Quelle  usdt.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/* Copyright (c) 2022 Meta Platforms, Inc. and affiliates. */
#include <test_progs.h>

#define _SDT_HAS_SEMAPHORES 1
#include "../sdt.h"

#include "test_usdt.skel.h"
#include "test_urandom_usdt.skel.h"

int lets_test_this(int);

static volatile int idx = 2;
static volatile __u64 bla = 0xFEDCBA9876543210ULL;
static volatile short nums[] = {-1, -2, -3, -4};

static volatile struct {
 int x;
 signed char y;
} t1 = { 1, -127 };

#define SEC(name) __attribute__((section(name), used))

unsigned short test_usdt0_semaphore SEC(".probes");
unsigned short test_usdt3_semaphore SEC(".probes");
unsigned short test_usdt12_semaphore SEC(".probes");

static void __always_inline trigger_func(int x) {
 long y = 42;

 if (test_usdt0_semaphore)
  STAP_PROBE(test, usdt0);
 if (test_usdt3_semaphore)
  STAP_PROBE3(test, usdt3, x, y, &bla);
 if (test_usdt12_semaphore) {
  STAP_PROBE12(test, usdt12,
        x, x + 1, y, x + y, 5,
        y / 7, bla, &bla, -9, nums[x],
        nums[idx], t1.y);
 }
}

static void subtest_basic_usdt(void)
{
 LIBBPF_OPTS(bpf_usdt_opts, opts);
 struct test_usdt *skel;
 struct test_usdt__bss *bss;
 int err, i;

 skel = test_usdt__open_and_load();
 if (!ASSERT_OK_PTR(skel, "skel_open"))
  return;

 bss = skel->bss;
 bss->my_pid = getpid();

 err = test_usdt__attach(skel);
 if (!ASSERT_OK(err, "skel_attach"))
  goto cleanup;

 /* usdt0 won't be auto-attached */
 opts.usdt_cookie = 0xcafedeadbeeffeed;
 skel->links.usdt0 = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.usdt0,
           0 /*self*/, "/proc/self/exe",
           "test", "usdt0", &opts);
 if (!ASSERT_OK_PTR(skel->links.usdt0, "usdt0_link"))
  goto cleanup;

 trigger_func(1);

 ASSERT_EQ(bss->usdt0_called, 1, "usdt0_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_called, 1, "usdt3_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_called, 1, "usdt12_called");

 ASSERT_EQ(bss->usdt0_cookie, 0xcafedeadbeeffeed, "usdt0_cookie");
 ASSERT_EQ(bss->usdt0_arg_cnt, 0, "usdt0_arg_cnt");
 ASSERT_EQ(bss->usdt0_arg_ret, -ENOENT, "usdt0_arg_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt0_arg_size, -ENOENT, "usdt0_arg_size");

 /* auto-attached usdt3 gets default zero cookie value */
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_cookie, 0, "usdt3_cookie");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_cnt, 3, "usdt3_arg_cnt");

 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_rets[0], 0, "usdt3_arg1_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_rets[1], 0, "usdt3_arg2_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_rets[2], 0, "usdt3_arg3_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[0], 1, "usdt3_arg1");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[1], 42, "usdt3_arg2");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[2], (uintptr_t)&bla, "usdt3_arg3");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_sizes[0], 4, "usdt3_arg1_size");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_sizes[1], 8, "usdt3_arg2_size");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_sizes[2], 8, "usdt3_arg3_size");

 /* auto-attached usdt12 gets default zero cookie value */
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_cookie, 0, "usdt12_cookie");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_arg_cnt, 12, "usdt12_arg_cnt");

 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[0], 1, "usdt12_arg1");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[1], 1 + 1, "usdt12_arg2");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[2], 42, "usdt12_arg3");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[3], 42 + 1, "usdt12_arg4");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[4], 5, "usdt12_arg5");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[5], 42 / 7, "usdt12_arg6");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[6], bla, "usdt12_arg7");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[7], (uintptr_t)&bla, "usdt12_arg8");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[8], -9, "usdt12_arg9");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[9], nums[1], "usdt12_arg10");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[10], nums[idx], "usdt12_arg11");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[11], t1.y, "usdt12_arg12");

 int usdt12_expected_arg_sizes[12] = { 4, 4, 8, 8, 4, 8, 8, 8, 4, 2, 2, 1 };

 for (i = 0; i < 12; i++)
  ASSERT_EQ(bss->usdt12_arg_sizes[i], usdt12_expected_arg_sizes[i], "usdt12_arg_size");

 /* trigger_func() is marked __always_inline, so USDT invocations will be
  * inlined in two different places, meaning that each USDT will have
  * at least 2 different places to be attached to. This verifies that
  * bpf_program__attach_usdt() handles this properly and attaches to
  * all possible places of USDT invocation.
 */
 trigger_func(2);

 ASSERT_EQ(bss->usdt0_called, 2, "usdt0_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_called, 2, "usdt3_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_called, 2, "usdt12_called");

 /* only check values that depend on trigger_func()'s input value */
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[0], 2, "usdt3_arg1");

 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[0], 2, "usdt12_arg1");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[1], 2 + 1, "usdt12_arg2");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[3], 42 + 2, "usdt12_arg4");
 ASSERT_EQ(bss->usdt12_args[9], nums[2], "usdt12_arg10");

 /* detach and re-attach usdt3 */
 bpf_link__destroy(skel->links.usdt3);

 opts.usdt_cookie = 0xBADC00C51E;
 skel->links.usdt3 = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.usdt3, -1 /* any pid */,
           "/proc/self/exe", "test", "usdt3", &opts);
 if (!ASSERT_OK_PTR(skel->links.usdt3, "usdt3_reattach"))
  goto cleanup;

 trigger_func(3);

 ASSERT_EQ(bss->usdt3_called, 3, "usdt3_called");
 /* this time usdt3 has custom cookie */
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_cookie, 0xBADC00C51E, "usdt3_cookie");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_cnt, 3, "usdt3_arg_cnt");

 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_rets[0], 0, "usdt3_arg1_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_rets[1], 0, "usdt3_arg2_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_arg_rets[2], 0, "usdt3_arg3_ret");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[0], 3, "usdt3_arg1");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[1], 42, "usdt3_arg2");
 ASSERT_EQ(bss->usdt3_args[2], (uintptr_t)&bla, "usdt3_arg3");

cleanup:
 test_usdt__destroy(skel);
}

unsigned short test_usdt_100_semaphore SEC(".probes");
unsigned short test_usdt_300_semaphore SEC(".probes");
unsigned short test_usdt_400_semaphore SEC(".probes");

#define R10(F, X)  F(X+0); F(X+1);F(X+2); F(X+3); F(X+4); \
     F(X+5); F(X+6); F(X+7); F(X+8); F(X+9);
#define R100(F, X) R10(F,X+ 0);R10(F,X+10);R10(F,X+20);R10(F,X+30);R10(F,X+40); \
     R10(F,X+50);R10(F,X+60);R10(F,X+70);R10(F,X+80);R10(F,X+90);

/* carefully control that we get exactly 100 inlines by preventing inlining */
static void __always_inline f100(int x)
{
 STAP_PROBE1(test, usdt_100, x);
}

__weak void trigger_100_usdts(void)
{
 R100(f100, 0);
}

/* we shouldn't be able to attach to test:usdt2_300 USDT as we don't have as
 * many slots for specs. It's important that each STAP_PROBE2() invocation
 * (after untolling) gets different arg spec due to compiler inlining i as
 * a constant
 */
static void __always_inline f300(int x)
{
 STAP_PROBE1(test, usdt_300, x);
}

__weak void trigger_300_usdts(void)
{
 R100(f300, 0);
 R100(f300, 100);
 R100(f300, 200);
}

static void __always_inline f400(int x __attribute__((unused)))
{
 STAP_PROBE1(test, usdt_400, 400);
}

/* this time we have 400 different USDT call sites, but they have uniform
 * argument location, so libbpf's spec string deduplication logic should keep
 * spec count use very small and so we should be able to attach to all 400
 * call sites
 */
__weak void trigger_400_usdts(void)
{
 R100(f400, 0);
 R100(f400, 100);
 R100(f400, 200);
 R100(f400, 300);
}

static void subtest_multispec_usdt(void)
{
 LIBBPF_OPTS(bpf_usdt_opts, opts);
 struct test_usdt *skel;
 struct test_usdt__bss *bss;
 int err, i;

 skel = test_usdt__open_and_load();
 if (!ASSERT_OK_PTR(skel, "skel_open"))
  return;

 bss = skel->bss;
 bss->my_pid = getpid();

 err = test_usdt__attach(skel);
 if (!ASSERT_OK(err, "skel_attach"))
  goto cleanup;

 /* usdt_100 is auto-attached and there are 100 inlined call sites,
  * let's validate that all of them are properly attached to and
  * handled from BPF side
 */
 trigger_100_usdts();

 ASSERT_EQ(bss->usdt_100_called, 100, "usdt_100_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt_100_sum, 99 * 100 / 2, "usdt_100_sum");

 /* Stress test free spec ID tracking. By default libbpf allows up to
  * 256 specs to be used, so if we don't return free spec IDs back
  * after few detachments and re-attachments we should run out of
  * available spec IDs.
 */
 for (i = 0; i < 2; i++) {
  bpf_link__destroy(skel->links.usdt_100);

  skel->links.usdt_100 = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.usdt_100, -1,
               "/proc/self/exe",
        "test", "usdt_100", NULL);
  if (!ASSERT_OK_PTR(skel->links.usdt_100, "usdt_100_reattach"))
   goto cleanup;

  bss->usdt_100_sum = 0;
  trigger_100_usdts();

  ASSERT_EQ(bss->usdt_100_called, (i + 1) * 100 + 100, "usdt_100_called");
  ASSERT_EQ(bss->usdt_100_sum, 99 * 100 / 2, "usdt_100_sum");
 }

 /* Now let's step it up and try to attach USDT that requires more than
  * 256 attach points with different specs for each.
  * Note that we need trigger_300_usdts() only to actually have 300
  * USDT call sites, we are not going to actually trace them.
 */
 trigger_300_usdts();

 bpf_link__destroy(skel->links.usdt_100);

 bss->usdt_100_called = 0;
 bss->usdt_100_sum = 0;

 /* If built with arm64/clang, there will be much less number of specs
  * for usdt_300 call sites.
 */
#if !defined(__aarch64__) || !defined(__clang__)
 /* we'll reuse usdt_100 BPF program for usdt_300 test */
 skel->links.usdt_100 = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.usdt_100, -1, "/proc/self/exe",
       "test", "usdt_300", NULL);
 err = -errno;
 if (!ASSERT_ERR_PTR(skel->links.usdt_100, "usdt_300_bad_attach"))
  goto cleanup;
 ASSERT_EQ(err, -E2BIG, "usdt_300_attach_err");

 /* let's check that there are no "dangling" BPF programs attached due
  * to partial success of the above test:usdt_300 attachment
 */
 f300(777); /* this is 301st instance of usdt_300 */

 ASSERT_EQ(bss->usdt_100_called, 0, "usdt_301_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt_100_sum, 0, "usdt_301_sum");
#endif

 /* This time we have USDT with 400 inlined invocations, but arg specs
  * should be the same across all sites, so libbpf will only need to
  * use one spec and thus we'll be able to attach 400 uprobes
  * successfully.
  *
  * Again, we are reusing usdt_100 BPF program.
 */
 skel->links.usdt_100 = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.usdt_100, -1,
       "/proc/self/exe",
       "test", "usdt_400", NULL);
 if (!ASSERT_OK_PTR(skel->links.usdt_100, "usdt_400_attach"))
  goto cleanup;

 trigger_400_usdts();

 ASSERT_EQ(bss->usdt_100_called, 400, "usdt_400_called");
 ASSERT_EQ(bss->usdt_100_sum, 400 * 400, "usdt_400_sum");

cleanup:
 test_usdt__destroy(skel);
}

static FILE *urand_spawn(int *pid)
{
 FILE *f;

 /* urandom_read's stdout is wired into f */
 f = popen("./urandom_read 1 report-pid", "r");
 if (!f)
  return NULL;

 if (fscanf(f, "%d", pid) != 1) {
  pclose(f);
  errno = EINVAL;
  return NULL;
 }

 return f;
}

static int urand_trigger(FILE **urand_pipe)
{
 int exit_code;

 /* pclose() waits for child process to exit and returns their exit code */
 exit_code = pclose(*urand_pipe);
 *urand_pipe = NULL;

 return exit_code;
}

static void subtest_urandom_usdt(bool auto_attach)
{
 struct test_urandom_usdt *skel;
 struct test_urandom_usdt__bss *bss;
 struct bpf_link *l;
 FILE *urand_pipe = NULL;
 int err, urand_pid = 0;

 skel = test_urandom_usdt__open_and_load();
 if (!ASSERT_OK_PTR(skel, "skel_open"))
  return;

 urand_pipe = urand_spawn(&urand_pid);
 if (!ASSERT_OK_PTR(urand_pipe, "urand_spawn"))
  goto cleanup;

 bss = skel->bss;
 bss->urand_pid = urand_pid;

 if (auto_attach) {
  err = test_urandom_usdt__attach(skel);
  if (!ASSERT_OK(err, "skel_auto_attach"))
   goto cleanup;
 } else {
  l = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.urand_read_without_sema,
          urand_pid, "./urandom_read",
          "urand", "read_without_sema", NULL);
  if (!ASSERT_OK_PTR(l, "urand_without_sema_attach"))
   goto cleanup;
  skel->links.urand_read_without_sema = l;

  l = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.urand_read_with_sema,
          urand_pid, "./urandom_read",
          "urand", "read_with_sema", NULL);
  if (!ASSERT_OK_PTR(l, "urand_with_sema_attach"))
   goto cleanup;
  skel->links.urand_read_with_sema = l;

  l = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.urandlib_read_without_sema,
          urand_pid, "./liburandom_read.so",
          "urandlib", "read_without_sema", NULL);
  if (!ASSERT_OK_PTR(l, "urandlib_without_sema_attach"))
   goto cleanup;
  skel->links.urandlib_read_without_sema = l;

  l = bpf_program__attach_usdt(skel->progs.urandlib_read_with_sema,
          urand_pid, "./liburandom_read.so",
          "urandlib", "read_with_sema", NULL);
  if (!ASSERT_OK_PTR(l, "urandlib_with_sema_attach"))
   goto cleanup;
  skel->links.urandlib_read_with_sema = l;

 }

 /* trigger urandom_read USDTs */
 ASSERT_OK(urand_trigger(&urand_pipe), "urand_exit_code");

 ASSERT_EQ(bss->urand_read_without_sema_call_cnt, 1, "urand_wo_sema_cnt");
 ASSERT_EQ(bss->urand_read_without_sema_buf_sz_sum, 256, "urand_wo_sema_sum");

 ASSERT_EQ(bss->urand_read_with_sema_call_cnt, 1, "urand_w_sema_cnt");
 ASSERT_EQ(bss->urand_read_with_sema_buf_sz_sum, 256, "urand_w_sema_sum");

 ASSERT_EQ(bss->urandlib_read_without_sema_call_cnt, 1, "urandlib_wo_sema_cnt");
 ASSERT_EQ(bss->urandlib_read_without_sema_buf_sz_sum, 256, "urandlib_wo_sema_sum");

 ASSERT_EQ(bss->urandlib_read_with_sema_call_cnt, 1, "urandlib_w_sema_cnt");
 ASSERT_EQ(bss->urandlib_read_with_sema_buf_sz_sum, 256, "urandlib_w_sema_sum");

cleanup:
 if (urand_pipe)
  pclose(urand_pipe);
 test_urandom_usdt__destroy(skel);
}

void test_usdt(void)
{
 if (test__start_subtest("basic"))
  subtest_basic_usdt();
 if (test__start_subtest("multispec"))
  subtest_multispec_usdt();
 if (test__start_subtest("urand_auto_attach"))
  subtest_urandom_usdt(true /* auto_attach */);
 if (test__start_subtest("urand_pid_attach"))
  subtest_urandom_usdt(false /* auto_attach */);
}