tools/testing/selftests/bpf/test_maps.c

   1 /*
   2  * Testsuite for eBPF maps
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   5  * Copyright (c) 2016 Facebook
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11
  12 #include <stdio.h>
  13 #include <unistd.h>
  14 #include <errno.h>
  15 #include <string.h>
  16 #include <assert.h>
  17 #include <stdlib.h>
  18
  19 #include <sys/wait.h>
  20 #include <sys/resource.h>
  21
  22 #include <linux/bpf.h>
  23
  24 #include <bpf/bpf.h>
  25 #include <bpf/libbpf.h>
  26 #include "bpf_util.h"
  27
  28 static int map_flags;
  29
  30 static void test_hashmap(int task, void *data)
  31 {
  32         long long key, next_key, first_key, value;
  33         int fd;
  34
  35         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
  36                             2, map_flags);
  37         if (fd < 0) {
  38                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
  39                 exit(1);
  40         }
  41
  42         key = 1;
  43         value = 1234;
  44         /* Insert key=1 element. */
  45         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
  46
  47         value = 0;
  48         /* BPF_NOEXIST means add new element if it doesn't exist. */
  49         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
  50                /* key=1 already exists. */
  51                errno == EEXIST);
  52
  53         /* -1 is an invalid flag. */
  54         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, -1) == -1 &&
  55                errno == EINVAL);
  56
  57         /* Check that key=1 can be found. */
  58         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 1234);
  59
  60         key = 2;
  61         /* Check that key=2 is not found. */
  62         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
  63
  64         /* BPF_EXIST means update existing element. */
  65         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == -1 &&
  66                /* key=2 is not there. */
  67                errno == ENOENT);
  68
  69         /* Insert key=2 element. */
  70         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == 0);
  71
  72         /* key=1 and key=2 were inserted, check that key=0 cannot be
  73          * inserted due to max_entries limit.
  74          */
  75         key = 0;
  76         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
  77                errno == E2BIG);
  78
  79         /* Update existing element, though the map is full. */
  80         key = 1;
  81         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == 0);
  82         key = 2;
  83         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
  84         key = 3;
  85         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
  86                errno == E2BIG);
  87
  88         /* Check that key = 0 doesn't exist. */
  89         key = 0;
  90         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
  91
  92         /* Iterate over two elements. */
  93         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &first_key) == 0 &&
  94                (first_key == 1 || first_key == 2));
  95         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0 &&
  96                (next_key == first_key));
  97         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == 0 &&
  98                (next_key == 1 || next_key == 2) &&
  99                (next_key != first_key));
 100         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == -1 &&
 101                errno == ENOENT);
 102
 103         /* Delete both elements. */
 104         key = 1;
 105         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 106         key = 2;
 107         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 108         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 109
 110         key = 0;
 111         /* Check that map is empty. */
 112         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == -1 &&
 113                errno == ENOENT);
 114         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == -1 &&
 115                errno == ENOENT);
 116
 117         close(fd);
 118 }
 119
 120 static void test_hashmap_sizes(int task, void *data)
 121 {
 122         int fd, i, j;
 123
 124         for (i = 1; i <= 512; i <<= 1)
 125                 for (j = 1; j <= 1 << 18; j <<= 1) {
 126                         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, i, j,
 127                                             2, map_flags);
 128                         if (fd < 0) {
 129                                 printf("Failed to create hashmap key=%d value=%d '%s'\n",
 130                                        i, j, strerror(errno));
 131                                 exit(1);
 132                         }
 133                         close(fd);
 134                         usleep(10); /* give kernel time to destroy */
 135                 }
 136 }
 137
 138 static void test_hashmap_percpu(int task, void *data)
 139 {
 140         unsigned int nr_cpus = bpf_num_possible_cpus();
 141         BPF_DECLARE_PERCPU(long, value);
 142         long long key, next_key, first_key;
 143         int expected_key_mask = 0;
 144         int fd, i;
 145
 146         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH, sizeof(key),
 147                             sizeof(bpf_percpu(value, 0)), 2, map_flags);
 148         if (fd < 0) {
 149                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
 150                 exit(1);
 151         }
 152
 153         for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 154                 bpf_percpu(value, i) = i + 100;
 155
 156         key = 1;
 157         /* Insert key=1 element. */
 158         assert(!(expected_key_mask & key));
 159         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_ANY) == 0);
 160         expected_key_mask |= key;
 161
 162         /* BPF_NOEXIST means add new element if it doesn't exist. */
 163         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 164                /* key=1 already exists. */
 165                errno == EEXIST);
 166
 167         /* -1 is an invalid flag. */
 168         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, -1) == -1 &&
 169                errno == EINVAL);
 170
 171         /* Check that key=1 can be found. Value could be 0 if the lookup
 172          * was run from a different CPU.
 173          */
 174         bpf_percpu(value, 0) = 1;
 175         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, value) == 0 &&
 176                bpf_percpu(value, 0) == 100);
 177
 178         key = 2;
 179         /* Check that key=2 is not found. */
 180         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, value) == -1 && errno == ENOENT);
 181
 182         /* BPF_EXIST means update existing element. */
 183         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_EXIST) == -1 &&
 184                /* key=2 is not there. */
 185                errno == ENOENT);
 186
 187         /* Insert key=2 element. */
 188         assert(!(expected_key_mask & key));
 189         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_NOEXIST) == 0);
 190         expected_key_mask |= key;
 191
 192         /* key=1 and key=2 were inserted, check that key=0 cannot be
 193          * inserted due to max_entries limit.
 194          */
 195         key = 0;
 196         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 197                errno == E2BIG);
 198
 199         /* Check that key = 0 doesn't exist. */
 200         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 201
 202         /* Iterate over two elements. */
 203         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &first_key) == 0 &&
 204                ((expected_key_mask & first_key) == first_key));
 205         while (!bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key)) {
 206                 if (first_key) {
 207                         assert(next_key == first_key);
 208                         first_key = 0;
 209                 }
 210                 assert((expected_key_mask & next_key) == next_key);
 211                 expected_key_mask &= ~next_key;
 212
 213                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &next_key, value) == 0);
 214
 215                 for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 216                         assert(bpf_percpu(value, i) == i + 100);
 217
 218                 key = next_key;
 219         }
 220         assert(errno == ENOENT);
 221
 222         /* Update with BPF_EXIST. */
 223         key = 1;
 224         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, value, BPF_EXIST) == 0);
 225
 226         /* Delete both elements. */
 227         key = 1;
 228         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 229         key = 2;
 230         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 231         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 232
 233         key = 0;
 234         /* Check that map is empty. */
 235         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == -1 &&
 236                errno == ENOENT);
 237         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == -1 &&
 238                errno == ENOENT);
 239
 240         close(fd);
 241 }
 242
 243 static void test_hashmap_walk(int task, void *data)
 244 {
 245         int fd, i, max_entries = 100000;
 246         long long key, value, next_key;
 247         bool next_key_valid = true;
 248
 249         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
 250                             max_entries, map_flags);
 251         if (fd < 0) {
 252                 printf("Failed to create hashmap '%s'!\n", strerror(errno));
 253                 exit(1);
 254         }
 255
 256         for (i = 0; i < max_entries; i++) {
 257                 key = i; value = key;
 258                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == 0);
 259         }
 260
 261         for (i = 0; bpf_map_get_next_key(fd, !i ? NULL : &key,
 262                                          &next_key) == 0; i++) {
 263                 key = next_key;
 264                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0);
 265         }
 266
 267         assert(i == max_entries);
 268
 269         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
 270         for (i = 0; next_key_valid; i++) {
 271                 next_key_valid = bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0;
 272                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0);
 273                 value++;
 274                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == 0);
 275                 key = next_key;
 276         }
 277
 278         assert(i == max_entries);
 279
 280         for (i = 0; bpf_map_get_next_key(fd, !i ? NULL : &key,
 281                                          &next_key) == 0; i++) {
 282                 key = next_key;
 283                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0);
 284                 assert(value - 1 == key);
 285         }
 286
 287         assert(i == max_entries);
 288         close(fd);
 289 }
 290
 291 static void test_arraymap(int task, void *data)
 292 {
 293         int key, next_key, fd;
 294         long long value;
 295
 296         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_ARRAY, sizeof(key), sizeof(value),
 297                             2, 0);
 298         if (fd < 0) {
 299                 printf("Failed to create arraymap '%s'!\n", strerror(errno));
 300                 exit(1);
 301         }
 302
 303         key = 1;
 304         value = 1234;
 305         /* Insert key=1 element. */
 306         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_ANY) == 0);
 307
 308         value = 0;
 309         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 310                errno == EEXIST);
 311
 312         /* Check that key=1 can be found. */
 313         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 1234);
 314
 315         key = 0;
 316         /* Check that key=0 is also found and zero initialized. */
 317         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 0);
 318
 319         /* key=0 and key=1 were inserted, check that key=2 cannot be inserted
 320          * due to max_entries limit.
 321          */
 322         key = 2;
 323         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_EXIST) == -1 &&
 324                errno == E2BIG);
 325
 326         /* Check that key = 2 doesn't exist. */
 327         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
 328
 329         /* Iterate over two elements. */
 330         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == 0 &&
 331                next_key == 0);
 332         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0 &&
 333                next_key == 0);
 334         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == 0 &&
 335                next_key == 1);
 336         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == -1 &&
 337                errno == ENOENT);
 338
 339         /* Delete shouldn't succeed. */
 340         key = 1;
 341         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == EINVAL);
 342
 343         close(fd);
 344 }
 345
 346 static void test_arraymap_percpu(int task, void *data)
 347 {
 348         unsigned int nr_cpus = bpf_num_possible_cpus();
 349         BPF_DECLARE_PERCPU(long, values);
 350         int key, next_key, fd, i;
 351
 352         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY, sizeof(key),
 353                             sizeof(bpf_percpu(values, 0)), 2, 0);
 354         if (fd < 0) {
 355                 printf("Failed to create arraymap '%s'!\n", strerror(errno));
 356                 exit(1);
 357         }
 358
 359         for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 360                 bpf_percpu(values, i) = i + 100;
 361
 362         key = 1;
 363         /* Insert key=1 element. */
 364         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_ANY) == 0);
 365
 366         bpf_percpu(values, 0) = 0;
 367         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 368                errno == EEXIST);
 369
 370         /* Check that key=1 can be found. */
 371         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == 0 &&
 372                bpf_percpu(values, 0) == 100);
 373
 374         key = 0;
 375         /* Check that key=0 is also found and zero initialized. */
 376         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == 0 &&
 377                bpf_percpu(values, 0) == 0 &&
 378                bpf_percpu(values, nr_cpus - 1) == 0);
 379
 380         /* Check that key=2 cannot be inserted due to max_entries limit. */
 381         key = 2;
 382         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_EXIST) == -1 &&
 383                errno == E2BIG);
 384
 385         /* Check that key = 2 doesn't exist. */
 386         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == -1 && errno == ENOENT);
 387
 388         /* Iterate over two elements. */
 389         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &next_key) == 0 &&
 390                next_key == 0);
 391         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0 &&
 392                next_key == 0);
 393         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == 0 &&
 394                next_key == 1);
 395         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &next_key, &next_key) == -1 &&
 396                errno == ENOENT);
 397
 398         /* Delete shouldn't succeed. */
 399         key = 1;
 400         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == -1 && errno == EINVAL);
 401
 402         close(fd);
 403 }
 404
 405 static void test_arraymap_percpu_many_keys(void)
 406 {
 407         unsigned int nr_cpus = bpf_num_possible_cpus();
 408         BPF_DECLARE_PERCPU(long, values);
 409         /* nr_keys is not too large otherwise the test stresses percpu
 410          * allocator more than anything else
 411          */
 412         unsigned int nr_keys = 2000;
 413         int key, fd, i;
 414
 415         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY, sizeof(key),
 416                             sizeof(bpf_percpu(values, 0)), nr_keys, 0);
 417         if (fd < 0) {
 418                 printf("Failed to create per-cpu arraymap '%s'!\n",
 419                        strerror(errno));
 420                 exit(1);
 421         }
 422
 423         for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 424                 bpf_percpu(values, i) = i + 10;
 425
 426         for (key = 0; key < nr_keys; key++)
 427                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, values, BPF_ANY) == 0);
 428
 429         for (key = 0; key < nr_keys; key++) {
 430                 for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 431                         bpf_percpu(values, i) = 0;
 432
 433                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, values) == 0);
 434
 435                 for (i = 0; i < nr_cpus; i++)
 436                         assert(bpf_percpu(values, i) == i + 10);
 437         }
 438
 439         close(fd);
 440 }
 441
 442 static void test_devmap(int task, void *data)
 443 {
 444         int fd;
 445         __u32 key, value;
 446
 447         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_DEVMAP, sizeof(key), sizeof(value),
 448                             2, 0);
 449         if (fd < 0) {
 450                 printf("Failed to create arraymap '%s'!\n", strerror(errno));
 451                 exit(1);
 452         }
 453
 454         close(fd);
 455 }
 456
 457 #include <sys/socket.h>
 458 #include <sys/ioctl.h>
 459 #include <arpa/inet.h>
 460 #include <sys/select.h>
 461 #include <linux/err.h>
 462 #define SOCKMAP_PARSE_PROG "./sockmap_parse_prog.o"
 463 #define SOCKMAP_VERDICT_PROG "./sockmap_verdict_prog.o"
 464 static void test_sockmap(int tasks, void *data)
 465 {
 466         int one = 1, map_fd_rx, map_fd_tx, map_fd_break, s, sc, rc;
 467         struct bpf_map *bpf_map_rx, *bpf_map_tx, *bpf_map_break;
 468         int ports[] = {50200, 50201, 50202, 50204};
 469         int err, i, fd, sfd[6] = {0xdeadbeef};
 470         u8 buf[20] = {0x0, 0x5, 0x3, 0x2, 0x1, 0x0};
 471         int parse_prog, verdict_prog;
 472         struct sockaddr_in addr;
 473         struct bpf_object *obj;
 474         struct timeval to;
 475         __u32 key, value;
 476         pid_t pid[tasks];
 477         fd_set w;
 478
 479         /* Create some sockets to use with sockmap */
 480         for (i = 0; i < 2; i++) {
 481                 sfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 482                 if (sfd[i] < 0)
 483                         goto out;
 484                 err = setsockopt(sfd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 485                                  (char *)&one, sizeof(one));
 486                 if (err) {
 487                         printf("failed to setsockopt\n");
 488                         goto out;
 489                 }
 490                 err = ioctl(sfd[i], FIONBIO, (char *)&one);
 491                 if (err < 0) {
 492                         printf("failed to ioctl\n");
 493                         goto out;
 494                 }
 495                 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 496                 addr.sin_family = AF_INET;
 497                 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 498                 addr.sin_port = htons(ports[i]);
 499                 err = bind(sfd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
 500                 if (err < 0) {
 501                         printf("failed to bind: err %i: %i:%i\n",
 502                                err, i, sfd[i]);
 503                         goto out;
 504                 }
 505                 err = listen(sfd[i], 32);
 506                 if (err < 0) {
 507                         printf("failed to listen\n");
 508                         goto out;
 509                 }
 510         }
 511
 512         for (i = 2; i < 4; i++) {
 513                 sfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 514                 if (sfd[i] < 0)
 515                         goto out;
 516                 err = setsockopt(sfd[i], SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 517                                  (char *)&one, sizeof(one));
 518                 if (err) {
 519                         printf("set sock opt\n");
 520                         goto out;
 521                 }
 522                 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
 523                 addr.sin_family = AF_INET;
 524                 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 525                 addr.sin_port = htons(ports[i - 2]);
 526                 err = connect(sfd[i], (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
 527                 if (err) {
 528                         printf("failed to connect\n");
 529                         goto out;
 530                 }
 531         }
 532
 533
 534         for (i = 4; i < 6; i++) {
 535                 sfd[i] = accept(sfd[i - 4], NULL, NULL);
 536                 if (sfd[i] < 0) {
 537                         printf("accept failed\n");
 538                         goto out;
 539                 }
 540         }
 541
 542         /* Test sockmap with connected sockets */
 543         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP,
 544                             sizeof(key), sizeof(value),
 545                             6, 0);
 546         if (fd < 0) {
 547                 printf("Failed to create sockmap %i\n", fd);
 548                 goto out_sockmap;
 549         }
 550
 551         /* Test update without programs */
 552         for (i = 0; i < 6; i++) {
 553                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 554                 if (err) {
 555                         printf("Failed noprog update sockmap '%i:%i'\n",
 556                                i, sfd[i]);
 557                         goto out_sockmap;
 558                 }
 559         }
 560
 561         /* Test attaching/detaching bad fds */
 562         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 563         if (!err) {
 564                 printf("Failed invalid parser prog attach\n");
 565                 goto out_sockmap;
 566         }
 567
 568         err = bpf_prog_attach(-1, fd, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 569         if (!err) {
 570                 printf("Failed invalid verdict prog attach\n");
 571                 goto out_sockmap;
 572         }
 573
 574         err = bpf_prog_attach(-1, fd, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE, 0);
 575         if (!err) {
 576                 printf("Failed unknown prog attach\n");
 577                 goto out_sockmap;
 578         }
 579
 580         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER);
 581         if (err) {
 582                 printf("Failed empty parser prog detach\n");
 583                 goto out_sockmap;
 584         }
 585
 586         err = bpf_prog_detach(fd, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT);
 587         if (err) {
 588                 printf("Failed empty verdict prog detach\n");
 589                 goto out_sockmap;
 590         }
 591
 592         err = bpf_prog_detach(fd, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE);
 593         if (!err) {
 594                 printf("Detach invalid prog successful\n");
 595                 goto out_sockmap;
 596         }
 597
 598         /* Load SK_SKB program and Attach */
 599         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_PARSE_PROG,
 600                             BPF_PROG_TYPE_SK_SKB, &obj, &parse_prog);
 601         if (err) {
 602                 printf("Failed to load SK_SKB parse prog\n");
 603                 goto out_sockmap;
 604         }
 605
 606         err = bpf_prog_load(SOCKMAP_VERDICT_PROG,
 607                             BPF_PROG_TYPE_SK_SKB, &obj, &verdict_prog);
 608         if (err) {
 609                 printf("Failed to load SK_SKB verdict prog\n");
 610                 goto out_sockmap;
 611         }
 612
 613         bpf_map_rx = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_rx");
 614         if (IS_ERR(bpf_map_rx)) {
 615                 printf("Failed to load map rx from verdict prog\n");
 616                 goto out_sockmap;
 617         }
 618
 619         map_fd_rx = bpf_map__fd(bpf_map_rx);
 620         if (map_fd_rx < 0) {
 621                 printf("Failed to get map fd\n");
 622                 goto out_sockmap;
 623         }
 624
 625         bpf_map_tx = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_tx");
 626         if (IS_ERR(bpf_map_tx)) {
 627                 printf("Failed to load map tx from verdict prog\n");
 628                 goto out_sockmap;
 629         }
 630
 631         map_fd_tx = bpf_map__fd(bpf_map_tx);
 632         if (map_fd_tx < 0) {
 633                 printf("Failed to get map tx fd\n");
 634                 goto out_sockmap;
 635         }
 636
 637         bpf_map_break = bpf_object__find_map_by_name(obj, "sock_map_break");
 638         if (IS_ERR(bpf_map_break)) {
 639                 printf("Failed to load map tx from verdict prog\n");
 640                 goto out_sockmap;
 641         }
 642
 643         map_fd_break = bpf_map__fd(bpf_map_break);
 644         if (map_fd_break < 0) {
 645                 printf("Failed to get map tx fd\n");
 646                 goto out_sockmap;
 647         }
 648
 649         err = bpf_prog_attach(parse_prog, map_fd_break,
 650                               BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 651         if (!err) {
 652                 printf("Allowed attaching SK_SKB program to invalid map\n");
 653                 goto out_sockmap;
 654         }
 655
 656         err = bpf_prog_attach(parse_prog, map_fd_rx,
 657                       BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 658         if (err) {
 659                 printf("Failed stream parser bpf prog attach\n");
 660                 goto out_sockmap;
 661         }
 662
 663         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, map_fd_rx,
 664                               BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 665         if (err) {
 666                 printf("Failed stream verdict bpf prog attach\n");
 667                 goto out_sockmap;
 668         }
 669
 670         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, map_fd_rx,
 671                               __MAX_BPF_ATTACH_TYPE, 0);
 672         if (!err) {
 673                 printf("Attached unknown bpf prog\n");
 674                 goto out_sockmap;
 675         }
 676
 677         /* Test map update elem afterwards fd lives in fd and map_fd */
 678         for (i = 0; i < 6; i++) {
 679                 err = bpf_map_update_elem(map_fd_rx, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 680                 if (err) {
 681                         printf("Failed map_fd_rx update sockmap %i '%i:%i'\n",
 682                                err, i, sfd[i]);
 683                         goto out_sockmap;
 684                 }
 685                 err = bpf_map_update_elem(map_fd_tx, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 686                 if (err) {
 687                         printf("Failed map_fd_tx update sockmap %i '%i:%i'\n",
 688                                err, i, sfd[i]);
 689                         goto out_sockmap;
 690                 }
 691         }
 692
 693         /* Test map delete elem and remove send/recv sockets */
 694         for (i = 2; i < 4; i++) {
 695                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
 696                 if (err) {
 697                         printf("Failed delete sockmap rx %i '%i:%i'\n",
 698                                err, i, sfd[i]);
 699                         goto out_sockmap;
 700                 }
 701                 err = bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
 702                 if (err) {
 703                         printf("Failed delete sockmap tx %i '%i:%i'\n",
 704                                err, i, sfd[i]);
 705                         goto out_sockmap;
 706                 }
 707         }
 708
 709         /* Test map send/recv */
 710         for (i = 0; i < 2; i++) {
 711                 buf[0] = i;
 712                 buf[1] = 0x5;
 713                 sc = send(sfd[2], buf, 20, 0);
 714                 if (sc < 0) {
 715                         printf("Failed sockmap send\n");
 716                         goto out_sockmap;
 717                 }
 718
 719                 FD_ZERO(&w);
 720                 FD_SET(sfd[3], &w);
 721                 to.tv_sec = 1;
 722                 to.tv_usec = 0;
 723                 s = select(sfd[3] + 1, &w, NULL, NULL, &to);
 724                 if (s == -1) {
 725                         perror("Failed sockmap select()");
 726                         goto out_sockmap;
 727                 } else if (!s) {
 728                         printf("Failed sockmap unexpected timeout\n");
 729                         goto out_sockmap;
 730                 }
 731
 732                 if (!FD_ISSET(sfd[3], &w)) {
 733                         printf("Failed sockmap select/recv\n");
 734                         goto out_sockmap;
 735                 }
 736
 737                 rc = recv(sfd[3], buf, sizeof(buf), 0);
 738                 if (rc < 0) {
 739                         printf("Failed sockmap recv\n");
 740                         goto out_sockmap;
 741                 }
 742         }
 743
 744         /* Negative null entry lookup from datapath should be dropped */
 745         buf[0] = 1;
 746         buf[1] = 12;
 747         sc = send(sfd[2], buf, 20, 0);
 748         if (sc < 0) {
 749                 printf("Failed sockmap send\n");
 750                 goto out_sockmap;
 751         }
 752
 753         /* Push fd into same slot */
 754         i = 2;
 755         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_NOEXIST);
 756         if (!err) {
 757                 printf("Failed allowed sockmap dup slot BPF_NOEXIST\n");
 758                 goto out_sockmap;
 759         }
 760
 761         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 762         if (err) {
 763                 printf("Failed sockmap update new slot BPF_ANY\n");
 764                 goto out_sockmap;
 765         }
 766
 767         err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_EXIST);
 768         if (err) {
 769                 printf("Failed sockmap update new slot BPF_EXIST\n");
 770                 goto out_sockmap;
 771         }
 772
 773         /* Delete the elems without programs */
 774         for (i = 0; i < 6; i++) {
 775                 err = bpf_map_delete_elem(fd, &i);
 776                 if (err) {
 777                         printf("Failed delete sockmap %i '%i:%i'\n",
 778                                err, i, sfd[i]);
 779                 }
 780         }
 781
 782         /* Test having multiple maps open and set with programs on same fds */
 783         err = bpf_prog_attach(parse_prog, fd,
 784                               BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER, 0);
 785         if (err) {
 786                 printf("Failed fd bpf parse prog attach\n");
 787                 goto out_sockmap;
 788         }
 789         err = bpf_prog_attach(verdict_prog, fd,
 790                               BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT, 0);
 791         if (err) {
 792                 printf("Failed fd bpf verdict prog attach\n");
 793                 goto out_sockmap;
 794         }
 795
 796         for (i = 4; i < 6; i++) {
 797                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_ANY);
 798                 if (!err) {
 799                         printf("Failed allowed duplicate programs in update ANY sockmap %i '%i:%i'\n",
 800                                err, i, sfd[i]);
 801                         goto out_sockmap;
 802                 }
 803                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_NOEXIST);
 804                 if (!err) {
 805                         printf("Failed allowed duplicate program in update NOEXIST sockmap  %i '%i:%i'\n",
 806                                err, i, sfd[i]);
 807                         goto out_sockmap;
 808                 }
 809                 err = bpf_map_update_elem(fd, &i, &sfd[i], BPF_EXIST);
 810                 if (!err) {
 811                         printf("Failed allowed duplicate program in update EXIST sockmap  %i '%i:%i'\n",
 812                                err, i, sfd[i]);
 813                         goto out_sockmap;
 814                 }
 815         }
 816
 817         /* Test tasks number of forked operations */
 818         for (i = 0; i < tasks; i++) {
 819                 pid[i] = fork();
 820                 if (pid[i] == 0) {
 821                         for (i = 0; i < 6; i++) {
 822                                 bpf_map_delete_elem(map_fd_tx, &i);
 823                                 bpf_map_delete_elem(map_fd_rx, &i);
 824                                 bpf_map_update_elem(map_fd_tx, &i,
 825                                                     &sfd[i], BPF_ANY);
 826                                 bpf_map_update_elem(map_fd_rx, &i,
 827                                                     &sfd[i], BPF_ANY);
 828                         }
 829                         exit(0);
 830                 } else if (pid[i] == -1) {
 831                         printf("Couldn't spawn #%d process!\n", i);
 832                         exit(1);
 833                 }
 834         }
 835
 836         for (i = 0; i < tasks; i++) {
 837                 int status;
 838
 839                 assert(waitpid(pid[i], &status, 0) == pid[i]);
 840                 assert(status == 0);
 841         }
 842
 843         err = bpf_prog_detach(map_fd_rx, __MAX_BPF_ATTACH_TYPE);
 844         if (!err) {
 845                 printf("Detached an invalid prog type.\n");
 846                 goto out_sockmap;
 847         }
 848
 849         err = bpf_prog_detach(map_fd_rx, BPF_SK_SKB_STREAM_PARSER);
 850         if (err) {
 851                 printf("Failed parser prog detach\n");
 852                 goto out_sockmap;
 853         }
 854
 855         err = bpf_prog_detach(map_fd_rx, BPF_SK_SKB_STREAM_VERDICT);
 856         if (err) {
 857                 printf("Failed parser prog detach\n");
 858                 goto out_sockmap;
 859         }
 860
 861         /* Test map close sockets */
 862         for (i = 0; i < 6; i++)
 863                 close(sfd[i]);
 864         close(fd);
 865         close(map_fd_rx);
 866         bpf_object__close(obj);
 867         return;
 868 out:
 869         for (i = 0; i < 6; i++)
 870                 close(sfd[i]);
 871         printf("Failed to create sockmap '%i:%s'!\n", i, strerror(errno));
 872         exit(1);
 873 out_sockmap:
 874         for (i = 0; i < 6; i++)
 875                 close(sfd[i]);
 876         close(fd);
 877         exit(1);
 878 }
 879
 880 #define MAP_SIZE (32 * 1024)
 881
 882 static void test_map_large(void)
 883 {
 884         struct bigkey {
 885                 int a;
 886                 char b[116];
 887                 long long c;
 888         } key;
 889         int fd, i, value;
 890
 891         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
 892                             MAP_SIZE, map_flags);
 893         if (fd < 0) {
 894                 printf("Failed to create large map '%s'!\n", strerror(errno));
 895                 exit(1);
 896         }
 897
 898         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
 899                 key = (struct bigkey) { .c = i };
 900                 value = i;
 901
 902                 assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == 0);
 903         }
 904
 905         key.c = -1;
 906         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
 907                errno == E2BIG);
 908
 909         /* Iterate through all elements. */
 910         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
 911         key.c = -1;
 912         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
 913                 assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == 0);
 914         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
 915
 916         key.c = 0;
 917         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 && value == 0);
 918         key.a = 1;
 919         assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == -1 && errno == ENOENT);
 920
 921         close(fd);
 922 }
 923
 924 static void run_parallel(int tasks, void (*fn)(int task, void *data),
 925                          void *data)
 926 {
 927         pid_t pid[tasks];
 928         int i;
 929
 930         for (i = 0; i < tasks; i++) {
 931                 pid[i] = fork();
 932                 if (pid[i] == 0) {
 933                         fn(i, data);
 934                         exit(0);
 935                 } else if (pid[i] == -1) {
 936                         printf("Couldn't spawn #%d process!\n", i);
 937                         exit(1);
 938                 }
 939         }
 940
 941         for (i = 0; i < tasks; i++) {
 942                 int status;
 943
 944                 assert(waitpid(pid[i], &status, 0) == pid[i]);
 945                 assert(status == 0);
 946         }
 947 }
 948
 949 static void test_map_stress(void)
 950 {
 951         run_parallel(100, test_hashmap, NULL);
 952         run_parallel(100, test_hashmap_percpu, NULL);
 953         run_parallel(100, test_hashmap_sizes, NULL);
 954         run_parallel(100, test_hashmap_walk, NULL);
 955
 956         run_parallel(100, test_arraymap, NULL);
 957         run_parallel(100, test_arraymap_percpu, NULL);
 958 }
 959
 960 #define TASKS 1024
 961
 962 #define DO_UPDATE 1
 963 #define DO_DELETE 0
 964
 965 static void do_work(int fn, void *data)
 966 {
 967         int do_update = ((int *)data)[1];
 968         int fd = ((int *)data)[0];
 969         int i, key, value;
 970
 971         for (i = fn; i < MAP_SIZE; i += TASKS) {
 972                 key = value = i;
 973
 974                 if (do_update) {
 975                         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value,
 976                                                    BPF_NOEXIST) == 0);
 977                         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value,
 978                                                    BPF_EXIST) == 0);
 979                 } else {
 980                         assert(bpf_map_delete_elem(fd, &key) == 0);
 981                 }
 982         }
 983 }
 984
 985 static void test_map_parallel(void)
 986 {
 987         int i, fd, key = 0, value = 0;
 988         int data[2];
 989
 990         fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value),
 991                             MAP_SIZE, map_flags);
 992         if (fd < 0) {
 993                 printf("Failed to create map for parallel test '%s'!\n",
 994                        strerror(errno));
 995                 exit(1);
 996         }
 997
 998         /* Use the same fd in children to add elements to this map:
 999          * child_0 adds key=0, key=1024, key=2048, ...
1000          * child_1 adds key=1, key=1025, key=2049, ...
1001          * child_1023 adds key=1023, ...
1002          */
1003         data[0] = fd;
1004         data[1] = DO_UPDATE;
1005         run_parallel(TASKS, do_work, data);
1006
1007         /* Check that key=0 is already there. */
1008         assert(bpf_map_update_elem(fd, &key, &value, BPF_NOEXIST) == -1 &&
1009                errno == EEXIST);
1010
1011         /* Check that all elements were inserted. */
1012         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == 0);
1013         key = -1;
1014         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++)
1015                 assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == 0);
1016         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1017
1018         /* Another check for all elements */
1019         for (i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
1020                 key = MAP_SIZE - i - 1;
1021
1022                 assert(bpf_map_lookup_elem(fd, &key, &value) == 0 &&
1023                        value == key);
1024         }
1025
1026         /* Now let's delete all elemenets in parallel. */
1027         data[1] = DO_DELETE;
1028         run_parallel(TASKS, do_work, data);
1029
1030         /* Nothing should be left. */
1031         key = -1;
1032         assert(bpf_map_get_next_key(fd, NULL, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1033         assert(bpf_map_get_next_key(fd, &key, &key) == -1 && errno == ENOENT);
1034 }
1035
1036 static void run_all_tests(void)
1037 {
1038         test_hashmap(0, NULL);
1039         test_hashmap_percpu(0, NULL);
1040         test_hashmap_walk(0, NULL);
1041
1042         test_arraymap(0, NULL);
1043         test_arraymap_percpu(0, NULL);
1044
1045         test_arraymap_percpu_many_keys();
1046
1047         test_devmap(0, NULL);
1048         test_sockmap(0, NULL);
1049
1050         test_map_large();
1051         test_map_parallel();
1052         test_map_stress();
1053 }
1054
1055 int main(void)
1056 {
1057         struct rlimit rinf = { RLIM_INFINITY, RLIM_INFINITY };
1058
1059         setrlimit(RLIMIT_MEMLOCK, &rinf);
1060
1061         map_flags = 0;
1062         run_all_tests();
1063
1064         map_flags = BPF_F_NO_PREALLOC;
1065         run_all_tests();
1066
1067         printf("test_maps: OK\n");
1068         return 0;
1069 }