XDP程序ipheader、data、nh_off混淆

Question

我现在正在研究 XDP 代码，我对程序如何处理数据包标头的某些部分有些困惑。 所以！当我查看获取数据包 IP 地址的代码时，它是这样的：

static inline int parse_ipv4(void *data, u64 nh_off, void *data_end) {
struct iphdr *iph = data + nh_off;

if ((void*)&iph[1] > data_end)
    return 0;
    return iph->protocol;
}

现在有些事情让我感到困惑：

struct iphdr *iph = data + nh_off;

1. 我认为nh_off 是下一个标头的偏移值，所以如果您添加data + nh_off，那不应该带您进入下一个数据包吗？ 因为据我了解，如果给数据加上下一个头偏移量，应该会有下一个数据包等待处理！

2. 做什么

   (void*)&iph[1]

   到底是做什么的？几天前，我试图猜测这行代码的作用，但我仍然没有任何线索。

如果我的问题太集中或含糊不清，我很抱歉。这件事困扰了我一段时间，如果有人能与我分享他们的知识，我将不胜感激。非常感谢您。

Answer 1

这完全取决于您的代码，因为我看不出在您的情况下如何定义 nh_off。但大多数时候，它确实指向下一个标题，所以我们会：

1. nh_off是next header在以太网头被解析后的偏移量，即nh_off是数据包中IP头的偏移量（通常设置为14）阶段，如果没有使用 VLAN/encap，则以太网标头中的字节数）。

   设置struct iphdr *iph = data + nh_off; 将iph 声明并初始化为struct iphdr 指针，因此我们可以在之后重用它以轻松地从IPv4 标头中访问每个字段。它指向data + nh_off，即数据包的开头加上IPv4头在数据包中开始的偏移量。

   下一个要处理的数据包无法从您的 eBPF 程序中访问；当 通过对 BPF 程序的新调用处理新数据包时，您将获得一个新的 ctx 和一个指向它的 data 指针，但您一次只能看到一个数据包。

2. 所以iph 指向您的 IPv4 标头的开头。我们可以使用该指针轻松访问各个字段（例如，iph->protocol 以获取 L4 协议）。但在我们这样做之前，我们必须确保数据包足够长并且实际上包含这些字段。否则，我们可以进行越界访问（因此验证者首先会拒绝该程序）。这是我们在这里做的检查：if ((void*)&iph[1] > data_end) return 0;

   在该验证中，(void*)&iph[1] 意味着：i) 考虑一个 struct iphdr * 数组（&iph，指向指向 struct iphdr 的指针的指针）。 ii）取该数组的第二个单元格，例如第二个struct iphdr * 指向的结构的地址，例如数据包中第一个struct iphdr 之后开始的字节的地址。 iii) 将其转换为void *，以便我们可以将其与data_end 进行比较。换句话说，这是一种比较data_end（数据包最后一个字节之后的内存地址）和IPv4头之后字节地址的方法（所以L4的第一个字节可能是数据包足够长） .如果(void*)&iph[1] 大于data_end，那么我们考虑的IPv4 标头比我们得到的实际数据包长，我们不能取消引用iph 来尝试到达例如protocol 字段。

用图表，也许：

Packet data

| Ethernet     | IPv4               | IPv4 data (e.g. L4, data)       |
+--------------+--------------------+------ ... ----------------------+
^              ^                    ^                                 ^
data           data + nh_off        |                                 data_end
               iph                  |
               &iph[0]              &iph[1]

如果我们有以下内容，我们将无法访问iph->protocol（这就是我们在比较成功时return 0 的原因）：

Packet data

| Ethernet     | <something>   | End of packet
+--------------+----------------    +
^              ^               ^    ^
data           data + nh_off   |    |
               iph             |    |
               &iph[0]         |    &iph[1]
                               data_end