ronnie
2023-02-07 4382dc0b492f08fac9cc178333329b28204dfb09
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
/*
 * Copyright (C) 2011 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
package com.android.server.net;
 
import static android.net.NetworkStats.SET_ALL;
import static android.net.NetworkStats.TAG_ALL;
import static android.net.NetworkStats.TAG_NONE;
import static android.net.NetworkStats.UID_ALL;
 
import static com.android.server.NetworkManagementSocketTagger.kernelToTag;
 
import android.annotation.Nullable;
import android.net.INetd;
import android.net.NetworkStats;
import android.net.util.NetdService;
import android.os.RemoteException;
import android.os.StrictMode;
import android.os.SystemClock;
 
import com.android.internal.annotations.GuardedBy;
import com.android.internal.annotations.VisibleForTesting;
import com.android.internal.util.ArrayUtils;
import com.android.internal.util.ProcFileReader;
 
import libcore.io.IoUtils;
 
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.ProtocolException;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
 
/**
 * Creates {@link NetworkStats} instances by parsing various {@code /proc/}
 * files as needed.
 *
 * @hide
 */
public class NetworkStatsFactory {
    private static final String TAG = "NetworkStatsFactory";
 
    private static final boolean USE_NATIVE_PARSING = true;
    private static final boolean SANITY_CHECK_NATIVE = false;
 
    /** Path to {@code /proc/net/xt_qtaguid/iface_stat_all}. */
    private final File mStatsXtIfaceAll;
    /** Path to {@code /proc/net/xt_qtaguid/iface_stat_fmt}. */
    private final File mStatsXtIfaceFmt;
    /** Path to {@code /proc/net/xt_qtaguid/stats}. */
    private final File mStatsXtUid;
 
    private boolean mUseBpfStats;
 
    private INetd mNetdService;
 
    // A persistent Snapshot since device start for eBPF stats
    @GuardedBy("mPersistSnapshot")
    private final NetworkStats mPersistSnapshot;
 
    // TODO: only do adjustments in NetworkStatsService and remove this.
    /**
     * (Stacked interface) -> (base interface) association for all connected ifaces since boot.
     *
     * Because counters must never roll backwards, once a given interface is stacked on top of an
     * underlying interface, the stacked interface can never be stacked on top of
     * another interface. */
    private static final ConcurrentHashMap<String, String> sStackedIfaces
            = new ConcurrentHashMap<>();
 
    public static void noteStackedIface(String stackedIface, String baseIface) {
        if (stackedIface != null && baseIface != null) {
            sStackedIfaces.put(stackedIface, baseIface);
        }
    }
 
    /**
     * Get a set of interfaces containing specified ifaces and stacked interfaces.
     *
     * <p>The added stacked interfaces are ifaces stacked on top of the specified ones, or ifaces
     * on which the specified ones are stacked. Stacked interfaces are those noted with
     * {@link #noteStackedIface(String, String)}, but only interfaces noted before this method
     * is called are guaranteed to be included.
     */
    public static String[] augmentWithStackedInterfaces(@Nullable String[] requiredIfaces) {
        if (requiredIfaces == NetworkStats.INTERFACES_ALL) {
            return null;
        }
 
        HashSet<String> relatedIfaces = new HashSet<>(Arrays.asList(requiredIfaces));
        // ConcurrentHashMap's EntrySet iterators are "guaranteed to traverse
        // elements as they existed upon construction exactly once, and may
        // (but are not guaranteed to) reflect any modifications subsequent to construction".
        // This is enough here.
        for (Map.Entry<String, String> entry : sStackedIfaces.entrySet()) {
            if (relatedIfaces.contains(entry.getKey())) {
                relatedIfaces.add(entry.getValue());
            } else if (relatedIfaces.contains(entry.getValue())) {
                relatedIfaces.add(entry.getKey());
            }
        }
 
        String[] outArray = new String[relatedIfaces.size()];
        return relatedIfaces.toArray(outArray);
    }
 
    /**
     * Applies 464xlat adjustments with ifaces noted with {@link #noteStackedIface(String, String)}.
     * @see NetworkStats#apply464xlatAdjustments(NetworkStats, NetworkStats, Map, boolean)
     */
    public static void apply464xlatAdjustments(NetworkStats baseTraffic,
            NetworkStats stackedTraffic, boolean useBpfStats) {
        NetworkStats.apply464xlatAdjustments(baseTraffic, stackedTraffic, sStackedIfaces,
                useBpfStats);
    }
 
    @VisibleForTesting
    public static void clearStackedIfaces() {
        sStackedIfaces.clear();
    }
 
    public NetworkStatsFactory() {
        this(new File("/proc/"), new File("/sys/fs/bpf/map_netd_app_uid_stats_map").exists());
    }
 
    @VisibleForTesting
    public NetworkStatsFactory(File procRoot, boolean useBpfStats) {
        mStatsXtIfaceAll = new File(procRoot, "net/xt_qtaguid/iface_stat_all");
        mStatsXtIfaceFmt = new File(procRoot, "net/xt_qtaguid/iface_stat_fmt");
        mStatsXtUid = new File(procRoot, "net/xt_qtaguid/stats");
        mUseBpfStats = useBpfStats;
        mPersistSnapshot = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), -1);
    }
 
    public NetworkStats readBpfNetworkStatsDev() throws IOException {
        final NetworkStats stats = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), 6);
        if (nativeReadNetworkStatsDev(stats) != 0) {
            throw new IOException("Failed to parse bpf iface stats");
        }
        return stats;
    }
 
    /**
     * Parse and return interface-level summary {@link NetworkStats} measured
     * using {@code /proc/net/dev} style hooks, which may include non IP layer
     * traffic. Values monotonically increase since device boot, and may include
     * details about inactive interfaces.
     *
     * @throws IllegalStateException when problem parsing stats.
     */
    public NetworkStats readNetworkStatsSummaryDev() throws IOException {
 
        // Return xt_bpf stats if switched to bpf module.
        if (mUseBpfStats)
            return readBpfNetworkStatsDev();
 
        final StrictMode.ThreadPolicy savedPolicy = StrictMode.allowThreadDiskReads();
 
        final NetworkStats stats = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), 6);
        final NetworkStats.Entry entry = new NetworkStats.Entry();
 
        ProcFileReader reader = null;
        try {
            reader = new ProcFileReader(new FileInputStream(mStatsXtIfaceAll));
 
            while (reader.hasMoreData()) {
                entry.iface = reader.nextString();
                entry.uid = UID_ALL;
                entry.set = SET_ALL;
                entry.tag = TAG_NONE;
 
                final boolean active = reader.nextInt() != 0;
 
                // always include snapshot values
                entry.rxBytes = reader.nextLong();
                entry.rxPackets = reader.nextLong();
                entry.txBytes = reader.nextLong();
                entry.txPackets = reader.nextLong();
 
                // fold in active numbers, but only when active
                if (active) {
                    entry.rxBytes += reader.nextLong();
                    entry.rxPackets += reader.nextLong();
                    entry.txBytes += reader.nextLong();
                    entry.txPackets += reader.nextLong();
                }
 
                stats.addValues(entry);
                reader.finishLine();
            }
        } catch (NullPointerException|NumberFormatException e) {
            throw protocolExceptionWithCause("problem parsing stats", e);
        } finally {
            IoUtils.closeQuietly(reader);
            StrictMode.setThreadPolicy(savedPolicy);
        }
        return stats;
    }
 
    /**
     * Parse and return interface-level summary {@link NetworkStats}. Designed
     * to return only IP layer traffic. Values monotonically increase since
     * device boot, and may include details about inactive interfaces.
     *
     * @throws IllegalStateException when problem parsing stats.
     */
    public NetworkStats readNetworkStatsSummaryXt() throws IOException {
 
        // Return xt_bpf stats if qtaguid  module is replaced.
        if (mUseBpfStats)
            return readBpfNetworkStatsDev();
 
        final StrictMode.ThreadPolicy savedPolicy = StrictMode.allowThreadDiskReads();
 
        // return null when kernel doesn't support
        if (!mStatsXtIfaceFmt.exists()) return null;
 
        final NetworkStats stats = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), 6);
        final NetworkStats.Entry entry = new NetworkStats.Entry();
 
        ProcFileReader reader = null;
        try {
            // open and consume header line
            reader = new ProcFileReader(new FileInputStream(mStatsXtIfaceFmt));
            reader.finishLine();
 
            while (reader.hasMoreData()) {
                entry.iface = reader.nextString();
                entry.uid = UID_ALL;
                entry.set = SET_ALL;
                entry.tag = TAG_NONE;
 
                entry.rxBytes = reader.nextLong();
                entry.rxPackets = reader.nextLong();
                entry.txBytes = reader.nextLong();
                entry.txPackets = reader.nextLong();
 
                stats.addValues(entry);
                reader.finishLine();
            }
        } catch (NullPointerException|NumberFormatException e) {
            throw protocolExceptionWithCause("problem parsing stats", e);
        } finally {
            IoUtils.closeQuietly(reader);
            StrictMode.setThreadPolicy(savedPolicy);
        }
        return stats;
    }
 
    public NetworkStats readNetworkStatsDetail() throws IOException {
        return readNetworkStatsDetail(UID_ALL, null, TAG_ALL, null);
    }
 
    public NetworkStats readNetworkStatsDetail(int limitUid, String[] limitIfaces, int limitTag,
            NetworkStats lastStats) throws IOException {
        final NetworkStats stats =
              readNetworkStatsDetailInternal(limitUid, limitIfaces, limitTag, lastStats);
 
        // No locking here: apply464xlatAdjustments behaves fine with an add-only ConcurrentHashMap.
        // TODO: remove this and only apply adjustments in NetworkStatsService.
        stats.apply464xlatAdjustments(sStackedIfaces, mUseBpfStats);
 
        return stats;
    }
 
    @GuardedBy("mPersistSnapshot")
    private void requestSwapActiveStatsMapLocked() throws RemoteException {
        // Ask netd to do a active map stats swap. When the binder call successfully returns,
        // the system server should be able to safely read and clean the inactive map
        // without race problem.
        if (mUseBpfStats) {
            if (mNetdService == null) {
                mNetdService = NetdService.getInstance();
            }
            mNetdService.trafficSwapActiveStatsMap();
        }
    }
 
    // TODO: delete the lastStats parameter
    private NetworkStats readNetworkStatsDetailInternal(int limitUid, String[] limitIfaces,
            int limitTag, NetworkStats lastStats) throws IOException {
        if (USE_NATIVE_PARSING) {
            final NetworkStats stats;
            if (lastStats != null) {
                stats = lastStats;
                stats.setElapsedRealtime(SystemClock.elapsedRealtime());
            } else {
                stats = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), -1);
            }
            if (mUseBpfStats) {
                synchronized (mPersistSnapshot) {
                    try {
                        requestSwapActiveStatsMapLocked();
                    } catch (RemoteException e) {
                        throw new IOException(e);
                    }
                    // Stats are always read from the inactive map, so they must be read after the
                    // swap
                    if (nativeReadNetworkStatsDetail(stats, mStatsXtUid.getAbsolutePath(), UID_ALL,
                            null, TAG_ALL, mUseBpfStats) != 0) {
                        throw new IOException("Failed to parse network stats");
                    }
                    mPersistSnapshot.setElapsedRealtime(stats.getElapsedRealtime());
                    mPersistSnapshot.combineAllValues(stats);
                    NetworkStats result = mPersistSnapshot.clone();
                    result.filter(limitUid, limitIfaces, limitTag);
                    return result;
                }
            } else {
                if (nativeReadNetworkStatsDetail(stats, mStatsXtUid.getAbsolutePath(), limitUid,
                        limitIfaces, limitTag, mUseBpfStats) != 0) {
                    throw new IOException("Failed to parse network stats");
                }
                if (SANITY_CHECK_NATIVE) {
                    final NetworkStats javaStats = javaReadNetworkStatsDetail(mStatsXtUid, limitUid,
                            limitIfaces, limitTag);
                    assertEquals(javaStats, stats);
                }
                return stats;
            }
        } else {
            return javaReadNetworkStatsDetail(mStatsXtUid, limitUid, limitIfaces, limitTag);
        }
    }
 
    /**
     * Parse and return {@link NetworkStats} with UID-level details. Values are
     * expected to monotonically increase since device boot.
     */
    @VisibleForTesting
    public static NetworkStats javaReadNetworkStatsDetail(File detailPath, int limitUid,
            String[] limitIfaces, int limitTag)
            throws IOException {
        final StrictMode.ThreadPolicy savedPolicy = StrictMode.allowThreadDiskReads();
 
        final NetworkStats stats = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), 24);
        final NetworkStats.Entry entry = new NetworkStats.Entry();
 
        int idx = 1;
        int lastIdx = 1;
 
        ProcFileReader reader = null;
        try {
            // open and consume header line
            reader = new ProcFileReader(new FileInputStream(detailPath));
            reader.finishLine();
 
            while (reader.hasMoreData()) {
                idx = reader.nextInt();
                if (idx != lastIdx + 1) {
                    throw new ProtocolException(
                            "inconsistent idx=" + idx + " after lastIdx=" + lastIdx);
                }
                lastIdx = idx;
 
                entry.iface = reader.nextString();
                entry.tag = kernelToTag(reader.nextString());
                entry.uid = reader.nextInt();
                entry.set = reader.nextInt();
                entry.rxBytes = reader.nextLong();
                entry.rxPackets = reader.nextLong();
                entry.txBytes = reader.nextLong();
                entry.txPackets = reader.nextLong();
 
                if ((limitIfaces == null || ArrayUtils.contains(limitIfaces, entry.iface))
                        && (limitUid == UID_ALL || limitUid == entry.uid)
                        && (limitTag == TAG_ALL || limitTag == entry.tag)) {
                    stats.addValues(entry);
                }
 
                reader.finishLine();
            }
        } catch (NullPointerException|NumberFormatException e) {
            throw protocolExceptionWithCause("problem parsing idx " + idx, e);
        } finally {
            IoUtils.closeQuietly(reader);
            StrictMode.setThreadPolicy(savedPolicy);
        }
 
        return stats;
    }
 
    public void assertEquals(NetworkStats expected, NetworkStats actual) {
        if (expected.size() != actual.size()) {
            throw new AssertionError(
                    "Expected size " + expected.size() + ", actual size " + actual.size());
        }
 
        NetworkStats.Entry expectedRow = null;
        NetworkStats.Entry actualRow = null;
        for (int i = 0; i < expected.size(); i++) {
            expectedRow = expected.getValues(i, expectedRow);
            actualRow = actual.getValues(i, actualRow);
            if (!expectedRow.equals(actualRow)) {
                throw new AssertionError(
                        "Expected row " + i + ": " + expectedRow + ", actual row " + actualRow);
            }
        }
    }
 
    /**
     * Parse statistics from file into given {@link NetworkStats} object. Values
     * are expected to monotonically increase since device boot.
     */
    @VisibleForTesting
    public static native int nativeReadNetworkStatsDetail(NetworkStats stats, String path,
        int limitUid, String[] limitIfaces, int limitTag, boolean useBpfStats);
 
    @VisibleForTesting
    public static native int nativeReadNetworkStatsDev(NetworkStats stats);
 
    private static ProtocolException protocolExceptionWithCause(String message, Throwable cause) {
        ProtocolException pe = new ProtocolException(message);
        pe.initCause(cause);
        return pe;
    }
}