Quelle  xdp_synproxy.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: LGPL-2.1 OR BSD-2-Clause
/* Copyright (c) 2022, NVIDIA CORPORATION & AFFILIATES. All rights reserved. */

#include <stdnoreturn.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <getopt.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <bpf/bpf.h>
#include <bpf/libbpf.h>
#include <net/if.h>
#include <linux/if_link.h>
#include <linux/limits.h>

static unsigned int ifindex;
static __u32 attached_prog_id;
static bool attached_tc;

static void noreturn cleanup(int sig)
{
 LIBBPF_OPTS(bpf_xdp_attach_opts, opts);
 int prog_fd;
 int err;

 if (attached_prog_id == 0)
  exit(0);

 if (attached_tc) {
  LIBBPF_OPTS(bpf_tc_hook, hook,
       .ifindex = ifindex,
       .attach_point = BPF_TC_INGRESS);

  err = bpf_tc_hook_destroy(&hook);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_tc_hook_destroy: %s\n", strerror(-err));
   fprintf(stderr, "Failed to destroy the TC hook\n");
   exit(1);
  }
  exit(0);
 }

 prog_fd = bpf_prog_get_fd_by_id(attached_prog_id);
 if (prog_fd < 0) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_prog_get_fd_by_id: %s\n", strerror(-prog_fd));
  err = bpf_xdp_attach(ifindex, -1, 0, NULL);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_set_link_xdp_fd: %s\n", strerror(-err));
   fprintf(stderr, "Failed to detach XDP program\n");
   exit(1);
  }
 } else {
  opts.old_prog_fd = prog_fd;
  err = bpf_xdp_attach(ifindex, -1, XDP_FLAGS_REPLACE, &opts);
  close(prog_fd);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_set_link_xdp_fd_opts: %s\n", strerror(-err));
   /* Not an error if already replaced by someone else. */
   if (err != -EEXIST) {
    fprintf(stderr, "Failed to detach XDP program\n");
    exit(1);
   }
  }
 }
 exit(0);
}

static noreturn void usage(const char *progname)
{
 fprintf(stderr, "Usage: %s [--iface |--prog ] [--mss4 --mss6 --wscale --ttl ] [--ports ,,...] [--single] [--tc]\n",
  progname);
 exit(1);
}

static unsigned long parse_arg_ul(const char *progname, const char *arg, unsigned long limit)
{
 unsigned long res;
 char *endptr;

 errno = 0;
 res = strtoul(arg, &endptr, 10);
 if (errno != 0 || *endptr != '\0' || arg[0] == '\0' || res > limit)
  usage(progname);

 return res;
}

static void parse_options(int argc, char *argv[], unsigned int *ifindex, __u32 *prog_id,
     __u64 *tcpipopts, char **ports, bool *single, bool *tc)
{
 static struct option long_options[] = {
  { "help", no_argument, NULL, 'h' },
  { "iface", required_argument, NULL, 'i' },
  { "prog", required_argument, NULL, 'x' },
  { "mss4", required_argument, NULL, 4 },
  { "mss6", required_argument, NULL, 6 },
  { "wscale", required_argument, NULL, 'w' },
  { "ttl", required_argument, NULL, 't' },
  { "ports", required_argument, NULL, 'p' },
  { "single", no_argument, NULL, 's' },
  { "tc", no_argument, NULL, 'c' },
  { NULL, 0, NULL, 0 },
 };
 unsigned long mss4, wscale, ttl;
 unsigned long long mss6;
 unsigned int tcpipopts_mask = 0;

 if (argc < 2)
  usage(argv[0]);

 *ifindex = 0;
 *prog_id = 0;
 *tcpipopts = 0;
 *ports = NULL;
 *single = false;
 *tc = false;

 while (true) {
  int opt;

  opt = getopt_long(argc, argv, "", long_options, NULL);
  if (opt == -1)
   break;

  switch (opt) {
  case 'h':
   usage(argv[0]);
   break;
  case 'i':
   *ifindex = if_nametoindex(optarg);
   if (*ifindex == 0)
    usage(argv[0]);
   break;
  case 'x':
   *prog_id = parse_arg_ul(argv[0], optarg, UINT32_MAX);
   if (*prog_id == 0)
    usage(argv[0]);
   break;
  case 4:
   mss4 = parse_arg_ul(argv[0], optarg, UINT16_MAX);
   tcpipopts_mask |= 1 << 0;
   break;
  case 6:
   mss6 = parse_arg_ul(argv[0], optarg, UINT16_MAX);
   tcpipopts_mask |= 1 << 1;
   break;
  case 'w':
   wscale = parse_arg_ul(argv[0], optarg, 14);
   tcpipopts_mask |= 1 << 2;
   break;
  case 't':
   ttl = parse_arg_ul(argv[0], optarg, UINT8_MAX);
   tcpipopts_mask |= 1 << 3;
   break;
  case 'p':
   *ports = optarg;
   break;
  case 's':
   *single = true;
   break;
  case 'c':
   *tc = true;
   break;
  default:
   usage(argv[0]);
  }
 }
 if (optind < argc)
  usage(argv[0]);

 if (tcpipopts_mask == 0xf) {
  if (mss4 == 0 || mss6 == 0 || wscale == 0 || ttl == 0)
   usage(argv[0]);
  *tcpipopts = (mss6 << 32) | (ttl << 24) | (wscale << 16) | mss4;
 } else if (tcpipopts_mask != 0) {
  usage(argv[0]);
 }

 if (*ifindex != 0 && *prog_id != 0)
  usage(argv[0]);
 if (*ifindex == 0 && *prog_id == 0)
  usage(argv[0]);
}

static int syncookie_attach(const char *argv0, unsigned int ifindex, bool tc)
{
 struct bpf_prog_info info = {};
 __u32 info_len = sizeof(info);
 char xdp_filename[PATH_MAX];
 struct bpf_program *prog;
 struct bpf_object *obj;
 int prog_fd;
 int err;

 snprintf(xdp_filename, sizeof(xdp_filename), "%s_kern.bpf.o", argv0);
 obj = bpf_object__open_file(xdp_filename, NULL);
 err = libbpf_get_error(obj);
 if (err < 0) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_object__open_file: %s\n", strerror(-err));
  return err;
 }

 err = bpf_object__load(obj);
 if (err < 0) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_object__open_file: %s\n", strerror(-err));
  return err;
 }

 prog = bpf_object__find_program_by_name(obj, tc ? "syncookie_tc" : "syncookie_xdp");
 if (!prog) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_object__find_program_by_name: program was not found\n");
  return -ENOENT;
 }

 prog_fd = bpf_program__fd(prog);

 err = bpf_prog_get_info_by_fd(prog_fd, &info, &info_len);
 if (err < 0) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_prog_get_info_by_fd: %s\n",
   strerror(-err));
  goto out;
 }
 attached_tc = tc;
 attached_prog_id = info.id;
 signal(SIGINT, cleanup);
 signal(SIGTERM, cleanup);
 if (tc) {
  LIBBPF_OPTS(bpf_tc_hook, hook,
       .ifindex = ifindex,
       .attach_point = BPF_TC_INGRESS);
  LIBBPF_OPTS(bpf_tc_opts, opts,
       .handle = 1,
       .priority = 1,
       .prog_fd = prog_fd);

  err = bpf_tc_hook_create(&hook);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_tc_hook_create: %s\n",
    strerror(-err));
   goto fail;
  }
  err = bpf_tc_attach(&hook, &opts);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_tc_attach: %s\n",
    strerror(-err));
   goto fail;
  }

 } else {
  err = bpf_xdp_attach(ifindex, prog_fd,
         XDP_FLAGS_UPDATE_IF_NOEXIST, NULL);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_set_link_xdp_fd: %s\n",
    strerror(-err));
   goto fail;
  }
 }
 err = 0;
out:
 bpf_object__close(obj);
 return err;
fail:
 signal(SIGINT, SIG_DFL);
 signal(SIGTERM, SIG_DFL);
 attached_prog_id = 0;
 goto out;
}

static int syncookie_open_bpf_maps(__u32 prog_id, int *values_map_fd, int *ports_map_fd)
{
 struct bpf_prog_info prog_info;
 __u32 map_ids[8];
 __u32 info_len;
 int prog_fd;
 int err;
 int i;

 *values_map_fd = -1;
 *ports_map_fd = -1;

 prog_fd = bpf_prog_get_fd_by_id(prog_id);
 if (prog_fd < 0) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_prog_get_fd_by_id: %s\n", strerror(-prog_fd));
  return prog_fd;
 }

 prog_info = (struct bpf_prog_info) {
  .nr_map_ids = 8,
  .map_ids = (__u64)(unsigned long)map_ids,
 };
 info_len = sizeof(prog_info);

 err = bpf_prog_get_info_by_fd(prog_fd, &prog_info, &info_len);
 if (err != 0) {
  fprintf(stderr, "Error: bpf_prog_get_info_by_fd: %s\n",
   strerror(-err));
  goto out;
 }

 if (prog_info.nr_map_ids < 2) {
  fprintf(stderr, "Error: Found %u BPF maps, expected at least 2\n",
   prog_info.nr_map_ids);
  err = -ENOENT;
  goto out;
 }

 for (i = 0; i < prog_info.nr_map_ids; i++) {
  struct bpf_map_info map_info = {};
  int map_fd;

  err = bpf_map_get_fd_by_id(map_ids[i]);
  if (err < 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_map_get_fd_by_id: %s\n", strerror(-err));
   goto err_close_map_fds;
  }
  map_fd = err;

  info_len = sizeof(map_info);
  err = bpf_map_get_info_by_fd(map_fd, &map_info, &info_len);
  if (err != 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_map_get_info_by_fd: %s\n",
    strerror(-err));
   close(map_fd);
   goto err_close_map_fds;
  }
  if (strcmp(map_info.name, "values") == 0) {
   *values_map_fd = map_fd;
   continue;
  }
  if (strcmp(map_info.name, "allowed_ports") == 0) {
   *ports_map_fd = map_fd;
   continue;
  }
  close(map_fd);
 }

 if (*values_map_fd != -1 && *ports_map_fd != -1) {
  err = 0;
  goto out;
 }

 err = -ENOENT;

err_close_map_fds:
 if (*values_map_fd != -1)
  close(*values_map_fd);
 if (*ports_map_fd != -1)
  close(*ports_map_fd);
 *values_map_fd = -1;
 *ports_map_fd = -1;

out:
 close(prog_fd);
 return err;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
 int values_map_fd, ports_map_fd;
 __u64 tcpipopts;
 bool firstiter;
 __u64 prevcnt;
 __u32 prog_id;
 char *ports;
 bool single;
 int err = 0;
 bool tc;

 parse_options(argc, argv, &ifindex, &prog_id, &tcpipopts, &ports,
        &single, &tc);

 if (prog_id == 0) {
  if (!tc) {
   err = bpf_xdp_query_id(ifindex, 0, &prog_id);
   if (err < 0) {
    fprintf(stderr, "Error: bpf_get_link_xdp_id: %s\n",
     strerror(-err));
    goto out;
   }
  }
  if (prog_id == 0) {
   err = syncookie_attach(argv[0], ifindex, tc);
   if (err < 0)
    goto out;
   prog_id = attached_prog_id;
  }
 }

 err = syncookie_open_bpf_maps(prog_id, &values_map_fd, &ports_map_fd);
 if (err < 0)
  goto out;

 if (ports) {
  __u16 port_last = 0;
  __u32 port_idx = 0;
  char *p = ports;

  fprintf(stderr, "Replacing allowed ports\n");

  while (p && *p != '\0') {
   char *token = strsep(&p, ",");
   __u16 port;

   port = parse_arg_ul(argv[0], token, UINT16_MAX);
   err = bpf_map_update_elem(ports_map_fd, &port_idx, &port, BPF_ANY);
   if (err != 0) {
    fprintf(stderr, "Error: bpf_map_update_elem: %s\n", strerror(-err));
    fprintf(stderr, "Failed to add port %u (index %u)\n",
     port, port_idx);
    goto out_close_maps;
   }
   fprintf(stderr, "Added port %u\n", port);
   port_idx++;
  }
  err = bpf_map_update_elem(ports_map_fd, &port_idx, &port_last, BPF_ANY);
  if (err != 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_map_update_elem: %s\n", strerror(-err));
   fprintf(stderr, "Failed to add the terminator value 0 (index %u)\n",
    port_idx);
   goto out_close_maps;
  }
 }

 if (tcpipopts) {
  __u32 key = 0;

  fprintf(stderr, "Replacing TCP/IP options\n");

  err = bpf_map_update_elem(values_map_fd, &key, &tcpipopts, BPF_ANY);
  if (err != 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_map_update_elem: %s\n", strerror(-err));
   goto out_close_maps;
  }
 }

 if ((ports || tcpipopts) && attached_prog_id == 0 && !single)
  goto out_close_maps;

 prevcnt = 0;
 firstiter = true;
 while (true) {
  __u32 key = 1;
  __u64 value;

  err = bpf_map_lookup_elem(values_map_fd, &key, &value);
  if (err != 0) {
   fprintf(stderr, "Error: bpf_map_lookup_elem: %s\n", strerror(-err));
   goto out_close_maps;
  }
  if (firstiter) {
   prevcnt = value;
   firstiter = false;
  }
  if (single) {
   printf("Total SYNACKs generated: %llu\n", value);
   break;
  }
  printf("SYNACKs generated: %llu (total %llu)\n", value - prevcnt, value);
  prevcnt = value;
  sleep(1);
 }

out_close_maps:
 close(values_map_fd);
 close(ports_map_fd);
out:
 return err == 0 ? 0 : 1;
}