tools/testing/selftests/net/unicast_extensions.sh

   1 #!/bin/sh
   2 # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   3 #
   4 # By Seth Schoen (c) 2021, for the IPv4 Unicast Extensions Project
   5 # Thanks to David Ahern for help and advice on nettest modifications.
   6 #
   7 # Self-tests for IPv4 address extensions: the kernel's ability to accept
   8 # certain traditionally unused or unallocated IPv4 addresses. For each kind
   9 # of address, we test for interface assignment, ping, TCP, and forwarding.
  10 # Must be run as root (to manipulate network namespaces and virtual
  11 # interfaces).
  12 #
  13 # Things we test for here:
  14 #
  15 # * Currently the kernel accepts addresses in 0/8 and 240/4 as valid.
  16 #
  17 # * Notwithstanding that, 0.0.0.0 and 255.255.255.255 cannot be assigned.
  18 #
  19 # * Currently the kernel DOES NOT accept unicast use of the lowest
  20 #   address in an IPv4 subnet (e.g. 192.168.100.0/32 in 192.168.100.0/24).
  21 #   This is treated as a second broadcast address, for compatibility
  22 #   with 4.2BSD (!).
  23 #
  24 # * Currently the kernel DOES NOT accept unicast use of any of 127/8.
  25 #
  26 # * Currently the kernel DOES NOT accept unicast use of any of 224/4.
  27 #
  28 # These tests provide an easy way to flip the expected result of any
  29 # of these behaviors for testing kernel patches that change them.
  30
  31 # Kselftest framework requirement - SKIP code is 4.
  32 ksft_skip=4
  33
  34 # nettest can be run from PATH or from same directory as this selftest
  35 if ! which nettest >/dev/null; then
  36         PATH=$PWD:$PATH
  37         if ! which nettest >/dev/null; then
  38                 echo "'nettest' command not found; skipping tests"
  39                 exit $ksft_skip
  40         fi
  41 fi
  42
  43 result=0
  44
  45 hide_output(){ exec 3>&1 4>&2 >/dev/null 2>/dev/null; }
  46 show_output(){ exec >&3 2>&4; }
  47
  48 show_result(){
  49         if [ $1 -eq 0 ]; then
  50                 printf "TEST: %-60s  [ OK ]\n" "${2}"
  51         else
  52                 printf "TEST: %-60s  [FAIL]\n" "${2}"
  53                 result=1
  54         fi
  55 }
  56
  57 _do_segmenttest(){
  58         # Perform a simple set of link tests between a pair of
  59         # IP addresses on a shared (virtual) segment, using
  60         # ping and nettest.
  61         # foo --- bar
  62         # Arguments: ip_a ip_b prefix_length test_description
  63         #
  64         # Caller must set up foo-ns and bar-ns namespaces
  65         # containing linked veth devices foo and bar,
  66         # respectively.
  67
  68         ip -n foo-ns address add $1/$3 dev foo || return 1
  69         ip -n foo-ns link set foo up || return 1
  70         ip -n bar-ns address add $2/$3 dev bar || return 1
  71         ip -n bar-ns link set bar up || return 1
  72
  73         ip netns exec foo-ns timeout 2 ping -c 1 $2 || return 1
  74         ip netns exec bar-ns timeout 2 ping -c 1 $1 || return 1
  75
  76         nettest -B -N bar-ns -O foo-ns -r $1 || return 1
  77         nettest -B -N foo-ns -O bar-ns -r $2 || return 1
  78
  79         return 0
  80 }
  81
  82 _do_route_test(){
  83         # Perform a simple set of gateway tests.
  84         #
  85         # [foo] <---> [foo1]-[bar1] <---> [bar]   /prefix
  86         #  host          gateway          host
  87         #
  88         # Arguments: foo_ip foo1_ip bar1_ip bar_ip prefix_len test_description
  89         # Displays test result and returns success or failure.
  90
  91         # Caller must set up foo-ns, bar-ns, and router-ns
  92         # containing linked veth devices foo-foo1, bar1-bar
  93         # (foo in foo-ns, foo1 and bar1 in router-ns, and
  94         # bar in bar-ns).
  95
  96         ip -n foo-ns address add $1/$5 dev foo || return 1
  97         ip -n foo-ns link set foo up || return 1
  98         ip -n foo-ns route add default via $2 || return 1
  99         ip -n bar-ns address add $4/$5 dev bar || return 1
 100         ip -n bar-ns link set bar up || return 1
 101         ip -n bar-ns route add default via $3 || return 1
 102         ip -n router-ns address add $2/$5 dev foo1 || return 1
 103         ip -n router-ns link set foo1 up || return 1
 104         ip -n router-ns address add $3/$5 dev bar1 || return 1
 105         ip -n router-ns link set bar1 up || return 1
 106
 107         echo 1 | ip netns exec router-ns tee /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 108
 109         ip netns exec foo-ns timeout 2 ping -c 1 $2 || return 1
 110         ip netns exec foo-ns timeout 2 ping -c 1 $4 || return 1
 111         ip netns exec bar-ns timeout 2 ping -c 1 $3 || return 1
 112         ip netns exec bar-ns timeout 2 ping -c 1 $1 || return 1
 113
 114         nettest -B -N bar-ns -O foo-ns -r $1 || return 1
 115         nettest -B -N foo-ns -O bar-ns -r $4 || return 1
 116
 117         return 0
 118 }
 119
 120 segmenttest(){
 121         # Sets up veth link and tries to connect over it.
 122         # Arguments: ip_a ip_b prefix_len test_description
 123         hide_output
 124         ip netns add foo-ns
 125         ip netns add bar-ns
 126         ip link add foo netns foo-ns type veth peer name bar netns bar-ns
 127
 128         test_result=0
 129         _do_segmenttest "$@" || test_result=1
 130
 131         ip netns pids foo-ns | xargs -r kill -9
 132         ip netns pids bar-ns | xargs -r kill -9
 133         ip netns del foo-ns
 134         ip netns del bar-ns
 135         show_output
 136
 137         # inverted tests will expect failure instead of success
 138         [ -n "$expect_failure" ] && test_result=`expr 1 - $test_result`
 139
 140         show_result $test_result "$4"
 141 }
 142
 143 route_test(){
 144         # Sets up a simple gateway and tries to connect through it.
 145         # [foo] <---> [foo1]-[bar1] <---> [bar]   /prefix
 146         # Arguments: foo_ip foo1_ip bar1_ip bar_ip prefix_len test_description
 147         # Returns success or failure.
 148
 149         hide_output
 150         ip netns add foo-ns
 151         ip netns add bar-ns
 152         ip netns add router-ns
 153         ip link add foo netns foo-ns type veth peer name foo1 netns router-ns
 154         ip link add bar netns bar-ns type veth peer name bar1 netns router-ns
 155
 156         test_result=0
 157         _do_route_test "$@" || test_result=1
 158
 159         ip netns pids foo-ns | xargs -r kill -9
 160         ip netns pids bar-ns | xargs -r kill -9
 161         ip netns pids router-ns | xargs -r kill -9
 162         ip netns del foo-ns
 163         ip netns del bar-ns
 164         ip netns del router-ns
 165
 166         show_output
 167
 168         # inverted tests will expect failure instead of success
 169         [ -n "$expect_failure" ] && test_result=`expr 1 - $test_result`
 170         show_result $test_result "$6"
 171 }
 172
 173 echo "###########################################################################"
 174 echo "Unicast address extensions tests (behavior of reserved IPv4 addresses)"
 175 echo "###########################################################################"
 176 #
 177 # Test support for 240/4
 178 segmenttest 240.1.2.1   240.1.2.4    24 "assign and ping within 240/4 (1 of 2) (is allowed)"
 179 segmenttest 250.100.2.1 250.100.30.4 16 "assign and ping within 240/4 (2 of 2) (is allowed)"
 180 #
 181 # Test support for 0/8
 182 segmenttest 0.1.2.17    0.1.2.23  24 "assign and ping within 0/8 (1 of 2) (is allowed)"
 183 segmenttest 0.77.240.17 0.77.2.23 16 "assign and ping within 0/8 (2 of 2) (is allowed)"
 184 #
 185 # Even 255.255/16 is OK!
 186 segmenttest 255.255.3.1 255.255.50.77 16 "assign and ping inside 255.255/16 (is allowed)"
 187 #
 188 # Or 255.255.255/24
 189 segmenttest 255.255.255.1 255.255.255.254 24 "assign and ping inside 255.255.255/24 (is allowed)"
 190 #
 191 # Routing between different networks
 192 route_test 240.5.6.7 240.5.6.1  255.1.2.1    255.1.2.3      24 "route between 240.5.6/24 and 255.1.2/24 (is allowed)"
 193 route_test 0.200.6.7 0.200.38.1 245.99.101.1 245.99.200.111 16 "route between 0.200/16 and 245.99/16 (is allowed)"
 194 #
 195 # Test support for lowest address ending in .0
 196 segmenttest 5.10.15.20 5.10.15.0 24 "assign and ping lowest address (/24)"
 197 #
 198 # Test support for lowest address not ending in .0
 199 segmenttest 192.168.101.192 192.168.101.193 26 "assign and ping lowest address (/26)"
 200 #
 201 # Routing using lowest address as a gateway/endpoint
 202 route_test 192.168.42.1 192.168.42.0 9.8.7.6 9.8.7.0 24 "routing using lowest address"
 203 #
 204 # ==============================================
 205 # ==== TESTS THAT CURRENTLY EXPECT FAILURE =====
 206 # ==============================================
 207 expect_failure=true
 208 # It should still not be possible to use 0.0.0.0 or 255.255.255.255
 209 # as a unicast address.  Thus, these tests expect failure.
 210 segmenttest 0.0.1.5       0.0.0.0         16 "assigning 0.0.0.0 (is forbidden)"
 211 segmenttest 255.255.255.1 255.255.255.255 16 "assigning 255.255.255.255 (is forbidden)"
 212 #
 213 # Test support for not having all of 127 be loopback
 214 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 215 segmenttest 127.99.4.5 127.99.4.6 16 "assign and ping inside 127/8 (is forbidden)"
 216 #
 217 # Test support for unicast use of class D
 218 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 219 segmenttest 225.1.2.3 225.1.2.200 24 "assign and ping class D address (is forbidden)"
 220 #
 221 # Routing using class D as a gateway
 222 route_test 225.1.42.1 225.1.42.2 9.8.7.6 9.8.7.1 24 "routing using class D (is forbidden)"
 223 #
 224 # Routing using 127/8
 225 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 226 route_test 127.99.2.3 127.99.2.4 200.1.2.3 200.1.2.4 24 "routing using 127/8 (is forbidden)"
 227 #
 228 unset expect_failure
 229 # =====================================================
 230 # ==== END OF TESTS THAT CURRENTLY EXPECT FAILURE =====
 231 # =====================================================
 232 exit ${result}