off;

 nh_off = sizeof(struct eth_hdr);
 if (data + nh_off > data_end)
  return TC_ACT_SHOT;
 eth_proto = eth->eth_proto;
 if (eth_proto == bpf_htons(ETH_P_IP))
  return process_packet(data, nh_off, data_end, false, ctx);
 else if (eth_proto == bpf_htons(ETH_P_IPV6))
  return process_packet(data, nh_off, data_end, true, ctx);
 else
  return TC_ACT_SHOT;
}
char _license[] SEC("license") = "GPL";