_ Git - flowspec-xdp/blob - xdp.c

   1 #include <stdint.h>
   2 #include <endian.h>
   3 #include <linux/if_ether.h>
   4 #include <linux/ip.h>
   5 #include <linux/udp.h>
   6 #include <linux/icmp.h>
   7 #include <linux/icmpv6.h>
   8 #include <arpa/inet.h>
   9
  10 #define NULL (void*)0
  11
  12 /* IP flags. */
  13 #define IP_CE           0x8000          /* Flag: "Congestion"           */
  14 #define IP_DF           0x4000          /* Flag: "Don't Fragment"       */
  15 #define IP_MF           0x2000          /* Flag: "More Fragments"       */
  16 #define IP_OFFSET       0x1FFF          /* "Fragment Offset" part       */
  17
  18 #define IP_PROTO_TCP 6
  19 #define IP_PROTO_UDP 17
  20 #define IP_PROTO_ICMP 1
  21 #define IP6_PROTO_ICMPV6 58
  22 #define IP6_PROTO_FRAG 44
  23
  24 typedef __uint128_t uint128_t;
  25
  26 // Our own ipv6hdr that uses uint128_t
  27 struct ip6hdr {
  28 #if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
  29         __u8    priority:4,
  30                 version:4;
  31 #elif defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
  32         __u8    version:4,
  33                 priority:4;
  34 #else
  35 #error  "Please fix <asm/byteorder.h>"
  36 #endif
  37         __u8    flow_lbl[3];
  38
  39         __be16  payload_len;
  40         __u8            nexthdr;
  41         __u8            hop_limit;
  42
  43         uint128_t       saddr;
  44         uint128_t       daddr;
  45 } __attribute__((packed));
  46
  47 #define IP6_MF 1
  48 #define IP6_FRAGOFF 0xfff8
  49 struct ip6_fraghdr {
  50         uint8_t nexthdr;
  51         uint8_t _reserved;
  52         uint16_t frag_off; // BE low 3 bits flags, last is "more frags"
  53         uint32_t id;
  54 } __attribute__((packed));
  55
  56 // Our own ethhdr with optional vlan tags
  57 struct ethhdr_vlan {
  58         unsigned char   h_dest[ETH_ALEN];       /* destination eth addr */
  59         unsigned char   h_source[ETH_ALEN];     /* source ether addr    */
  60         __be16          vlan_magic;             /* 0x8100 */
  61         __be16          tci;            /* PCP (3 bits), DEI (1 bit), and VLAN (12 bits) */
  62         __be16          h_proto;                /* packet type ID field */
  63 } __attribute__((packed));
  64
  65 // Our own tcphdr without the flags blown up
  66 struct tcphdr {
  67         __be16  source;
  68         __be16  dest;
  69         __be32  seq;
  70         __be32  ack_seq;
  71         __u16   flags;
  72         __be16  window;
  73         __sum16 check;
  74         __be16  urg_ptr;
  75 } __attribute__((packed));
  76
  77 // Note that all operations on uint128s *stay* in Network byte order!
  78
  79 #if defined(__LITTLE_ENDIAN)
  80 #define BIGEND32(v) ((v >> 3*8) | ((v >> 8) & 0xff00) | ((v << 8) & 0xff0000) | (v << 3*8) & 0xff000000)
  81 #elif defined(__BIG_ENDIAN)
  82 #define BIGEND32(v) (v)
  83 #else
  84 #error "Need endian info"
  85 #endif
  86
  87 #if defined(__LITTLE_ENDIAN)
  88 #define BIGEND128(a, b, c, d) ( \
  89                 (((uint128_t)BIGEND32(d)) << 3*32) | \
  90                 (((uint128_t)BIGEND32(c)) << 2*32) | \
  91                 (((uint128_t)BIGEND32(b)) << 1*32) | \
  92                 (((uint128_t)BIGEND32(a)) << 0*32))
  93 #define HTON128(a) BIGEND128(a >> 3*32, a >> 2*32, a >> 1*32, a>> 0*32)
  94 // Yes, somehow macro'ing this changes LLVM's view of htons...
  95 #define BE16(a) ((((uint16_t)(a & 0xff00)) >> 8) | (((uint16_t)(a & 0xff)) << 8))
  96 #elif defined(__BIG_ENDIAN)
  97 #define BIGEND128(a, b, c, d) ((((uint128_t)a) << 3*32) | (((uint128_t)b) << 2*32) | (((uint128_t)c) << 1*32) | (((uint128_t)d) << 0*32))
  98 #define HTON128(a) (a)
  99 #else
 100 #error "Need endian info"
 101 #endif
 102
 103 #define MASK4(pfxlen) BIGEND32(~((((uint32_t)1) << (32 - pfxlen)) - 1))
 104 #define MASK6(pfxlen) HTON128(~((((uint128_t)1) << (128 - pfxlen)) - 1))
 105 #define MASK6_OFFS(offs, pfxlen) HTON128((~((((uint128_t)1) << (128 - pfxlen)) - 1)) & ((((uint128_t)1) << (128 - offs)) - 1))
 106
 107 // PARSE is used as a preprocessor flag to indicate parsing fields
 108 #define PARSE 42
 109 #include "rules.h"
 110
 111 #define unlikely(a) __builtin_expect(a, 0)
 112 #define likely(a) __builtin_expect(a, 1)
 113
 114 static const uint32_t PKT_LEN_DROP = 0;
 115 static const uint32_t VLAN_DROP = 1;
 116 static const uint32_t IHL_DROP = 2;
 117 static const uint32_t V6FRAG_DROP = 3;
 118 #define STATIC_RULE_CNT 4
 119
 120 #ifdef TEST
 121 // 64 bit version of xdp_md for testing
 122 struct xdp_md {
 123         __u64 data;
 124         __u64 data_end;
 125         __u64 data_meta;
 126         /* Below access go through struct xdp_rxq_info */
 127         __u64 ingress_ifindex; /* rxq->dev->ifindex */
 128         __u64 rx_queue_index;  /* rxq->queue_index  */
 129
 130         __u64 egress_ifindex;  /* txq->dev->ifindex */
 131 };
 132 static const int XDP_PASS = 0;
 133 static const int XDP_DROP = 1;
 134
 135 static long drop_cnt_map[RULECNT + STATIC_RULE_CNT];
 136 #define DO_RETURN(reason, ret) { \
 137                 if (ret == XDP_DROP) drop_cnt_map[reason] += 1; \
 138                 return ret; \
 139         }
 140
 141 #else
 142 #include <linux/bpf.h>
 143 #include <bpf/bpf_helpers.h>
 144
 145 struct bpf_map_def SEC("maps") drop_cnt_map = {
 146         .type = BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY,
 147         .key_size = sizeof(uint32_t),
 148         .value_size = sizeof(long),
 149         .max_entries = RULECNT + STATIC_RULE_CNT,
 150 };
 151 #define DO_RETURN(reason, ret) {\
 152                 if (ret == XDP_DROP) { \
 153                         long *value = bpf_map_lookup_elem(&drop_cnt_map, &reason); \
 154                         if (value) \
 155                                 *value += 1; \
 156                 } \
 157                 return XDP_DROP; \
 158         }
 159
 160 SEC("xdp_drop")
 161 #endif
 162
 163 // It seems (based on drop counts) that data_end points to the last byte, not one-past-the-end.
 164 // This feels strange, but some documentation suggests > here as well, so we stick with that.
 165 #define CHECK_LEN(start, struc) \
 166         if (unlikely((void*)(start) + sizeof(struct struc) > data_end)) DO_RETURN(PKT_LEN_DROP, XDP_DROP);
 167
 168 int xdp_drop_prog(struct xdp_md *ctx)
 169 {
 170         const void *const data_end = (void *)(size_t)ctx->data_end;
 171
 172         const void * pktdata;
 173         unsigned short eth_proto;
 174
 175         {
 176                 CHECK_LEN((size_t)ctx->data, ethhdr);
 177                 const struct ethhdr *const eth = (void*)(size_t)ctx->data;
 178
 179 #if PARSE_8021Q == PARSE
 180                 if (likely(eth->h_proto == BE16(ETH_P_8021Q))) {
 181                         CHECK_LEN((size_t)ctx->data, ethhdr_vlan);
 182                         const struct ethhdr_vlan *const eth_vlan = (void*)(size_t)ctx->data;
 183
 184 #ifdef REQ_8021Q
 185                         if (unlikely((eth_vlan->tci & BE16(0xfff)) != BE16(REQ_8021Q)))
 186                                 DO_RETURN(VLAN_DROP, XDP_DROP);
 187 #endif
 188
 189                         eth_proto = eth_vlan->h_proto;
 190                         pktdata = (const void *)(long)ctx->data + sizeof(struct ethhdr_vlan);
 191 #else
 192                 if (unlikely(eth->h_proto == BE16(ETH_P_8021Q))) {
 193                         DO_RETURN(VLAN_DROP, PARSE_8021Q);
 194 #endif
 195                 } else {
 196 #ifdef REQ_8021Q
 197                         DO_RETURN(VLAN_DROP, XDP_DROP);
 198 #else
 199                         pktdata = (const void *)(long)ctx->data + sizeof(struct ethhdr);
 200                         eth_proto = eth->h_proto;
 201 #endif
 202                 }
 203         }
 204
 205         const void *l4hdr = NULL;
 206         const struct tcphdr *tcp = NULL;
 207         uint8_t ports_valid = 0;
 208         uint16_t sport, dport; // Host Endian! Only valid with tcp || udp
 209
 210 #ifdef NEED_V4_PARSE
 211         if (eth_proto == BE16(ETH_P_IP)) {
 212                 CHECK_LEN(pktdata, iphdr);
 213                 const struct iphdr *ip = (struct iphdr*) pktdata;
 214
 215 #if PARSE_IHL == PARSE
 216                 if (unlikely(ip->ihl < 5)) DO_RETURN(IHL_DROP, XDP_DROP);
 217                 l4hdr = pktdata + ip->ihl * 4;
 218 #else
 219                 if (ip->ihl != 5) DO_RETURN(IHL_DROP, PARSE_IHL);
 220                 l4hdr = pktdata + 5*4;
 221 #endif
 222
 223                 const struct icmphdr *icmp = NULL;
 224                 if ((ip->frag_off & BE16(IP_OFFSET)) == 0) {
 225                         if (ip->protocol == IP_PROTO_TCP) {
 226                                 CHECK_LEN(l4hdr, tcphdr);
 227                                 tcp = (struct tcphdr*) l4hdr;
 228                                 sport = BE16(tcp->source);
 229                                 dport = BE16(tcp->dest);
 230                                 ports_valid = 1;
 231                         } else if (ip->protocol == IP_PROTO_UDP) {
 232                                 CHECK_LEN(l4hdr, udphdr);
 233                                 const struct udphdr *udp = (struct udphdr*) l4hdr;
 234                                 sport = BE16(udp->source);
 235                                 dport = BE16(udp->dest);
 236                                 ports_valid = 1;
 237                         } else if (ip->protocol == IP_PROTO_ICMP) {
 238                                 CHECK_LEN(l4hdr, icmphdr);
 239                                 icmp = (struct icmphdr*) l4hdr;
 240                         }
 241                 }
 242
 243                 RULES4
 244         }
 245 #endif
 246 #ifdef NEED_V6_PARSE
 247         if (eth_proto == BE16(ETH_P_IPV6)) {
 248                 CHECK_LEN(pktdata, ip6hdr);
 249                 const struct ip6hdr *ip6 = (struct ip6hdr*) pktdata;
 250
 251                 l4hdr = pktdata + 40;
 252
 253                 uint8_t v6nexthdr = ip6->nexthdr;
 254                 const struct ip6_fraghdr *frag6 = NULL;
 255 #ifdef PARSE_V6_FRAG
 256 #if PARSE_V6_FRAG == PARSE
 257                 if (ip6->nexthdr == IP6_PROTO_FRAG) {
 258                         CHECK_LEN(l4hdr, ip6_fraghdr);
 259                         frag6 = (struct ip6_fraghdr*) l4hdr;
 260                         l4hdr = l4hdr + sizeof(struct ip6_fraghdr);
 261                         v6nexthdr = frag6->nexthdr;
 262 #else
 263                 if (unlikely(ip6->nexthdr == IP6_PROTO_FRAG)) {
 264                         DO_RETURN(V6FRAG_DROP, PARSE_V6_FRAG);
 265 #endif
 266                 }
 267 #endif
 268                 // TODO: Handle more options?
 269
 270                 const struct icmp6hdr *icmpv6 = NULL;
 271                 if (frag6 == NULL || (frag6->frag_off & BE16(IP6_FRAGOFF)) == 0) {
 272                         if (v6nexthdr == IP_PROTO_TCP) {
 273                                 CHECK_LEN(l4hdr, tcphdr);
 274                                 tcp = (struct tcphdr*) l4hdr;
 275                                 sport = BE16(tcp->source);
 276                                 dport = BE16(tcp->dest);
 277                                 ports_valid = 1;
 278                         } else if (v6nexthdr == IP_PROTO_UDP) {
 279                                 CHECK_LEN(l4hdr, udphdr);
 280                                 const struct udphdr *udp = (struct udphdr*) l4hdr;
 281                                 sport = BE16(udp->source);
 282                                 dport = BE16(udp->dest);
 283                                 ports_valid = 1;
 284                         } else if (v6nexthdr == IP6_PROTO_ICMPV6) {
 285                                 CHECK_LEN(l4hdr, icmp6hdr);
 286                                 icmpv6 = (struct icmp6hdr*) l4hdr;
 287                         }
 288                 }
 289
 290                 RULES6
 291         }
 292 #endif
 293
 294         return XDP_PASS;
 295 }
 296
 297 #ifdef TEST
 298 #include <assert.h>
 299 #include <string.h>
 300
 301 const char d[] = TEST;
 302 int main() {
 303         struct xdp_md test = {
 304                 .data = (uint64_t)d,
 305                 // -1 because sizeof includes a trailing null in the "string"
 306                 .data_end = (uint64_t)(d + sizeof(d) - 1),
 307         };
 308         assert(xdp_drop_prog(&test) == TEST_EXP);
 309 }
 310 #endif