selftests: udp gso
authorWillem de Bruijn <willemb@google.com>
Thu, 26 Apr 2018 17:42:22 +0000 (13:42 -0400)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Thu, 26 Apr 2018 19:09:40 +0000 (15:09 -0400)
Validate udp gso, including edge cases (such as min/max gso sizes).

Signed-off-by: Willem de Bruijn <willemb@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
tools/testing/selftests/net/.gitignore
tools/testing/selftests/net/Makefile
tools/testing/selftests/net/udpgso.c [new file with mode: 0644]
tools/testing/selftests/net/udpgso.sh [new file with mode: 0755]

index 5559f6add04680522bede6f9073cc961bec5b1d6..67a26240407c58a79375b0973169f66d4f8f51d3 100644 (file)
@@ -8,3 +8,4 @@ reuseport_bpf_numa
 reuseport_dualstack
 reuseaddr_conflict
 tcp_mmap
+udpgso
index c3761c35f542ea78f8113ebd5c41740c86904e6a..db33033483157fa4cb40077a4d6b0cd1749a03b2 100644 (file)
@@ -5,12 +5,13 @@ CFLAGS =  -Wall -Wl,--no-as-needed -O2 -g
 CFLAGS += -I../../../../usr/include/
 
 TEST_PROGS := run_netsocktests run_afpackettests test_bpf.sh netdevice.sh rtnetlink.sh
-TEST_PROGS += fib_tests.sh fib-onlink-tests.sh in_netns.sh pmtu.sh
+TEST_PROGS += fib_tests.sh fib-onlink-tests.sh in_netns.sh pmtu.sh udpgso.sh
 TEST_GEN_FILES =  socket
 TEST_GEN_FILES += psock_fanout psock_tpacket msg_zerocopy
 TEST_GEN_FILES += tcp_mmap
 TEST_GEN_PROGS = reuseport_bpf reuseport_bpf_cpu reuseport_bpf_numa
 TEST_GEN_PROGS += reuseport_dualstack reuseaddr_conflict
+TEST_GEN_PROGS += udpgso
 
 include ../lib.mk
 
diff --git a/tools/testing/selftests/net/udpgso.c b/tools/testing/selftests/net/udpgso.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..58cabfc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,485 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+
+#define _GNU_SOURCE
+
+#include <stddef.h>
+#include <arpa/inet.h>
+#include <error.h>
+#include <errno.h>
+#include <net/if.h>
+#include <linux/in.h>
+#include <linux/netlink.h>
+#include <linux/rtnetlink.h>
+#include <netinet/if_ether.h>
+#include <netinet/ip.h>
+#include <netinet/ip6.h>
+#include <netinet/udp.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <sys/ioctl.h>
+#include <sys/socket.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <sys/time.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <unistd.h>
+
+#ifndef ETH_MAX_MTU
+#define ETH_MAX_MTU    0xFFFFU
+#endif
+
+#ifndef UDP_SEGMENT
+#define UDP_SEGMENT            103
+#endif
+
+#define CONST_MTU_TEST 1500
+
+#define CONST_HDRLEN_V4                (sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct udphdr))
+#define CONST_HDRLEN_V6                (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct udphdr))
+
+#define CONST_MSS_V4           (CONST_MTU_TEST - CONST_HDRLEN_V4)
+#define CONST_MSS_V6           (CONST_MTU_TEST - CONST_HDRLEN_V6)
+
+#define CONST_MAX_SEGS_V4      (ETH_MAX_MTU / CONST_MSS_V4)
+#define CONST_MAX_SEGS_V6      (ETH_MAX_MTU / CONST_MSS_V6)
+
+static bool            cfg_do_ipv4;
+static bool            cfg_do_ipv6;
+static bool            cfg_do_connectionless;
+static bool            cfg_do_setsockopt;
+static int             cfg_specific_test_id = -1;
+
+static const char      cfg_ifname[] = "lo";
+static unsigned short  cfg_port = 9000;
+
+static char buf[ETH_MAX_MTU];
+
+struct testcase {
+       int tlen;               /* send() buffer size, may exceed mss */
+       bool tfail;             /* send() call is expected to fail */
+       int gso_len;            /* mss after applying gso */
+       int r_num_mss;          /* recv(): number of calls of full mss */
+       int r_len_last;         /* recv(): size of last non-mss dgram, if any */
+};
+
+const struct in6_addr addr6 = IN6ADDR_LOOPBACK_INIT;
+const struct in_addr addr4 = { .s_addr = __constant_htonl(INADDR_LOOPBACK + 2) };
+
+struct testcase testcases_v4[] = {
+       {
+               /* no GSO: send a single byte */
+               .tlen = 1,
+               .r_len_last = 1,
+       },
+       {
+               /* no GSO: send a single MSS */
+               .tlen = CONST_MSS_V4,
+               .r_num_mss = 1,
+       },
+       {
+               /* no GSO: send a single MSS + 1B: fail */
+               .tlen = CONST_MSS_V4 + 1,
+               .tfail = true,
+       },
+       {
+               /* send a single MSS: will fail with GSO, because the segment
+                * logic in udp4_ufo_fragment demands a gso skb to be > MTU
+                */
+               .tlen = CONST_MSS_V4,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .tfail = true,
+               .r_num_mss = 1,
+       },
+       {
+               /* send a single MSS + 1B */
+               .tlen = CONST_MSS_V4 + 1,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .r_num_mss = 1,
+               .r_len_last = 1,
+       },
+       {
+               /* send exactly 2 MSS */
+               .tlen = CONST_MSS_V4 * 2,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .r_num_mss = 2,
+       },
+       {
+               /* send 2 MSS + 1B */
+               .tlen = (CONST_MSS_V4 * 2) + 1,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .r_num_mss = 2,
+               .r_len_last = 1,
+       },
+       {
+               /* send MAX segs */
+               .tlen = (ETH_MAX_MTU / CONST_MSS_V4) * CONST_MSS_V4,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .r_num_mss = (ETH_MAX_MTU / CONST_MSS_V4),
+       },
+
+       {
+               /* send MAX bytes */
+               .tlen = ETH_MAX_MTU - CONST_HDRLEN_V4,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .r_num_mss = CONST_MAX_SEGS_V4,
+               .r_len_last = ETH_MAX_MTU - CONST_HDRLEN_V4 -
+                             (CONST_MAX_SEGS_V4 * CONST_MSS_V4),
+       },
+       {
+               /* send MAX + 1: fail */
+               .tlen = ETH_MAX_MTU - CONST_HDRLEN_V4 + 1,
+               .gso_len = CONST_MSS_V4,
+               .tfail = true,
+       },
+       {
+               /* EOL */
+       }
+};
+
+#ifndef IP6_MAX_MTU
+#define IP6_MAX_MTU    (ETH_MAX_MTU + sizeof(struct ip6_hdr))
+#endif
+
+struct testcase testcases_v6[] = {
+       {
+               /* no GSO: send a single byte */
+               .tlen = 1,
+               .r_len_last = 1,
+       },
+       {
+               /* no GSO: send a single MSS */
+               .tlen = CONST_MSS_V6,
+               .r_num_mss = 1,
+       },
+       {
+               /* no GSO: send a single MSS + 1B: fail */
+               .tlen = CONST_MSS_V6 + 1,
+               .tfail = true,
+       },
+       {
+               /* send a single MSS: will fail with GSO, because the segment
+                * logic in udp4_ufo_fragment demands a gso skb to be > MTU
+                */
+               .tlen = CONST_MSS_V6,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .tfail = true,
+               .r_num_mss = 1,
+       },
+       {
+               /* send a single MSS + 1B */
+               .tlen = CONST_MSS_V6 + 1,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .r_num_mss = 1,
+               .r_len_last = 1,
+       },
+       {
+               /* send exactly 2 MSS */
+               .tlen = CONST_MSS_V6 * 2,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .r_num_mss = 2,
+       },
+       {
+               /* send 2 MSS + 1B */
+               .tlen = (CONST_MSS_V6 * 2) + 1,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .r_num_mss = 2,
+               .r_len_last = 1,
+       },
+       {
+               /* send MAX segs */
+               .tlen = (IP6_MAX_MTU / CONST_MSS_V6) * CONST_MSS_V6,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .r_num_mss = (IP6_MAX_MTU / CONST_MSS_V6),
+       },
+
+       {
+               /* send MAX bytes */
+               .tlen = IP6_MAX_MTU - CONST_HDRLEN_V6,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .r_num_mss = CONST_MAX_SEGS_V6,
+               .r_len_last = IP6_MAX_MTU - CONST_HDRLEN_V6 -
+                             (CONST_MAX_SEGS_V6 * CONST_MSS_V6),
+       },
+       {
+               /* send MAX + 1: fail */
+               .tlen = IP6_MAX_MTU - CONST_HDRLEN_V6 + 1,
+               .gso_len = CONST_MSS_V6,
+               .tfail = true,
+       },
+       {
+               /* EOL */
+       }
+};
+
+static unsigned int get_device_mtu(int fd, const char *ifname)
+{
+       struct ifreq ifr;
+
+       memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
+
+       strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
+
+       if (ioctl(fd, SIOCGIFMTU, &ifr))
+               error(1, errno, "ioctl get mtu");
+
+       return ifr.ifr_mtu;
+}
+
+static void __set_device_mtu(int fd, const char *ifname, unsigned int mtu)
+{
+       struct ifreq ifr;
+
+       memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
+
+       ifr.ifr_mtu = mtu;
+       strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
+
+       if (ioctl(fd, SIOCSIFMTU, &ifr))
+               error(1, errno, "ioctl set mtu");
+}
+
+static void set_device_mtu(int fd, int mtu)
+{
+       int val;
+
+       val = get_device_mtu(fd, cfg_ifname);
+       fprintf(stderr, "device mtu (orig): %u\n", val);
+
+       __set_device_mtu(fd, cfg_ifname, mtu);
+       val = get_device_mtu(fd, cfg_ifname);
+       if (val != mtu)
+               error(1, 0, "unable to set device mtu to %u\n", val);
+
+       fprintf(stderr, "device mtu (test): %u\n", val);
+}
+
+static void set_pmtu_discover(int fd, bool is_ipv4)
+{
+       int level, name, val;
+
+       if (is_ipv4) {
+               level   = SOL_IP;
+               name    = IP_MTU_DISCOVER;
+               val     = IP_PMTUDISC_DO;
+       } else {
+               level   = SOL_IPV6;
+               name    = IPV6_MTU_DISCOVER;
+               val     = IPV6_PMTUDISC_DO;
+       }
+
+       if (setsockopt(fd, level, name, &val, sizeof(val)))
+               error(1, errno, "setsockopt path mtu");
+}
+
+static bool send_one(int fd, int len, int gso_len,
+                    struct sockaddr *addr, socklen_t alen)
+{
+       char control[CMSG_SPACE(sizeof(uint16_t))] = {0};
+       struct msghdr msg = {0};
+       struct iovec iov = {0};
+       struct cmsghdr *cm;
+       int ret;
+
+       iov.iov_base = buf;
+       iov.iov_len = len;
+
+       msg.msg_iov = &iov;
+       msg.msg_iovlen = 1;
+
+       msg.msg_name = addr;
+       msg.msg_namelen = alen;
+
+       if (gso_len && !cfg_do_setsockopt) {
+               msg.msg_control = control;
+               msg.msg_controllen = sizeof(control);
+
+               cm = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
+               cm->cmsg_level = SOL_UDP;
+               cm->cmsg_type = UDP_SEGMENT;
+               cm->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(uint16_t));
+               *((uint16_t *) CMSG_DATA(cm)) = gso_len;
+       }
+
+       ret = sendmsg(fd, &msg, 0);
+       if (ret == -1 && (errno == EMSGSIZE || errno == ENOMEM))
+               return false;
+       if (ret == -1)
+               error(1, errno, "sendmsg");
+       if (ret != len)
+               error(1, 0, "sendto: %d != %u", ret, len);
+
+       return true;
+}
+
+static int recv_one(int fd, int flags)
+{
+       int ret;
+
+       ret = recv(fd, buf, sizeof(buf), flags);
+       if (ret == -1 && errno == EAGAIN && (flags & MSG_DONTWAIT))
+               return 0;
+       if (ret == -1)
+               error(1, errno, "recv");
+
+       return ret;
+}
+
+static void run_one(struct testcase *test, int fdt, int fdr,
+                   struct sockaddr *addr, socklen_t alen)
+{
+       int i, ret, val, mss;
+       bool sent;
+
+       fprintf(stderr, "ipv%d tx:%d gso:%d %s\n",
+                       addr->sa_family == AF_INET ? 4 : 6,
+                       test->tlen, test->gso_len,
+                       test->tfail ? "(fail)" : "");
+
+       val = test->gso_len;
+       if (cfg_do_setsockopt) {
+               if (setsockopt(fdt, SOL_UDP, UDP_SEGMENT, &val, sizeof(val)))
+                       error(1, errno, "setsockopt udp segment");
+       }
+
+       sent = send_one(fdt, test->tlen, test->gso_len, addr, alen);
+       if (sent && test->tfail)
+               error(1, 0, "send succeeded while expecting failure");
+       if (!sent && !test->tfail)
+               error(1, 0, "send failed while expecting success");
+       if (!sent)
+               return;
+
+       mss = addr->sa_family == AF_INET ? CONST_MSS_V4 : CONST_MSS_V6;
+
+       /* Recv all full MSS datagrams */
+       for (i = 0; i < test->r_num_mss; i++) {
+               ret = recv_one(fdr, 0);
+               if (ret != mss)
+                       error(1, 0, "recv.%d: %d != %d", i, ret, mss);
+       }
+
+       /* Recv the non-full last datagram, if tlen was not a multiple of mss */
+       if (test->r_len_last) {
+               ret = recv_one(fdr, 0);
+               if (ret != test->r_len_last)
+                       error(1, 0, "recv.%d: %d != %d (last)",
+                             i, ret, test->r_len_last);
+       }
+
+       /* Verify received all data */
+       ret = recv_one(fdr, MSG_DONTWAIT);
+       if (ret)
+               error(1, 0, "recv: unexpected datagram");
+}
+
+static void run_all(int fdt, int fdr, struct sockaddr *addr, socklen_t alen)
+{
+       struct testcase *tests, *test;
+
+       tests = addr->sa_family == AF_INET ? testcases_v4 : testcases_v6;
+
+       for (test = tests; test->tlen; test++) {
+               /* if a specific test is given, then skip all others */
+               if (cfg_specific_test_id == -1 ||
+                   cfg_specific_test_id == test - tests)
+                       run_one(test, fdt, fdr, addr, alen);
+       }
+}
+
+static void run_test(struct sockaddr *addr, socklen_t alen)
+{
+       struct timeval tv = { .tv_usec = 100 * 1000 };
+       int fdr, fdt;
+
+       fdr = socket(addr->sa_family, SOCK_DGRAM, 0);
+       if (fdr == -1)
+               error(1, errno, "socket r");
+
+       if (bind(fdr, addr, alen))
+               error(1, errno, "bind");
+
+       /* Have tests fail quickly instead of hang */
+       if (setsockopt(fdr, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv)))
+               error(1, errno, "setsockopt rcv timeout");
+
+       fdt = socket(addr->sa_family, SOCK_DGRAM, 0);
+       if (fdt == -1)
+               error(1, errno, "socket t");
+
+       /* Do not fragment these datagrams: only succeed if GSO works */
+       set_pmtu_discover(fdt, addr->sa_family == AF_INET);
+
+       if (cfg_do_connectionless) {
+               set_device_mtu(fdt, CONST_MTU_TEST);
+               run_all(fdt, fdr, addr, alen);
+       }
+
+       if (close(fdt))
+               error(1, errno, "close t");
+       if (close(fdr))
+               error(1, errno, "close r");
+}
+
+static void run_test_v4(void)
+{
+       struct sockaddr_in addr = {0};
+
+       addr.sin_family = AF_INET;
+       addr.sin_port = htons(cfg_port);
+       addr.sin_addr = addr4;
+
+       run_test((void *)&addr, sizeof(addr));
+}
+
+static void run_test_v6(void)
+{
+       struct sockaddr_in6 addr = {0};
+
+       addr.sin6_family = AF_INET6;
+       addr.sin6_port = htons(cfg_port);
+       addr.sin6_addr = addr6;
+
+       run_test((void *)&addr, sizeof(addr));
+}
+
+static void parse_opts(int argc, char **argv)
+{
+       int c;
+
+       while ((c = getopt(argc, argv, "46Cst:")) != -1) {
+               switch (c) {
+               case '4':
+                       cfg_do_ipv4 = true;
+                       break;
+               case '6':
+                       cfg_do_ipv6 = true;
+                       break;
+               case 'C':
+                       cfg_do_connectionless = true;
+                       break;
+               case 's':
+                       cfg_do_setsockopt = true;
+                       break;
+               case 't':
+                       cfg_specific_test_id = strtoul(optarg, NULL, 0);
+                       break;
+               default:
+                       error(1, 0, "%s: parse error", argv[0]);
+               }
+       }
+}
+
+int main(int argc, char **argv)
+{
+       parse_opts(argc, argv);
+
+       if (cfg_do_ipv4)
+               run_test_v4();
+       if (cfg_do_ipv6)
+               run_test_v6();
+
+       fprintf(stderr, "OK\n");
+       return 0;
+}
diff --git a/tools/testing/selftests/net/udpgso.sh b/tools/testing/selftests/net/udpgso.sh
new file mode 100755 (executable)
index 0000000..7977b97
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,16 @@
+#!/bin/sh
+# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+#
+# Run a series of udpgso regression tests
+
+echo "ipv4 cmsg"
+./in_netns.sh ./udpgso -4 -C
+
+echo "ipv4 setsockopt"
+./in_netns.sh ./udpgso -4 -C -s
+
+echo "ipv6 cmsg"
+./in_netns.sh ./udpgso -6 -C
+
+echo "ipv6 setsockopt"
+./in_netns.sh ./udpgso -6 -C -s