net/netfilter/ipset/ip_set_hash_gen.h

   1 /* Copyright (C) 2013 Jozsef Kadlecsik <kadlec@blackhole.kfki.hu>
   2  *
   3  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   4  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   5  * published by the Free Software Foundation.
   6  */
   7
   8 #ifndef _IP_SET_HASH_GEN_H
   9 #define _IP_SET_HASH_GEN_H
  10
  11 #include <linux/rcupdate.h>
  12 #include <linux/jhash.h>
  13 #include <linux/netfilter/ipset/ip_set_timeout.h>
  14 #ifndef rcu_dereference_bh
  15 #define rcu_dereference_bh(p)   rcu_dereference(p)
  16 #endif
  17
  18 #define rcu_dereference_bh_nfnl(p)      rcu_dereference_bh_check(p, 1)
  19
  20 /* Hashing which uses arrays to resolve clashing. The hash table is resized
  21  * (doubled) when searching becomes too long.
  22  * Internally jhash is used with the assumption that the size of the
  23  * stored data is a multiple of sizeof(u32). If storage supports timeout,
  24  * the timeout field must be the last one in the data structure - that field
  25  * is ignored when computing the hash key.
  26  *
  27  * Readers and resizing
  28  *
  29  * Resizing can be triggered by userspace command only, and those
  30  * are serialized by the nfnl mutex. During resizing the set is
  31  * read-locked, so the only possible concurrent operations are
  32  * the kernel side readers. Those must be protected by proper RCU locking.
  33  */
  34
  35 /* Number of elements to store in an initial array block */
  36 #define AHASH_INIT_SIZE                 4
  37 /* Max number of elements to store in an array block */
  38 #define AHASH_MAX_SIZE                  (3*AHASH_INIT_SIZE)
  39
  40 /* Max number of elements can be tuned */
  41 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MULTI
  42 #define AHASH_MAX(h)                    ((h)->ahash_max)
  43
  44 static inline u8
  45 tune_ahash_max(u8 curr, u32 multi)
  46 {
  47         u32 n;
  48
  49         if (multi < curr)
  50                 return curr;
  51
  52         n = curr + AHASH_INIT_SIZE;
  53         /* Currently, at listing one hash bucket must fit into a message.
  54          * Therefore we have a hard limit here.
  55          */
  56         return n > curr && n <= 64 ? n : curr;
  57 }
  58 #define TUNE_AHASH_MAX(h, multi)        \
  59         ((h)->ahash_max = tune_ahash_max((h)->ahash_max, multi))
  60 #else
  61 #define AHASH_MAX(h)                    AHASH_MAX_SIZE
  62 #define TUNE_AHASH_MAX(h, multi)
  63 #endif
  64
  65 /* A hash bucket */
  66 struct hbucket {
  67         void *value;            /* the array of the values */
  68         u8 size;                /* size of the array */
  69         u8 pos;                 /* position of the first free entry */
  70 };
  71
  72 /* The hash table: the table size stored here in order to make resizing easy */
  73 struct htable {
  74         u8 htable_bits;         /* size of hash table == 2^htable_bits */
  75         struct hbucket bucket[0]; /* hashtable buckets */
  76 };
  77
  78 #define hbucket(h, i)           (&((h)->bucket[i]))
  79
  80 #ifndef IPSET_NET_COUNT
  81 #define IPSET_NET_COUNT         1
  82 #endif
  83
  84 /* Book-keeping of the prefixes added to the set */
  85 struct net_prefixes {
  86         u32 nets[IPSET_NET_COUNT]; /* number of elements per cidr */
  87         u8 cidr[IPSET_NET_COUNT];  /* the different cidr values in the set */
  88 };
  89
  90 /* Compute the hash table size */
  91 static size_t
  92 htable_size(u8 hbits)
  93 {
  94         size_t hsize;
  95
  96         /* We must fit both into u32 in jhash and size_t */
  97         if (hbits > 31)
  98                 return 0;
  99         hsize = jhash_size(hbits);
 100         if ((((size_t)-1) - sizeof(struct htable))/sizeof(struct hbucket)
 101             < hsize)
 102                 return 0;
 103
 104         return hsize * sizeof(struct hbucket) + sizeof(struct htable);
 105 }
 106
 107 /* Compute htable_bits from the user input parameter hashsize */
 108 static u8
 109 htable_bits(u32 hashsize)
 110 {
 111         /* Assume that hashsize == 2^htable_bits */
 112         u8 bits = fls(hashsize - 1);
 113         if (jhash_size(bits) != hashsize)
 114                 /* Round up to the first 2^n value */
 115                 bits = fls(hashsize);
 116
 117         return bits;
 118 }
 119
 120 static int
 121 hbucket_elem_add(struct hbucket *n, u8 ahash_max, size_t dsize)
 122 {
 123         if (n->pos >= n->size) {
 124                 void *tmp;
 125
 126                 if (n->size >= ahash_max)
 127                         /* Trigger rehashing */
 128                         return -EAGAIN;
 129
 130                 tmp = kzalloc((n->size + AHASH_INIT_SIZE) * dsize,
 131                               GFP_ATOMIC);
 132                 if (!tmp)
 133                         return -ENOMEM;
 134                 if (n->size) {
 135                         memcpy(tmp, n->value, n->size * dsize);
 136                         kfree(n->value);
 137                 }
 138                 n->value = tmp;
 139                 n->size += AHASH_INIT_SIZE;
 140         }
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 145 #if IPSET_NET_COUNT > 1
 146 #define __CIDR(cidr, i)         (cidr[i])
 147 #else
 148 #define __CIDR(cidr, i)         (cidr)
 149 #endif
 150 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS_PACKED
 151 /* When cidr is packed with nomatch, cidr - 1 is stored in the entry */
 152 #define CIDR(cidr, i)           (__CIDR(cidr, i) + 1)
 153 #else
 154 #define CIDR(cidr, i)           (__CIDR(cidr, i))
 155 #endif
 156
 157 #define SET_HOST_MASK(family)   (family == AF_INET ? 32 : 128)
 158
 159 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MULTI
 160 #define NLEN(family)            (SET_HOST_MASK(family) + 1)
 161 #else
 162 #define NLEN(family)            SET_HOST_MASK(family)
 163 #endif
 164
 165 #else
 166 #define NLEN(family)            0
 167 #endif /* IP_SET_HASH_WITH_NETS */
 168
 169 #endif /* _IP_SET_HASH_GEN_H */
 170
 171 /* Family dependent templates */
 172
 173 #undef ahash_data
 174 #undef mtype_data_equal
 175 #undef mtype_do_data_match
 176 #undef mtype_data_set_flags
 177 #undef mtype_data_reset_flags
 178 #undef mtype_data_netmask
 179 #undef mtype_data_list
 180 #undef mtype_data_next
 181 #undef mtype_elem
 182
 183 #undef mtype_ahash_destroy
 184 #undef mtype_ext_cleanup
 185 #undef mtype_add_cidr
 186 #undef mtype_del_cidr
 187 #undef mtype_ahash_memsize
 188 #undef mtype_flush
 189 #undef mtype_destroy
 190 #undef mtype_gc_init
 191 #undef mtype_same_set
 192 #undef mtype_kadt
 193 #undef mtype_uadt
 194 #undef mtype
 195
 196 #undef mtype_add
 197 #undef mtype_del
 198 #undef mtype_test_cidrs
 199 #undef mtype_test
 200 #undef mtype_expire
 201 #undef mtype_resize
 202 #undef mtype_head
 203 #undef mtype_list
 204 #undef mtype_gc
 205 #undef mtype_gc_init
 206 #undef mtype_variant
 207 #undef mtype_data_match
 208
 209 #undef HKEY
 210
 211 #define mtype_data_equal        IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_equal)
 212 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 213 #define mtype_do_data_match     IPSET_TOKEN(MTYPE, _do_data_match)
 214 #else
 215 #define mtype_do_data_match(d)  1
 216 #endif
 217 #define mtype_data_set_flags    IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_set_flags)
 218 #define mtype_data_reset_elem   IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_reset_elem)
 219 #define mtype_data_reset_flags  IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_reset_flags)
 220 #define mtype_data_netmask      IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_netmask)
 221 #define mtype_data_list         IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_list)
 222 #define mtype_data_next         IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_next)
 223 #define mtype_elem              IPSET_TOKEN(MTYPE, _elem)
 224 #define mtype_ahash_destroy     IPSET_TOKEN(MTYPE, _ahash_destroy)
 225 #define mtype_ext_cleanup       IPSET_TOKEN(MTYPE, _ext_cleanup)
 226 #define mtype_add_cidr          IPSET_TOKEN(MTYPE, _add_cidr)
 227 #define mtype_del_cidr          IPSET_TOKEN(MTYPE, _del_cidr)
 228 #define mtype_ahash_memsize     IPSET_TOKEN(MTYPE, _ahash_memsize)
 229 #define mtype_flush             IPSET_TOKEN(MTYPE, _flush)
 230 #define mtype_destroy           IPSET_TOKEN(MTYPE, _destroy)
 231 #define mtype_gc_init           IPSET_TOKEN(MTYPE, _gc_init)
 232 #define mtype_same_set          IPSET_TOKEN(MTYPE, _same_set)
 233 #define mtype_kadt              IPSET_TOKEN(MTYPE, _kadt)
 234 #define mtype_uadt              IPSET_TOKEN(MTYPE, _uadt)
 235 #define mtype                   MTYPE
 236
 237 #define mtype_add               IPSET_TOKEN(MTYPE, _add)
 238 #define mtype_del               IPSET_TOKEN(MTYPE, _del)
 239 #define mtype_test_cidrs        IPSET_TOKEN(MTYPE, _test_cidrs)
 240 #define mtype_test              IPSET_TOKEN(MTYPE, _test)
 241 #define mtype_expire            IPSET_TOKEN(MTYPE, _expire)
 242 #define mtype_resize            IPSET_TOKEN(MTYPE, _resize)
 243 #define mtype_head              IPSET_TOKEN(MTYPE, _head)
 244 #define mtype_list              IPSET_TOKEN(MTYPE, _list)
 245 #define mtype_gc                IPSET_TOKEN(MTYPE, _gc)
 246 #define mtype_variant           IPSET_TOKEN(MTYPE, _variant)
 247 #define mtype_data_match        IPSET_TOKEN(MTYPE, _data_match)
 248
 249 #ifndef HKEY_DATALEN
 250 #define HKEY_DATALEN            sizeof(struct mtype_elem)
 251 #endif
 252
 253 #define HKEY(data, initval, htable_bits)                        \
 254 (jhash2((u32 *)(data), HKEY_DATALEN/sizeof(u32), initval)       \
 255         & jhash_mask(htable_bits))
 256
 257 #ifndef htype
 258 #define htype                   HTYPE
 259
 260 /* The generic hash structure */
 261 struct htype {
 262         struct htable __rcu *table; /* the hash table */
 263         u32 maxelem;            /* max elements in the hash */
 264         u32 elements;           /* current element (vs timeout) */
 265         u32 initval;            /* random jhash init value */
 266 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
 267         u32 markmask;           /* markmask value for mark mask to store */
 268 #endif
 269         struct timer_list gc;   /* garbage collection when timeout enabled */
 270         struct mtype_elem next; /* temporary storage for uadd */
 271 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MULTI
 272         u8 ahash_max;           /* max elements in an array block */
 273 #endif
 274 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
 275         u8 netmask;             /* netmask value for subnets to store */
 276 #endif
 277 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_RBTREE
 278         struct rb_root rbtree;
 279 #endif
 280 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 281         struct net_prefixes nets[0]; /* book-keeping of prefixes */
 282 #endif
 283 };
 284 #endif
 285
 286 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 287 /* Network cidr size book keeping when the hash stores different
 288  * sized networks */
 289 static void
 290 mtype_add_cidr(struct htype *h, u8 cidr, u8 nets_length, u8 n)
 291 {
 292         int i, j;
 293
 294         /* Add in increasing prefix order, so larger cidr first */
 295         for (i = 0, j = -1; i < nets_length && h->nets[i].nets[n]; i++) {
 296                 if (j != -1)
 297                         continue;
 298                 else if (h->nets[i].cidr[n] < cidr)
 299                         j = i;
 300                 else if (h->nets[i].cidr[n] == cidr) {
 301                         h->nets[i].nets[n]++;
 302                         return;
 303                 }
 304         }
 305         if (j != -1) {
 306                 for (; i > j; i--) {
 307                         h->nets[i].cidr[n] = h->nets[i - 1].cidr[n];
 308                         h->nets[i].nets[n] = h->nets[i - 1].nets[n];
 309                 }
 310         }
 311         h->nets[i].cidr[n] = cidr;
 312         h->nets[i].nets[n] = 1;
 313 }
 314
 315 static void
 316 mtype_del_cidr(struct htype *h, u8 cidr, u8 nets_length, u8 n)
 317 {
 318         u8 i, j, net_end = nets_length - 1;
 319
 320         for (i = 0; i < nets_length; i++) {
 321                 if (h->nets[i].cidr[n] != cidr)
 322                         continue;
 323                 if (h->nets[i].nets[n] > 1 || i == net_end ||
 324                     h->nets[i + 1].nets[n] == 0) {
 325                         h->nets[i].nets[n]--;
 326                         return;
 327                 }
 328                 for (j = i; j < net_end && h->nets[j].nets[n]; j++) {
 329                         h->nets[j].cidr[n] = h->nets[j + 1].cidr[n];
 330                         h->nets[j].nets[n] = h->nets[j + 1].nets[n];
 331                 }
 332                 h->nets[j].nets[n] = 0;
 333                 return;
 334         }
 335 }
 336 #endif
 337
 338 /* Calculate the actual memory size of the set data */
 339 static size_t
 340 mtype_ahash_memsize(const struct htype *h, const struct htable *t,
 341                     u8 nets_length, size_t dsize)
 342 {
 343         u32 i;
 344         size_t memsize = sizeof(*h)
 345                          + sizeof(*t)
 346 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 347                          + sizeof(struct net_prefixes) * nets_length
 348 #endif
 349                          + jhash_size(t->htable_bits) * sizeof(struct hbucket);
 350
 351         for (i = 0; i < jhash_size(t->htable_bits); i++)
 352                 memsize += t->bucket[i].size * dsize;
 353
 354         return memsize;
 355 }
 356
 357 /* Get the ith element from the array block n */
 358 #define ahash_data(n, i, dsize) \
 359         ((struct mtype_elem *)((n)->value + ((i) * (dsize))))
 360
 361 static void
 362 mtype_ext_cleanup(struct ip_set *set, struct hbucket *n)
 363 {
 364         int i;
 365
 366         for (i = 0; i < n->pos; i++)
 367                 ip_set_ext_destroy(set, ahash_data(n, i, set->dsize));
 368 }
 369
 370 /* Flush a hash type of set: destroy all elements */
 371 static void
 372 mtype_flush(struct ip_set *set)
 373 {
 374         struct htype *h = set->data;
 375         struct htable *t;
 376         struct hbucket *n;
 377         u32 i;
 378
 379         t = rcu_dereference_bh_nfnl(h->table);
 380         for (i = 0; i < jhash_size(t->htable_bits); i++) {
 381                 n = hbucket(t, i);
 382                 if (n->size) {
 383                         if (set->extensions & IPSET_EXT_DESTROY)
 384                                 mtype_ext_cleanup(set, n);
 385                         n->size = n->pos = 0;
 386                         /* FIXME: use slab cache */
 387                         kfree(n->value);
 388                 }
 389         }
 390 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 391         memset(h->nets, 0, sizeof(struct net_prefixes) * NLEN(set->family));
 392 #endif
 393         h->elements = 0;
 394 }
 395
 396 /* Destroy the hashtable part of the set */
 397 static void
 398 mtype_ahash_destroy(struct ip_set *set, struct htable *t, bool ext_destroy)
 399 {
 400         struct hbucket *n;
 401         u32 i;
 402
 403         for (i = 0; i < jhash_size(t->htable_bits); i++) {
 404                 n = hbucket(t, i);
 405                 if (n->size) {
 406                         if (set->extensions & IPSET_EXT_DESTROY && ext_destroy)
 407                                 mtype_ext_cleanup(set, n);
 408                         /* FIXME: use slab cache */
 409                         kfree(n->value);
 410                 }
 411         }
 412
 413         ip_set_free(t);
 414 }
 415
 416 /* Destroy a hash type of set */
 417 static void
 418 mtype_destroy(struct ip_set *set)
 419 {
 420         struct htype *h = set->data;
 421
 422         if (set->extensions & IPSET_EXT_TIMEOUT)
 423                 del_timer_sync(&h->gc);
 424
 425         mtype_ahash_destroy(set, rcu_dereference_bh_nfnl(h->table), true);
 426 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_RBTREE
 427         rbtree_destroy(&h->rbtree);
 428 #endif
 429         kfree(h);
 430
 431         set->data = NULL;
 432 }
 433
 434 static void
 435 mtype_gc_init(struct ip_set *set, void (*gc)(unsigned long ul_set))
 436 {
 437         struct htype *h = set->data;
 438
 439         init_timer(&h->gc);
 440         h->gc.data = (unsigned long) set;
 441         h->gc.function = gc;
 442         h->gc.expires = jiffies + IPSET_GC_PERIOD(set->timeout) * HZ;
 443         add_timer(&h->gc);
 444         pr_debug("gc initialized, run in every %u\n",
 445                  IPSET_GC_PERIOD(set->timeout));
 446 }
 447
 448 static bool
 449 mtype_same_set(const struct ip_set *a, const struct ip_set *b)
 450 {
 451         const struct htype *x = a->data;
 452         const struct htype *y = b->data;
 453
 454         /* Resizing changes htable_bits, so we ignore it */
 455         return x->maxelem == y->maxelem &&
 456                a->timeout == b->timeout &&
 457 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
 458                x->netmask == y->netmask &&
 459 #endif
 460 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
 461                x->markmask == y->markmask &&
 462 #endif
 463                a->extensions == b->extensions;
 464 }
 465
 466 /* Delete expired elements from the hashtable */
 467 static void
 468 mtype_expire(struct ip_set *set, struct htype *h, u8 nets_length, size_t dsize)
 469 {
 470         struct htable *t;
 471         struct hbucket *n;
 472         struct mtype_elem *data;
 473         u32 i;
 474         int j;
 475 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 476         u8 k;
 477 #endif
 478
 479         rcu_read_lock_bh();
 480         t = rcu_dereference_bh(h->table);
 481         for (i = 0; i < jhash_size(t->htable_bits); i++) {
 482                 n = hbucket(t, i);
 483                 for (j = 0; j < n->pos; j++) {
 484                         data = ahash_data(n, j, dsize);
 485                         if (ip_set_timeout_expired(ext_timeout(data, set))) {
 486                                 pr_debug("expired %u/%u\n", i, j);
 487 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 488                                 for (k = 0; k < IPSET_NET_COUNT; k++)
 489                                         mtype_del_cidr(h, CIDR(data->cidr, k),
 490                                                        nets_length, k);
 491 #endif
 492                                 ip_set_ext_destroy(set, data);
 493                                 if (j != n->pos - 1)
 494                                         /* Not last one */
 495                                         memcpy(data,
 496                                                ahash_data(n, n->pos - 1, dsize),
 497                                                dsize);
 498                                 n->pos--;
 499                                 h->elements--;
 500                         }
 501                 }
 502                 if (n->pos + AHASH_INIT_SIZE < n->size) {
 503                         void *tmp = kzalloc((n->size - AHASH_INIT_SIZE)
 504                                             * dsize,
 505                                             GFP_ATOMIC);
 506                         if (!tmp)
 507                                 /* Still try to delete expired elements */
 508                                 continue;
 509                         n->size -= AHASH_INIT_SIZE;
 510                         memcpy(tmp, n->value, n->size * dsize);
 511                         kfree(n->value);
 512                         n->value = tmp;
 513                 }
 514         }
 515         rcu_read_unlock_bh();
 516 }
 517
 518 static void
 519 mtype_gc(unsigned long ul_set)
 520 {
 521         struct ip_set *set = (struct ip_set *) ul_set;
 522         struct htype *h = set->data;
 523
 524         pr_debug("called\n");
 525         write_lock_bh(&set->lock);
 526         mtype_expire(set, h, NLEN(set->family), set->dsize);
 527         write_unlock_bh(&set->lock);
 528
 529         h->gc.expires = jiffies + IPSET_GC_PERIOD(set->timeout) * HZ;
 530         add_timer(&h->gc);
 531 }
 532
 533 /* Resize a hash: create a new hash table with doubling the hashsize
 534  * and inserting the elements to it. Repeat until we succeed or
 535  * fail due to memory pressures. */
 536 static int
 537 mtype_resize(struct ip_set *set, bool retried)
 538 {
 539         struct htype *h = set->data;
 540         struct htable *t, *orig = rcu_dereference_bh_nfnl(h->table);
 541         u8 htable_bits = orig->htable_bits;
 542 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 543         u8 flags;
 544 #endif
 545         struct mtype_elem *data;
 546         struct mtype_elem *d;
 547         struct hbucket *n, *m;
 548         u32 i, j;
 549         int ret;
 550
 551         /* Try to cleanup once */
 552         if (SET_WITH_TIMEOUT(set) && !retried) {
 553                 i = h->elements;
 554                 write_lock_bh(&set->lock);
 555                 mtype_expire(set, set->data, NLEN(set->family), set->dsize);
 556                 write_unlock_bh(&set->lock);
 557                 if (h->elements < i)
 558                         return 0;
 559         }
 560
 561 retry:
 562         ret = 0;
 563         htable_bits++;
 564         pr_debug("attempt to resize set %s from %u to %u, t %p\n",
 565                  set->name, orig->htable_bits, htable_bits, orig);
 566         if (!htable_bits) {
 567                 /* In case we have plenty of memory :-) */
 568                 pr_warn("Cannot increase the hashsize of set %s further\n",
 569                         set->name);
 570                 return -IPSET_ERR_HASH_FULL;
 571         }
 572         t = ip_set_alloc(sizeof(*t)
 573                          + jhash_size(htable_bits) * sizeof(struct hbucket));
 574         if (!t)
 575                 return -ENOMEM;
 576         t->htable_bits = htable_bits;
 577
 578         read_lock_bh(&set->lock);
 579         for (i = 0; i < jhash_size(orig->htable_bits); i++) {
 580                 n = hbucket(orig, i);
 581                 for (j = 0; j < n->pos; j++) {
 582                         data = ahash_data(n, j, set->dsize);
 583 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 584                         flags = 0;
 585                         mtype_data_reset_flags(data, &flags);
 586 #endif
 587                         m = hbucket(t, HKEY(data, h->initval, htable_bits));
 588                         ret = hbucket_elem_add(m, AHASH_MAX(h), set->dsize);
 589                         if (ret < 0) {
 590 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 591                                 mtype_data_reset_flags(data, &flags);
 592 #endif
 593                                 read_unlock_bh(&set->lock);
 594                                 mtype_ahash_destroy(set, t, false);
 595                                 if (ret == -EAGAIN)
 596                                         goto retry;
 597                                 return ret;
 598                         }
 599                         d = ahash_data(m, m->pos++, set->dsize);
 600                         memcpy(d, data, set->dsize);
 601 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 602                         mtype_data_reset_flags(d, &flags);
 603 #endif
 604                 }
 605         }
 606
 607         rcu_assign_pointer(h->table, t);
 608         read_unlock_bh(&set->lock);
 609
 610         /* Give time to other readers of the set */
 611         synchronize_rcu_bh();
 612
 613         pr_debug("set %s resized from %u (%p) to %u (%p)\n", set->name,
 614                  orig->htable_bits, orig, t->htable_bits, t);
 615         mtype_ahash_destroy(set, orig, false);
 616
 617         return 0;
 618 }
 619
 620 /* Add an element to a hash and update the internal counters when succeeded,
 621  * otherwise report the proper error code. */
 622 static int
 623 mtype_add(struct ip_set *set, void *value, const struct ip_set_ext *ext,
 624           struct ip_set_ext *mext, u32 flags)
 625 {
 626         struct htype *h = set->data;
 627         struct htable *t;
 628         const struct mtype_elem *d = value;
 629         struct mtype_elem *data;
 630         struct hbucket *n;
 631         int i, ret = 0;
 632         int j = AHASH_MAX(h) + 1;
 633         bool flag_exist = flags & IPSET_FLAG_EXIST;
 634         u32 key, multi = 0;
 635
 636         if (h->elements >= h->maxelem && SET_WITH_FORCEADD(set)) {
 637                 rcu_read_lock_bh();
 638                 t = rcu_dereference_bh(h->table);
 639                 key = HKEY(value, h->initval, t->htable_bits);
 640                 n = hbucket(t,key);
 641                 if (n->pos) {
 642                         /* Choosing the first entry in the array to replace */
 643                         j = 0;
 644                         goto reuse_slot;
 645                 }
 646                 rcu_read_unlock_bh();
 647         }
 648         if (SET_WITH_TIMEOUT(set) && h->elements >= h->maxelem)
 649                 /* FIXME: when set is full, we slow down here */
 650                 mtype_expire(set, h, NLEN(set->family), set->dsize);
 651
 652         if (h->elements >= h->maxelem) {
 653                 if (net_ratelimit())
 654                         pr_warn("Set %s is full, maxelem %u reached\n",
 655                                 set->name, h->maxelem);
 656                 return -IPSET_ERR_HASH_FULL;
 657         }
 658
 659         rcu_read_lock_bh();
 660         t = rcu_dereference_bh(h->table);
 661         key = HKEY(value, h->initval, t->htable_bits);
 662         n = hbucket(t, key);
 663         for (i = 0; i < n->pos; i++) {
 664                 data = ahash_data(n, i, set->dsize);
 665                 if (mtype_data_equal(data, d, &multi)) {
 666                         if (flag_exist ||
 667                             (SET_WITH_TIMEOUT(set) &&
 668                              ip_set_timeout_expired(ext_timeout(data, set)))) {
 669                                 /* Just the extensions could be overwritten */
 670                                 j = i;
 671                                 goto reuse_slot;
 672                         } else {
 673                                 ret = -IPSET_ERR_EXIST;
 674                                 goto out;
 675                         }
 676                 }
 677                 /* Reuse first timed out entry */
 678                 if (SET_WITH_TIMEOUT(set) &&
 679                     ip_set_timeout_expired(ext_timeout(data, set)) &&
 680                     j != AHASH_MAX(h) + 1)
 681                         j = i;
 682         }
 683 reuse_slot:
 684         if (j != AHASH_MAX(h) + 1) {
 685                 /* Fill out reused slot */
 686                 data = ahash_data(n, j, set->dsize);
 687 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 688                 for (i = 0; i < IPSET_NET_COUNT; i++) {
 689                         mtype_del_cidr(h, CIDR(data->cidr, i),
 690                                        NLEN(set->family), i);
 691                         mtype_add_cidr(h, CIDR(d->cidr, i),
 692                                        NLEN(set->family), i);
 693                 }
 694 #endif
 695                 ip_set_ext_destroy(set, data);
 696         } else {
 697                 /* Use/create a new slot */
 698                 TUNE_AHASH_MAX(h, multi);
 699                 ret = hbucket_elem_add(n, AHASH_MAX(h), set->dsize);
 700                 if (ret != 0) {
 701                         if (ret == -EAGAIN)
 702                                 mtype_data_next(&h->next, d);
 703                         goto out;
 704                 }
 705                 data = ahash_data(n, n->pos++, set->dsize);
 706 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 707                 for (i = 0; i < IPSET_NET_COUNT; i++)
 708                         mtype_add_cidr(h, CIDR(d->cidr, i), NLEN(set->family),
 709                                        i);
 710 #endif
 711                 h->elements++;
 712         }
 713         memcpy(data, d, sizeof(struct mtype_elem));
 714 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 715         mtype_data_set_flags(data, flags);
 716 #endif
 717         if (SET_WITH_TIMEOUT(set))
 718                 ip_set_timeout_set(ext_timeout(data, set), ext->timeout);
 719         if (SET_WITH_COUNTER(set))
 720                 ip_set_init_counter(ext_counter(data, set), ext);
 721         if (SET_WITH_COMMENT(set))
 722                 ip_set_init_comment(ext_comment(data, set), ext);
 723
 724 out:
 725         rcu_read_unlock_bh();
 726         return ret;
 727 }
 728
 729 /* Delete an element from the hash: swap it with the last element
 730  * and free up space if possible.
 731  */
 732 static int
 733 mtype_del(struct ip_set *set, void *value, const struct ip_set_ext *ext,
 734           struct ip_set_ext *mext, u32 flags)
 735 {
 736         struct htype *h = set->data;
 737         struct htable *t;
 738         const struct mtype_elem *d = value;
 739         struct mtype_elem *data;
 740         struct hbucket *n;
 741         int i, ret = -IPSET_ERR_EXIST;
 742 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 743         u8 j;
 744 #endif
 745         u32 key, multi = 0;
 746
 747         rcu_read_lock_bh();
 748         t = rcu_dereference_bh(h->table);
 749         key = HKEY(value, h->initval, t->htable_bits);
 750         n = hbucket(t, key);
 751         for (i = 0; i < n->pos; i++) {
 752                 data = ahash_data(n, i, set->dsize);
 753                 if (!mtype_data_equal(data, d, &multi))
 754                         continue;
 755                 if (SET_WITH_TIMEOUT(set) &&
 756                     ip_set_timeout_expired(ext_timeout(data, set)))
 757                         goto out;
 758                 if (i != n->pos - 1)
 759                         /* Not last one */
 760                         memcpy(data, ahash_data(n, n->pos - 1, set->dsize),
 761                                set->dsize);
 762
 763                 n->pos--;
 764                 h->elements--;
 765 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 766                 for (j = 0; j < IPSET_NET_COUNT; j++)
 767                         mtype_del_cidr(h, CIDR(d->cidr, j), NLEN(set->family),
 768                                        j);
 769 #endif
 770                 ip_set_ext_destroy(set, data);
 771                 if (n->pos + AHASH_INIT_SIZE < n->size) {
 772                         void *tmp = kzalloc((n->size - AHASH_INIT_SIZE)
 773                                             * set->dsize,
 774                                             GFP_ATOMIC);
 775                         if (!tmp) {
 776                                 ret = 0;
 777                                 goto out;
 778                         }
 779                         n->size -= AHASH_INIT_SIZE;
 780                         memcpy(tmp, n->value, n->size * set->dsize);
 781                         kfree(n->value);
 782                         n->value = tmp;
 783                 }
 784                 ret = 0;
 785                 goto out;
 786         }
 787
 788 out:
 789         rcu_read_unlock_bh();
 790         return ret;
 791 }
 792
 793 static inline int
 794 mtype_data_match(struct mtype_elem *data, const struct ip_set_ext *ext,
 795                  struct ip_set_ext *mext, struct ip_set *set, u32 flags)
 796 {
 797         if (SET_WITH_COUNTER(set))
 798                 ip_set_update_counter(ext_counter(data, set),
 799                                       ext, mext, flags);
 800         return mtype_do_data_match(data);
 801 }
 802
 803 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 804 /* Special test function which takes into account the different network
 805  * sizes added to the set */
 806 static int
 807 mtype_test_cidrs(struct ip_set *set, struct mtype_elem *d,
 808                  const struct ip_set_ext *ext,
 809                  struct ip_set_ext *mext, u32 flags)
 810 {
 811         struct htype *h = set->data;
 812         struct htable *t = rcu_dereference_bh(h->table);
 813         struct hbucket *n;
 814         struct mtype_elem *data;
 815 #if IPSET_NET_COUNT == 2
 816         struct mtype_elem orig = *d;
 817         int i, j = 0, k;
 818 #else
 819         int i, j = 0;
 820 #endif
 821         u32 key, multi = 0;
 822         u8 nets_length = NLEN(set->family);
 823
 824         pr_debug("test by nets\n");
 825         for (; j < nets_length && h->nets[j].nets[0] && !multi; j++) {
 826 #if IPSET_NET_COUNT == 2
 827                 mtype_data_reset_elem(d, &orig);
 828                 mtype_data_netmask(d, h->nets[j].cidr[0], false);
 829                 for (k = 0; k < nets_length && h->nets[k].nets[1] && !multi;
 830                      k++) {
 831                         mtype_data_netmask(d, h->nets[k].cidr[1], true);
 832 #else
 833                 mtype_data_netmask(d, h->nets[j].cidr[0]);
 834 #endif
 835                 key = HKEY(d, h->initval, t->htable_bits);
 836                 n = hbucket(t, key);
 837                 for (i = 0; i < n->pos; i++) {
 838                         data = ahash_data(n, i, set->dsize);
 839                         if (!mtype_data_equal(data, d, &multi))
 840                                 continue;
 841                         if (SET_WITH_TIMEOUT(set)) {
 842                                 if (!ip_set_timeout_expired(
 843                                                 ext_timeout(data, set)))
 844                                         return mtype_data_match(data, ext,
 845                                                                 mext, set,
 846                                                                 flags);
 847 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MULTI
 848                                 multi = 0;
 849 #endif
 850                         } else
 851                                 return mtype_data_match(data, ext,
 852                                                         mext, set, flags);
 853                 }
 854 #if IPSET_NET_COUNT == 2
 855                 }
 856 #endif
 857         }
 858         return 0;
 859 }
 860 #endif
 861
 862 /* Test whether the element is added to the set */
 863 static int
 864 mtype_test(struct ip_set *set, void *value, const struct ip_set_ext *ext,
 865            struct ip_set_ext *mext, u32 flags)
 866 {
 867         struct htype *h = set->data;
 868         struct htable *t;
 869         struct mtype_elem *d = value;
 870         struct hbucket *n;
 871         struct mtype_elem *data;
 872         int i, ret = 0;
 873         u32 key, multi = 0;
 874
 875         rcu_read_lock_bh();
 876         t = rcu_dereference_bh(h->table);
 877 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
 878         /* If we test an IP address and not a network address,
 879          * try all possible network sizes */
 880         for (i = 0; i < IPSET_NET_COUNT; i++)
 881                 if (CIDR(d->cidr, i) != SET_HOST_MASK(set->family))
 882                         break;
 883         if (i == IPSET_NET_COUNT) {
 884                 ret = mtype_test_cidrs(set, d, ext, mext, flags);
 885                 goto out;
 886         }
 887 #endif
 888
 889         key = HKEY(d, h->initval, t->htable_bits);
 890         n = hbucket(t, key);
 891         for (i = 0; i < n->pos; i++) {
 892                 data = ahash_data(n, i, set->dsize);
 893                 if (mtype_data_equal(data, d, &multi) &&
 894                     !(SET_WITH_TIMEOUT(set) &&
 895                       ip_set_timeout_expired(ext_timeout(data, set)))) {
 896                         ret = mtype_data_match(data, ext, mext, set, flags);
 897                         goto out;
 898                 }
 899         }
 900 out:
 901         rcu_read_unlock_bh();
 902         return ret;
 903 }
 904
 905 /* Reply a HEADER request: fill out the header part of the set */
 906 static int
 907 mtype_head(struct ip_set *set, struct sk_buff *skb)
 908 {
 909         const struct htype *h = set->data;
 910         const struct htable *t;
 911         struct nlattr *nested;
 912         size_t memsize;
 913
 914         t = rcu_dereference_bh_nfnl(h->table);
 915         memsize = mtype_ahash_memsize(h, t, NLEN(set->family), set->dsize);
 916
 917         nested = ipset_nest_start(skb, IPSET_ATTR_DATA);
 918         if (!nested)
 919                 goto nla_put_failure;
 920         if (nla_put_net32(skb, IPSET_ATTR_HASHSIZE,
 921                           htonl(jhash_size(t->htable_bits))) ||
 922             nla_put_net32(skb, IPSET_ATTR_MAXELEM, htonl(h->maxelem)))
 923                 goto nla_put_failure;
 924 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
 925         if (h->netmask != HOST_MASK &&
 926             nla_put_u8(skb, IPSET_ATTR_NETMASK, h->netmask))
 927                 goto nla_put_failure;
 928 #endif
 929 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
 930         if (nla_put_u32(skb, IPSET_ATTR_MARKMASK, h->markmask))
 931                 goto nla_put_failure;
 932 #endif
 933         if (nla_put_net32(skb, IPSET_ATTR_REFERENCES, htonl(set->ref - 1)) ||
 934             nla_put_net32(skb, IPSET_ATTR_MEMSIZE, htonl(memsize)))
 935                 goto nla_put_failure;
 936         if (unlikely(ip_set_put_flags(skb, set)))
 937                 goto nla_put_failure;
 938         ipset_nest_end(skb, nested);
 939
 940         return 0;
 941 nla_put_failure:
 942         return -EMSGSIZE;
 943 }
 944
 945 /* Reply a LIST/SAVE request: dump the elements of the specified set */
 946 static int
 947 mtype_list(const struct ip_set *set,
 948            struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
 949 {
 950         const struct htype *h = set->data;
 951         const struct htable *t = rcu_dereference_bh_nfnl(h->table);
 952         struct nlattr *atd, *nested;
 953         const struct hbucket *n;
 954         const struct mtype_elem *e;
 955         u32 first = cb->args[IPSET_CB_ARG0];
 956         /* We assume that one hash bucket fills into one page */
 957         void *incomplete;
 958         int i;
 959
 960         atd = ipset_nest_start(skb, IPSET_ATTR_ADT);
 961         if (!atd)
 962                 return -EMSGSIZE;
 963         pr_debug("list hash set %s\n", set->name);
 964         for (; cb->args[IPSET_CB_ARG0] < jhash_size(t->htable_bits);
 965              cb->args[IPSET_CB_ARG0]++) {
 966                 incomplete = skb_tail_pointer(skb);
 967                 n = hbucket(t, cb->args[IPSET_CB_ARG0]);
 968                 pr_debug("cb->arg bucket: %lu, t %p n %p\n",
 969                          cb->args[IPSET_CB_ARG0], t, n);
 970                 for (i = 0; i < n->pos; i++) {
 971                         e = ahash_data(n, i, set->dsize);
 972                         if (SET_WITH_TIMEOUT(set) &&
 973                             ip_set_timeout_expired(ext_timeout(e, set)))
 974                                 continue;
 975                         pr_debug("list hash %lu hbucket %p i %u, data %p\n",
 976                                  cb->args[IPSET_CB_ARG0], n, i, e);
 977                         nested = ipset_nest_start(skb, IPSET_ATTR_DATA);
 978                         if (!nested) {
 979                                 if (cb->args[IPSET_CB_ARG0] == first) {
 980                                         nla_nest_cancel(skb, atd);
 981                                         return -EMSGSIZE;
 982                                 } else
 983                                         goto nla_put_failure;
 984                         }
 985                         if (mtype_data_list(skb, e))
 986                                 goto nla_put_failure;
 987                         if (ip_set_put_extensions(skb, set, e, true))
 988                                 goto nla_put_failure;
 989                         ipset_nest_end(skb, nested);
 990                 }
 991         }
 992         ipset_nest_end(skb, atd);
 993         /* Set listing finished */
 994         cb->args[IPSET_CB_ARG0] = 0;
 995
 996         return 0;
 997
 998 nla_put_failure:
 999         nlmsg_trim(skb, incomplete);
1000         if (unlikely(first == cb->args[IPSET_CB_ARG0])) {
1001                 pr_warn("Can't list set %s: one bucket does not fit into a message. Please report it!\n",
1002                         set->name);
1003                 cb->args[IPSET_CB_ARG0] = 0;
1004                 return -EMSGSIZE;
1005         }
1006         ipset_nest_end(skb, atd);
1007         return 0;
1008 }
1009
1010 static int
1011 IPSET_TOKEN(MTYPE, _kadt)(struct ip_set *set, const struct sk_buff *skb,
1012             const struct xt_action_param *par,
1013             enum ipset_adt adt, struct ip_set_adt_opt *opt);
1014
1015 static int
1016 IPSET_TOKEN(MTYPE, _uadt)(struct ip_set *set, struct nlattr *tb[],
1017             enum ipset_adt adt, u32 *lineno, u32 flags, bool retried);
1018
1019 static const struct ip_set_type_variant mtype_variant = {
1020         .kadt   = mtype_kadt,
1021         .uadt   = mtype_uadt,
1022         .adt    = {
1023                 [IPSET_ADD] = mtype_add,
1024                 [IPSET_DEL] = mtype_del,
1025                 [IPSET_TEST] = mtype_test,
1026         },
1027         .destroy = mtype_destroy,
1028         .flush  = mtype_flush,
1029         .head   = mtype_head,
1030         .list   = mtype_list,
1031         .resize = mtype_resize,
1032         .same_set = mtype_same_set,
1033 };
1034
1035 #ifdef IP_SET_EMIT_CREATE
1036 static int
1037 IPSET_TOKEN(HTYPE, _create)(struct net *net, struct ip_set *set,
1038                             struct nlattr *tb[], u32 flags)
1039 {
1040         u32 hashsize = IPSET_DEFAULT_HASHSIZE, maxelem = IPSET_DEFAULT_MAXELEM;
1041 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
1042         u32 markmask;
1043 #endif
1044         u8 hbits;
1045 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
1046         u8 netmask;
1047 #endif
1048         size_t hsize;
1049         struct HTYPE *h;
1050         struct htable *t;
1051
1052         if (!(set->family == NFPROTO_IPV4 || set->family == NFPROTO_IPV6))
1053                 return -IPSET_ERR_INVALID_FAMILY;
1054
1055 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
1056         markmask = 0xffffffff;
1057 #endif
1058 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
1059         netmask = set->family == NFPROTO_IPV4 ? 32 : 128;
1060         pr_debug("Create set %s with family %s\n",
1061                  set->name, set->family == NFPROTO_IPV4 ? "inet" : "inet6");
1062 #endif
1063
1064         if (unlikely(!ip_set_optattr_netorder(tb, IPSET_ATTR_HASHSIZE) ||
1065                      !ip_set_optattr_netorder(tb, IPSET_ATTR_MAXELEM) ||
1066 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
1067                      !ip_set_optattr_netorder(tb, IPSET_ATTR_MARKMASK) ||
1068 #endif
1069                      !ip_set_optattr_netorder(tb, IPSET_ATTR_TIMEOUT) ||
1070                      !ip_set_optattr_netorder(tb, IPSET_ATTR_CADT_FLAGS)))
1071                 return -IPSET_ERR_PROTOCOL;
1072
1073         if (tb[IPSET_ATTR_HASHSIZE]) {
1074                 hashsize = ip_set_get_h32(tb[IPSET_ATTR_HASHSIZE]);
1075                 if (hashsize < IPSET_MIMINAL_HASHSIZE)
1076                         hashsize = IPSET_MIMINAL_HASHSIZE;
1077         }
1078
1079         if (tb[IPSET_ATTR_MAXELEM])
1080                 maxelem = ip_set_get_h32(tb[IPSET_ATTR_MAXELEM]);
1081
1082 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
1083         if (tb[IPSET_ATTR_NETMASK]) {
1084                 netmask = nla_get_u8(tb[IPSET_ATTR_NETMASK]);
1085
1086                 if ((set->family == NFPROTO_IPV4 && netmask > 32) ||
1087                     (set->family == NFPROTO_IPV6 && netmask > 128) ||
1088                     netmask == 0)
1089                         return -IPSET_ERR_INVALID_NETMASK;
1090         }
1091 #endif
1092 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
1093         if (tb[IPSET_ATTR_MARKMASK]) {
1094                 markmask = ntohl(nla_get_u32(tb[IPSET_ATTR_MARKMASK]));
1095
1096                 if (markmask == 0)
1097                         return -IPSET_ERR_INVALID_MARKMASK;
1098         }
1099 #endif
1100
1101         hsize = sizeof(*h);
1102 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETS
1103         hsize += sizeof(struct net_prefixes) *
1104                 (set->family == NFPROTO_IPV4 ? 32 : 128);
1105 #endif
1106         h = kzalloc(hsize, GFP_KERNEL);
1107         if (!h)
1108                 return -ENOMEM;
1109
1110         h->maxelem = maxelem;
1111 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_NETMASK
1112         h->netmask = netmask;
1113 #endif
1114 #ifdef IP_SET_HASH_WITH_MARKMASK
1115         h->markmask = markmask;
1116 #endif
1117         get_random_bytes(&h->initval, sizeof(h->initval));
1118         set->timeout = IPSET_NO_TIMEOUT;
1119
1120         hbits = htable_bits(hashsize);
1121         hsize = htable_size(hbits);
1122         if (hsize == 0) {
1123                 kfree(h);
1124                 return -ENOMEM;
1125         }
1126         t = ip_set_alloc(hsize);
1127         if (!t) {
1128                 kfree(h);
1129                 return -ENOMEM;
1130         }
1131         t->htable_bits = hbits;
1132         rcu_assign_pointer(h->table, t);
1133
1134         set->data = h;
1135         if (set->family == NFPROTO_IPV4) {
1136                 set->variant = &IPSET_TOKEN(HTYPE, 4_variant);
1137                 set->dsize = ip_set_elem_len(set, tb,
1138                                 sizeof(struct IPSET_TOKEN(HTYPE, 4_elem)));
1139         } else {
1140                 set->variant = &IPSET_TOKEN(HTYPE, 6_variant);
1141                 set->dsize = ip_set_elem_len(set, tb,
1142                                 sizeof(struct IPSET_TOKEN(HTYPE, 6_elem)));
1143         }
1144         if (tb[IPSET_ATTR_TIMEOUT]) {
1145                 set->timeout = ip_set_timeout_uget(tb[IPSET_ATTR_TIMEOUT]);
1146                 if (set->family == NFPROTO_IPV4)
1147                         IPSET_TOKEN(HTYPE, 4_gc_init)(set,
1148                                 IPSET_TOKEN(HTYPE, 4_gc));
1149                 else
1150                         IPSET_TOKEN(HTYPE, 6_gc_init)(set,
1151                                 IPSET_TOKEN(HTYPE, 6_gc));
1152         }
1153
1154         pr_debug("create %s hashsize %u (%u) maxelem %u: %p(%p)\n",
1155                  set->name, jhash_size(t->htable_bits),
1156                  t->htable_bits, h->maxelem, set->data, t);
1157
1158         return 0;
1159 }
1160 #endif /* IP_SET_EMIT_CREATE */