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_queuemap(unsigned int task, void *data)
 512 {
 513         const int MAP_SIZE = 32;
 514         __u32 vals[MAP_SIZE + MAP_SIZE/2], val;
 515         int fd, i;
 516
 517         /* Fill test values to be used */
 518         for (i = 0; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 519                 vals[i] = rand();
 520
 521         /* Invalid key size */
 522         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_QUEUE, 4, sizeof(val), MAP_SIZE,
 523                             map_flags);
 524         assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 525
 526         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_QUEUE, 0, sizeof(val), MAP_SIZE,
 527                             map_flags);
 528         /* Queue map does not support BPF_F_NO_PREALLOC */
 529         if (map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) {
 530                 assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 531                 return;
 532         }
 533         if (fd < 0) {
 534                 printf("Failed to create queuemap '%s'!\n", strerror(errno));
 535                 exit(1);
 536         }
 537
 538         /* Push MAP_SIZE elements */
 539         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
 540                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], 0) == 0);
 541
 542         /* Check that element cannot be pushed due to max_entries limit */
 543         assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &val, 0) == -1 &&
 544                errno == E2BIG);
 545
 546         /* Peek element */
 547         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, NULL, &val) == 0 && val == vals[0]);
 548
 549         /* Replace half elements */
 550         for (i = MAP_SIZE; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 551                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], BPF_EXIST) == 0);
 552
 553         /* Pop all elements */
 554         for (i = MAP_SIZE/2; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 555                 assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == 0 &&
 556                        val == vals[i]);
 557
 558         /* Check that there are not elements left */
 559         assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == -1 &&
 560                errno == ENOENT);
 561
 562         /* Check that non supported functions set errno to EINVAL */
 563         assert(bpf_map_delete_elem(fd, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 564         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 565
 566         close(fd);
 567 }
 568
 569 static void test_stackmap(unsigned int task, void *data)
 570 {
 571         const int MAP_SIZE = 32;
 572         __u32 vals[MAP_SIZE + MAP_SIZE/2], val;
 573         int fd, i;
 574
 575         /* Fill test values to be used */
 576         for (i = 0; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 577                 vals[i] = rand();
 578
 579         /* Invalid key size */
 580         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_STACK, 4, sizeof(val), MAP_SIZE,
 581                             map_flags);
 582         assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 583
 584         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_STACK, 0, sizeof(val), MAP_SIZE,
 585                             map_flags);
 586         /* Stack map does not support BPF_F_NO_PREALLOC */
 587         if (map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC) {
 588                 assert(fd < 0 && errno == EINVAL);
 589                 return;
 590         }
 591         if (fd < 0) {
 592                 printf("Failed to create stackmap '%s'!\n", strerror(errno));
 593                 exit(1);
 594         }
 595
 596         /* Push MAP_SIZE elements */
 597         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
 598                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], 0) == 0);
 599
 600         /* Check that element cannot be pushed due to max_entries limit */
 601         assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &val, 0) == -1 &&
 602                errno == E2BIG);
 603
 604         /* Peek element */
 605         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, NULL, &val) == 0 && val == vals[i - 1]);
 606
 607         /* Replace half elements */
 608         for (i = MAP_SIZE; i < MAP_SIZE + MAP_SIZE/2; i++)
 609                 assert(bpf_map_update_elem(fd, NULL, &vals[i], BPF_EXIST) == 0);
 610
 611         /* Pop all elements */
 612         for (i = MAP_SIZE + MAP_SIZE/2 - 1; i >= MAP_SIZE/2; i--)
 613                 assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == 0 &&
 614                        val == vals[i]);
 615
 616         /* Check that there are not elements left */
 617         assert(bpf_map_lookup_and_delete_elem(fd, NULL, &val) == -1 &&
 618                errno == ENOENT);
 619
 620         /* Check that non supported functions set errno to EINVAL */
 621         assert(bpf_map_delete_elem(fd, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 622         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, NULL) == -1 && errno == EINVAL);
 623
 624         close(fd);
 625 }
 626
 627 #include <sys/ioctl.h>
 628 #include <arpa/inet.h>
 629 #include <sys/select.h>
 630 #include <linux/err.h>
 631 #define SOCKMAP_PARSE_PROG "./sockmap_parse_prog.o"
 632 #define SOCKMAP_VERDICT_PROG "./sockmap_verdict_prog.o"
 633 #define SOCKMAP_TCP_MSG_PROG "./sockmap_tcp_msg_prog.o"
 634 static void test_sockmap(unsigned int tasks, void *data)
 635 {
 636         struct bpf_map *bpf_map_rx, *bpf_map_tx, *bpf_map_msg, *bpf_map_break;
 637         int map_fd_msg = 0, map_fd_rx = 0, map_fd_tx = 0, map_fd_break;
 638         int ports[] = {50200, 50201, 50202, 50204};
 639         int err, i, fd, udp, sfd[6] = {0xdeadbeef};
 640         u8 buf[20] = {0x0, 0x5, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0};
 641         int parse_prog, verdict_prog, msg_prog;
 642         struct sockaddr_in addr;
 643         int one = 1, s, sc, rc;
 644         struct bpf_object *obj;
 645         struct timeval to;
 646         __u32 key, value;
 647         pid_t pid[tasks];
 648         fd_set w;
 649
 650         /* Create some sockets to use with sockmap */
 651         for (i = 0; i < 2; i++) {
 652                 sfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 653                 if (sfd[i] < 0)
 654                         goto out;
 655                 err = setsockopt(sfd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 656                                  (char *)&one, sizeof(one));
 657                 if (err) {
 658                         printf("failed to setsockopt\n");
 659                         goto out;
 660                 }
 661                 err = ioctl(sfd[i], FIONBIO, (char *)&one);
 662                 if (err < 0) {
 663                         printf("failed to ioctl\n");
 664                         goto out;
 665                 }
 666                 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 667                 addr.sin_family = AF_INET;
 668                 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 669                 addr.sin_port = htons(ports[i]);
 670                 err = bind(sfd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
 671                 if (err < 0) {
 672                         printf("failed to bind: err %i: %i:%i\n",
 673                                err, i, sfd[i]);
 674                         goto out;
 675                 }
 676                 err = listen(sfd[i], 32);
 677                 if (err < 0) {
 678                         printf("failed to listen\n");
 679                         goto out;
 680                 }
 681         }
 682
 683         for (i = 2; i < 4; i++) {
 684                 sfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 685                 if (sfd[i] < 0)
 686                         goto out;
 687                 err = setsockopt(sfd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 688                                  (char *)&one, sizeof(one));
 689                 if (err) {
 690                         printf("set sock opt\n");
 691                         goto out;
 692                 }
 693                 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 694                 addr.sin_family = AF_INET;
 695                 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 696                 addr.sin_port = htons(ports[i - 2]);
 697                 err = connect(sfd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
 698                 if (err) {
 699                         printf("failed to connect\n");
 700                         goto out;
 701                 }
 702         }
 703
 704
 705         for (i = 4; i < 6; i++) {
 706                 sfd[i] = accept(sfd[i - 4], NULL, NULL);
 707                 if (sfd[i] < 0) {
 708                         printf("accept failed\n");
 709                         goto out;
 710                 }
 711         }
 712
 713         /* Test sockmap with connected sockets */
 714         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP,
 715                             sizeof(key), sizeof(value),
 716                             6, 0);
 717         if (fd < 0) {
 718                 if (!bpf_probe_map_type(BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP, 0)) {
 719                         printf("%s SKIP (unsupported map type BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)\n",
 720                                __func__);
 721                         skips++;
 722                         for (i = 0; i < 6; i++)
 723                                 close(sfd[i]);
 724                         return;
 725                 }
 726
 727                 printf("Failed to create sockmap %i\n", fd);
 728                 goto out_sockmap;
 729         }
 730
 731         /* Test update with unsupported UDP socket */
 732         udp = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
 733         i = 0;
 734         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &udp, BPF_ANY);
 735         if (!err) {
 736                 printf("Failed socket SOCK_DGRAM allowed '%i:%i'\n",
 737                        i, udp);
 738                 goto out_sockmap;
 739         }
 740
 741         /* Test update without programs */
 742         for (i = 0; i < 6; i++) {
 743                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 744                 if (i < 2 && !err) {
 745                         printf("Allowed update sockmap '%i:%i' not in ESTABLISHED\n",
 746                                i, sfd[i]);
 747                         goto out_sockmap;
 748                 } else if (i >= 2 && err) {
 749                         printf("Failed noprog update sockmap '%i:%i'\n",
 750                                i, sfd[i]);
 751                         goto out_sockmap;
 752                 }
 753         }
 754
 755         /* Test attaching/detaching bad fds */
 756         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 757         if (!err) {
 758                 printf("Failed invalid parser prog attach\n");
 759                 goto out_sockmap;
 760         }
 761
 762         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 763         if (!err) {
 764                 printf("Failed invalid verdict prog attach\n");
 765                 goto out_sockmap;
 766         }
 767
 768         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_MSG_VERDICT, 0);
 769         if (!err) {
 770                 printf("Failed invalid msg verdict prog attach\n");
 771                 goto out_sockmap;
 772         }
 773
 774         err = bpf_prog_attach(-1, fd, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE, 0);
 775         if (!err) {
 776                 printf("Failed unknown prog attach\n");
 777                 goto out_sockmap;
 778         }
 779
 780         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER);
 781         if (err) {
 782                 printf("Failed empty parser prog detach\n");
 783                 goto out_sockmap;
 784         }
 785
 786         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT);
 787         if (err) {
 788                 printf("Failed empty verdict prog detach\n");
 789                 goto out_sockmap;
 790         }
 791
 792         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_MSG_VERDICT);
 793         if (err) {
 794                 printf("Failed empty msg verdict prog detach\n");
 795                 goto out_sockmap;
 796         }
 797
 798         err = bpf_prog_detach(fd, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE);
 799         if (!err) {
 800                 printf("Detach invalid prog successful\n");
 801                 goto out_sockmap;
 802         }
 803
 804         /* Load SK_SKB program and Attach */
 805         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_PARSE_PROG,
 806                             BPF_PROG_TYPE_SK_SKB, &obj, &parse_prog);
 807         if (err) {
 808                 printf("Failed to load SK_SKB parse prog\n");
 809                 goto out_sockmap;
 810         }
 811
 812         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_TCP_MSG_PROG,
 813                             BPF_PROG_TYPE_SK_MSG, &obj, &msg_prog);
 814         if (err) {
 815                 printf("Failed to load SK_SKB msg prog\n");
 816                 goto out_sockmap;
 817         }
 818
 819         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_VERDICT_PROG,
 820                             BPF_PROG_TYPE_SK_SKB, &obj, &verdict_prog);
 821         if (err) {
 822                 printf("Failed to load SK_SKB verdict prog\n");
 823                 goto out_sockmap;
 824         }
 825
 826         bpf_map_rx = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_rx");
 827         if (IS_ERR(bpf_map_rx)) {
 828                 printf("Failed to load map rx from verdict prog\n");
 829                 goto out_sockmap;
 830         }
 831
 832         map_fd_rx = bpf_map__fd(bpf_map_rx);
 833         if (map_fd_rx < 0) {
 834                 printf("Failed to get map rx fd\n");
 835                 goto out_sockmap;
 836         }
 837
 838         bpf_map_tx = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_tx");
 839         if (IS_ERR(bpf_map_tx)) {
 840                 printf("Failed to load map tx from verdict prog\n");
 841                 goto out_sockmap;
 842         }
 843
 844         map_fd_tx = bpf_map__fd(bpf_map_tx);
 845         if (map_fd_tx < 0) {
 846                 printf("Failed to get map tx fd\n");
 847                 goto out_sockmap;
 848         }
 849
 850         bpf_map_msg = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_msg");
 851         if (IS_ERR(bpf_map_msg)) {
 852                 printf("Failed to load map msg from msg_verdict prog\n");
 853                 goto out_sockmap;
 854         }
 855
 856         map_fd_msg = bpf_map__fd(bpf_map_msg);
 857         if (map_fd_msg < 0) {
 858                 printf("Failed to get map msg fd\n");
 859                 goto out_sockmap;
 860         }
 861
 862         bpf_map_break = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_break");
 863         if (IS_ERR(bpf_map_break)) {
 864                 printf("Failed to load map tx from verdict prog\n");
 865                 goto out_sockmap;
 866         }
 867
 868         map_fd_break = bpf_map__fd(bpf_map_break);
 869         if (map_fd_break < 0) {
 870                 printf("Failed to get map tx fd\n");
 871                 goto out_sockmap;
 872         }
 873
 874         err = bpf_prog_attach(parse_prog, map_fd_break,
 875                               BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 876         if (!err) {
 877                 printf("Allowed attaching SK_SKB program to invalid map\n");
 878                 goto out_sockmap;
 879         }
 880
 881         err = bpf_prog_attach(parse_prog, map_fd_rx,
 882                       BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 883         if (err) {
 884                 printf("Failed stream parser bpf prog attach\n");
 885                 goto out_sockmap;
 886         }
 887
 888         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, map_fd_rx,
 889                               BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 890         if (err) {
 891                 printf("Failed stream verdict bpf prog attach\n");
 892                 goto out_sockmap;
 893         }
 894
 895         err = bpf_prog_attach(msg_prog, map_fd_msg, BPF_SK_MSG_VERDICT, 0);
 896         if (err) {
 897                 printf("Failed msg verdict bpf prog attach\n");
 898                 goto out_sockmap;
 899         }
 900
 901         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, map_fd_rx,
 902                               __MAX_BPF_ATTACH_TYPE, 0);
 903         if (!err) {
 904                 printf("Attached unknown bpf prog\n");
 905                 goto out_sockmap;
 906         }
 907
 908         /* Test map update elem afterwards fd lives in fd and map_fd */
 909         for (i = 2; i < 6; i++) {
 910                 err = bpf_map_update_elem(map_fd_rx, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 911                 if (err) {
 912                         printf("Failed map_fd_rx update sockmap %i '%i:%i'\n",
 913                                err, i, sfd[i]);
 914                         goto out_sockmap;
 915                 }
 916                 err = bpf_map_update_elem(map_fd_tx, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 917                 if (err) {
 918                         printf("Failed map_fd_tx update sockmap %i '%i:%i'\n",
 919                                err, i, sfd[i]);
 920                         goto out_sockmap;
 921                 }
 922         }
 923
 924         /* Test map delete elem and remove send/recv sockets */
 925         for (i = 2; i < 4; i++) {
 926                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
 927                 if (err) {
 928                         printf("Failed delete sockmap rx %i '%i:%i'\n",
 929                                err, i, sfd[i]);
 930                         goto out_sockmap;
 931                 }
 932                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
 933                 if (err) {
 934                         printf("Failed delete sockmap tx %i '%i:%i'\n",
 935                                err, i, sfd[i]);
 936                         goto out_sockmap;
 937                 }
 938         }
 939
 940         /* Put sfd[2] (sending fd below) into msg map to test sendmsg bpf */
 941         i = 0;
 942         err = bpf_map_update_elem(map_fd_msg, &i, &sfd[2], BPF_ANY);
 943         if (err) {
 944                 printf("Failed map_fd_msg update sockmap %i\n", err);
 945                 goto out_sockmap;
 946         }
 947
 948         /* Test map send/recv */
 949         for (i = 0; i < 2; i++) {
 950                 buf[0] = i;
 951                 buf[1] = 0x5;
 952                 sc = send(sfd[2], buf, 20, 0);
 953                 if (sc < 0) {
 954                         printf("Failed sockmap send\n");
 955                         goto out_sockmap;
 956                 }
 957
 958                 FD_ZERO(&w);
 959                 FD_SET(sfd[3], &w);
 960                 to.tv_sec = 1;
 961                 to.tv_usec = 0;
 962                 s = select(sfd[3] + 1, &w, NULL, NULL, &to);
 963                 if (s == -1) {
 964                         perror("Failed sockmap select()");
 965                         goto out_sockmap;
 966                 } else if (!s) {
 967                         printf("Failed sockmap unexpected timeout\n");
 968                         goto out_sockmap;
 969                 }
 970
 971                 if (!FD_ISSET(sfd[3], &w)) {
 972                         printf("Failed sockmap select/recv\n");
 973                         goto out_sockmap;
 974                 }
 975
 976                 rc = recv(sfd[3], buf, sizeof(buf), 0);
 977                 if (rc < 0) {
 978                         printf("Failed sockmap recv\n");
 979                         goto out_sockmap;
 980                 }
 981         }
 982
 983         /* Negative null entry lookup from datapath should be dropped */
 984         buf[0] = 1;
 985         buf[1] = 12;
 986         sc = send(sfd[2], buf, 20, 0);
 987         if (sc < 0) {
 988                 printf("Failed sockmap send\n");
 989                 goto out_sockmap;
 990         }
 991
 992         /* Push fd into same slot */
 993         i = 2;
 994         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_NOEXIST);
 995         if (!err) {
 996                 printf("Failed allowed sockmap dup slot BPF_NOEXIST\n");
 997                 goto out_sockmap;
 998         }
 999
1000         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
1001         if (err) {
1002                 printf("Failed sockmap update new slot BPF_ANY\n");
1003                 goto out_sockmap;
1004         }
1005
1006         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_EXIST);
1007         if (err) {
1008                 printf("Failed sockmap update new slot BPF_EXIST\n");
1009                 goto out_sockmap;
1010         }
1011
1012         /* Delete the elems without programs */
1013         for (i = 2; i < 6; i++) {
1014                 err = bpf_map_delete_elem(fd, &i);
1015                 if (err) {
1016                         printf("Failed delete sockmap %i '%i:%i'\n",
1017                                err, i, sfd[i]);
1018                 }
1019         }
1020
1021         /* Test having multiple maps open and set with programs on same fds */
1022         err = bpf_prog_attach(parse_prog, fd,
1023                               BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
1024         if (err) {
1025                 printf("Failed fd bpf parse prog attach\n");
1026                 goto out_sockmap;
1027         }
1028         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, fd,
1029                               BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
1030         if (err) {
1031                 printf("Failed fd bpf verdict prog attach\n");
1032                 goto out_sockmap;
1033         }
1034
1035         for (i = 4; i < 6; i++) {
1036                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
1037                 if (!err) {
1038                         printf("Failed allowed duplicate programs in update ANY sockmap %i '%i:%i'\n",
1039                                err, i, sfd[i]);
1040                         goto out_sockmap;
1041                 }
1042                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_NOEXIST);
1043                 if (!err) {
1044                         printf("Failed allowed duplicate program in update NOEXIST sockmap  %i '%i:%i'\n",
1045                                err, i, sfd[i]);
1046                         goto out_sockmap;
1047                 }
1048                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_EXIST);
1049                 if (!err) {
1050                         printf("Failed allowed duplicate program in update EXIST sockmap  %i '%i:%i'\n",
1051                                err, i, sfd[i]);
1052                         goto out_sockmap;
1053                 }
1054         }
1055
1056         /* Test tasks number of forked operations */
1057         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1058                 pid[i] = fork();
1059                 if (pid[i] == 0) {
1060                         for (i = 0; i < 6; i++) {
1061                                 bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
1062                                 bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
1063                                 bpf_map_update_elem(map_fd_tx, &i,
1064                                                     &sfd[i], BPF_ANY);
1065                                 bpf_map_update_elem(map_fd_rx, &i,
1066                                                     &sfd[i], BPF_ANY);
1067                         }
1068                         exit(0);
1069                 } else if (pid[i] == -1) {
1070                         printf("Couldn't spawn #%d process!\n", i);
1071                         exit(1);
1072                 }
1073         }
1074
1075         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1076                 int status;
1077
1078                 assert(waitpid(pid[i], &status, 0) == pid[i]);
1079                 assert(status == 0);
1080         }
1081
1082         err = bpf_prog_detach(map_fd_rx, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE);
1083         if (!err) {
1084                 printf("Detached an invalid prog type.\n");
1085                 goto out_sockmap;
1086         }
1087
1088         err = bpf_prog_detach(map_fd_rx, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER);
1089         if (err) {
1090                 printf("Failed parser prog detach\n");
1091                 goto out_sockmap;
1092         }
1093
1094         err = bpf_prog_detach(map_fd_rx, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT);
1095         if (err) {
1096                 printf("Failed parser prog detach\n");
1097                 goto out_sockmap;
1098         }
1099
1100         /* Test map close sockets and empty maps */
1101         for (i = 0; i < 6; i++) {
1102                 bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
1103                 bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
1104                 close(sfd[i]);
1105         }
1106         close(fd);
1107         close(map_fd_rx);
1108         bpf_object__close(obj);
1109         return;
1110 out:
1111         for (i = 0; i < 6; i++)
1112                 close(sfd[i]);
1113         printf("Failed to create sockmap '%i:%s'!\n", i, strerror(errno));
1114         exit(1);
1115 out_sockmap:
1116         for (i = 0; i < 6; i++) {
1117                 if (map_fd_tx)
1118                         bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
1119                 if (map_fd_rx)
1120                         bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
1121                 close(sfd[i]);
1122         }
1123         close(fd);
1124         exit(1);
1125 }
1126
1127 #define MAPINMAP_PROG "./test_map_in_map.o"
1128 static void test_map_in_map(void)
1129 {
1130         struct bpf_program *prog;
1131         struct bpf_object *obj;
1132         struct bpf_map *map;
1133         int mim_fd, fd, err;
1134         int pos = 0;
1135
1136         obj = bpf_object__open(MAPINMAP_PROG);
1137
1138         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(int), sizeof(int),
1139                             2, 0);
1140         if (fd < 0) {
1141                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
1142                 exit(1);
1143         }
1144
1145         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_array");
1146         if (IS_ERR(map)) {
1147                 printf("Failed to load array of maps from test prog\n");
1148                 goto out_map_in_map;
1149         }
1150         err = bpf_map__set_inner_map_fd(map, fd);
1151         if (err) {
1152                 printf("Failed to set inner_map_fd for array of maps\n");
1153                 goto out_map_in_map;
1154         }
1155
1156         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_hash");
1157         if (IS_ERR(map)) {
1158                 printf("Failed to load hash of maps from test prog\n");
1159                 goto out_map_in_map;
1160         }
1161         err = bpf_map__set_inner_map_fd(map, fd);
1162         if (err) {
1163                 printf("Failed to set inner_map_fd for hash of maps\n");
1164                 goto out_map_in_map;
1165         }
1166
1167         bpf_object__for_each_program(prog, obj) {
1168                 bpf_program__set_xdp(prog);
1169         }
1170         bpf_object__load(obj);
1171
1172         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_array");
1173         if (IS_ERR(map)) {
1174                 printf("Failed to load array of maps from test prog\n");
1175                 goto out_map_in_map;
1176         }
1177         mim_fd = bpf_map__fd(map);
1178         if (mim_fd < 0) {
1179                 printf("Failed to get descriptor for array of maps\n");
1180                 goto out_map_in_map;
1181         }
1182
1183         err = bpf_map_update_elem(mim_fd, &pos, &fd, 0);
1184         if (err) {
1185                 printf("Failed to update array of maps\n");
1186                 goto out_map_in_map;
1187         }
1188
1189         map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "mim_hash");
1190         if (IS_ERR(map)) {
1191                 printf("Failed to load hash of maps from test prog\n");
1192                 goto out_map_in_map;
1193         }
1194         mim_fd = bpf_map__fd(map);
1195         if (mim_fd < 0) {
1196                 printf("Failed to get descriptor for hash of maps\n");
1197                 goto out_map_in_map;
1198         }
1199
1200         err = bpf_map_update_elem(mim_fd, &pos, &fd, 0);
1201         if (err) {
1202                 printf("Failed to update hash of maps\n");
1203                 goto out_map_in_map;
1204         }
1205
1206         close(fd);
1207         bpf_object__close(obj);
1208         return;
1209
1210 out_map_in_map:
1211         close(fd);
1212         exit(1);
1213 }
1214
1215 #define MAP_SIZE (32 * 1024)
1216
1217 static void test_map_large(void)
1218 {
1219         struct bigkey {
1220                 int a;
1221                 char b[116];
1222                 long long c;
1223         } key;
1224         int fd, i, value;
1225
1226         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1227                             MAP_SIZE, map_flags);
1228         if (fd < 0) {
1229                 printf("Failed to create large map '%s'!\n", strerror(errno));
1230                 exit(1);
1231         }
1232
1233         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
1234                 key = (struct bigkey) { .c = i };
1235                 value = i;
1236
1237                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == 0);
1238         }
1239
1240         key.c = -1;
1241         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
1242                errno == E2BIG);
1243
1244         /* Iterate through all elements. */
1245         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
1246         key.c = -1;
1247         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
1248                 assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == 0);
1249         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1250
1251         key.c = 0;
1252         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 0);
1253         key.a = 1;
1254         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
1255
1256         close(fd);
1257 }
1258
1259 #define run_parallel(N, FN, DATA) \
1260         printf("Fork %u tasks to '" #FN "'\n", N); \
1261         __run_parallel(N, FN, DATA)
1262
1263 static void __run_parallel(unsigned int tasks,
1264                            void (*fn)(unsigned int task, void *data),
1265                            void *data)
1266 {
1267         pid_t pid[tasks];
1268         int i;
1269
1270         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1271                 pid[i] = fork();
1272                 if (pid[i] == 0) {
1273                         fn(i, data);
1274                         exit(0);
1275                 } else if (pid[i] == -1) {
1276                         printf("Couldn't spawn #%d process!\n", i);
1277                         exit(1);
1278                 }
1279         }
1280
1281         for (i = 0; i < tasks; i++) {
1282                 int status;
1283
1284                 assert(waitpid(pid[i], &status, 0) == pid[i]);
1285                 assert(status == 0);
1286         }
1287 }
1288
1289 static void test_map_stress(void)
1290 {
1291         run_parallel(100, test_hashmap, NULL);
1292         run_parallel(100, test_hashmap_percpu, NULL);
1293         run_parallel(100, test_hashmap_sizes, NULL);
1294         run_parallel(100, test_hashmap_walk, NULL);
1295
1296         run_parallel(100, test_arraymap, NULL);
1297         run_parallel(100, test_arraymap_percpu, NULL);
1298 }
1299
1300 #define TASKS 1024
1301
1302 #define DO_UPDATE 1
1303 #define DO_DELETE 0
1304
1305 static void test_update_delete(unsigned int fn, void *data)
1306 {
1307         int do_update = ((int *)data)[1];
1308         int fd = ((int *)data)[0];
1309         int i, key, value;
1310
1311         for (i = fn; i < MAP_SIZE; i += TASKS) {
1312                 key = value = i;
1313
1314                 if (do_update) {
1315                         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value,
1316                                                    BPF_NOEXIST) == 0);
1317                         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value,
1318                                                    BPF_EXIST) == 0);
1319                 } else {
1320                         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
1321                 }
1322         }
1323 }
1324
1325 static void test_map_parallel(void)
1326 {
1327         int i, fd, key = 0, value = 0;
1328         int data[2];
1329
1330         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1331                             MAP_SIZE, map_flags);
1332         if (fd < 0) {
1333                 printf("Failed to create map for parallel test '%s'!\n",
1334                        strerror(errno));
1335                 exit(1);
1336         }
1337
1338         /* Use the same fd in children to add elements to this map:
1339          * child_0 adds key=0, key=1024, key=2048, ...
1340          * child_1 adds key=1, key=1025, key=2049, ...
1341          * child_1023 adds key=1023, ...
1342          */
1343         data[0] = fd;
1344         data[1] = DO_UPDATE;
1345         run_parallel(TASKS, test_update_delete, data);
1346
1347         /* Check that key=0 is already there. */
1348         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
1349                errno == EEXIST);
1350
1351         /* Check that all elements were inserted. */
1352         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
1353         key = -1;
1354         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
1355                 assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == 0);
1356         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1357
1358         /* Another check for all elements */
1359         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
1360                 key = MAP_SIZE - i - 1;
1361
1362                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 &&
1363                        value == key);
1364         }
1365
1366         /* Now let's delete all elemenets in parallel. */
1367         data[1] = DO_DELETE;
1368         run_parallel(TASKS, test_update_delete, data);
1369
1370         /* Nothing should be left. */
1371         key = -1;
1372         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1373         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1374 }
1375
1376 static void test_map_rdonly(void)
1377 {
1378         int fd, key = 0, value = 0;
1379
1380         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1381                             MAP_SIZE, map_flags | BPF_F_RDONLY);
1382         if (fd < 0) {
1383                 printf("Failed to create map for read only test '%s'!\n",
1384                        strerror(errno));
1385                 exit(1);
1386         }
1387
1388         key = 1;
1389         value = 1234;
1390         /* Insert key=1 element. */
1391         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == -1 &&
1392                errno == EPERM);
1393
1394         /* Check that key=2 is not found. */
1395         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
1396         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
1397 }
1398
1399 static void test_map_wronly(void)
1400 {
1401         int fd, key = 0, value = 0;
1402
1403         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
1404                             MAP_SIZE, map_flags | BPF_F_WRONLY);
1405         if (fd < 0) {
1406                 printf("Failed to create map for read only test '%s'!\n",
1407                        strerror(errno));
1408                 exit(1);
1409         }
1410
1411         key = 1;
1412         value = 1234;
1413         /* Insert key=1 element. */
1414         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
1415
1416         /* Check that key=2 is not found. */
1417         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == EPERM);
1418         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &value) == -1 && errno == EPERM);
1419 }
1420
1421 static void prepare_reuseport_grp(int type, int map_fd, size_t map_elem_size,
1422                                   __s64 *fds64, __u64 *sk_cookies,
1423                                   unsigned int n)
1424 {
1425         socklen_t optlen, addrlen;
1426         struct sockaddr_in6 s6;
1427         const __u32 index0 = 0;
1428         const int optval = 1;
1429         unsigned int i;
1430         u64 sk_cookie;
1431         void *value;
1432         __s32 fd32;
1433         __s64 fd64;
1434         int err;
1435
1436         s6.sin6_family = AF_INET6;
1437         s6.sin6_addr = in6addr_any;
1438         s6.sin6_port = 0;
1439         addrlen = sizeof(s6);
1440         optlen = sizeof(sk_cookie);
1441
1442         for (i = 0; i < n; i++) {
1443                 fd64 = socket(AF_INET6, type, 0);
1444                 CHECK(fd64 == -1, "socket()",
1445                       "sock_type:%d fd64:%lld errno:%d\n",
1446                       type, fd64, errno);
1447
1448                 err = setsockopt(fd64, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT,
1449                                  &optval, sizeof(optval));
1450                 CHECK(err == -1, "setsockopt(SO_REUSEPORT)",
1451                       "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1452
1453                 /* reuseport_array does not allow unbound sk */
1454                 if (map_elem_size == sizeof(__u64))
1455                         value = &fd64;
1456                 else {
1457                         assert(map_elem_size == sizeof(__u32));
1458                         fd32 = (__s32)fd64;
1459                         value = &fd32;
1460                 }
1461                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index0, value, BPF_ANY);
1462                 CHECK(err != -1 || errno != EINVAL,
1463                       "reuseport array update unbound sk",
1464                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1465                       type, err, errno);
1466
1467                 err = bind(fd64, (struct sockaddr *)&s6, sizeof(s6));
1468                 CHECK(err == -1, "bind()",
1469                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1470
1471                 if (i == 0) {
1472                         err = getsockname(fd64, (struct sockaddr *)&s6,
1473                                           &addrlen);
1474                         CHECK(err == -1, "getsockname()",
1475                               "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1476                               type, err, errno);
1477                 }
1478
1479                 err = getsockopt(fd64, SOL_SOCKET, SO_COOKIE, &sk_cookie,
1480                                  &optlen);
1481                 CHECK(err == -1, "getsockopt(SO_COOKIE)",
1482                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1483
1484                 if (type == SOCK_STREAM) {
1485                         /*
1486                          * reuseport_array does not allow
1487                          * non-listening tcp sk.
1488                          */
1489                         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index0, value,
1490                                                   BPF_ANY);
1491                         CHECK(err != -1 || errno != EINVAL,
1492                               "reuseport array update non-listening sk",
1493                               "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1494                               type, err, errno);
1495                         err = listen(fd64, 0);
1496                         CHECK(err == -1, "listen()",
1497                               "sock_type:%d, err:%d errno:%d\n",
1498                               type, err, errno);
1499                 }
1500
1501                 fds64[i] = fd64;
1502                 sk_cookies[i] = sk_cookie;
1503         }
1504 }
1505
1506 static void test_reuseport_array(void)
1507 {
1508 #define REUSEPORT_FD_IDX(err, last) ({ (err) ? last : !last; })
1509
1510         const __u32 array_size = 4, index0 = 0, index3 = 3;
1511         int types[2] = { SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM }, type;
1512         __u64 grpa_cookies[2], sk_cookie, map_cookie;
1513         __s64 grpa_fds64[2] = { -1, -1 }, fd64 = -1;
1514         const __u32 bad_index = array_size;
1515         int map_fd, err, t, f;
1516         __u32 fds_idx = 0;
1517         int fd;
1518
1519         map_fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY,
1520                                 sizeof(__u32), sizeof(__u64), array_size, 0);
1521         CHECK(map_fd == -1, "reuseport array create",
1522               "map_fd:%d, errno:%d\n", map_fd, errno);
1523
1524         /* Test lookup/update/delete with invalid index */
1525         err = bpf_map_delete_elem(map_fd, &bad_index);
1526         CHECK(err != -1 || errno != E2BIG, "reuseport array del >=max_entries",
1527               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1528
1529         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &bad_index, &fd64, BPF_ANY);
1530         CHECK(err != -1 || errno != E2BIG,
1531               "reuseport array update >=max_entries",
1532               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1533
1534         err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &bad_index, &map_cookie);
1535         CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1536               "reuseport array update >=max_entries",
1537               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1538
1539         /* Test lookup/delete non existence elem */
1540         err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1541         CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1542               "reuseport array lookup not-exist elem",
1543               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1544         err = bpf_map_delete_elem(map_fd, &index3);
1545         CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1546               "reuseport array del not-exist elem",
1547               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1548
1549         for (t = 0; t < ARRAY_SIZE(types); t++) {
1550                 type = types[t];
1551
1552                 prepare_reuseport_grp(type, map_fd, sizeof(__u64), grpa_fds64,
1553                                       grpa_cookies, ARRAY_SIZE(grpa_fds64));
1554
1555                 /* Test BPF_* update flags */
1556                 /* BPF_EXIST failure case */
1557                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1558                                           BPF_EXIST);
1559                 CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1560                       "reuseport array update empty elem BPF_EXIST",
1561                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1562                       type, err, errno);
1563                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1564
1565                 /* BPF_NOEXIST success case */
1566                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1567                                           BPF_NOEXIST);
1568                 CHECK(err == -1,
1569                       "reuseport array update empty elem BPF_NOEXIST",
1570                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1571                       type, err, errno);
1572                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1573
1574                 /* BPF_EXIST success case. */
1575                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1576                                           BPF_EXIST);
1577                 CHECK(err == -1,
1578                       "reuseport array update same elem BPF_EXIST",
1579                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1580                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1581
1582                 /* BPF_NOEXIST failure case */
1583                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1584                                           BPF_NOEXIST);
1585                 CHECK(err != -1 || errno != EEXIST,
1586                       "reuseport array update non-empty elem BPF_NOEXIST",
1587                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1588                       type, err, errno);
1589                 fds_idx = REUSEPORT_FD_IDX(err, fds_idx);
1590
1591                 /* BPF_ANY case (always succeed) */
1592                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &grpa_fds64[fds_idx],
1593                                           BPF_ANY);
1594                 CHECK(err == -1,
1595                       "reuseport array update same sk with BPF_ANY",
1596                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1597
1598                 fd64 = grpa_fds64[fds_idx];
1599                 sk_cookie = grpa_cookies[fds_idx];
1600
1601                 /* The same sk cannot be added to reuseport_array twice */
1602                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd64, BPF_ANY);
1603                 CHECK(err != -1 || errno != EBUSY,
1604                       "reuseport array update same sk with same index",
1605                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1606                       type, err, errno);
1607
1608                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index0, &fd64, BPF_ANY);
1609                 CHECK(err != -1 || errno != EBUSY,
1610                       "reuseport array update same sk with different index",
1611                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1612                       type, err, errno);
1613
1614                 /* Test delete elem */
1615                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd, &index3);
1616                 CHECK(err == -1, "reuseport array delete sk",
1617                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1618                       type, err, errno);
1619
1620                 /* Add it back with BPF_NOEXIST */
1621                 err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd64, BPF_NOEXIST);
1622                 CHECK(err == -1,
1623                       "reuseport array re-add with BPF_NOEXIST after del",
1624                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n", type, err, errno);
1625
1626                 /* Test cookie */
1627                 err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1628                 CHECK(err == -1 || sk_cookie != map_cookie,
1629                       "reuseport array lookup re-added sk",
1630                       "sock_type:%d err:%d errno:%d sk_cookie:0x%llx map_cookie:0x%llxn",
1631                       type, err, errno, sk_cookie, map_cookie);
1632
1633                 /* Test elem removed by close() */
1634                 for (f = 0; f < ARRAY_SIZE(grpa_fds64); f++)
1635                         close(grpa_fds64[f]);
1636                 err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1637                 CHECK(err != -1 || errno != ENOENT,
1638                       "reuseport array lookup after close()",
1639                       "sock_type:%d err:%d errno:%d\n",
1640                       type, err, errno);
1641         }
1642
1643         /* Test SOCK_RAW */
1644         fd64 = socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_UDP);
1645         CHECK(fd64 == -1, "socket(SOCK_RAW)", "err:%d errno:%d\n",
1646               err, errno);
1647         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd64, BPF_NOEXIST);
1648         CHECK(err != -1 || errno != ENOTSUPP, "reuseport array update SOCK_RAW",
1649               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1650         close(fd64);
1651
1652         /* Close the 64 bit value map */
1653         close(map_fd);
1654
1655         /* Test 32 bit fd */
1656         map_fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY,
1657                                 sizeof(__u32), sizeof(__u32), array_size, 0);
1658         CHECK(map_fd == -1, "reuseport array create",
1659               "map_fd:%d, errno:%d\n", map_fd, errno);
1660         prepare_reuseport_grp(SOCK_STREAM, map_fd, sizeof(__u32), &fd64,
1661                               &sk_cookie, 1);
1662         fd = fd64;
1663         err = bpf_map_update_elem(map_fd, &index3, &fd, BPF_NOEXIST);
1664         CHECK(err == -1, "reuseport array update 32 bit fd",
1665               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1666         err = bpf_map_lookup_elem(map_fd, &index3, &map_cookie);
1667         CHECK(err != -1 || errno != ENOSPC,
1668               "reuseport array lookup 32 bit fd",
1669               "err:%d errno:%d\n", err, errno);
1670         close(fd);
1671         close(map_fd);
1672 }
1673
1674 static void run_all_tests(void)
1675 {
1676         test_hashmap(0, NULL);
1677         test_hashmap_percpu(0, NULL);
1678         test_hashmap_walk(0, NULL);
1679         test_hashmap_zero_seed();
1680
1681         test_arraymap(0, NULL);
1682         test_arraymap_percpu(0, NULL);
1683
1684         test_arraymap_percpu_many_keys();
1685
1686         test_devmap(0, NULL);
1687         test_sockmap(0, NULL);
1688
1689         test_map_large();
1690         test_map_parallel();
1691         test_map_stress();
1692
1693         test_map_rdonly();
1694         test_map_wronly();
1695
1696         test_reuseport_array();
1697
1698         test_queuemap(0, NULL);
1699         test_stackmap(0, NULL);
1700
1701         test_map_in_map();
1702 }
1703
1704 #define DECLARE
1705 #include <map_tests/tests.h>
1706 #undef DECLARE
1707
1708 int main(void)
1709 {
1710         srand(time(NULL));
1711
1712         map_flags = 0;
1713         run_all_tests();
1714
1715         map_flags = BPF_F_NO_PREALLOC;
1716         run_all_tests();
1717
1718 #define CALL
1719 #include <map_tests/tests.h>
1720 #undef CALL
1721
1722         printf("test_maps: OK, %d SKIPPED\n", skips);
1723         return 0;
1724 }