tools/testing/selftests/bpf/test_maps.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Testsuite for eBPF maps
   4  *
   5  * Copyright (c) 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   6  * Copyright (c) 2016 Facebook
   7  */
   8
   9 #include <stdio.h>
  10 #include <unistd.h>
  11 #include <errno.h>
  12 #include <string.h>
  13 #include <assert.h>
  14 #include <stdlib.h>
  15 #include <time.h>
  16
  17 #include <sys/wait.h>
  18 #include <sys/socket.h>
  19 #include <netinet/in.h>
  20 #include <linux/bpf.h>
  21
  22 #include <bpf/bpf.h>
  23 #include <bpf/libbpf.h>
  24
  25 #include "bpf_util.h"
  26 #include "bpf_rlimit.h"
  27 #include "test_maps.h"
  28
  29 #ifndef ENOTSUPP
  30 #define ENOTSUPP 524
  31 #endif
  32
  33 static int skips;
  34
  35 static int map_flags;
  36
  37 static void test_hashmap(unsigned int task, void *data)
  38 {
  39         long long key, next_key, first_key, value;
  40         int fd;
  41
  42         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
  43                             2, map_flags);
  44         if (fd < 0) {
  45                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
  46                 exit(1);
  47         }
  48
  49         key = 1;
  50         value = 1234;
  51         /* Insert key=1 element. */
  52         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
  53
  54         value = 0;
  55         /* BPF_NOEXIST means add new element if it doesn't exist. */
  56         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
  57                /* key=1 already exists. */
  58                errno == EEXIST);
  59
  60         /* -1 is an invalid flag. */
  61         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, -1) == -1 &&
  62                errno == EINVAL);
  63
  64         /* Check that key=1 can be found. */
  65         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 1234);
  66
  67         key = 2;
  68         /* Check that key=2 is not found. */
  69         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
  70
  71         /* BPF_EXIST means update existing element. */
  72         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == -1 &&
  73                /* key=2 is not there. */
  74                errno == ENOENT);
  75
  76         /* Insert key=2 element. */
  77         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == 0);
  78
  79         /* key=1 and key=2 were inserted, check that key=0 cannot be
  80          * inserted due to max_entries limit.
  81          */
  82         key = 0;
  83         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
  84                errno == E2BIG);
  85
  86         /* Update existing element, though the map is full. */
  87         key = 1;
  88         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == 0);
  89         key = 2;
  90         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
  91         key = 3;
  92         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
  93                errno == E2BIG);
  94
  95         /* Check that key = 0 doesn't exist. */
  96         key = 0;
  97         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
  98
  99         /* Iterate over two elements. */
 100         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &first_key) == 0 &&
 101                (first_key == 1 || first_key == 2));
 102         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0 &&
 103                (next_key == first_key));
 104         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == 0 &&
 105                (next_key == 1 || next_key == 2) &&
 106                (next_key != first_key));
 107         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == -1 &&
 108                errno == ENOENT);
 109
 110         /* Delete both elements. */
 111         key = 1;
 112         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 113         key = 2;
 114         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 115         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 116
 117         key = 0;
 118         /* Check that map is empty. */
 119         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == -1 &&
 120                errno == ENOENT);
 121         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == -1 &&
 122                errno == ENOENT);
 123
 124         close(fd);
 125 }
 126
 127 static void test_hashmap_sizes(unsigned int task, void *data)
 128 {
 129         int fd, i, j;
 130
 131         for (i = 1; i <= 512; i <<= 1)
 132                 for (j = 1; j <= 1 << 18; j <<= 1) {
 133                         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, i, j,
 134                                             2, map_flags);
 135                         if (fd < 0) {
 136                                 if (errno == ENOMEM)
 137                                         return;
 138                                 printf("Failed to create hashmap key=%d value=%d '%s'\n",
 139                                        i, j, strerror(errno));
 140                                 exit(1);
 141                         }
 142                         close(fd);
 143                         usleep(10); /* give kernel time to destroy */
 144                 }
 145 }
 146
 147 static void test_hashmap_percpu(unsigned int task, void *data)
 148 {
 149         unsigned int nr_cpus = bpf_num_possible_cpus();
 150         BPF_DECLARE_PERCPU(long, value);
 151         long long key, next_key, first_key;
 152         int expected_key_mask = 0;
 153         int fd, i;
 154
 155         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH, sizeof(key),
 156                             sizeof(bpf_percpu(value, 0)), 2, map_flags);
 157         if (fd < 0) {
 158                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
 159                 exit(1);
 160         }
 161
 162         for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 163                 bpf_percpu(value, i) = i + 100;
 164
 165         key = 1;
 166         /* Insert key=1 element. */
 167         assert(!(expected_key_mask & key));
 168         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_ANY) == 0);
 169         expected_key_mask |= key;
 170
 171         /* BPF_NOEXIST means add new element if it doesn't exist. */
 172         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 173                /* key=1 already exists. */
 174                errno == EEXIST);
 175
 176         /* -1 is an invalid flag. */
 177         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, -1) == -1 &&
 178                errno == EINVAL);
 179
 180         /* Check that key=1 can be found. Value could be 0 if the lookup
 181          * was run from a different CPU.
 182          */
 183         bpf_percpu(value, 0) = 1;
 184         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, value) == 0 &&
 185                bpf_percpu(value, 0) == 100);
 186
 187         key = 2;
 188         /* Check that key=2 is not found. */
 189         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, value) == -1 && errno == ENOENT);
 190
 191         /* BPF_EXIST means update existing element. */
 192         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_EXIST) == -1 &&
 193                /* key=2 is not there. */
 194                errno == ENOENT);
 195
 196         /* Insert key=2 element. */
 197         assert(!(expected_key_mask & key));
 198         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_NOEXIST) == 0);
 199         expected_key_mask |= key;
 200
 201         /* key=1 and key=2 were inserted, check that key=0 cannot be
 202          * inserted due to max_entries limit.
 203          */
 204         key = 0;
 205         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 206                errno == E2BIG);
 207
 208         /* Check that key = 0 doesn't exist. */
 209         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 210
 211         /* Iterate over two elements. */
 212         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &first_key) == 0 &&
 213                ((expected_key_mask & first_key) == first_key));
 214         while (!bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key)) {
 215                 if (first_key) {
 216                         assert(next_key == first_key);
 217                         first_key = 0;
 218                 }
 219                 assert((expected_key_mask & next_key) == next_key);
 220                 expected_key_mask &= ~next_key;
 221
 222                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &next_key, value) == 0);
 223
 224                 for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 225                         assert(bpf_percpu(value, i) == i + 100);
 226
 227                 key = next_key;
 228         }
 229         assert(errno == ENOENT);
 230
 231         /* Update with BPF_EXIST. */
 232         key = 1;
 233         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_EXIST) == 0);
 234
 235         /* Delete both elements. */
 236         key = 1;
 237         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 238         key = 2;
 239         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 240         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 241
 242         key = 0;
 243         /* Check that map is empty. */
 244         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == -1 &&
 245                errno == ENOENT);
 246         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == -1 &&
 247                errno == ENOENT);
 248
 249         close(fd);
 250 }
 251
 252 static int helper_fill_hashmap(int max_entries)
 253 {
 254         int i, fd, ret;
 255         long long key, value;
 256
 257         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
 258                             max_entries, map_flags);
 259         CHECK(fd < 0,
 260               "failed to create hashmap",
 261               "err: %s, flags: 0x%x\n", strerror(errno), map_flags);
 262
 263         for (i = 0; i < max_entries; i++) {
 264                 key = i; value = key;
 265                 ret = bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST);
 266                 CHECK(ret != 0,
 267                       "can't update hashmap",
 268                       "err: %s\n", strerror(ret));
 269         }
 270
 271         return fd;
 272 }
 273
 274 static void test_hashmap_walk(unsigned int task, void *data)
 275 {
 276         int fd, i, max_entries = 1000;
 277         long long key, value, next_key;
 278         bool next_key_valid = true;
 279
 280         fd = helper_fill_hashmap(max_entries);
 281
 282         for (i = 0; bpf_map_get_next_key(fd, !i ? NULL : &key,
 283                                          &next_key) == 0; i++) {
 284                 key = next_key;
 285                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0);
 286         }
 287
 288         assert(i == max_entries);
 289
 290         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
 291         for (i = 0; next_key_valid; i++) {
 292                 next_key_valid = bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0;
 293                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0);
 294                 value++;
 295                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == 0);
 296                 key = next_key;
 297         }
 298
 299         assert(i == max_entries);
 300
 301         for (i = 0; bpf_map_get_next_key(fd, !i ? NULL : &key,
 302                                          &next_key) == 0; i++) {
 303                 key = next_key;
 304                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0);
 305                 assert(value - 1 == key);
 306         }
 307
 308         assert(i == max_entries);
 309         close(fd);
 310 }
 311
 312 static void test_hashmap_zero_seed(void)
 313 {
 314         int i, first, second, old_flags;
 315         long long key, next_first, next_second;
 316
 317         old_flags = map_flags;
 318         map_flags |= BPF_F_ZERO_SEED;
 319
 320         first = helper_fill_hashmap(3);
 321         second = helper_fill_hashmap(3);
 322
 323         for (i = 0; ; i++) {
 324                 void *key_ptr = !i ? NULL : &key;
 325
 326                 if (bpf_map_get_next_key(first, key_ptr, &next_first) != 0)
 327                         break;
 328
 329                 CHECK(bpf_map_get_next_key(second, key_ptr, &next_second) != 0,
 330                       "next_key for second map must succeed",
 331                       "key_ptr: %p", key_ptr);
 332                 CHECK(next_first != next_second,
 333                       "keys must match",
 334                       "i: %d first: %lld second: %lld\n", i,
 335                       next_first, next_second);
 336
 337                 key = next_first;
 338         }
 339
 340         map_flags = old_flags;
 341         close(first);
 342         close(second);
 343 }
 344
 345 static void test_arraymap(unsigned int task, void *data)
 346 {
 347         int key, next_key, fd;
 348         long long value;
 349
 350         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(key), sizeof(value),
 351                             2, 0);
 352         if (fd < 0) {
 353                 printf("Failed to create arraymap '%s'!\n", strerror(errno));
 354                 exit(1);
 355         }
 356
 357         key = 1;
 358         value = 1234;
 359         /* Insert key=1 element. */
 360         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
 361
 362         value = 0;
 363         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 364                errno == EEXIST);
 365
 366         /* Check that key=1 can be found. */
 367         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 1234);
 368
 369         key = 0;
 370         /* Check that key=0 is also found and zero initialized. */
 371         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 0);
 372
 373         /* key=0 and key=1 were inserted, check that key=2 cannot be inserted
 374          * due to max_entries limit.
 375          */
 376         key = 2;
 377         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == -1 &&
 378                errno == E2BIG);
 379
 380         /* Check that key = 2 doesn't exist. */
 381         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
 382
 383         /* Iterate over two elements. */
 384         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == 0 &&
 385                next_key == 0);
 386         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0 &&
 387                next_key == 0);
 388         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == 0 &&
 389                next_key == 1);
 390         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == -1 &&
 391                errno == ENOENT);
 392
 393         /* Delete shouldn't succeed. */
 394         key = 1;
 395         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == EINVAL);
 396
 397         close(fd);
 398 }
 399
 400 static void test_arraymap_percpu(unsigned int task, void *data)
 401 {
 402         unsigned int nr_cpus = bpf_num_possible_cpus();
 403         BPF_DECLARE_PERCPU(long, values);
 404         int key, next_key, fd, i;
 405
 406         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY, sizeof(key),
 407                             sizeof(bpf_percpu(values, 0)), 2, 0);
 408         if (fd < 0) {
 409                 printf("Failed to create arraymap '%s'!\n", strerror(errno));
 410                 exit(1);
 411         }
 412
 413         for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 414                 bpf_percpu(values, i) = i + 100;
 415
 416         key = 1;
 417         /* Insert key=1 element. */
 418         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_ANY) == 0);
 419
 420         bpf_percpu(values, 0) = 0;
 421         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 422                errno == EEXIST);
 423
 424         /* Check that key=1 can be found. */
 425         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == 0 &&
 426                bpf_percpu(values, 0) == 100);
 427
 428         key = 0;
 429         /* Check that key=0 is also found and zero initialized. */
 430         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == 0 &&
 431                bpf_percpu(values, 0) == 0 &&
 432                bpf_percpu(values, nr_cpus - 1) == 0);
 433
 434         /* Check that key=2 cannot be inserted due to max_entries limit. */
 435         key = 2;
 436         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_EXIST) == -1 &&
 437                errno == E2BIG);
 438
 439         /* Check that key = 2 doesn't exist. */
 440         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == -1 && errno == ENOENT);
 441
 442         /* Iterate over two elements. */
 443         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == 0 &&
 444                next_key == 0);
 445         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0 &&
 446                next_key == 0);
 447         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == 0 &&
 448                next_key == 1);
 449         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == -1 &&
 450                errno == ENOENT);
 451
 452         /* Delete shouldn't succeed. */
 453         key = 1;
 454         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == EINVAL);
 455
 456         close(fd);
 457 }
 458
 459 static void test_arraymap_percpu_many_keys(void)
 460 {
 461         unsigned int nr_cpus = bpf_num_possible_cpus();
 462         BPF_DECLARE_PERCPU(long, values);
 463         /* nr_keys is not too large otherwise the test stresses percpu
 464          * allocator more than anything else
 465          */
 466         unsigned int nr_keys = 2000;
 467         int key, fd, i;
 468
 469         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY, sizeof(key),
 470                             sizeof(bpf_percpu(values, 0)), nr_keys, 0);
 471         if (fd < 0) {
 472                 printf("Failed to create per-cpu arraymap '%s'!\n",
 473                        strerror(errno));
 474                 exit(1);
 475         }
 476
 477         for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 478                 bpf_percpu(values, i) = i + 10;
 479
 480         for (key = 0; key < nr_keys; key++)
 481                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_ANY) == 0);
 482
 483         for (key = 0; key < nr_keys; key++) {
 484                 for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 485                         bpf_percpu(values, i) = 0;
 486
 487                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == 0);
 488
 489                 for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 490                         assert(bpf_percpu(values, i) == i + 10);
 491         }
 492
 493         close(fd);
 494 }
 495
 496 static void test_devmap(unsigned int task, void *data)
 497 {
 498         int fd;
 499         __u32 key, value;
 500
 501         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_DEVMAP, sizeof(key), sizeof(value),
 502                             2, 0);
 503         if (fd < 0) {
 504                 printf("Failed to create devmap '%s'!\n", strerror(errno));
 505                 exit(1);
 506         }
 507
 508         close(fd);
 509 }
 510
 511 static void test_devmap_hash(unsigned int task, void *data)
 512 {
 513         int fd;
 514         __u32 key, value;
 515
 516         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
 517                             2, 0);
 518         if (fd < 0) {
 519                 printf("Failed to create devmap_hash '%s'!\n", strerror(errno));
 520                 exit(1);
 521         }
 522
 523         close(fd);
 524 }
 525
 526 static void test_queuemap(unsigned int task, void *data)
 527 {
 528         const int MAP_SIZE = 32;
 529         __u32 vals[MAP_SIZE + MAP_SIZE/2], val;
 530         int fd, i;
 531
 532         /* Fill test values to be used */
 533         for (i = 0; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 534                 vals[i] = rand();
 535
 536         /* Invalid key size */
 537         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_QUEUE, 4, sizeof(val), MAP_SIZE,
 538                             map_flags);
 539         assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 540
 541         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_QUEUE, 0, sizeof(val), MAP_SIZE,
 542                             map_flags);
 543         /* Queue map does not support BPF_F_NO_PREALLOC */
 544         if (map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) {
 545                 assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 546                 return;
 547         }
 548         if (fd < 0) {
 549                 printf("Failed to create queuemap '%s'!\n", strerror(errno));
 550                 exit(1);
 551         }
 552
 553         /* Push MAP_SIZE elements */
 554         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
 555                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], 0) == 0);
 556
 557         /* Check that element cannot be pushed due to max_entries limit */
 558         assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &val, 0) == -1 &&
 559                errno == E2BIG);
 560
 561         /* Peek element */
 562         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, NULL, &val) == 0 && val == vals[0]);
 563
 564         /* Replace half elements */
 565         for (i = MAP_SIZE; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 566                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], BPF_EXIST) == 0);
 567
 568         /* Pop all elements */
 569         for (i = MAP_SIZE/2; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 570                 assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == 0 &&
 571                        val == vals[i]);
 572
 573         /* Check that there are not elements left */
 574         assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == -1 &&
 575                errno == ENOENT);
 576
 577         /* Check that non supported functions set errno to EINVAL */
 578         assert(bpf_map_delete_elem(fd, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 579         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 580
 581         close(fd);
 582 }
 583
 584 static void test_stackmap(unsigned int task, void *data)
 585 {
 586         const int MAP_SIZE = 32;
 587         __u32 vals[MAP_SIZE + MAP_SIZE/2], val;
 588         int fd, i;
 589
 590         /* Fill test values to be used */
 591         for (i = 0; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 592                 vals[i] = rand();
 593
 594         /* Invalid key size */
 595         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_STACK, 4, sizeof(val), MAP_SIZE,
 596                             map_flags);
 597         assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 598
 599         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_STACK, 0, sizeof(val), MAP_SIZE,
 600                             map_flags);
 601         /* Stack map does not support BPF_F_NO_PREALLOC */
 602         if (map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) {
 603                 assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 604                 return;
 605         }
 606         if (fd < 0) {
 607                 printf("Failed to create stackmap '%s'!\n", strerror(errno));
 608                 exit(1);
 609         }
 610
 611         /* Push MAP_SIZE elements */
 612         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
 613                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], 0) == 0);
 614
 615         /* Check that element cannot be pushed due to max_entries limit */
 616         assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &val, 0) == -1 &&
 617                errno == E2BIG);
 618
 619         /* Peek element */
 620         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, NULL, &val) == 0 && val == vals[i - 1]);
 621
 622         /* Replace half elements */
 623         for (i = MAP_SIZE; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 624                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], BPF_EXIST) == 0);
 625
 626         /* Pop all elements */
 627         for (i = MAP_SIZE + MAP_SIZE/2 - 1; i >= MAP_SIZE/2; i--)
 628                 assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == 0 &&
 629                        val == vals[i]);
 630
 631         /* Check that there are not elements left */
 632         assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == -1 &&
 633                errno == ENOENT);
 634
 635         /* Check that non supported functions set errno to EINVAL */
 636         assert(bpf_map_delete_elem(fd, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 637         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 638
 639         close(fd);
 640 }
 641
 642 #include <sys/ioctl.h>
 643 #include <arpa/inet.h>
 644 #include <sys/select.h>
 645 #include <linux/err.h>
 646 #define SOCKMAP_PARSE_PROG "./sockmap_parse_prog.o"
 647 #define SOCKMAP_VERDICT_PROG "./sockmap_verdict_prog.o"
 648 #define SOCKMAP_TCP_MSG_PROG "./sockmap_tcp_msg_prog.o"
 649 static void test_sockmap(unsigned int tasks, void *data)
 650 {
 651         struct bpf_map *bpf_map_rx, *bpf_map_tx, *bpf_map_msg, *bpf_map_break;
 652         int map_fd_msg = 0, map_fd_rx = 0, map_fd_tx = 0, map_fd_break;
 653         int ports[] = {50200, 50201, 50202, 50204};
 654         int err, i, fd, udp, sfd[6] = {0xdeadbeef};
 655         u8 buf[20] = {0x0, 0x5, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0};
 656         int parse_prog, verdict_prog, msg_prog;
 657         struct sockaddr_in addr;
 658         int one = 1, s, sc, rc;
 659         struct bpf_object *obj;
 660         struct timeval to;
 661         __u32 key, value;
 662         pid_t pid[tasks];
 663         fd_set w;
 664
 665         /* Create some sockets to use with sockmap */
 666         for (i = 0; i < 2; i++) {
 667                 sfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 668                 if (sfd[i] < 0)
 669                         goto out;
 670                 err = setsockopt(sfd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 671                                  (char *)&one, sizeof(one));
 672                 if (err) {
 673                         printf("failed to setsockopt\n");
 674                         goto out;
 675                 }
 676                 err = ioctl(sfd[i], FIONBIO, (char *)&one);
 677                 if (err < 0) {
 678                         printf("failed to ioctl\n");
 679                         goto out;
 680                 }
 681                 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 682                 addr.sin_family = AF_INET;
 683                 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 684                 addr.sin_port = htons(ports[i]);
 685                 err = bind(sfd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
 686                 if (err < 0) {
 687                         printf("failed to bind: err %i: %i:%i\n",
 688                                err, i, sfd[i]);
 689                         goto out;
 690                 }
 691                 err = listen(sfd[i], 32);
 692                 if (err < 0) {
 693                         printf("failed to listen\n");
 694                         goto out;
 695                 }
 696         }
 697
 698         for (i = 2; i < 4; i++) {
 699                 sfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 700                 if (sfd[i] < 0)
 701                         goto out;
 702                 err = setsockopt(sfd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 703                                  (char *)&one, sizeof(one));
 704                 if (err) {
 705                         printf("set sock opt\n");
 706                         goto out;
 707                 }
 708                 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 709                 addr.sin_family = AF_INET;
 710                 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 711                 addr.sin_port = htons(ports[i - 2]);
 712                 err = connect(sfd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
 713                 if (err) {
 714                         printf("failed to connect\n");
 715                         goto out;
 716                 }
 717         }
 718
 719
 720         for (i = 4; i < 6; i++) {
 721                 sfd[i] = accept(sfd[i - 4], NULL, NULL);
 722                 if (sfd[i] < 0) {
 723                         printf("accept failed\n");
 724                         goto out;
 725                 }
 726         }
 727
 728         /* Test sockmap with connected sockets */
 729         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP,
 730                             sizeof(key), sizeof(value),
 731                             6, 0);
 732         if (fd < 0) {
 733                 if (!bpf_probe_map_type(BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP, 0)) {
 734                         printf("%s SKIP (unsupported map type BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)\n",
 735                                __func__);
 736                         skips++;
 737                         for (i = 0; i < 6; i++)
 738                                 close(sfd[i]);
 739                         return;
 740                 }
 741
 742                 printf("Failed to create sockmap %i\n", fd);
 743                 goto out_sockmap;
 744         }
 745
 746         /* Test update with unsupported UDP socket */
 747         udp = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 748         i = 0;
 749         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &udp, BPF_ANY);
 750         if (!err) {
 751                 printf("Failed socket SOCK_DGRAM allowed '%i:%i'\n",
 752                        i, udp);
 753                 goto out_sockmap;
 754         }
 755
 756         /* Test update without programs */
 757         for (i = 0; i < 6; i++) {
 758                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 759                 if (err) {
 760                         printf("Failed noprog update sockmap '%i:%i'\n",
 761                                i, sfd[i]);
 762                         goto out_sockmap;
 763                 }
 764         }
 765
 766         /* Test attaching/detaching bad fds */
 767         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 768         if (!err) {
 769                 printf("Failed invalid parser prog attach\n");
 770                 goto out_sockmap;
 771         }
 772
 773         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 774         if (!err) {
 775                 printf("Failed invalid verdict prog attach\n");
 776                 goto out_sockmap;
 777         }
 778
 779         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_MSG_VERDICT, 0);
 780         if (!err) {
 781                 printf("Failed invalid msg verdict prog attach\n");
 782                 goto out_sockmap;
 783         }
 784
 785         err = bpf_prog_attach(-1, fd, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE, 0);
 786         if (!err) {
 787                 printf("Failed unknown prog attach\n");
 788                 goto out_sockmap;
 789         }
 790
 791         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER);
 792         if (!err) {
 793                 printf("Failed empty parser prog detach\n");
 794                 goto out_sockmap;
 795         }
 796
 797         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT);
 798         if (!err) {
 799                 printf("Failed empty verdict prog detach\n");
 800                 goto out_sockmap;
 801         }
 802
 803         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_MSG_VERDICT);
 804         if (!err) {
 805                 printf("Failed empty msg verdict prog detach\n");
 806                 goto out_sockmap;
 807         }
 808
 809         err = bpf_prog_detach(fd, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE);
 810         if (!err) {
 811                 printf("Detach invalid prog successful\n");
 812                 goto out_sockmap;
 813         }
 814
 815         /* Load SK_SKB program and Attach */
 816         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_PARSE_PROG,
 817                             BPF_PROG_TYPE_SK_SKB, &obj, &parse_prog);
 818         if (err) {
 819                 printf("Failed to load SK_SKB parse prog\n");
 820                 goto out_sockmap;
 821         }
 822
 823         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_TCP_MSG_PROG,
 824                             BPF_PROG_TYPE_SK_MSG, &obj, &msg_prog);
 825         if (err) {
 826                 printf("Failed to load SK_SKB msg prog\n");
 827                 goto out_sockmap;
 828         }
 829
 830         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_VERDICT_PROG,
 831                             BPF_PROG_TYPE_SK_SKB, &obj, &verdict_prog);
 832         if (err) {
 833                 printf("Failed to load SK_SKB verdict prog\n");
 834                 goto out_sockmap;
 835         }
 836
 837         bpf_map_rx = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_rx");
 838         if (IS_ERR(bpf_map_rx)) {
 839                 printf("Failed to load map rx from verdict prog\n");
 840                 goto out_sockmap;
 841         }
 842
 843         map_fd_rx = bpf_map__fd(bpf_map_rx);
 844         if (map_fd_rx < 0) {
 845                 printf("Failed to get map rx fd\n");
 846                 goto out_sockmap;
 847         }
 848
 849         bpf_map_tx = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_tx");
 850         if (IS_ERR(bpf_map_tx)) {
 851                 printf("Failed to load map tx from verdict prog\n");
 852                 goto out_sockmap;
 853         }
 854
 855         map_fd_tx = bpf_map__fd(bpf_map_tx);
 856         if (map_fd_tx < 0) {
 857                 printf("Failed to get map tx fd\n");
 858                 goto out_sockmap;
 859         }
 860
 861         bpf_map_msg = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_msg");
 862         if (IS_ERR(bpf_map_msg)) {
 863                 printf("Failed to load map msg from msg_verdict prog\n");
 864                 goto out_sockmap;
 865         }
 866
 867         map_fd_msg = bpf_map__fd(bpf_map_msg);
 868         if (map_fd_msg < 0) {
 869                 printf("Failed to get map msg fd\n");
 870                 goto out_sockmap;
 871         }
 872
 873         bpf_map_break = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_break");
 874         if (IS_ERR(bpf_map_break)) {
 875                 printf("Failed to load map tx from verdict prog\n");
 876                 goto out_sockmap;
 877         }
 878
 879         map_fd_break = bpf_map__fd(bpf_map_break);
 880         if (map_fd_break < 0) {
 881                 printf("Failed to get map tx fd\n");
 882                 goto out_sockmap;
 883         }
 884
 885         err = bpf_prog_attach(parse_prog, map_fd_break,
 886                               BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 887         if (!err) {
 888                 printf("Allowed attaching SK_SKB program to invalid map\n");
 889                 goto out_sockmap;
 890         }
 891
 892         err = bpf_prog_attach(parse_prog, map_fd_rx,
 893                       BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 894         if (err) {
 895                 printf("Failed stream parser bpf prog attach\n");
 896                 goto out_sockmap;
 897         }
 898
 899         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, map_fd_rx,
 900                               BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 901         if (err) {
 902                 printf("Failed stream verdict bpf prog attach\n");
 903                 goto out_sockmap;
 904         }
 905
 906         err = bpf_prog_attach(msg_prog, map_fd_msg, BPF_SK_MSG_VERDICT, 0);
 907         if (err) {
 908                 printf("Failed msg verdict bpf prog attach\n");
 909                 goto out_sockmap;
 910         }
 911
 912         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, map_fd_rx,
 913                               __MAX_BPF_ATTACH_TYPE, 0);
 914         if (!err) {
 915                 printf("Attached unknown bpf prog\n");
 916                 goto out_sockmap;
 917         }
 918
 919         /* Test map update elem afterwards fd lives in fd and map_fd */
 920         for (i = 2; i < 6; i++) {
 921                 err = bpf_map_update_elem(map_fd_rx, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 922                 if (err) {
 923                         printf("Failed map_fd_rx update sockmap %i '%i:%i'\n",
 924                                err, i, sfd[i]);
 925                         goto out_sockmap;
 926                 }
 927                 err = bpf_map_update_elem(map_fd_tx, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 928                 if (err) {
 929                         printf("Failed map_fd_tx update sockmap %i '%i:%i'\n",
 930                                err, i, sfd[i]);
 931                         goto out_sockmap;
 932                 }
 933         }
 934
 935         /* Test map delete elem and remove send/recv sockets */
 936         for (i = 2; i < 4; i++) {
 937                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
 938                 if (err) {
 939                         printf("Failed delete sockmap rx %i '%i:%i'\n",
 940                                err, i, sfd[i]);
 941                         goto out_sockmap;
 942                 }
 943                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
 944                 if (err) {
 945                         printf("Failed delete sockmap tx %i '%i:%i'\n",
 946                                err, i, sfd[i]);
 947                         goto out_sockmap;
 948                 }
 949         }
 950
 951         /* Put sfd[2] (sending fd below) into msg map to test sendmsg bpf */
 952         i = 0;
 953         err = bpf_map_update_elem(map_fd_msg, &i, &sfd[2], BPF_ANY);
 954         if (err) {
 955                 printf("Failed map_fd_msg update sockmap %i\n", err);
 956                 goto out_sockmap;
 957         }
 958
 959         /* Test map send/recv */
 960         for (i = 0; i < 2; i++) {
 961                 buf[0] = i;
 962                 buf[1] = 0x5;
 963                 sc = send(sfd[2], buf, 20, 0);
 964                 if (sc < 0) {
 965                         printf("Failed sockmap send\n");
 966                         goto out_sockmap;
 967                 }
 968
 969                 FD_ZERO(&w);
 970                 FD_SET(sfd[3], &w);
 971                 to.tv_sec = 1;
 972                 to.tv_usec = 0;
 973                 s = select(sfd[3] + 1, &w, NULL, NULL, &to);
 974                 if (s == -1) {
 975                         perror("Failed sockmap select()");
 976                         goto out_sockmap;
 977                 } else if (!s) {
 978                         printf("Failed sockmap unexpected timeout\n");
 979                         goto out_sockmap;
 980                 }
 981
 982                 if (!FD_ISSET(sfd[3], &w)) {
 983                         printf("Failed sockmap select/recv\n");
 984                         goto out_sockmap;
 985                 }
 986
 987                 rc = recv(sfd[3], buf, sizeof(buf), 0);
 988                 if (rc < 0) {
 989                         printf("Failed sockmap recv\n");
 990                         goto out_sockmap;
 991                 }
 992         }
 993
 994         /* Negative null entry lookup from datapath should be dropped */
 995         buf[0] = 1;
 996         buf[1] = 12;
 997         sc = send(sfd[2], buf, 20, 0);
 998         if (sc < 0) {
 999                 printf("Failed sockmap send\n");
1000                 goto out_sockmap;
1001         }
1002
1003         /* Push fd into same slot */
1004         i = 2;
1005         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_NOEXIST);
1006         if (!err) {
1007                 printf("Failed allowed sockmap dup slot BPF_NOEXIST\n");
1008                 goto out_sockmap;
1009         }
1010
1011         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
1012         if (err) {
1013                 printf("Failed sockmap update new slot BPF_ANY\n");
1014                 goto out_sockmap;
1015         }
1016
1017         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_EXIST);
1018         if (err) {
1019                 printf("Failed sockmap update new slot BPF_EXIST\n");
1020                 goto out_sockmap;
1021         }
1022
1023         /* Delete the elems without programs */
1024         for (i = 2; i < 6; i++) {
1025                 err = bpf_map_delete_elem(fd, &i);
1026                 if (err) {
1027                         printf("Failed delete sockmap %i '%i:%i'\n",
1028                                err, i, sfd[i]);
1029                 }
1030         }
1031
1032         /* Test having multiple maps open and set with programs on same fds */
1033         err = bpf_prog_attach(parse_prog, fd,
1034                               BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
1035         if (err) {
1036                 printf("Failed fd bpf parse prog attach\n");
1037                 goto out_sockmap;
1038         }
1039         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, fd,
1040                               BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
1041         if (err) {
1042                 printf("Failed fd bpf verdict prog attach\n");
1043                 goto out_sockmap;
1044         }
1045
1046         for (i = 4; i < 6; i++) {
1047                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
1048                 if (!err) {
1049                         printf("Failed allowed duplicate programs in update ANY sockmap %i '%i:%i'\n",
1050                                err, i, sfd[i]);
1051                         goto out_sockmap;
1052                 }
1053                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_NOEXIST);
1054                 if (!err) {
1055                         printf("Failed allowed duplicate program in update NOEXIST sockmap  %i '%i:%i'\n",
1056                                err, i, sfd[i]);
1057                         goto out_sockmap;
1058                 }
1059                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_EXIST);
1060                 if (!err) {
1061                         printf("Failed allowed duplicate program in update EXIST sockmap  %i '%i:%i'\n",
1062                                err, i, sfd[i]);
1063                         goto out_sockmap;
1064                 }
1065         }
1066
1067         /* Test tasks number of forked operations */
1068         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1069                 pid[i] = fork();
1070                 if (pid[i] == 0) {
1071                         for (i = 0; i < 6; i++) {
1072                                 bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
1073                                 bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
1074                                 bpf_map_update_elem(map_fd_tx, &i,
1075                                                     &sfd[i], BPF_ANY);
1076                                 bpf_map_update_elem(map_fd_rx, &i,
1077                                                     &sfd[i], BPF_ANY);
1078                         }
1079                         exit(0);
1080                 } else if (pid[i] == -1) {
1081                         printf("Couldn't spawn #%d process!\n", i);
1082                         exit(1);
1083                 }
1084         }
1085
1086         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1087                 int status;
1088
1089                 assert(waitpid(pid[i], &status, 0) == pid[i]);
1090                 assert(status == 0);
1091         }
1092
1093         err = bpf_prog_detach2(parse_prog, map_fd_rx, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE);
1094         if (!err) {
1095                 printf("Detached an invalid prog type.\n");
1096                 goto out_sockmap;
1097         }
1098
1099         err = bpf_prog_detach2(parse_prog, map_fd_rx, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER);
1100         if (err) {
1101                 printf("Failed parser prog detach\n");
1102                 goto out_sockmap;
1103         }
1104
1105         err = bpf_prog_detach2(verdict_prog, map_fd_rx, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT);
1106         if (err) {
1107                 printf("Failed parser prog detach\n");
1108                 goto out_sockmap;
1109         }
1110
1111         /* Test map close sockets and empty maps */
1112         for (i = 0; i < 6; i++) {
1113                 bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
1114                 bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
1115                 close(sfd[i]);
1116         }
1117         close(fd);
1118         close(map_fd_rx);
1119         bpf_object__close(obj);
1120         return;
1121 out:
1122         for (i = 0; i < 6; i++)
1123                 close(sfd[i]);
1124         printf("Failed to create sockmap '%i:%s'!\n", i, strerror(errno));
1125         exit(1);
1126 out_sockmap:
1127         for (i = 0; i < 6; i++) {
1128                 if (map_fd_tx)
1129                         bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
1130                 if (map_fd_rx)
1131                         bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
1132                 close(sfd[i]);
1133         }
1134         close(fd);
1135         exit(1);
1136 }
1137
1138 #define MAPINMAP_PROG "./test_map_in_map.o"
1139 static void test_map_in_map(void)
1140 {
1141         struct bpf_object *obj;
1142         struct bpf_map *map;
1143         int mim_fd, fd, err;
1144         int pos = 0;
1145
1146         obj = bpf_object__open(MAPINMAP_PROG);
1147
1148         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(int), sizeof(int),
1149                             2, 0);
1150         if (fd < 0) {
1151                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
1152                 exit(1);
1153         }
1154
1155         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_array");
1156         if (IS_ERR(map)) {
1157                 printf("Failed to load array of maps from test prog\n");
1158                 goto out_map_in_map;
1159         }
1160         err = bpf_map__set_inner_map_fd(map, fd);
1161         if (err) {
1162                 printf("Failed to set inner_map_fd for array of maps\n");
1163                 goto out_map_in_map;
1164         }
1165
1166         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_hash");
1167         if (IS_ERR(map)) {
1168                 printf("Failed to load hash of maps from test prog\n");
1169                 goto out_map_in_map;
1170         }
1171         err = bpf_map__set_inner_map_fd(map, fd);
1172         if (err) {
1173                 printf("Failed to set inner_map_fd for hash of maps\n");
1174                 goto out_map_in_map;
1175         }
1176
1177         bpf_object__load(obj);
1178
1179         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_array");
1180         if (IS_ERR(map)) {
1181                 printf("Failed to load array of maps from test prog\n");
1182                 goto out_map_in_map;
1183         }
1184         mim_fd = bpf_map__fd(map);
1185         if (mim_fd < 0) {
1186                 printf("Failed to get descriptor for array of maps\n");
1187                 goto out_map_in_map;
1188         }
1189
1190         err = bpf_map_update_elem(mim_fd, &pos, &fd, 0);
1191         if (err) {
1192                 printf("Failed to update array of maps\n");
1193                 goto out_map_in_map;
1194         }
1195
1196         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_hash");
1197         if (IS_ERR(map)) {
1198                 printf("Failed to load hash of maps from test prog\n");
1199                 goto out_map_in_map;
1200         }
1201         mim_fd = bpf_map__fd(map);
1202         if (mim_fd < 0) {
1203                 printf("Failed to get descriptor for hash of maps\n");
1204                 goto out_map_in_map;
1205         }
1206
1207         err = bpf_map_update_elem(mim_fd, &pos, &fd, 0);
1208         if (err) {
1209                 printf("Failed to update hash of maps\n");
1210                 goto out_map_in_map;
1211         }
1212
1213         close(fd);
1214         bpf_object__close(obj);
1215         return;
1216
1217 out_map_in_map:
1218         close(fd);
1219         exit(1);
1220 }
1221
1222 #define MAP_SIZE (32 * 1024)
1223
1224 static void test_map_large(void)
1225 {
1226         struct bigkey {
1227                 int a;
1228                 char b[116];
1229                 long long c;
1230         } key;
1231         int fd, i, value;
1232
1233         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1234                             MAP_SIZE, map_flags);
1235         if (fd < 0) {
1236                 printf("Failed to create large map '%s'!\n", strerror(errno));
1237                 exit(1);
1238         }
1239
1240         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
1241                 key = (struct bigkey) { .c = i };
1242                 value = i;
1243
1244                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == 0);
1245         }
1246
1247         key.c = -1;
1248         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
1249                errno == E2BIG);
1250
1251         /* Iterate through all elements. */
1252         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
1253         key.c = -1;
1254         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
1255                 assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == 0);
1256         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1257
1258         key.c = 0;
1259         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 0);
1260         key.a = 1;
1261         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
1262
1263         close(fd);
1264 }
1265
1266 #define run_parallel(N, FN, DATA) \
1267         printf("Fork %u tasks to '" #FN "'\n", N); \
1268         __run_parallel(N, FN, DATA)
1269
1270 static void __run_parallel(unsigned int tasks,
1271                            void (*fn)(unsigned int task, void *data),
1272                            void *data)
1273 {
1274         pid_t pid[tasks];
1275         int i;
1276
1277         fflush(stdout);
1278
1279         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1280                 pid[i] = fork();
1281                 if (pid[i] == 0) {
1282                         fn(i, data);
1283                         exit(0);
1284                 } else if (pid[i] == -1) {
1285                         printf("Couldn't spawn #%d process!\n", i);
1286                         exit(1);
1287                 }
1288         }
1289
1290         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1291                 int status;
1292
1293                 assert(waitpid(pid[i], &status, 0) == pid[i]);
1294                 assert(status == 0);
1295         }
1296 }
1297
1298 static void test_map_stress(void)
1299 {
1300         run_parallel(100, test_hashmap, NULL);
1301         run_parallel(100, test_hashmap_percpu, NULL);
1302         run_parallel(100, test_hashmap_sizes, NULL);
1303         run_parallel(100, test_hashmap_walk, NULL);
1304
1305         run_parallel(100, test_arraymap, NULL);
1306         run_parallel(100, test_arraymap_percpu, NULL);
1307 }
1308
1309 #define TASKS 1024
1310
1311 #define DO_UPDATE 1
1312 #define DO_DELETE 0
1313
1314 static void test_update_delete(unsigned int fn, void *data)
1315 {
1316         int do_update = ((int *)data)[1];
1317         int fd = ((int *)data)[0];
1318         int i, key, value;
1319
1320         for (i = fn; i < MAP_SIZE; i += TASKS) {
1321                 key = value = i;
1322
1323                 if (do_update) {
1324                         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value,
1325                                                    BPF_NOEXIST) == 0);
1326                         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value,
1327                                                    BPF_EXIST) == 0);
1328                 } else {
1329                         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
1330                 }
1331         }
1332 }
1333
1334 static void test_map_parallel(void)
1335 {
1336         int i, fd, key = 0, value = 0;
1337         int data[2];
1338
1339         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1340                             MAP_SIZE, map_flags);
1341         if (fd < 0) {
1342                 printf("Failed to create map for parallel test '%s'!\n",
1343                        strerror(errno));
1344                 exit(1);
1345         }
1346
1347         /* Use the same fd in children to add elements to this map:
1348          * child_0 adds key=0, key=1024, key=2048, ...
1349          * child_1 adds key=1, key=1025, key=2049, ...
1350          * child_1023 adds key=1023, ...
1351          */
1352         data[0] = fd;
1353         data[1] = DO_UPDATE;
1354         run_parallel(TASKS, test_update_delete, data);
1355
1356         /* Check that key=0 is already there. */
1357         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
1358                errno == EEXIST);
1359
1360         /* Check that all elements were inserted. */
1361         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
1362         key = -1;
1363         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
1364                 assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == 0);
1365         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1366
1367         /* Another check for all elements */
1368         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
1369                 key = MAP_SIZE - i - 1;
1370
1371                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 &&
1372                        value == key);
1373         }
1374
1375         /* Now let's delete all elemenets in parallel. */
1376         data[1] = DO_DELETE;
1377         run_parallel(TASKS, test_update_delete, data);
1378
1379         /* Nothing should be left. */
1380         key = -1;
1381         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1382         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1383 }
1384
1385 static void test_map_rdonly(void)
1386 {
1387         int fd, key = 0, value = 0;
1388
1389         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1390                             MAP_SIZE, map_flags | BPF_F_RDONLY);
1391         if (fd < 0) {
1392                 printf("Failed to create map for read only test '%s'!\n",
1393                        strerror(errno));
1394                 exit(1);
1395         }
1396
1397         key = 1;
1398         value = 1234;
1399         /* Try to insert key=1 element. */
1400         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == -1 &&
1401                errno == EPERM);
1402
1403         /* Check that key=1 is not found. */
1404         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
1405         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
1406
1407         close(fd);
1408 }
1409
1410 static void test_map_wronly_hash(void)
1411 {
1412         int fd, key = 0, value = 0;
1413
1414         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1415                             MAP_SIZE, map_flags | BPF_F_WRONLY);
1416         if (fd < 0) {
1417                 printf("Failed to create map for write only test '%s'!\n",
1418                        strerror(errno));
1419                 exit(1);
1420         }
1421
1422         key = 1;
1423         value = 1234;
1424         /* Insert key=1 element. */
1425         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
1426
1427         /* Check that reading elements and keys from the map is not allowed. */
1428         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == EPERM);
1429         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &value) == -1 && errno == EPERM);
1430
1431         close(fd);
1432 }
1433
1434 static void test_map_wronly_stack_or_queue(enum bpf_map_type map_type)
1435 {
1436         int fd, value = 0;
1437
1438         assert(map_type == BPF_MAP_TYPE_QUEUE ||
1439                map_type == BPF_MAP_TYPE_STACK);
1440         fd = bpf_create_map(map_type, 0, sizeof(value), MAP_SIZE,
1441                             map_flags | BPF_F_WRONLY);
1442         /* Stack/Queue maps do not support BPF_F_NO_PREALLOC */
1443         if (map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) {
1444                 assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
1445                 return;
1446         }
1447         if (fd < 0) {
1448                 printf("Failed to create map '%s'!\n", strerror(errno));
1449                 exit(1);
1450         }
1451
1452         value = 1234;
1453         assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &value, BPF_ANY) == 0);
1454
1455         /* Peek element should fail */
1456         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, NULL, &value) == -1 && errno == EPERM);
1457
1458         /* Pop element should fail */
1459         assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &value) == -1 &&
1460                errno == EPERM);
1461
1462         close(fd);
1463 }
1464
1465 static void test_map_wronly(void)
1466 {
1467         test_map_wronly_hash();
1468         test_map_wronly_stack_or_queue(BPF_MAP_TYPE_STACK);
1469         test_map_wronly_stack_or_queue(BPF_MAP_TYPE_QUEUE);
1470 }
1471
1472 static void prepare_reuseport_grp(int type, int map_fd, size_t map_elem_size,
1473                                   __s64 *fds64, __u64 *sk_cookies,
1474                                   unsigned int n)
1475 {
1476         socklen_t optlen, addrlen;
1477         struct sockaddr_in6 s6;
1478         const __u32 index0 = 0;
1479         const int optval = 1;
1480         unsigned int i;
1481         u64 sk_cookie;
1482         void *value;
1483         __s32 fd32;
1484         __s64 fd64;
1485         int err;
1486
1487         s6.sin6_family = AF_INET6;
1488         s6.sin6_addr = in6addr_any;
1489         s6.sin6_port = 0;
1490         addrlen = sizeof(s6);
1491         optlen = sizeof(sk_cookie);
1492
1493         for (i = 0; i < n; i++) {
1494                 fd64 = socket(AF_INET6, type, 0);
1495                 CHECK(fd64 == -1, "socket()",
1496                       "sock_type:%d fd64:%lld errno:%d\n",
1497                       type, fd64, errno);
1498
1499                 err = setsockopt(fd64, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT,
1500                                  &optval, sizeof(optval));
1501                 CHECK(err == -1, "setsockopt(SO_REUSEPORT)",
1502                       "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1503
1504                 /* reuseport_array does not allow unbound sk */
1505                 if (map_elem_size == sizeof(__u64))
1506                         value = &fd64;
1507                 else {
1508                         assert(map_elem_size == sizeof(__u32));
1509                         fd32 = (__s32)fd64;
1510                         value = &fd32;
1511                 }
1512                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index0, value, BPF_ANY);
1513                 CHECK(err != -1 || errno != EINVAL,
1514                       "reuseport array update unbound sk",
1515                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1516                       type, err, errno);
1517
1518                 err = bind(fd64, (struct sockaddr *)&s6, sizeof(s6));
1519                 CHECK(err == -1, "bind()",
1520                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1521
1522                 if (i == 0) {
1523                         err = getsockname(fd64, (struct sockaddr *)&s6,
1524                                           &addrlen);
1525                         CHECK(err == -1, "getsockname()",
1526                               "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1527                               type, err, errno);
1528                 }
1529
1530                 err = getsockopt(fd64, SOL_SOCKET, SO_COOKIE, &sk_cookie,
1531                                  &optlen);
1532                 CHECK(err == -1, "getsockopt(SO_COOKIE)",
1533                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1534
1535                 if (type == SOCK_STREAM) {
1536                         /*
1537                          * reuseport_array does not allow
1538                          * non-listening tcp sk.
1539                          */
1540                         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index0, value,
1541                                                   BPF_ANY);
1542                         CHECK(err != -1 || errno != EINVAL,
1543                               "reuseport array update non-listening sk",
1544                               "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1545                               type, err, errno);
1546                         err = listen(fd64, 0);
1547                         CHECK(err == -1, "listen()",
1548                               "sock_type:%d, err:%d errno:%d\n",
1549                               type, err, errno);
1550                 }
1551
1552                 fds64[i] = fd64;
1553                 sk_cookies[i] = sk_cookie;
1554         }
1555 }
1556
1557 static void test_reuseport_array(void)
1558 {
1559 #define REUSEPORT_FD_IDX(err, last) ({ (err) ? last : !last; })
1560
1561         const __u32 array_size = 4, index0 = 0, index3 = 3;
1562         int types[2] = { SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM }, type;
1563         __u64 grpa_cookies[2], sk_cookie, map_cookie;
1564         __s64 grpa_fds64[2] = { -1, -1 }, fd64 = -1;
1565         const __u32 bad_index = array_size;
1566         int map_fd, err, t, f;
1567         __u32 fds_idx = 0;
1568         int fd;
1569
1570         map_fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY,
1571                                 sizeof(__u32), sizeof(__u64), array_size, 0);
1572         CHECK(map_fd == -1, "reuseport array create",
1573               "map_fd:%d, errno:%d\n", map_fd, errno);
1574
1575         /* Test lookup/update/delete with invalid index */
1576         err = bpf_map_delete_elem(map_fd, &bad_index);
1577         CHECK(err != -1 || errno != E2BIG, "reuseport array del >=max_entries",
1578               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1579
1580         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &bad_index, &fd64, BPF_ANY);
1581         CHECK(err != -1 || errno != E2BIG,
1582               "reuseport array update >=max_entries",
1583               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1584
1585         err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &bad_index, &map_cookie);
1586         CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1587               "reuseport array update >=max_entries",
1588               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1589
1590         /* Test lookup/delete non existence elem */
1591         err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1592         CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1593               "reuseport array lookup not-exist elem",
1594               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1595         err = bpf_map_delete_elem(map_fd, &index3);
1596         CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1597               "reuseport array del not-exist elem",
1598               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1599
1600         for (t = 0; t < ARRAY_SIZE(types); t++) {
1601                 type = types[t];
1602
1603                 prepare_reuseport_grp(type, map_fd, sizeof(__u64), grpa_fds64,
1604                                       grpa_cookies, ARRAY_SIZE(grpa_fds64));
1605
1606                 /* Test BPF_* update flags */
1607                 /* BPF_EXIST failure case */
1608                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1609                                           BPF_EXIST);
1610                 CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1611                       "reuseport array update empty elem BPF_EXIST",
1612                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1613                       type, err, errno);
1614                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1615
1616                 /* BPF_NOEXIST success case */
1617                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1618                                           BPF_NOEXIST);
1619                 CHECK(err == -1,
1620                       "reuseport array update empty elem BPF_NOEXIST",
1621                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1622                       type, err, errno);
1623                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1624
1625                 /* BPF_EXIST success case. */
1626                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1627                                           BPF_EXIST);
1628                 CHECK(err == -1,
1629                       "reuseport array update same elem BPF_EXIST",
1630                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1631                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1632
1633                 /* BPF_NOEXIST failure case */
1634                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1635                                           BPF_NOEXIST);
1636                 CHECK(err != -1 || errno != EEXIST,
1637                       "reuseport array update non-empty elem BPF_NOEXIST",
1638                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1639                       type, err, errno);
1640                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1641
1642                 /* BPF_ANY case (always succeed) */
1643                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1644                                           BPF_ANY);
1645                 CHECK(err == -1,
1646                       "reuseport array update same sk with BPF_ANY",
1647                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1648
1649                 fd64 = grpa_fds64[fds_idx];
1650                 sk_cookie = grpa_cookies[fds_idx];
1651
1652                 /* The same sk cannot be added to reuseport_array twice */
1653                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd64, BPF_ANY);
1654                 CHECK(err != -1 || errno != EBUSY,
1655                       "reuseport array update same sk with same index",
1656                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1657                       type, err, errno);
1658
1659                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index0, &fd64, BPF_ANY);
1660                 CHECK(err != -1 || errno != EBUSY,
1661                       "reuseport array update same sk with different index",
1662                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1663                       type, err, errno);
1664
1665                 /* Test delete elem */
1666                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd, &index3);
1667                 CHECK(err == -1, "reuseport array delete sk",
1668                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1669                       type, err, errno);
1670
1671                 /* Add it back with BPF_NOEXIST */
1672                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd64, BPF_NOEXIST);
1673                 CHECK(err == -1,
1674                       "reuseport array re-add with BPF_NOEXIST after del",
1675                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1676
1677                 /* Test cookie */
1678                 err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1679                 CHECK(err == -1 || sk_cookie != map_cookie,
1680                       "reuseport array lookup re-added sk",
1681                       "sock_type:%d err:%d errno:%d sk_cookie:0x%llx map_cookie:0x%llxn",
1682                       type, err, errno, sk_cookie, map_cookie);
1683
1684                 /* Test elem removed by close() */
1685                 for (f = 0; f < ARRAY_SIZE(grpa_fds64); f++)
1686                         close(grpa_fds64[f]);
1687                 err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1688                 CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1689                       "reuseport array lookup after close()",
1690                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1691                       type, err, errno);
1692         }
1693
1694         /* Test SOCK_RAW */
1695         fd64 = socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_UDP);
1696         CHECK(fd64 == -1, "socket(SOCK_RAW)", "err:%d errno:%d\n",
1697               err, errno);
1698         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd64, BPF_NOEXIST);
1699         CHECK(err != -1 || errno != ENOTSUPP, "reuseport array update SOCK_RAW",
1700               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1701         close(fd64);
1702
1703         /* Close the 64 bit value map */
1704         close(map_fd);
1705
1706         /* Test 32 bit fd */
1707         map_fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY,
1708                                 sizeof(__u32), sizeof(__u32), array_size, 0);
1709         CHECK(map_fd == -1, "reuseport array create",
1710               "map_fd:%d, errno:%d\n", map_fd, errno);
1711         prepare_reuseport_grp(SOCK_STREAM, map_fd, sizeof(__u32), &fd64,
1712                               &sk_cookie, 1);
1713         fd = fd64;
1714         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd, BPF_NOEXIST);
1715         CHECK(err == -1, "reuseport array update 32 bit fd",
1716               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1717         err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1718         CHECK(err != -1 || errno != ENOSPC,
1719               "reuseport array lookup 32 bit fd",
1720               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1721         close(fd);
1722         close(map_fd);
1723 }
1724
1725 static void run_all_tests(void)
1726 {
1727         test_hashmap(0, NULL);
1728         test_hashmap_percpu(0, NULL);
1729         test_hashmap_walk(0, NULL);
1730         test_hashmap_zero_seed();
1731
1732         test_arraymap(0, NULL);
1733         test_arraymap_percpu(0, NULL);
1734
1735         test_arraymap_percpu_many_keys();
1736
1737         test_devmap(0, NULL);
1738         test_devmap_hash(0, NULL);
1739         test_sockmap(0, NULL);
1740
1741         test_map_large();
1742         test_map_parallel();
1743         test_map_stress();
1744
1745         test_map_rdonly();
1746         test_map_wronly();
1747
1748         test_reuseport_array();
1749
1750         test_queuemap(0, NULL);
1751         test_stackmap(0, NULL);
1752
1753         test_map_in_map();
1754 }
1755
1756 #define DEFINE_TEST(name) extern void test_##name(void);
1757 #include <map_tests/tests.h>
1758 #undef DEFINE_TEST
1759
1760 int main(void)
1761 {
1762         srand(time(NULL));
1763
1764         map_flags = 0;
1765         run_all_tests();
1766
1767         map_flags = BPF_F_NO_PREALLOC;
1768         run_all_tests();
1769
1770 #define DEFINE_TEST(name) test_##name();
1771 #include <map_tests/tests.h>
1772 #undef DEFINE_TEST
1773
1774         printf("test_maps: OK, %d SKIPPED\n", skips);
1775         return 0;
1776 }