Android Packet Filter (APF) consente al framework di controllare la logica di filtraggio dei pacchetti hardware in fase di esecuzione. Ciò consente al sistema di risparmiare energia eliminando i pacchetti nell'hardware, consentendo al tempo stesso al framework Android di modificare le regole di filtraggio in fase di esecuzione in base alle condizioni della rete.
Panoramica dell'APF
L'APF è costituito da due componenti principali:
- L' interprete APF viene eseguito su hardware di rete (tipicamente il chipset Wi-Fi). L'interprete APF esegue il bytecode APF sui pacchetti ricevuti dall'hardware e decide se accettarli o ignorarli.
- Il codice di generazione del programma APF viene eseguito sulla CPU principale. Il codice crea e aggiorna i programmi APF in base allo stato della rete e del dispositivo.
I metodi HAL Wi-Fi consentono al framework Android di installare il bytecode del programma APF e di leggere i contatori correnti. Il modulo Network Stack Mainline può aggiornare il bytecode del programma APF in qualsiasi momento mentre APF è in esecuzione.
Sono implementati diversi filtri APF. Ad esempio, APF include filtri per eliminare gli ethertype non consentiti, filtrare i pacchetti RA (Router Advertiser) IPv6, filtrare il traffico multicast e broadcast se il blocco multicast non viene mantenuto, eliminare i pacchetti DHCP per altri host ed eliminare il protocollo di risoluzione degli indirizzi non richiesti (ARP) e pacchetti ND (neighbour discovery). L'elenco completo dei filtri è definito in ApfFilter .
Poiché il codice di generazione del programma APF fa parte del modulo Network Stack, la logica di filtraggio può essere aggiornata e possono essere aggiunti nuovi filtri tramite aggiornamenti mensili della linea principale.
Integrazione APF
L'API APF è definita in apf_interpreter.h . Il codice del firmware Wi-Fi chiama int accept_packet() per determinare se il pacchetto deve essere eliminato (valore restituito pari a zero) o passato (valore restituito diverso da zero). Le istruzioni APF sono di lunghezza variabile. Ogni istruzione è lunga almeno un byte. I codici delle istruzioni APF sono definiti in apf.h .
APF si basa sulla memoria dedicata. La memoria viene utilizzata sia per il programma APF stesso che per l'archiviazione dei dati e la memoria non deve essere cancellata o scritta dal chipset se non tramite i metodi HAL APF. Il bytecode APF utilizza l'archiviazione dei dati per memorizzare i contatori per i pacchetti accettati e scartati. L'area dati può essere letta dal framework Android. La quantità minima di memoria disponibile per APF deve essere 1024 byte.
Eseguire il debug dell'APF
Per verificare se APF è abilitato sul dispositivo, visualizzare il programma corrente e mostrare i contatori correnti, eseguire il comando adb shell dumpsys network_stack . Di seguito è riportato un esempio di questo comando:
adb shell dumpsys network_stack
......
IpClient.wlan0 APF dump:
Capabilities: ApfCapabilities{version: 4, maxSize: 4096, format: 1}
......
Last program:
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
APF packet counters:
TOTAL_PACKETS: 469
PASSED_DHCP: 4
PASSED_IPV4: 65
PASSED_IPV6_NON_ICMP: 64
PASSED_IPV4_UNICAST: 64
PASSED_IPV6_ICMP: 223
PASSED_IPV6_UNICAST_NON_ICMP: 6
PASSED_ARP_UNICAST_REPLY: 4
PASSED_NON_IP_UNICAST: 1
DROPPED_RA: 4
DROPPED_IPV4_BROADCAST_ADDR: 7
DROPPED_IPV4_BROADCAST_NET: 27
L'output per questo esempio di comando adb shell dumpsys network_stack include quanto segue:
-
ApfCapabilities{version: 4, maxSize: 4096, format: 1}: ciò significa che i chip Wi-Fi supportano APF (versione 4). -
Last program: questa sezione è l'ultimo programma binario APF installato in formato stringa esadecimale. -
APF packet counters: questa sezione mostra quanti pacchetti vengono passati o eliminati da APF e i motivi specifici.
Per decodificare e disassemblare il codice in un linguaggio assembler leggibile dall'uomo, utilizzare lo strumento apf_disassembler . Per compilare il file binario eseguibile, eseguire il comando m apf_disassembler . Di seguito è riportato un esempio di come utilizzare lo strumento apf_disassembler .
echo "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" | out/host/linux-x86/bin/apf_disassembler
0: li r1, -4
2: lddw r0, [r1+0]
3: add r0, 1
5: stdw r0, [r1+0]
6: ldh r0, [12]
8: li r1, -108
10: jlt r0, 0x600, 504
15: li r1, -112
17: jeq r0, 0x88a2, 504
22: jeq r0, 0x88a4, 504
27: jeq r0, 0x88b8, 504
32: jeq r0, 0x88cd, 504
37: jeq r0, 0x88e1, 504
42: jeq r0, 0x88e3, 504
47: jne r0, 0x806, 116
......
Per controllare i risultati APF offline, utilizzare lo strumento apf_run . Per compilare il file binario eseguibile, eseguire il comando m apf_run . Di seguito è riportato un esempio di come verificare un singolo pacchetto utilizzando il comando apf_run .
Per fornire la presentazione di stringa binaria esadecimale del pacchetto non elaborato, utilizzare l'opzione --packet . Per fornire la stringa binaria esadecimale dell'area dati, utilizzata per archiviare il contatore APF , utilizzare l' --data option . Poiché ogni contatore è lungo 4 byte, le aree dati devono essere sufficientemente lunghe per garantire che non si verifichi un overflow del buffer.
out/host/linux-x86/bin/apf_run --program 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 --packet 5ebcd79a8f0dc244efaab81408060001080006040002c244efaab814c0a8ca1e5ebcd79a8f0d --data 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
Packet passed
Data: 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001
Per verificare i risultati APF rispetto al file pcap preso da tcpdump, utilizzare il comando apf_run come segue:
out/host/linux-x86/bin/apf_run --program 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 --pcap apf.pcap --data 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
37 packets dropped
1733 packets passed
Data: 00000000000000000000000000000000000000000200000005000000000000000000000002000000000000001b000000000000000000000001000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000689000000000000003c00000000000000000000000000000000000006ea