Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
정성태 (seongtaejeong at gmail.com)
홈페이지
첨부 파일
 
(연관된 글이 1개 있습니다.)

eBPF - BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK 유형에서 정상 동작하지 않는 BPF_CORE_READ

아래의 문서에 실린,

Program type BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK
; https://docs.ebpf.io/linux/program-type/BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK/#context

예제를 잠시 실습해 봤는데요, 해당 예제를 참고해 bpf_sock 구조체의,

// https://codebrowser.dev/linux/include/linux/bpf.h.html#bpf_sock
// cat /usr/include/linux/bpf.h | grep -A 17 "struct bpf_sock {"
// cat vmlinux.h | grep -A 15 "struct bpf_sock {"

struct bpf_sock {
    __u32 bound_dev_if;
    __u32 family;
    __u32 type;
    __u32 protocol;
    __u32 mark;
    __u32 priority;
    /* IP address also allows 1 and 2 bytes access */
    __u32 src_ip4;
    __u32 src_ip6[4];
    __u32 src_port;     /* host byte order */
    __be16 dst_port;    /* network byte order */
    __u16 :16;      /* zero padding */
    __u32 dst_ip4;
    __u32 dst_ip6[4];
    __u32 state;
    __s32 rx_queue_mapping;
};

필드를 BPF_CORE_READ 매크로 또는 bpf_core_read 함수를 사용해 접근해 봤습니다. 그런데, 여기서 재미있는 현상이 발생하는데요, 예를 들어, family 필드를 직접 접근하면 정상적으로 값이 나오는데,

SEC("cgroup/sock_create")
int sock(struct bpf_sock *ctx)
{
    __u32 family = ctx->family; // AF_INET == 2, AF_INET6 == 10

   return 1;
}

반면, BPF_CORE_READ 또는 bpf_core_read로 바꿨더니 0이 반환됩니다.

// BPF_CORE_READ 매크로를 사용한 경우
__u64 family = BPF_CORE_READ(ctx, family); // family == 0

// 또는, bpf_core_read를 직접 사용
__u64 family;
bpf_core_read(&family3, sizeof(family3), &ctx->family); // family == 0

검색해 보면 이와 유사한 문제를 겪는 글이 나오는데요,

eBPF `bpf_core_read` returns incorrect value
; https://unix.stackexchange.com/questions/787851/ebpf-bpf-core-read-returns-incorrect-value

혹시나 싶어 저도 코드를 간단하게 바꾼 후 ELF 바이너리를 덤프했더니 이런 결과가 나왔습니다.

/*
SEC("cgroup/sock_create")
int sock(struct bpf_sock *ctx)
{
    __u32 family = ctx->family;
    return family; // 원래는 1 또는 0을 반환하지만, 최적화 과정에서 사용하지 않는 family 관련 코드를 제거하지 못하도록 일부러 사용
}
*/

$ llvm-objdump -d test_x86_bpfel.o
0000000000000000 <socket_create>:
       0:       61 10 04 00 00 00 00 00 r0 = *(u32 *)(r1 + 0x4) // 0x4 == family 필드의 offset
       1:       95 00 00 00 00 00 00 00 exit

/*
// https://github.com/iovisor/bpf-docs/blob/master/eBPF.md

0x61 == ldxw dst, [src+off] == dst = *(uint32_t *) (src + off)
0x95 == exit                == return r0
*/

일단, 직접 접근한 경우에 r1은 socket_create 함수의 첫 번째 인자인 ctx를 가리키고 그것의 0x4 위치에 있는 값을 가져오고 있는데요, struct bpf_sock 구조체의 family 필드가 0x4 offset에 있기 때문에 올바른 접근입니다.

이제 이것을 bpf_core_read로 바꾸면,

/*
__u32 family;
bpf_core_read(&family, sizeof(family), &ctx->family);
return family;
*/

$ llvm-objdump -d test_x86_bpfel.o
0000000000000000 <socket_create>:
       0:       bf 13 00 00 00 00 00 00 r3 = r1
       1:       b7 01 00 00 04 00 00 00 r1 = 0x4
       2:       0f 13 00 00 00 00 00 00 r3 += r1 // r3 == family 필드의 pointer
       3:       bf a1 00 00 00 00 00 00 r1 = r10
       4:       07 01 00 00 fc ff ff ff r1 += -0x4 // family 지역 변수의 pointer
       5:       b7 02 00 00 04 00 00 00 r2 = 0x4   // sizeof(...) == 4
       6:       85 00 00 00 71 00 00 00 call 0x71  (r1 == family 변수 위치, r2 == size, r3 == pointer
       7:       61 a0 fc ff 00 00 00 00 r0 = *(u32 *)(r10 - 0x4)
       8:       95 00 00 00 00 00 00 00 exit

/*
Register r10 is the only register which is read-only and contains the frame pointer address in order to access the BPF stack space.

0xbf == mov dst, src        == dst = src
0xb7 == mov dst, imm        == dst = imm
0x0f == add dst, src        == dst += src
0xbf ...
0x07 == add dst, imm        == dst += imm
0xb7 ...
0x85 == call imm            == Function call (0x71 == bpf_probe_read_kernel)
0x61 == ldxw dst, [src+off] == dst = *(uint32_t *) (src + off)
0x95 ...
*/

그러니까, r1, r2, r3 레지스터가 bpf_probe_read_kernel 함수 호출의 인자로 사용되는데, 모두 올바르게 값이 설정된 것을 볼 수 있습니다. 즉, ebpf 바이너리 역시 정상적으로 생성된 것입니다.




그럼 bpf_probe_read_kernel 호출도 풀어볼까요?

const void* ptr1 = &ctx->family;
family = *(__u32*)ptr1;
bpf_printk("%d, %p\n", family, ptr1); // 출력 결과: 2, 0000000077255097

const void* ptr2 = __builtin_preserve_access_index(&ctx->family);
__u32 family2 = 0;
long result = bpf_probe_read_kernel(&family2, sizeof(family2), ptr2);
bpf_printk("%d, %d, %p\n", result, family2, ptr2); // 출력 결과: 0, 0, 0000000077255097

보는 바와 같이 ctx->family의 주소와 __builtin_preserve_access_index로 구한 주소가 같습니다. 동일한 주소에 대해 직접 접근하면 정상적인 값을 가져오고, bpf_probe_read_kernel로 접근하면 함수가 성공(반환값 == 0)은 하지만 읽어온 값은 0이 됩니다.

음... 더 이상 파고들 것이 없군요, ^^ 혹시 BPF_CORE_READ가 왜 저렇게 이상한 값을 반환하는지 아시는 분 계시나요? ^^




그건 그렇고 ctx로 넘어온 포인터의 주소가 유효한 가상 메모리 주소일까요?

64비트 리눅스의 경우 유저/커널의 가상 주소 범위가 128TB를 경계로 나뉜다고 알고 있는데, 그렇다면 0x0000000077255097 주소는 유저 영역에 속하는 주소입니다. 그렇다고 해서 bpf_probe_read_user 함수를 사용하면 아예 함수 실행 결과가 (0이 아닌) -14(EFAULT)를 반환하는데, 잘못된 주소를 접근하려고 했다는 뜻입니다.

$ cat /usr/include/asm-generic/errno-base.h | grep EFAULT
#define EFAULT          14      /* Bad address */

그런 면에서 커널 주소는 맞는 듯한데... 해석이 안 되는군요. ^^




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 7/30/2025]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 




... 136  137  138  139  140  141  142  143  [144]  145  146  147  148  149  150  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1515정성태10/24/201337433VS.NET IDE: 77. Visual Studio 확장(VSIX) 만드는 방법 [5]
1514정성태10/24/201371546개발 환경 구성: 202. Internet Explorer 11을 7, 8, 9, 10 버전으로 인식시키는 방법 [9]파일 다운로드1
1513정성태10/23/201327042개발 환경 구성: 201. Azure Blob Storage의 DNS 경로를 사용자 DNS로 바꾸는 방법 [1]
1512정성태10/18/201330313개발 환경 구성: 200. IIS AppPool의 실행 계정을 변경하는 방법
1511정성태10/12/201328259.NET Framework: 389. The 3n + 1 problem의 C#/Java 버전 풀이 [2]
1510정성태10/8/201329277오류 유형: 190. 윈도우 서버 2012 R2 설치 후 인텔 NIC으로 인한 WMI 오류 발생
1509정성태10/8/201334932오류 유형: 189. Windows Server 8.1/2012 R2 - IME 비정상 종료 현상 [1]
1508정성태10/4/201329494.NET Framework: 388. 일반 닷넷 프로젝트에서 WinRT API를 호출하는 방법 [2]파일 다운로드1
1507정성태9/30/201327454오류 유형: 188. The key 'LocalizedPerfCounter' does not exist in the appSettings configuration section.
1506정성태9/30/201329659오류 유형: 187. Parameter "basePath" cannot be a relative path
1505정성태9/26/201378272기타: 35. Microsoft Office 2007 인증 생략하는 방법 [10]
1504정성태9/24/201332127.NET Framework: 387. UDP 브로드캐스팅을 이용해 서비스 측의 IP 주소를 구하는 방법 [1]파일 다운로드1
1503정성태9/21/201337859개발 환경 구성: 199. Visual Studio - github 연동 [7]
1502정성태9/21/201341636개발 환경 구성: 198. Visual Studio - git을 이용한 로컬 소스 컨트롤
1501정성태9/21/201349550개발 환경 구성: 197. Visual Studio를 위한 Git 환경 설정 [5]
1500정성태9/20/201347753.NET Framework: 386. C# 버전의 한글 형태소 분석기 [1]파일 다운로드1
1499정성태9/20/201324036개발 환경 구성: 196. Windows Azure - Cloud Service의 인스턴스 타입 변경하는 방법
1498정성태9/20/201330615Windows: 76. 윈도우 8.1 / 서버 2012 R2 마이그레이션 [5]
1497정성태9/20/201363192웹: 28. IE 11로 바꾼 후 발생하는 문제 정리
1496정성태9/20/201335077Windows: 75. 윈도우 8.1, 2012 R2 설치 후 원격 접속이 안 되는 문제
1495정성태9/20/201326081웹: 27. IE 11 - YBM Sisa.com에서 검색된 영단어의 발음 기호가 안 나오는 문제
1494정성태9/13/201336228.NET Framework: 385. Html Agility Pack 소개 - 웹 문서에서 텍스트만 분리하는 방법 [2]파일 다운로드1
1493정성태9/13/201337333.NET Framework: 384. WebClient.DownloadString 문자열 인코딩 문제
1492정성태9/13/201325108오류 유형: 186. The .NET assembly 'Microsoft.Vsa' could not be found.
1491정성태9/9/201327990.NET Framework: 383. RSAParameters의 ToXmlString과 ExportParameters의 결과 비교
1490정성태9/7/201363734기타: 34. 도서: 시작하세요! C# 프로그래밍: 기본 문법부터 실전 예제까지 [7]
... 136  137  138  139  140  141  142  143  [144]  145  146  147  148  149  150  ...