Merge branch 'siginfo-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ebieder...
[linux-2.6-block.git] / net / ipv4 / tcp_bpf.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /* Copyright (c) 2017 - 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io */
3
4 #include <linux/skmsg.h>
5 #include <linux/filter.h>
6 #include <linux/bpf.h>
7 #include <linux/init.h>
8 #include <linux/wait.h>
9
10 #include <net/inet_common.h>
11
12 static bool tcp_bpf_stream_read(const struct sock *sk)
13 {
14         struct sk_psock *psock;
15         bool empty = true;
16
17         rcu_read_lock();
18         psock = sk_psock(sk);
19         if (likely(psock))
20                 empty = list_empty(&psock->ingress_msg);
21         rcu_read_unlock();
22         return !empty;
23 }
24
25 static int tcp_bpf_wait_data(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
26                              int flags, long timeo, int *err)
27 {
28         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
29         int ret;
30
31         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
32         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
33         ret = sk_wait_event(sk, &timeo,
34                             !list_empty(&psock->ingress_msg) ||
35                             !skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue), &wait);
36         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
37         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
38         return ret;
39 }
40
41 int __tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
42                       struct msghdr *msg, int len, int flags)
43 {
44         struct iov_iter *iter = &msg->msg_iter;
45         int peek = flags & MSG_PEEK;
46         int i, ret, copied = 0;
47         struct sk_msg *msg_rx;
48
49         msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
50                                           struct sk_msg, list);
51
52         while (copied != len) {
53                 struct scatterlist *sge;
54
55                 if (unlikely(!msg_rx))
56                         break;
57
58                 i = msg_rx->sg.start;
59                 do {
60                         struct page *page;
61                         int copy;
62
63                         sge = sk_msg_elem(msg_rx, i);
64                         copy = sge->length;
65                         page = sg_page(sge);
66                         if (copied + copy > len)
67                                 copy = len - copied;
68                         ret = copy_page_to_iter(page, sge->offset, copy, iter);
69                         if (ret != copy) {
70                                 msg_rx->sg.start = i;
71                                 return -EFAULT;
72                         }
73
74                         copied += copy;
75                         if (likely(!peek)) {
76                                 sge->offset += copy;
77                                 sge->length -= copy;
78                                 sk_mem_uncharge(sk, copy);
79                                 msg_rx->sg.size -= copy;
80
81                                 if (!sge->length) {
82                                         sk_msg_iter_var_next(i);
83                                         if (!msg_rx->skb)
84                                                 put_page(page);
85                                 }
86                         } else {
87                                 sk_msg_iter_var_next(i);
88                         }
89
90                         if (copied == len)
91                                 break;
92                 } while (i != msg_rx->sg.end);
93
94                 if (unlikely(peek)) {
95                         msg_rx = list_next_entry(msg_rx, list);
96                         continue;
97                 }
98
99                 msg_rx->sg.start = i;
100                 if (!sge->length && msg_rx->sg.start == msg_rx->sg.end) {
101                         list_del(&msg_rx->list);
102                         if (msg_rx->skb)
103                                 consume_skb(msg_rx->skb);
104                         kfree(msg_rx);
105                 }
106                 msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
107                                                   struct sk_msg, list);
108         }
109
110         return copied;
111 }
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_bpf_recvmsg);
113
114 int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
115                     int nonblock, int flags, int *addr_len)
116 {
117         struct sk_psock *psock;
118         int copied, ret;
119
120         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
121                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
122         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
123                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
124
125         psock = sk_psock_get(sk);
126         if (unlikely(!psock))
127                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
128         lock_sock(sk);
129 msg_bytes_ready:
130         copied = __tcp_bpf_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
131         if (!copied) {
132                 int data, err = 0;
133                 long timeo;
134
135                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
136                 data = tcp_bpf_wait_data(sk, psock, flags, timeo, &err);
137                 if (data) {
138                         if (skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
139                                 goto msg_bytes_ready;
140                         release_sock(sk);
141                         sk_psock_put(sk, psock);
142                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
143                 }
144                 if (err) {
145                         ret = err;
146                         goto out;
147                 }
148         }
149         ret = copied;
150 out:
151         release_sock(sk);
152         sk_psock_put(sk, psock);
153         return ret;
154 }
155
156 static int bpf_tcp_ingress(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
157                            struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes, int flags)
158 {
159         bool apply = apply_bytes;
160         struct scatterlist *sge;
161         u32 size, copied = 0;
162         struct sk_msg *tmp;
163         int i, ret = 0;
164
165         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp), __GFP_NOWARN | GFP_KERNEL);
166         if (unlikely(!tmp))
167                 return -ENOMEM;
168
169         lock_sock(sk);
170         tmp->sg.start = msg->sg.start;
171         i = msg->sg.start;
172         do {
173                 sge = sk_msg_elem(msg, i);
174                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
175                         apply_bytes : sge->length;
176                 if (!sk_wmem_schedule(sk, size)) {
177                         if (!copied)
178                                 ret = -ENOMEM;
179                         break;
180                 }
181
182                 sk_mem_charge(sk, size);
183                 sk_msg_xfer(tmp, msg, i, size);
184                 copied += size;
185                 if (sge->length)
186                         get_page(sk_msg_page(tmp, i));
187                 sk_msg_iter_var_next(i);
188                 tmp->sg.end = i;
189                 if (apply) {
190                         apply_bytes -= size;
191                         if (!apply_bytes)
192                                 break;
193                 }
194         } while (i != msg->sg.end);
195
196         if (!ret) {
197                 msg->sg.start = i;
198                 msg->sg.size -= apply_bytes;
199                 sk_psock_queue_msg(psock, tmp);
200                 sk->sk_data_ready(sk);
201         } else {
202                 sk_msg_free(sk, tmp);
203                 kfree(tmp);
204         }
205
206         release_sock(sk);
207         return ret;
208 }
209
210 static int tcp_bpf_push(struct sock *sk, struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes,
211                         int flags, bool uncharge)
212 {
213         bool apply = apply_bytes;
214         struct scatterlist *sge;
215         struct page *page;
216         int size, ret = 0;
217         u32 off;
218
219         while (1) {
220                 sge = sk_msg_elem(msg, msg->sg.start);
221                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
222                         apply_bytes : sge->length;
223                 off  = sge->offset;
224                 page = sg_page(sge);
225
226                 tcp_rate_check_app_limited(sk);
227 retry:
228                 ret = do_tcp_sendpages(sk, page, off, size, flags);
229                 if (ret <= 0)
230                         return ret;
231                 if (apply)
232                         apply_bytes -= ret;
233                 msg->sg.size -= ret;
234                 sge->offset += ret;
235                 sge->length -= ret;
236                 if (uncharge)
237                         sk_mem_uncharge(sk, ret);
238                 if (ret != size) {
239                         size -= ret;
240                         off  += ret;
241                         goto retry;
242                 }
243                 if (!sge->length) {
244                         put_page(page);
245                         sk_msg_iter_next(msg, start);
246                         sg_init_table(sge, 1);
247                         if (msg->sg.start == msg->sg.end)
248                                 break;
249                 }
250                 if (apply && !apply_bytes)
251                         break;
252         }
253
254         return 0;
255 }
256
257 static int tcp_bpf_push_locked(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
258                                u32 apply_bytes, int flags, bool uncharge)
259 {
260         int ret;
261
262         lock_sock(sk);
263         ret = tcp_bpf_push(sk, msg, apply_bytes, flags, uncharge);
264         release_sock(sk);
265         return ret;
266 }
267
268 int tcp_bpf_sendmsg_redir(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
269                           u32 bytes, int flags)
270 {
271         bool ingress = sk_msg_to_ingress(msg);
272         struct sk_psock *psock = sk_psock_get(sk);
273         int ret;
274
275         if (unlikely(!psock)) {
276                 sk_msg_free(sk, msg);
277                 return 0;
278         }
279         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
280                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
281         sk_psock_put(sk, psock);
282         return ret;
283 }
284 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
285
286 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
287                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
288 {
289         bool cork = false, enospc = msg->sg.start == msg->sg.end;
290         struct sock *sk_redir;
291         u32 tosend;
292         int ret;
293
294 more_data:
295         if (psock->eval == __SK_NONE)
296                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
297
298         if (msg->cork_bytes &&
299             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
300                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
301                 if (!psock->cork) {
302                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
303                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
304                         if (!psock->cork)
305                                 return -ENOMEM;
306                 }
307                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
308                 return 0;
309         }
310
311         tosend = msg->sg.size;
312         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
313                 tosend = psock->apply_bytes;
314
315         switch (psock->eval) {
316         case __SK_PASS:
317                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
318                 if (unlikely(ret)) {
319                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
320                         break;
321                 }
322                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
323                 break;
324         case __SK_REDIRECT:
325                 sk_redir = psock->sk_redir;
326                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
327                 if (psock->cork) {
328                         cork = true;
329                         psock->cork = NULL;
330                 }
331                 sk_msg_return(sk, msg, tosend);
332                 release_sock(sk);
333                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, msg, tosend, flags);
334                 lock_sock(sk);
335                 if (unlikely(ret < 0)) {
336                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
337
338                         if (!cork)
339                                 *copied -= free;
340                 }
341                 if (cork) {
342                         sk_msg_free(sk, msg);
343                         kfree(msg);
344                         msg = NULL;
345                         ret = 0;
346                 }
347                 break;
348         case __SK_DROP:
349         default:
350                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
351                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
352                 *copied -= tosend;
353                 return -EACCES;
354         }
355
356         if (likely(!ret)) {
357                 if (!psock->apply_bytes) {
358                         psock->eval =  __SK_NONE;
359                         if (psock->sk_redir) {
360                                 sock_put(psock->sk_redir);
361                                 psock->sk_redir = NULL;
362                         }
363                 }
364                 if (msg &&
365                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
366                     msg->sg.data[msg->sg.start].length)
367                         goto more_data;
368         }
369         return ret;
370 }
371
372 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
373 {
374         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
375         int flags = msg->msg_flags | MSG_NO_SHARED_FRAGS;
376         int copied = 0, err = 0;
377         struct sk_psock *psock;
378         long timeo;
379
380         psock = sk_psock_get(sk);
381         if (unlikely(!psock))
382                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
383
384         lock_sock(sk);
385         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
386         while (msg_data_left(msg)) {
387                 bool enospc = false;
388                 u32 copy, osize;
389
390                 if (sk->sk_err) {
391                         err = -sk->sk_err;
392                         goto out_err;
393                 }
394
395                 copy = msg_data_left(msg);
396                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
397                         goto wait_for_sndbuf;
398                 if (psock->cork) {
399                         msg_tx = psock->cork;
400                 } else {
401                         msg_tx = &tmp;
402                         sk_msg_init(msg_tx);
403                 }
404
405                 osize = msg_tx->sg.size;
406                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
407                 if (err) {
408                         if (err != -ENOSPC)
409                                 goto wait_for_memory;
410                         enospc = true;
411                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
412                 }
413
414                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
415                                                copy);
416                 if (err < 0) {
417                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
418                         goto out_err;
419                 }
420
421                 copied += copy;
422                 if (psock->cork_bytes) {
423                         if (size > psock->cork_bytes)
424                                 psock->cork_bytes = 0;
425                         else
426                                 psock->cork_bytes -= size;
427                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
428                                 goto out_err;
429                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
430                         psock->eval = __SK_NONE;
431                         psock->cork_bytes = 0;
432                 }
433
434                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
435                 if (unlikely(err < 0))
436                         goto out_err;
437                 continue;
438 wait_for_sndbuf:
439                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
440 wait_for_memory:
441                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
442                 if (err) {
443                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
444                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
445                         goto out_err;
446                 }
447         }
448 out_err:
449         if (err < 0)
450                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
451         release_sock(sk);
452         sk_psock_put(sk, psock);
453         return copied ? copied : err;
454 }
455
456 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
457                             size_t size, int flags)
458 {
459         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
460         int err = 0, copied = 0;
461         struct sk_psock *psock;
462         bool enospc = false;
463
464         psock = sk_psock_get(sk);
465         if (unlikely(!psock))
466                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
467
468         lock_sock(sk);
469         if (psock->cork) {
470                 msg = psock->cork;
471         } else {
472                 msg = &tmp;
473                 sk_msg_init(msg);
474         }
475
476         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
477         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
478                 goto out_err;
479
480         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
481         sk_mem_charge(sk, size);
482         copied = size;
483         if (sk_msg_full(msg))
484                 enospc = true;
485         if (psock->cork_bytes) {
486                 if (size > psock->cork_bytes)
487                         psock->cork_bytes = 0;
488                 else
489                         psock->cork_bytes -= size;
490                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
491                         goto out_err;
492                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
493                 psock->eval = __SK_NONE;
494                 psock->cork_bytes = 0;
495         }
496
497         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
498 out_err:
499         release_sock(sk);
500         sk_psock_put(sk, psock);
501         return copied ? copied : err;
502 }
503
504 static void tcp_bpf_remove(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
505 {
506         struct sk_psock_link *link;
507
508         sk_psock_cork_free(psock);
509         __sk_psock_purge_ingress_msg(psock);
510         while ((link = sk_psock_link_pop(psock))) {
511                 sk_psock_unlink(sk, link);
512                 sk_psock_free_link(link);
513         }
514 }
515
516 static void tcp_bpf_unhash(struct sock *sk)
517 {
518         void (*saved_unhash)(struct sock *sk);
519         struct sk_psock *psock;
520
521         rcu_read_lock();
522         psock = sk_psock(sk);
523         if (unlikely(!psock)) {
524                 rcu_read_unlock();
525                 if (sk->sk_prot->unhash)
526                         sk->sk_prot->unhash(sk);
527                 return;
528         }
529
530         saved_unhash = psock->saved_unhash;
531         tcp_bpf_remove(sk, psock);
532         rcu_read_unlock();
533         saved_unhash(sk);
534 }
535
536 static void tcp_bpf_close(struct sock *sk, long timeout)
537 {
538         void (*saved_close)(struct sock *sk, long timeout);
539         struct sk_psock *psock;
540
541         lock_sock(sk);
542         rcu_read_lock();
543         psock = sk_psock(sk);
544         if (unlikely(!psock)) {
545                 rcu_read_unlock();
546                 release_sock(sk);
547                 return sk->sk_prot->close(sk, timeout);
548         }
549
550         saved_close = psock->saved_close;
551         tcp_bpf_remove(sk, psock);
552         rcu_read_unlock();
553         release_sock(sk);
554         saved_close(sk, timeout);
555 }
556
557 enum {
558         TCP_BPF_IPV4,
559         TCP_BPF_IPV6,
560         TCP_BPF_NUM_PROTS,
561 };
562
563 enum {
564         TCP_BPF_BASE,
565         TCP_BPF_TX,
566         TCP_BPF_NUM_CFGS,
567 };
568
569 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
570 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
571 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
572
573 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
574                                    struct proto *base)
575 {
576         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
577         prot[TCP_BPF_BASE].unhash               = tcp_bpf_unhash;
578         prot[TCP_BPF_BASE].close                = tcp_bpf_close;
579         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
580         prot[TCP_BPF_BASE].stream_memory_read   = tcp_bpf_stream_read;
581
582         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
583         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
584         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
585 }
586
587 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct sock *sk, struct proto *ops)
588 {
589         if (sk->sk_family == AF_INET6 &&
590             unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
591                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
592                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
593                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
594                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
595                 }
596                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
597         }
598 }
599
600 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
601 {
602         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
603         return 0;
604 }
605 core_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
606
607 static void tcp_bpf_update_sk_prot(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
608 {
609         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
610         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
611
612         sk_psock_update_proto(sk, psock, &tcp_bpf_prots[family][config]);
613 }
614
615 static void tcp_bpf_reinit_sk_prot(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
616 {
617         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
618         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
619
620         /* Reinit occurs when program types change e.g. TCP_BPF_TX is removed
621          * or added requiring sk_prot hook updates. We keep original saved
622          * hooks in this case.
623          */
624         sk->sk_prot = &tcp_bpf_prots[family][config];
625 }
626
627 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
628 {
629         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
630          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
631          * indeed valid assumptions.
632          */
633         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
634                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
635                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
636 }
637
638 void tcp_bpf_reinit(struct sock *sk)
639 {
640         struct sk_psock *psock;
641
642         sock_owned_by_me(sk);
643
644         rcu_read_lock();
645         psock = sk_psock(sk);
646         tcp_bpf_reinit_sk_prot(sk, psock);
647         rcu_read_unlock();
648 }
649
650 int tcp_bpf_init(struct sock *sk)
651 {
652         struct proto *ops = READ_ONCE(sk->sk_prot);
653         struct sk_psock *psock;
654
655         sock_owned_by_me(sk);
656
657         rcu_read_lock();
658         psock = sk_psock(sk);
659         if (unlikely(!psock || psock->sk_proto ||
660                      tcp_bpf_assert_proto_ops(ops))) {
661                 rcu_read_unlock();
662                 return -EINVAL;
663         }
664         tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(sk, ops);
665         tcp_bpf_update_sk_prot(sk, psock);
666         rcu_read_unlock();
667         return 0;
668 }