OSDN Git Service

tcp: fix TCP_REPAIR xmit queue setup
[uclinux-h8/linux.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)
43 {
44         struct iov_iter *iter = &msg->msg_iter;
45         int i, ret, copied = 0;
46
47         while (copied != len) {
48                 struct scatterlist *sge;
49                 struct sk_msg *msg_rx;
50
51                 msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
52                                                   struct sk_msg, list);
53                 if (unlikely(!msg_rx))
54                         break;
55
56                 i = msg_rx->sg.start;
57                 do {
58                         struct page *page;
59                         int copy;
60
61                         sge = sk_msg_elem(msg_rx, i);
62                         copy = sge->length;
63                         page = sg_page(sge);
64                         if (copied + copy > len)
65                                 copy = len - copied;
66                         ret = copy_page_to_iter(page, sge->offset, copy, iter);
67                         if (ret != copy) {
68                                 msg_rx->sg.start = i;
69                                 return -EFAULT;
70                         }
71
72                         copied += copy;
73                         sge->offset += copy;
74                         sge->length -= copy;
75                         sk_mem_uncharge(sk, copy);
76                         if (!sge->length) {
77                                 i++;
78                                 if (i == MAX_SKB_FRAGS)
79                                         i = 0;
80                                 if (!msg_rx->skb)
81                                         put_page(page);
82                         }
83
84                         if (copied == len)
85                                 break;
86                 } while (i != msg_rx->sg.end);
87
88                 msg_rx->sg.start = i;
89                 if (!sge->length && msg_rx->sg.start == msg_rx->sg.end) {
90                         list_del(&msg_rx->list);
91                         if (msg_rx->skb)
92                                 consume_skb(msg_rx->skb);
93                         kfree(msg_rx);
94                 }
95         }
96
97         return copied;
98 }
99 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_bpf_recvmsg);
100
101 int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
102                     int nonblock, int flags, int *addr_len)
103 {
104         struct sk_psock *psock;
105         int copied, ret;
106
107         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
108                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
109         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
110                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
111
112         psock = sk_psock_get(sk);
113         if (unlikely(!psock))
114                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
115         lock_sock(sk);
116 msg_bytes_ready:
117         copied = __tcp_bpf_recvmsg(sk, psock, msg, len);
118         if (!copied) {
119                 int data, err = 0;
120                 long timeo;
121
122                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
123                 data = tcp_bpf_wait_data(sk, psock, flags, timeo, &err);
124                 if (data) {
125                         if (skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
126                                 goto msg_bytes_ready;
127                         release_sock(sk);
128                         sk_psock_put(sk, psock);
129                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
130                 }
131                 if (err) {
132                         ret = err;
133                         goto out;
134                 }
135         }
136         ret = copied;
137 out:
138         release_sock(sk);
139         sk_psock_put(sk, psock);
140         return ret;
141 }
142
143 static int bpf_tcp_ingress(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
144                            struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes, int flags)
145 {
146         bool apply = apply_bytes;
147         struct scatterlist *sge;
148         u32 size, copied = 0;
149         struct sk_msg *tmp;
150         int i, ret = 0;
151
152         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp), __GFP_NOWARN | GFP_KERNEL);
153         if (unlikely(!tmp))
154                 return -ENOMEM;
155
156         lock_sock(sk);
157         tmp->sg.start = msg->sg.start;
158         i = msg->sg.start;
159         do {
160                 sge = sk_msg_elem(msg, i);
161                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
162                         apply_bytes : sge->length;
163                 if (!sk_wmem_schedule(sk, size)) {
164                         if (!copied)
165                                 ret = -ENOMEM;
166                         break;
167                 }
168
169                 sk_mem_charge(sk, size);
170                 sk_msg_xfer(tmp, msg, i, size);
171                 copied += size;
172                 if (sge->length)
173                         get_page(sk_msg_page(tmp, i));
174                 sk_msg_iter_var_next(i);
175                 tmp->sg.end = i;
176                 if (apply) {
177                         apply_bytes -= size;
178                         if (!apply_bytes)
179                                 break;
180                 }
181         } while (i != msg->sg.end);
182
183         if (!ret) {
184                 msg->sg.start = i;
185                 msg->sg.size -= apply_bytes;
186                 sk_psock_queue_msg(psock, tmp);
187                 sk->sk_data_ready(sk);
188         } else {
189                 sk_msg_free(sk, tmp);
190                 kfree(tmp);
191         }
192
193         release_sock(sk);
194         return ret;
195 }
196
197 static int tcp_bpf_push(struct sock *sk, struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes,
198                         int flags, bool uncharge)
199 {
200         bool apply = apply_bytes;
201         struct scatterlist *sge;
202         struct page *page;
203         int size, ret = 0;
204         u32 off;
205
206         while (1) {
207                 sge = sk_msg_elem(msg, msg->sg.start);
208                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
209                         apply_bytes : sge->length;
210                 off  = sge->offset;
211                 page = sg_page(sge);
212
213                 tcp_rate_check_app_limited(sk);
214 retry:
215                 ret = do_tcp_sendpages(sk, page, off, size, flags);
216                 if (ret <= 0)
217                         return ret;
218                 if (apply)
219                         apply_bytes -= ret;
220                 msg->sg.size -= ret;
221                 sge->offset += ret;
222                 sge->length -= ret;
223                 if (uncharge)
224                         sk_mem_uncharge(sk, ret);
225                 if (ret != size) {
226                         size -= ret;
227                         off  += ret;
228                         goto retry;
229                 }
230                 if (!sge->length) {
231                         put_page(page);
232                         sk_msg_iter_next(msg, start);
233                         sg_init_table(sge, 1);
234                         if (msg->sg.start == msg->sg.end)
235                                 break;
236                 }
237                 if (apply && !apply_bytes)
238                         break;
239         }
240
241         return 0;
242 }
243
244 static int tcp_bpf_push_locked(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
245                                u32 apply_bytes, int flags, bool uncharge)
246 {
247         int ret;
248
249         lock_sock(sk);
250         ret = tcp_bpf_push(sk, msg, apply_bytes, flags, uncharge);
251         release_sock(sk);
252         return ret;
253 }
254
255 int tcp_bpf_sendmsg_redir(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
256                           u32 bytes, int flags)
257 {
258         bool ingress = sk_msg_to_ingress(msg);
259         struct sk_psock *psock = sk_psock_get(sk);
260         int ret;
261
262         if (unlikely(!psock)) {
263                 sk_msg_free(sk, msg);
264                 return 0;
265         }
266         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
267                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
268         sk_psock_put(sk, psock);
269         return ret;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
272
273 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
274                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
275 {
276         bool cork = false, enospc = msg->sg.start == msg->sg.end;
277         struct sock *sk_redir;
278         u32 tosend;
279         int ret;
280
281 more_data:
282         if (psock->eval == __SK_NONE)
283                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
284
285         if (msg->cork_bytes &&
286             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
287                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
288                 if (!psock->cork) {
289                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
290                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
291                         if (!psock->cork)
292                                 return -ENOMEM;
293                 }
294                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
295                 return 0;
296         }
297
298         tosend = msg->sg.size;
299         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
300                 tosend = psock->apply_bytes;
301
302         switch (psock->eval) {
303         case __SK_PASS:
304                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
305                 if (unlikely(ret)) {
306                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
307                         break;
308                 }
309                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
310                 break;
311         case __SK_REDIRECT:
312                 sk_redir = psock->sk_redir;
313                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
314                 if (psock->cork) {
315                         cork = true;
316                         psock->cork = NULL;
317                 }
318                 sk_msg_return(sk, msg, tosend);
319                 release_sock(sk);
320                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, msg, tosend, flags);
321                 lock_sock(sk);
322                 if (unlikely(ret < 0)) {
323                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
324
325                         if (!cork)
326                                 *copied -= free;
327                 }
328                 if (cork) {
329                         sk_msg_free(sk, msg);
330                         kfree(msg);
331                         msg = NULL;
332                         ret = 0;
333                 }
334                 break;
335         case __SK_DROP:
336         default:
337                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
338                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
339                 *copied -= tosend;
340                 return -EACCES;
341         }
342
343         if (likely(!ret)) {
344                 if (!psock->apply_bytes) {
345                         psock->eval =  __SK_NONE;
346                         if (psock->sk_redir) {
347                                 sock_put(psock->sk_redir);
348                                 psock->sk_redir = NULL;
349                         }
350                 }
351                 if (msg &&
352                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
353                     msg->sg.data[msg->sg.start].length)
354                         goto more_data;
355         }
356         return ret;
357 }
358
359 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
360 {
361         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
362         int flags = msg->msg_flags | MSG_NO_SHARED_FRAGS;
363         int copied = 0, err = 0;
364         struct sk_psock *psock;
365         long timeo;
366
367         psock = sk_psock_get(sk);
368         if (unlikely(!psock))
369                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
370
371         lock_sock(sk);
372         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
373         while (msg_data_left(msg)) {
374                 bool enospc = false;
375                 u32 copy, osize;
376
377                 if (sk->sk_err) {
378                         err = -sk->sk_err;
379                         goto out_err;
380                 }
381
382                 copy = msg_data_left(msg);
383                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
384                         goto wait_for_sndbuf;
385                 if (psock->cork) {
386                         msg_tx = psock->cork;
387                 } else {
388                         msg_tx = &tmp;
389                         sk_msg_init(msg_tx);
390                 }
391
392                 osize = msg_tx->sg.size;
393                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
394                 if (err) {
395                         if (err != -ENOSPC)
396                                 goto wait_for_memory;
397                         enospc = true;
398                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
399                 }
400
401                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
402                                                copy);
403                 if (err < 0) {
404                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
405                         goto out_err;
406                 }
407
408                 copied += copy;
409                 if (psock->cork_bytes) {
410                         if (size > psock->cork_bytes)
411                                 psock->cork_bytes = 0;
412                         else
413                                 psock->cork_bytes -= size;
414                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
415                                 goto out_err;
416                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
417                         psock->eval = __SK_NONE;
418                         psock->cork_bytes = 0;
419                 }
420
421                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
422                 if (unlikely(err < 0))
423                         goto out_err;
424                 continue;
425 wait_for_sndbuf:
426                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
427 wait_for_memory:
428                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
429                 if (err) {
430                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
431                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
432                         goto out_err;
433                 }
434         }
435 out_err:
436         if (err < 0)
437                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
438         release_sock(sk);
439         sk_psock_put(sk, psock);
440         return copied ? copied : err;
441 }
442
443 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
444                             size_t size, int flags)
445 {
446         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
447         int err = 0, copied = 0;
448         struct sk_psock *psock;
449         bool enospc = false;
450
451         psock = sk_psock_get(sk);
452         if (unlikely(!psock))
453                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
454
455         lock_sock(sk);
456         if (psock->cork) {
457                 msg = psock->cork;
458         } else {
459                 msg = &tmp;
460                 sk_msg_init(msg);
461         }
462
463         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
464         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
465                 goto out_err;
466
467         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
468         sk_mem_charge(sk, size);
469         copied = size;
470         if (sk_msg_full(msg))
471                 enospc = true;
472         if (psock->cork_bytes) {
473                 if (size > psock->cork_bytes)
474                         psock->cork_bytes = 0;
475                 else
476                         psock->cork_bytes -= size;
477                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
478                         goto out_err;
479                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
480                 psock->eval = __SK_NONE;
481                 psock->cork_bytes = 0;
482         }
483
484         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
485 out_err:
486         release_sock(sk);
487         sk_psock_put(sk, psock);
488         return copied ? copied : err;
489 }
490
491 static void tcp_bpf_remove(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
492 {
493         struct sk_psock_link *link;
494
495         sk_psock_cork_free(psock);
496         __sk_psock_purge_ingress_msg(psock);
497         while ((link = sk_psock_link_pop(psock))) {
498                 sk_psock_unlink(sk, link);
499                 sk_psock_free_link(link);
500         }
501 }
502
503 static void tcp_bpf_unhash(struct sock *sk)
504 {
505         void (*saved_unhash)(struct sock *sk);
506         struct sk_psock *psock;
507
508         rcu_read_lock();
509         psock = sk_psock(sk);
510         if (unlikely(!psock)) {
511                 rcu_read_unlock();
512                 if (sk->sk_prot->unhash)
513                         sk->sk_prot->unhash(sk);
514                 return;
515         }
516
517         saved_unhash = psock->saved_unhash;
518         tcp_bpf_remove(sk, psock);
519         rcu_read_unlock();
520         saved_unhash(sk);
521 }
522
523 static void tcp_bpf_close(struct sock *sk, long timeout)
524 {
525         void (*saved_close)(struct sock *sk, long timeout);
526         struct sk_psock *psock;
527
528         lock_sock(sk);
529         rcu_read_lock();
530         psock = sk_psock(sk);
531         if (unlikely(!psock)) {
532                 rcu_read_unlock();
533                 release_sock(sk);
534                 return sk->sk_prot->close(sk, timeout);
535         }
536
537         saved_close = psock->saved_close;
538         tcp_bpf_remove(sk, psock);
539         rcu_read_unlock();
540         release_sock(sk);
541         saved_close(sk, timeout);
542 }
543
544 enum {
545         TCP_BPF_IPV4,
546         TCP_BPF_IPV6,
547         TCP_BPF_NUM_PROTS,
548 };
549
550 enum {
551         TCP_BPF_BASE,
552         TCP_BPF_TX,
553         TCP_BPF_NUM_CFGS,
554 };
555
556 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
557 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
558 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
559
560 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
561                                    struct proto *base)
562 {
563         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
564         prot[TCP_BPF_BASE].unhash               = tcp_bpf_unhash;
565         prot[TCP_BPF_BASE].close                = tcp_bpf_close;
566         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
567         prot[TCP_BPF_BASE].stream_memory_read   = tcp_bpf_stream_read;
568
569         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
570         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
571         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
572 }
573
574 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct sock *sk, struct proto *ops)
575 {
576         if (sk->sk_family == AF_INET6 &&
577             unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
578                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
579                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
580                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
581                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
582                 }
583                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
584         }
585 }
586
587 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
588 {
589         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
590         return 0;
591 }
592 core_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
593
594 static void tcp_bpf_update_sk_prot(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
595 {
596         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
597         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
598
599         sk_psock_update_proto(sk, psock, &tcp_bpf_prots[family][config]);
600 }
601
602 static void tcp_bpf_reinit_sk_prot(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
603 {
604         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
605         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
606
607         /* Reinit occurs when program types change e.g. TCP_BPF_TX is removed
608          * or added requiring sk_prot hook updates. We keep original saved
609          * hooks in this case.
610          */
611         sk->sk_prot = &tcp_bpf_prots[family][config];
612 }
613
614 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
615 {
616         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
617          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
618          * indeed valid assumptions.
619          */
620         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
621                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
622                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
623 }
624
625 void tcp_bpf_reinit(struct sock *sk)
626 {
627         struct sk_psock *psock;
628
629         sock_owned_by_me(sk);
630
631         rcu_read_lock();
632         psock = sk_psock(sk);
633         tcp_bpf_reinit_sk_prot(sk, psock);
634         rcu_read_unlock();
635 }
636
637 int tcp_bpf_init(struct sock *sk)
638 {
639         struct proto *ops = READ_ONCE(sk->sk_prot);
640         struct sk_psock *psock;
641
642         sock_owned_by_me(sk);
643
644         rcu_read_lock();
645         psock = sk_psock(sk);
646         if (unlikely(!psock || psock->sk_proto ||
647                      tcp_bpf_assert_proto_ops(ops))) {
648                 rcu_read_unlock();
649                 return -EINVAL;
650         }
651         tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(sk, ops);
652         tcp_bpf_update_sk_prot(sk, psock);
653         rcu_read_unlock();
654         return 0;
655 }