ja4-platform/services/ja4ebpf/internal/loader/loader.go

// Package loader initialise les programmes eBPF via cilium/ebpf,
// attache les hooks TC ingress et les uprobes SSL, et expose
// les readers RingBuffer aux consommateurs Go.
package loader

import (
	"context"
	"encoding/binary"
	"fmt"
	"net"
	"os"

	"github.com/cilium/ebpf/link"
	"github.com/cilium/ebpf/ringbuf"
	"github.com/cilium/ebpf/rlimit"
)

//go:generate go run github.com/cilium/ebpf/cmd/bpf2go -cc clang -target amd64 -cflags "-O2 -g -Wall -D__TARGET_ARCH_x86 -Wno-pass-failed" Ja4Tc ../../bpf/tc_capture.c -- -I../../bpf/headers
//go:generate go run github.com/cilium/ebpf/cmd/bpf2go -cc clang -target amd64 -cflags "-O2 -g -Wall -D__TARGET_ARCH_x86 -Wno-pass-failed" Ja4Ssl ../../bpf/uprobe_ssl.c -- -I../../bpf/headers

// Loader encapsule les objets eBPF compilés, les liens vers les hooks,
// et les readers RingBuffer exposés au pipeline de traitement.
type Loader struct {
	tcObjs      *Ja4TcObjects  // généré par bpf2go (tc_capture.c)
	sslObjs     *Ja4SslObjects // généré par bpf2go (uprobe_ssl.c)
	tcLink      link.Link
	uprobeLinks []link.Link

	// SynReader lit les événements TCP SYN depuis rb_tcp_syn.
	SynReader *ringbuf.Reader
	// TLSReader lit les événements TLS ClientHello depuis rb_tls_hello.
	TLSReader *ringbuf.Reader
	// SSLReader lit les données SSL déchiffrées depuis rb_ssl_data.
	SSLReader *ringbuf.Reader
	// AcceptReader lit les événements accept4 depuis rb_accept.
	AcceptReader *ringbuf.Reader
	// HTTPPlainReader lit les payloads HTTP en clair depuis rb_http_plain.
	HTTPPlainReader *ringbuf.Reader
}

// New charge le bytecode eBPF embarqué, supprime la limite mémoire
// RLIMIT_MEMLOCK (requise pour les ring buffers et les maps eBPF),
// et retourne un Loader prêt à être attaché aux hooks.
//
// Cible : CentOS 8 / RHEL 8 et supérieur (kernel ≥ 4.18 avec BTF backporté).
// Le BTF natif est détecté automatiquement par cilium/ebpf via
// /sys/kernel/btf/vmlinux — aucun fallback manuel n'est requis.
func New() (*Loader, error) {
	// Supprimer la limite mémoire pour les opérations eBPF
	if err := rlimit.RemoveMemlock(); err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("suppression RLIMIT_MEMLOCK: %w", err)
	}

	// Charger les objets TC (tc_capture.c)
	tcObjs := &Ja4TcObjects{}
	if err := LoadJa4TcObjects(tcObjs, nil); err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("chargement objets TC eBPF: %w", err)
	}

	// Charger les objets SSL/uprobe (uprobe_ssl.c)
	sslObjs := &Ja4SslObjects{}
	if err := LoadJa4SslObjects(sslObjs, nil); err != nil {
		tcObjs.Close()
		return nil, fmt.Errorf("chargement objets SSL eBPF: %w", err)
	}

	// Initialiser les readers pour chaque ring buffer
	synReader, err := ringbuf.NewReader(tcObjs.RbTcpSyn)
	if err != nil {
		sslObjs.Close()
		tcObjs.Close()
		return nil, fmt.Errorf("création reader rb_tcp_syn: %w", err)
	}

	tlsReader, err := ringbuf.NewReader(tcObjs.RbTlsHello)
	if err != nil {
		synReader.Close()
		sslObjs.Close()
		tcObjs.Close()
		return nil, fmt.Errorf("création reader rb_tls_hello: %w", err)
	}

	httpPlainReader, err := ringbuf.NewReader(tcObjs.RbHttpPlain)
	if err != nil {
		tlsReader.Close()
		synReader.Close()
		sslObjs.Close()
		tcObjs.Close()
		return nil, fmt.Errorf("création reader rb_http_plain: %w", err)
	}

	sslReader, err := ringbuf.NewReader(sslObjs.RbSslData)
	if err != nil {
		httpPlainReader.Close()
		tlsReader.Close()
		synReader.Close()
		sslObjs.Close()
		tcObjs.Close()
		return nil, fmt.Errorf("création reader rb_ssl_data: %w", err)
	}

	acceptReader, err := ringbuf.NewReader(sslObjs.RbAccept)
	if err != nil {
		sslReader.Close()
		httpPlainReader.Close()
		tlsReader.Close()
		synReader.Close()
		sslObjs.Close()
		tcObjs.Close()
		return nil, fmt.Errorf("création reader rb_accept: %w", err)
	}

	return &Loader{
		tcObjs:          tcObjs,
		sslObjs:         sslObjs,
		SynReader:       synReader,
		TLSReader:       tlsReader,
		SSLReader:       sslReader,
		AcceptReader:    acceptReader,
		HTTPPlainReader: httpPlainReader,
	}, nil
}

// AttachTC attache le programme XDP sur l'interface réseau spécifiée.
// Essaie le mode natif XDP (driver support) puis se replie sur le mode générique
// (SKB_MODE, compatible kernel ≥ 4.8, fonctionne dans les VMs).
func (l *Loader) AttachTC(iface string) error {
	netIface, err := net.InterfaceByName(iface)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("interface réseau %q introuvable: %w", iface, err)
	}

	// Mode natif (meilleure performance sur serveurs avec NIC compatible XDP)
	lnk, err := link.AttachXDP(link.XDPOptions{
		Interface: netIface.Index,
		Program:   l.tcObjs.CaptureXdp,
		Flags:     link.XDPDriverMode,
	})
	if err != nil {
		// Repli sur le mode générique (VMs, NICs sans driver XDP natif)
		lnk, err = link.AttachXDP(link.XDPOptions{
			Interface: netIface.Index,
			Program:   l.tcObjs.CaptureXdp,
			Flags:     link.XDPGenericMode,
		})
		if err != nil {
			return fmt.Errorf("attachement XDP sur %q (natif et générique): %w", iface, err)
		}
	}

	l.tcLink = lnk
	return nil
}

// AttachUprobes attache les uprobes SSL_read et SSL_set_fd
// sur le binaire libssl spécifié (ex: "/usr/lib64/libssl.so.3").
func (l *Loader) AttachUprobes(sslLibPath string) error {
	// Vérifier que le fichier existe
	if _, err := os.Stat(sslLibPath); err != nil {
		return fmt.Errorf("bibliothèque SSL %q: %w", sslLibPath, err)
	}

	// Ouvrir le binaire exécutable pour les uprobes
	ex, err := link.OpenExecutable(sslLibPath)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("ouverture exécutable %q pour uprobe: %w", sslLibPath, err)
	}

	// Uprobe sur SSL_set_fd (entry)
	setFdLink, err := ex.Uprobe("SSL_set_fd", l.sslObjs.UprobeSslSetFd, nil)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("attachement uprobe SSL_set_fd: %w", err)
	}
	l.uprobeLinks = append(l.uprobeLinks, setFdLink)

	// Uprobe sur SSL_read (entry)
	readEntryLink, err := ex.Uprobe("SSL_read", l.sslObjs.UprobeSslReadEntry, nil)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("attachement uprobe SSL_read (entry): %w", err)
	}
	l.uprobeLinks = append(l.uprobeLinks, readEntryLink)

	// Uretprobe sur SSL_read (exit)
	readExitLink, err := ex.Uretprobe("SSL_read", l.sslObjs.UretprobeSslReadExit, nil)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("attachement uretprobe SSL_read (exit): %w", err)
	}
	l.uprobeLinks = append(l.uprobeLinks, readExitLink)

	return nil
}

// AttachAcceptProbe attache les tracepoints syscalls/sys_{enter,exit}_accept4.
// Les tracepoints sont préférés aux kprobes car ils ne dépendent pas du nom
// manglé __x64_sys_accept4 qui varie entre les versions du kernel (5.1+).
func (l *Loader) AttachAcceptProbe() error {
	// Tracepoint à l'entrée de accept4
	kpEntry, err := link.Tracepoint("syscalls", "sys_enter_accept4",
		l.sslObjs.KprobeAccept4Entry, nil)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("attachement tracepoint sys_enter_accept4: %w", err)
	}
	l.uprobeLinks = append(l.uprobeLinks, kpEntry)

	// Tracepoint à la sortie de accept4
	kpExit, err := link.Tracepoint("syscalls", "sys_exit_accept4",
		l.sslObjs.KretprobeAccept4Exit, nil)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("attachement tracepoint sys_exit_accept4: %w", err)
	}
	l.uprobeLinks = append(l.uprobeLinks, kpExit)

	return nil
}

// Close détache tous les hooks eBPF et libère toutes les ressources associées.
func (l *Loader) Close() error {
	// Fermer les readers RingBuffer
	if l.HTTPPlainReader != nil {
		l.HTTPPlainReader.Close()
	}
	if l.AcceptReader != nil {
		l.AcceptReader.Close()
	}
	if l.SSLReader != nil {
		l.SSLReader.Close()
	}
	if l.TLSReader != nil {
		l.TLSReader.Close()
	}
	if l.SynReader != nil {
		l.SynReader.Close()
	}

	// Détacher les uprobes et kprobes
	for _, lnk := range l.uprobeLinks {
		if lnk != nil {
			lnk.Close()
		}
	}

	// Détacher le hook TC
	if l.tcLink != nil {
		l.tcLink.Close()
	}

	// Libérer les objets eBPF (maps, programmes)
	if l.sslObjs != nil {
		l.sslObjs.Close()
	}
	if l.tcObjs != nil {
		l.tcObjs.Close()
	}

	return nil
}

// =============================================================================
// Types d'événements : représentations Go des structures C eBPF
// =============================================================================

// TCPSynEvent représente un événement TCP SYN capturé par TC ingress.
type TCPSynEvent struct {
	SrcIP         uint32
	DstIP         uint32
	SrcPort       uint16
	DstPort       uint16
	TTL           uint8
	DFBit         uint8
	IPID          uint16
	WindowSize    uint16
	WindowScale   uint8
	MSS           uint16
	TCPOptions    [40]byte
	TCPOptionsLen uint8
	Timestamp     uint64
}

// TLSHelloEvent représente un événement TLS ClientHello.
type TLSHelloEvent struct {
	SrcIP      uint32
	SrcPort    uint16
	Payload    []byte
	PayloadLen uint16
	Timestamp  uint64
}

// SSLDataEvent représente un bloc de données SSL déchiffré par uprobe.
type SSLDataEvent struct {
	PID       uint32
	TGID      uint32
	FD        uint32
	SrcIP     uint32
	SrcPort   uint16
	Data      []byte
	DataLen   uint32
	Timestamp uint64
	Direction uint8
	EOF       bool
}

// HTTPPlainEvent représente un payload TCP HTTP en clair capturé par TC ingress.
type HTTPPlainEvent struct {
	SrcIP      uint32
	DstIP      uint32
	SrcPort    uint16
	DstPort    uint16
	Payload    []byte
	PayloadLen uint16
	Timestamp  uint64
}

// AcceptEvent représente une acceptation de connexion TCP (accept4).
type AcceptEvent struct {
	PID       uint32
	TGID      uint32
	FD        uint32
	SrcIP     uint32
	SrcPort   uint16
	Timestamp uint64
}

// =============================================================================
// Méthodes de lecture des RingBuffers
// =============================================================================

// ReadTCPSynEvent lit un événement TCP SYN depuis le RingBuffer.
// Bloque jusqu'à ce qu'un événement soit disponible ou que ctx soit annulé.
func (l *Loader) ReadTCPSynEvent(ctx context.Context) (*TCPSynEvent, error) {
	rec, err := readRecord(ctx, l.SynReader)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	data := rec.RawSample
	// struct tcp_syn_event packed: src_ip(4)+dst_ip(4)+src_port(2)+dst_port(2)+
	// ttl(1)+df(1)+ip_id(2)+window(2)+wscale(1)+mss(2)+opts(40)+opts_len(1)+_pad(1)+ts(8) = 71
	if len(data) < 64 {
		return nil, fmt.Errorf("tcp_syn_event trop court: %d octets", len(data))
	}

	ev := &TCPSynEvent{
		SrcIP:       binary.LittleEndian.Uint32(data[0:4]),
		DstIP:       binary.LittleEndian.Uint32(data[4:8]),
		SrcPort:     binary.LittleEndian.Uint16(data[8:10]),
		DstPort:     binary.LittleEndian.Uint16(data[10:12]),
		TTL:         data[12],
		DFBit:       data[13],
		IPID:        binary.LittleEndian.Uint16(data[14:16]),
		WindowSize:  binary.LittleEndian.Uint16(data[16:18]),
		WindowScale: data[18],
		MSS:         binary.LittleEndian.Uint16(data[19:21]),
	}
	copy(ev.TCPOptions[:], data[21:61])
	ev.TCPOptionsLen = data[61]
	if len(data) >= 70 {
		ev.Timestamp = binary.LittleEndian.Uint64(data[62:70])
	}
	return ev, nil
}

// ReadTLSHelloEvent lit un événement TLS ClientHello depuis le RingBuffer.
func (l *Loader) ReadTLSHelloEvent(ctx context.Context) (*TLSHelloEvent, error) {
	rec, err := readRecord(ctx, l.TLSReader)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	data := rec.RawSample
	// struct tls_hello_event: src_ip(4)+src_port(2)+payload(512)+payload_len(2)+ts(8) = 528
	if len(data) < 8 {
		return nil, fmt.Errorf("tls_hello_event trop court: %d octets", len(data))
	}

	plen := uint16(0)
	if len(data) >= 520 {
		plen = binary.LittleEndian.Uint16(data[518:520])
	}
	payload := make([]byte, plen)
	if int(plen) <= 512 && len(data) >= 6+int(plen) {
		copy(payload, data[6:6+plen])
	}

	ts := uint64(0)
	if len(data) >= 528 {
		ts = binary.LittleEndian.Uint64(data[520:528])
	}

	return &TLSHelloEvent{
		SrcIP:      binary.LittleEndian.Uint32(data[0:4]),
		SrcPort:    binary.LittleEndian.Uint16(data[4:6]),
		Payload:    payload,
		PayloadLen: plen,
		Timestamp:  ts,
	}, nil
}

// ReadSSLDataEvent lit un bloc de données SSL déchiffrées depuis le RingBuffer.
func (l *Loader) ReadSSLDataEvent(ctx context.Context) (*SSLDataEvent, error) {
	rec, err := readRecord(ctx, l.SSLReader)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	data := rec.RawSample
	// struct ssl_data_event: pid_tgid(8)+fd(4)+src_ip(4)+src_port(2)+data(4096)+data_len(4)+ts(8)+direction(1)
	if len(data) < 27 {
		return nil, fmt.Errorf("ssl_data_event trop court: %d octets", len(data))
	}

	pidTGID := binary.LittleEndian.Uint64(data[0:8])
	dlen := uint32(0)
	if len(data) >= 4118 {
		dlen = binary.LittleEndian.Uint32(data[4114:4118])
	}
	payload := make([]byte, dlen)
	if int(dlen) <= 4096 && len(data) >= 18+int(dlen) {
		copy(payload, data[18:18+dlen])
	}

	ts := uint64(0)
	if len(data) >= 4126 {
		ts = binary.LittleEndian.Uint64(data[4118:4126])
	}
	dir := uint8(0)
	if len(data) >= 4127 {
		dir = data[4126]
	}

	return &SSLDataEvent{
		PID:       uint32(pidTGID & 0xFFFFFFFF),
		TGID:      uint32(pidTGID >> 32),
		FD:        binary.LittleEndian.Uint32(data[8:12]),
		SrcIP:     binary.LittleEndian.Uint32(data[12:16]),
		SrcPort:   binary.LittleEndian.Uint16(data[16:18]),
		Data:      payload,
		DataLen:   dlen,
		Timestamp: ts,
		Direction: dir,
	}, nil
}

// ReadHTTPPlainEvent lit un événement HTTP en clair depuis le RingBuffer TC.
// struct http_plain_event: src_ip(4)+dst_ip(4)+src_port(2)+dst_port(2)+
//
//	payload(4096)+payload_len(2)+ts(8) = 4118
func (l *Loader) ReadHTTPPlainEvent(ctx context.Context) (*HTTPPlainEvent, error) {
	rec, err := readRecord(ctx, l.HTTPPlainReader)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	data := rec.RawSample
	if len(data) < 12 {
		return nil, fmt.Errorf("http_plain_event trop court: %d octets", len(data))
	}

	plen := uint16(0)
	if len(data) >= 4110 {
		plen = binary.LittleEndian.Uint16(data[4108:4110])
	}
	payload := make([]byte, plen)
	if int(plen) <= 4096 && len(data) >= 12+int(plen) {
		copy(payload, data[12:12+plen])
	}

	ts := uint64(0)
	if len(data) >= 4118 {
		ts = binary.LittleEndian.Uint64(data[4110:4118])
	}

	return &HTTPPlainEvent{
		SrcIP:      binary.LittleEndian.Uint32(data[0:4]),
		DstIP:      binary.LittleEndian.Uint32(data[4:8]),
		SrcPort:    binary.LittleEndian.Uint16(data[8:10]),
		DstPort:    binary.LittleEndian.Uint16(data[10:12]),
		Payload:    payload,
		PayloadLen: plen,
		Timestamp:  ts,
	}, nil
}

// ReadAcceptEvent lit un événement accept4 depuis le RingBuffer.
func (l *Loader) ReadAcceptEvent(ctx context.Context) (*AcceptEvent, error) {
	rec, err := readRecord(ctx, l.AcceptReader)
	if err != nil {
		return nil, err
	}

	data := rec.RawSample
	// struct accept_event: pid_tgid(8)+fd(4)+src_ip(4)+src_port(2)+ts(8) = 26
	if len(data) < 26 {
		return nil, fmt.Errorf("accept_event trop court: %d octets", len(data))
	}

	pidTGID := binary.LittleEndian.Uint64(data[0:8])
	return &AcceptEvent{
		PID:       uint32(pidTGID & 0xFFFFFFFF),
		TGID:      uint32(pidTGID >> 32),
		FD:        binary.LittleEndian.Uint32(data[8:12]),
		SrcIP:     binary.LittleEndian.Uint32(data[12:16]),
		SrcPort:   binary.LittleEndian.Uint16(data[16:18]),
		Timestamp: binary.LittleEndian.Uint64(data[18:26]),
	}, nil
}

// readRecord lit un record brut depuis un RingBuffer avec annulation via context.
func readRecord(ctx context.Context, rd *ringbuf.Reader) (ringbuf.Record, error) {
	type result struct {
		rec ringbuf.Record
		err error
	}
	ch := make(chan result, 1)
	go func() {
		rec, err := rd.Read()
		ch <- result{rec, err}
	}()
	select {
	case <-ctx.Done():
		rd.Close() // débloque le Read() bloquant
		return ringbuf.Record{}, ctx.Err()
	case r := <-ch:
		return r.rec, r.err
	}
}