Merge tag 'wireless-drivers-for-davem-2017-04-03' of git://git.kernel.org/pub/scm...
[linux-2.6-block.git] / kernel / bpf / arraymap.c
1 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
2  * Copyright (c) 2016,2017 Facebook
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
11  * General Public License for more details.
12  */
13 #include <linux/bpf.h>
14 #include <linux/err.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/filter.h>
18 #include <linux/perf_event.h>
19
20 #include "map_in_map.h"
21
22 static void bpf_array_free_percpu(struct bpf_array *array)
23 {
24         int i;
25
26         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
27                 free_percpu(array->pptrs[i]);
28 }
29
30 static int bpf_array_alloc_percpu(struct bpf_array *array)
31 {
32         void __percpu *ptr;
33         int i;
34
35         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
36                 ptr = __alloc_percpu_gfp(array->elem_size, 8,
37                                          GFP_USER | __GFP_NOWARN);
38                 if (!ptr) {
39                         bpf_array_free_percpu(array);
40                         return -ENOMEM;
41                 }
42                 array->pptrs[i] = ptr;
43         }
44
45         return 0;
46 }
47
48 /* Called from syscall */
49 static struct bpf_map *array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
50 {
51         bool percpu = attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY;
52         struct bpf_array *array;
53         u64 array_size;
54         u32 elem_size;
55
56         /* check sanity of attributes */
57         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
58             attr->value_size == 0 || attr->map_flags)
59                 return ERR_PTR(-EINVAL);
60
61         if (attr->value_size > KMALLOC_MAX_SIZE)
62                 /* if value_size is bigger, the user space won't be able to
63                  * access the elements.
64                  */
65                 return ERR_PTR(-E2BIG);
66
67         elem_size = round_up(attr->value_size, 8);
68
69         array_size = sizeof(*array);
70         if (percpu)
71                 array_size += (u64) attr->max_entries * sizeof(void *);
72         else
73                 array_size += (u64) attr->max_entries * elem_size;
74
75         /* make sure there is no u32 overflow later in round_up() */
76         if (array_size >= U32_MAX - PAGE_SIZE)
77                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
78
79         /* allocate all map elements and zero-initialize them */
80         array = bpf_map_area_alloc(array_size);
81         if (!array)
82                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
83
84         /* copy mandatory map attributes */
85         array->map.map_type = attr->map_type;
86         array->map.key_size = attr->key_size;
87         array->map.value_size = attr->value_size;
88         array->map.max_entries = attr->max_entries;
89         array->elem_size = elem_size;
90
91         if (!percpu)
92                 goto out;
93
94         array_size += (u64) attr->max_entries * elem_size * num_possible_cpus();
95
96         if (array_size >= U32_MAX - PAGE_SIZE ||
97             elem_size > PCPU_MIN_UNIT_SIZE || bpf_array_alloc_percpu(array)) {
98                 bpf_map_area_free(array);
99                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
100         }
101 out:
102         array->map.pages = round_up(array_size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
103
104         return &array->map;
105 }
106
107 /* Called from syscall or from eBPF program */
108 static void *array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
109 {
110         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
111         u32 index = *(u32 *)key;
112
113         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
114                 return NULL;
115
116         return array->value + array->elem_size * index;
117 }
118
119 /* emit BPF instructions equivalent to C code of array_map_lookup_elem() */
120 static u32 array_map_gen_lookup(struct bpf_map *map, struct bpf_insn *insn_buf)
121 {
122         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
123         u32 elem_size = round_up(map->value_size, 8);
124         const int ret = BPF_REG_0;
125         const int map_ptr = BPF_REG_1;
126         const int index = BPF_REG_2;
127
128         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, map_ptr, offsetof(struct bpf_array, value));
129         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, ret, index, 0);
130         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 3);
131
132         if (is_power_of_2(elem_size)) {
133                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, ret, ilog2(elem_size));
134         } else {
135                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, ret, elem_size);
136         }
137         *insn++ = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, ret, map_ptr);
138         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
139         *insn++ = BPF_MOV64_IMM(ret, 0);
140         return insn - insn_buf;
141 }
142
143 /* Called from eBPF program */
144 static void *percpu_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
145 {
146         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
147         u32 index = *(u32 *)key;
148
149         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
150                 return NULL;
151
152         return this_cpu_ptr(array->pptrs[index]);
153 }
154
155 int bpf_percpu_array_copy(struct bpf_map *map, void *key, void *value)
156 {
157         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
158         u32 index = *(u32 *)key;
159         void __percpu *pptr;
160         int cpu, off = 0;
161         u32 size;
162
163         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
164                 return -ENOENT;
165
166         /* per_cpu areas are zero-filled and bpf programs can only
167          * access 'value_size' of them, so copying rounded areas
168          * will not leak any kernel data
169          */
170         size = round_up(map->value_size, 8);
171         rcu_read_lock();
172         pptr = array->pptrs[index];
173         for_each_possible_cpu(cpu) {
174                 bpf_long_memcpy(value + off, per_cpu_ptr(pptr, cpu), size);
175                 off += size;
176         }
177         rcu_read_unlock();
178         return 0;
179 }
180
181 /* Called from syscall */
182 static int array_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
183 {
184         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
185         u32 index = *(u32 *)key;
186         u32 *next = (u32 *)next_key;
187
188         if (index >= array->map.max_entries) {
189                 *next = 0;
190                 return 0;
191         }
192
193         if (index == array->map.max_entries - 1)
194                 return -ENOENT;
195
196         *next = index + 1;
197         return 0;
198 }
199
200 /* Called from syscall or from eBPF program */
201 static int array_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
202                                  u64 map_flags)
203 {
204         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
205         u32 index = *(u32 *)key;
206
207         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
208                 /* unknown flags */
209                 return -EINVAL;
210
211         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
212                 /* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
213                 return -E2BIG;
214
215         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
216                 /* all elements already exist */
217                 return -EEXIST;
218
219         if (array->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY)
220                 memcpy(this_cpu_ptr(array->pptrs[index]),
221                        value, map->value_size);
222         else
223                 memcpy(array->value + array->elem_size * index,
224                        value, map->value_size);
225         return 0;
226 }
227
228 int bpf_percpu_array_update(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
229                             u64 map_flags)
230 {
231         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
232         u32 index = *(u32 *)key;
233         void __percpu *pptr;
234         int cpu, off = 0;
235         u32 size;
236
237         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
238                 /* unknown flags */
239                 return -EINVAL;
240
241         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
242                 /* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
243                 return -E2BIG;
244
245         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
246                 /* all elements already exist */
247                 return -EEXIST;
248
249         /* the user space will provide round_up(value_size, 8) bytes that
250          * will be copied into per-cpu area. bpf programs can only access
251          * value_size of it. During lookup the same extra bytes will be
252          * returned or zeros which were zero-filled by percpu_alloc,
253          * so no kernel data leaks possible
254          */
255         size = round_up(map->value_size, 8);
256         rcu_read_lock();
257         pptr = array->pptrs[index];
258         for_each_possible_cpu(cpu) {
259                 bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu), value + off, size);
260                 off += size;
261         }
262         rcu_read_unlock();
263         return 0;
264 }
265
266 /* Called from syscall or from eBPF program */
267 static int array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
268 {
269         return -EINVAL;
270 }
271
272 /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
273 static void array_map_free(struct bpf_map *map)
274 {
275         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
276
277         /* at this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
278          * so the programs (can be more than one that used this map) were
279          * disconnected from events. Wait for outstanding programs to complete
280          * and free the array
281          */
282         synchronize_rcu();
283
284         if (array->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY)
285                 bpf_array_free_percpu(array);
286
287         bpf_map_area_free(array);
288 }
289
290 static const struct bpf_map_ops array_ops = {
291         .map_alloc = array_map_alloc,
292         .map_free = array_map_free,
293         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
294         .map_lookup_elem = array_map_lookup_elem,
295         .map_update_elem = array_map_update_elem,
296         .map_delete_elem = array_map_delete_elem,
297         .map_gen_lookup = array_map_gen_lookup,
298 };
299
300 static struct bpf_map_type_list array_type __ro_after_init = {
301         .ops = &array_ops,
302         .type = BPF_MAP_TYPE_ARRAY,
303 };
304
305 static const struct bpf_map_ops percpu_array_ops = {
306         .map_alloc = array_map_alloc,
307         .map_free = array_map_free,
308         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
309         .map_lookup_elem = percpu_array_map_lookup_elem,
310         .map_update_elem = array_map_update_elem,
311         .map_delete_elem = array_map_delete_elem,
312 };
313
314 static struct bpf_map_type_list percpu_array_type __ro_after_init = {
315         .ops = &percpu_array_ops,
316         .type = BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY,
317 };
318
319 static int __init register_array_map(void)
320 {
321         bpf_register_map_type(&array_type);
322         bpf_register_map_type(&percpu_array_type);
323         return 0;
324 }
325 late_initcall(register_array_map);
326
327 static struct bpf_map *fd_array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
328 {
329         /* only file descriptors can be stored in this type of map */
330         if (attr->value_size != sizeof(u32))
331                 return ERR_PTR(-EINVAL);
332         return array_map_alloc(attr);
333 }
334
335 static void fd_array_map_free(struct bpf_map *map)
336 {
337         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
338         int i;
339
340         synchronize_rcu();
341
342         /* make sure it's empty */
343         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
344                 BUG_ON(array->ptrs[i] != NULL);
345
346         bpf_map_area_free(array);
347 }
348
349 static void *fd_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
350 {
351         return NULL;
352 }
353
354 /* only called from syscall */
355 int bpf_fd_array_map_update_elem(struct bpf_map *map, struct file *map_file,
356                                  void *key, void *value, u64 map_flags)
357 {
358         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
359         void *new_ptr, *old_ptr;
360         u32 index = *(u32 *)key, ufd;
361
362         if (map_flags != BPF_ANY)
363                 return -EINVAL;
364
365         if (index >= array->map.max_entries)
366                 return -E2BIG;
367
368         ufd = *(u32 *)value;
369         new_ptr = map->ops->map_fd_get_ptr(map, map_file, ufd);
370         if (IS_ERR(new_ptr))
371                 return PTR_ERR(new_ptr);
372
373         old_ptr = xchg(array->ptrs + index, new_ptr);
374         if (old_ptr)
375                 map->ops->map_fd_put_ptr(old_ptr);
376
377         return 0;
378 }
379
380 static int fd_array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
381 {
382         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
383         void *old_ptr;
384         u32 index = *(u32 *)key;
385
386         if (index >= array->map.max_entries)
387                 return -E2BIG;
388
389         old_ptr = xchg(array->ptrs + index, NULL);
390         if (old_ptr) {
391                 map->ops->map_fd_put_ptr(old_ptr);
392                 return 0;
393         } else {
394                 return -ENOENT;
395         }
396 }
397
398 static void *prog_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
399                                    struct file *map_file, int fd)
400 {
401         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
402         struct bpf_prog *prog = bpf_prog_get(fd);
403
404         if (IS_ERR(prog))
405                 return prog;
406
407         if (!bpf_prog_array_compatible(array, prog)) {
408                 bpf_prog_put(prog);
409                 return ERR_PTR(-EINVAL);
410         }
411
412         return prog;
413 }
414
415 static void prog_fd_array_put_ptr(void *ptr)
416 {
417         bpf_prog_put(ptr);
418 }
419
420 /* decrement refcnt of all bpf_progs that are stored in this map */
421 void bpf_fd_array_map_clear(struct bpf_map *map)
422 {
423         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
424         int i;
425
426         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
427                 fd_array_map_delete_elem(map, &i);
428 }
429
430 static const struct bpf_map_ops prog_array_ops = {
431         .map_alloc = fd_array_map_alloc,
432         .map_free = fd_array_map_free,
433         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
434         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
435         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
436         .map_fd_get_ptr = prog_fd_array_get_ptr,
437         .map_fd_put_ptr = prog_fd_array_put_ptr,
438 };
439
440 static struct bpf_map_type_list prog_array_type __ro_after_init = {
441         .ops = &prog_array_ops,
442         .type = BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY,
443 };
444
445 static int __init register_prog_array_map(void)
446 {
447         bpf_register_map_type(&prog_array_type);
448         return 0;
449 }
450 late_initcall(register_prog_array_map);
451
452 static struct bpf_event_entry *bpf_event_entry_gen(struct file *perf_file,
453                                                    struct file *map_file)
454 {
455         struct bpf_event_entry *ee;
456
457         ee = kzalloc(sizeof(*ee), GFP_ATOMIC);
458         if (ee) {
459                 ee->event = perf_file->private_data;
460                 ee->perf_file = perf_file;
461                 ee->map_file = map_file;
462         }
463
464         return ee;
465 }
466
467 static void __bpf_event_entry_free(struct rcu_head *rcu)
468 {
469         struct bpf_event_entry *ee;
470
471         ee = container_of(rcu, struct bpf_event_entry, rcu);
472         fput(ee->perf_file);
473         kfree(ee);
474 }
475
476 static void bpf_event_entry_free_rcu(struct bpf_event_entry *ee)
477 {
478         call_rcu(&ee->rcu, __bpf_event_entry_free);
479 }
480
481 static void *perf_event_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
482                                          struct file *map_file, int fd)
483 {
484         const struct perf_event_attr *attr;
485         struct bpf_event_entry *ee;
486         struct perf_event *event;
487         struct file *perf_file;
488
489         perf_file = perf_event_get(fd);
490         if (IS_ERR(perf_file))
491                 return perf_file;
492
493         event = perf_file->private_data;
494         ee = ERR_PTR(-EINVAL);
495
496         attr = perf_event_attrs(event);
497         if (IS_ERR(attr) || attr->inherit)
498                 goto err_out;
499
500         switch (attr->type) {
501         case PERF_TYPE_SOFTWARE:
502                 if (attr->config != PERF_COUNT_SW_BPF_OUTPUT)
503                         goto err_out;
504                 /* fall-through */
505         case PERF_TYPE_RAW:
506         case PERF_TYPE_HARDWARE:
507                 ee = bpf_event_entry_gen(perf_file, map_file);
508                 if (ee)
509                         return ee;
510                 ee = ERR_PTR(-ENOMEM);
511                 /* fall-through */
512         default:
513                 break;
514         }
515
516 err_out:
517         fput(perf_file);
518         return ee;
519 }
520
521 static void perf_event_fd_array_put_ptr(void *ptr)
522 {
523         bpf_event_entry_free_rcu(ptr);
524 }
525
526 static void perf_event_fd_array_release(struct bpf_map *map,
527                                         struct file *map_file)
528 {
529         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
530         struct bpf_event_entry *ee;
531         int i;
532
533         rcu_read_lock();
534         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
535                 ee = READ_ONCE(array->ptrs[i]);
536                 if (ee && ee->map_file == map_file)
537                         fd_array_map_delete_elem(map, &i);
538         }
539         rcu_read_unlock();
540 }
541
542 static const struct bpf_map_ops perf_event_array_ops = {
543         .map_alloc = fd_array_map_alloc,
544         .map_free = fd_array_map_free,
545         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
546         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
547         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
548         .map_fd_get_ptr = perf_event_fd_array_get_ptr,
549         .map_fd_put_ptr = perf_event_fd_array_put_ptr,
550         .map_release = perf_event_fd_array_release,
551 };
552
553 static struct bpf_map_type_list perf_event_array_type __ro_after_init = {
554         .ops = &perf_event_array_ops,
555         .type = BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY,
556 };
557
558 static int __init register_perf_event_array_map(void)
559 {
560         bpf_register_map_type(&perf_event_array_type);
561         return 0;
562 }
563 late_initcall(register_perf_event_array_map);
564
565 #ifdef CONFIG_CGROUPS
566 static void *cgroup_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
567                                      struct file *map_file /* not used */,
568                                      int fd)
569 {
570         return cgroup_get_from_fd(fd);
571 }
572
573 static void cgroup_fd_array_put_ptr(void *ptr)
574 {
575         /* cgroup_put free cgrp after a rcu grace period */
576         cgroup_put(ptr);
577 }
578
579 static void cgroup_fd_array_free(struct bpf_map *map)
580 {
581         bpf_fd_array_map_clear(map);
582         fd_array_map_free(map);
583 }
584
585 static const struct bpf_map_ops cgroup_array_ops = {
586         .map_alloc = fd_array_map_alloc,
587         .map_free = cgroup_fd_array_free,
588         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
589         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
590         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
591         .map_fd_get_ptr = cgroup_fd_array_get_ptr,
592         .map_fd_put_ptr = cgroup_fd_array_put_ptr,
593 };
594
595 static struct bpf_map_type_list cgroup_array_type __ro_after_init = {
596         .ops = &cgroup_array_ops,
597         .type = BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY,
598 };
599
600 static int __init register_cgroup_array_map(void)
601 {
602         bpf_register_map_type(&cgroup_array_type);
603         return 0;
604 }
605 late_initcall(register_cgroup_array_map);
606 #endif
607
608 static struct bpf_map *array_of_map_alloc(union bpf_attr *attr)
609 {
610         struct bpf_map *map, *inner_map_meta;
611
612         inner_map_meta = bpf_map_meta_alloc(attr->inner_map_fd);
613         if (IS_ERR(inner_map_meta))
614                 return inner_map_meta;
615
616         map = fd_array_map_alloc(attr);
617         if (IS_ERR(map)) {
618                 bpf_map_meta_free(inner_map_meta);
619                 return map;
620         }
621
622         map->inner_map_meta = inner_map_meta;
623
624         return map;
625 }
626
627 static void array_of_map_free(struct bpf_map *map)
628 {
629         /* map->inner_map_meta is only accessed by syscall which
630          * is protected by fdget/fdput.
631          */
632         bpf_map_meta_free(map->inner_map_meta);
633         bpf_fd_array_map_clear(map);
634         fd_array_map_free(map);
635 }
636
637 static void *array_of_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
638 {
639         struct bpf_map **inner_map = array_map_lookup_elem(map, key);
640
641         if (!inner_map)
642                 return NULL;
643
644         return READ_ONCE(*inner_map);
645 }
646
647 static const struct bpf_map_ops array_of_map_ops = {
648         .map_alloc = array_of_map_alloc,
649         .map_free = array_of_map_free,
650         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
651         .map_lookup_elem = array_of_map_lookup_elem,
652         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
653         .map_fd_get_ptr = bpf_map_fd_get_ptr,
654         .map_fd_put_ptr = bpf_map_fd_put_ptr,
655 };
656
657 static struct bpf_map_type_list array_of_map_type __ro_after_init = {
658         .ops = &array_of_map_ops,
659         .type = BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS,
660 };
661
662 static int __init register_array_of_map(void)
663 {
664         bpf_register_map_type(&array_of_map_type);
665         return 0;
666 }
667 late_initcall(register_array_of_map);