OSDN Git Service

Merge tag 'char-misc-5.17-final' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 #include <net/tls.h>
12
13 static int bpf_tcp_ingress(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
14                            struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes, int flags)
15 {
16         bool apply = apply_bytes;
17         struct scatterlist *sge;
18         u32 size, copied = 0;
19         struct sk_msg *tmp;
20         int i, ret = 0;
21
22         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp), __GFP_NOWARN | GFP_KERNEL);
23         if (unlikely(!tmp))
24                 return -ENOMEM;
25
26         lock_sock(sk);
27         tmp->sg.start = msg->sg.start;
28         i = msg->sg.start;
29         do {
30                 sge = sk_msg_elem(msg, i);
31                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
32                         apply_bytes : sge->length;
33                 if (!sk_wmem_schedule(sk, size)) {
34                         if (!copied)
35                                 ret = -ENOMEM;
36                         break;
37                 }
38
39                 sk_mem_charge(sk, size);
40                 sk_msg_xfer(tmp, msg, i, size);
41                 copied += size;
42                 if (sge->length)
43                         get_page(sk_msg_page(tmp, i));
44                 sk_msg_iter_var_next(i);
45                 tmp->sg.end = i;
46                 if (apply) {
47                         apply_bytes -= size;
48                         if (!apply_bytes)
49                                 break;
50                 }
51         } while (i != msg->sg.end);
52
53         if (!ret) {
54                 msg->sg.start = i;
55                 sk_psock_queue_msg(psock, tmp);
56                 sk_psock_data_ready(sk, psock);
57         } else {
58                 sk_msg_free(sk, tmp);
59                 kfree(tmp);
60         }
61
62         release_sock(sk);
63         return ret;
64 }
65
66 static int tcp_bpf_push(struct sock *sk, struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes,
67                         int flags, bool uncharge)
68 {
69         bool apply = apply_bytes;
70         struct scatterlist *sge;
71         struct page *page;
72         int size, ret = 0;
73         u32 off;
74
75         while (1) {
76                 bool has_tx_ulp;
77
78                 sge = sk_msg_elem(msg, msg->sg.start);
79                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
80                         apply_bytes : sge->length;
81                 off  = sge->offset;
82                 page = sg_page(sge);
83
84                 tcp_rate_check_app_limited(sk);
85 retry:
86                 has_tx_ulp = tls_sw_has_ctx_tx(sk);
87                 if (has_tx_ulp) {
88                         flags |= MSG_SENDPAGE_NOPOLICY;
89                         ret = kernel_sendpage_locked(sk,
90                                                      page, off, size, flags);
91                 } else {
92                         ret = do_tcp_sendpages(sk, page, off, size, flags);
93                 }
94
95                 if (ret <= 0)
96                         return ret;
97                 if (apply)
98                         apply_bytes -= ret;
99                 msg->sg.size -= ret;
100                 sge->offset += ret;
101                 sge->length -= ret;
102                 if (uncharge)
103                         sk_mem_uncharge(sk, ret);
104                 if (ret != size) {
105                         size -= ret;
106                         off  += ret;
107                         goto retry;
108                 }
109                 if (!sge->length) {
110                         put_page(page);
111                         sk_msg_iter_next(msg, start);
112                         sg_init_table(sge, 1);
113                         if (msg->sg.start == msg->sg.end)
114                                 break;
115                 }
116                 if (apply && !apply_bytes)
117                         break;
118         }
119
120         return 0;
121 }
122
123 static int tcp_bpf_push_locked(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
124                                u32 apply_bytes, int flags, bool uncharge)
125 {
126         int ret;
127
128         lock_sock(sk);
129         ret = tcp_bpf_push(sk, msg, apply_bytes, flags, uncharge);
130         release_sock(sk);
131         return ret;
132 }
133
134 int tcp_bpf_sendmsg_redir(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
135                           u32 bytes, int flags)
136 {
137         bool ingress = sk_msg_to_ingress(msg);
138         struct sk_psock *psock = sk_psock_get(sk);
139         int ret;
140
141         if (unlikely(!psock)) {
142                 sk_msg_free(sk, msg);
143                 return 0;
144         }
145         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
146                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
147         sk_psock_put(sk, psock);
148         return ret;
149 }
150 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
151
152 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
153 static int tcp_msg_wait_data(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
154                              long timeo)
155 {
156         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
157         int ret = 0;
158
159         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
160                 return 1;
161
162         if (!timeo)
163                 return ret;
164
165         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
166         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
167         ret = sk_wait_event(sk, &timeo,
168                             !list_empty(&psock->ingress_msg) ||
169                             !skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue), &wait);
170         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
171         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
172         return ret;
173 }
174
175 static int tcp_bpf_recvmsg_parser(struct sock *sk,
176                                   struct msghdr *msg,
177                                   size_t len,
178                                   int nonblock,
179                                   int flags,
180                                   int *addr_len)
181 {
182         struct sk_psock *psock;
183         int copied;
184
185         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
186                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
187
188         psock = sk_psock_get(sk);
189         if (unlikely(!psock))
190                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
191
192         lock_sock(sk);
193 msg_bytes_ready:
194         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
195         if (!copied) {
196                 long timeo;
197                 int data;
198
199                 if (sock_flag(sk, SOCK_DONE))
200                         goto out;
201
202                 if (sk->sk_err) {
203                         copied = sock_error(sk);
204                         goto out;
205                 }
206
207                 if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
208                         goto out;
209
210                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
211                         copied = -ENOTCONN;
212                         goto out;
213                 }
214
215                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
216                 if (!timeo) {
217                         copied = -EAGAIN;
218                         goto out;
219                 }
220
221                 if (signal_pending(current)) {
222                         copied = sock_intr_errno(timeo);
223                         goto out;
224                 }
225
226                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
227                 if (data && !sk_psock_queue_empty(psock))
228                         goto msg_bytes_ready;
229                 copied = -EAGAIN;
230         }
231 out:
232         release_sock(sk);
233         sk_psock_put(sk, psock);
234         return copied;
235 }
236
237 static int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
238                     int nonblock, int flags, int *addr_len)
239 {
240         struct sk_psock *psock;
241         int copied, ret;
242
243         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
244                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
245
246         psock = sk_psock_get(sk);
247         if (unlikely(!psock))
248                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
249         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) &&
250             sk_psock_queue_empty(psock)) {
251                 sk_psock_put(sk, psock);
252                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
253         }
254         lock_sock(sk);
255 msg_bytes_ready:
256         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
257         if (!copied) {
258                 long timeo;
259                 int data;
260
261                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
262                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
263                 if (data) {
264                         if (!sk_psock_queue_empty(psock))
265                                 goto msg_bytes_ready;
266                         release_sock(sk);
267                         sk_psock_put(sk, psock);
268                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
269                 }
270                 copied = -EAGAIN;
271         }
272         ret = copied;
273         release_sock(sk);
274         sk_psock_put(sk, psock);
275         return ret;
276 }
277
278 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
279                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
280 {
281         bool cork = false, enospc = sk_msg_full(msg);
282         struct sock *sk_redir;
283         u32 tosend, delta = 0;
284         u32 eval = __SK_NONE;
285         int ret;
286
287 more_data:
288         if (psock->eval == __SK_NONE) {
289                 /* Track delta in msg size to add/subtract it on SK_DROP from
290                  * returned to user copied size. This ensures user doesn't
291                  * get a positive return code with msg_cut_data and SK_DROP
292                  * verdict.
293                  */
294                 delta = msg->sg.size;
295                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
296                 delta -= msg->sg.size;
297         }
298
299         if (msg->cork_bytes &&
300             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
301                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
302                 if (!psock->cork) {
303                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
304                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
305                         if (!psock->cork)
306                                 return -ENOMEM;
307                 }
308                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
309                 return 0;
310         }
311
312         tosend = msg->sg.size;
313         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
314                 tosend = psock->apply_bytes;
315
316         switch (psock->eval) {
317         case __SK_PASS:
318                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
319                 if (unlikely(ret)) {
320                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
321                         break;
322                 }
323                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
324                 break;
325         case __SK_REDIRECT:
326                 sk_redir = psock->sk_redir;
327                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
328                 if (!psock->apply_bytes) {
329                         /* Clean up before releasing the sock lock. */
330                         eval = psock->eval;
331                         psock->eval = __SK_NONE;
332                         psock->sk_redir = NULL;
333                 }
334                 if (psock->cork) {
335                         cork = true;
336                         psock->cork = NULL;
337                 }
338                 sk_msg_return(sk, msg, tosend);
339                 release_sock(sk);
340
341                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, msg, tosend, flags);
342
343                 if (eval == __SK_REDIRECT)
344                         sock_put(sk_redir);
345
346                 lock_sock(sk);
347                 if (unlikely(ret < 0)) {
348                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
349
350                         if (!cork)
351                                 *copied -= free;
352                 }
353                 if (cork) {
354                         sk_msg_free(sk, msg);
355                         kfree(msg);
356                         msg = NULL;
357                         ret = 0;
358                 }
359                 break;
360         case __SK_DROP:
361         default:
362                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
363                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
364                 *copied -= (tosend + delta);
365                 return -EACCES;
366         }
367
368         if (likely(!ret)) {
369                 if (!psock->apply_bytes) {
370                         psock->eval =  __SK_NONE;
371                         if (psock->sk_redir) {
372                                 sock_put(psock->sk_redir);
373                                 psock->sk_redir = NULL;
374                         }
375                 }
376                 if (msg &&
377                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
378                     msg->sg.data[msg->sg.start].length)
379                         goto more_data;
380         }
381         return ret;
382 }
383
384 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
385 {
386         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
387         int copied = 0, err = 0;
388         struct sk_psock *psock;
389         long timeo;
390         int flags;
391
392         /* Don't let internal do_tcp_sendpages() flags through */
393         flags = (msg->msg_flags & ~MSG_SENDPAGE_DECRYPTED);
394         flags |= MSG_NO_SHARED_FRAGS;
395
396         psock = sk_psock_get(sk);
397         if (unlikely(!psock))
398                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
399
400         lock_sock(sk);
401         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
402         while (msg_data_left(msg)) {
403                 bool enospc = false;
404                 u32 copy, osize;
405
406                 if (sk->sk_err) {
407                         err = -sk->sk_err;
408                         goto out_err;
409                 }
410
411                 copy = msg_data_left(msg);
412                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
413                         goto wait_for_sndbuf;
414                 if (psock->cork) {
415                         msg_tx = psock->cork;
416                 } else {
417                         msg_tx = &tmp;
418                         sk_msg_init(msg_tx);
419                 }
420
421                 osize = msg_tx->sg.size;
422                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
423                 if (err) {
424                         if (err != -ENOSPC)
425                                 goto wait_for_memory;
426                         enospc = true;
427                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
428                 }
429
430                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
431                                                copy);
432                 if (err < 0) {
433                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
434                         goto out_err;
435                 }
436
437                 copied += copy;
438                 if (psock->cork_bytes) {
439                         if (size > psock->cork_bytes)
440                                 psock->cork_bytes = 0;
441                         else
442                                 psock->cork_bytes -= size;
443                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
444                                 goto out_err;
445                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
446                         psock->eval = __SK_NONE;
447                         psock->cork_bytes = 0;
448                 }
449
450                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
451                 if (unlikely(err < 0))
452                         goto out_err;
453                 continue;
454 wait_for_sndbuf:
455                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
456 wait_for_memory:
457                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
458                 if (err) {
459                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
460                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
461                         goto out_err;
462                 }
463         }
464 out_err:
465         if (err < 0)
466                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
467         release_sock(sk);
468         sk_psock_put(sk, psock);
469         return copied ? copied : err;
470 }
471
472 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
473                             size_t size, int flags)
474 {
475         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
476         int err = 0, copied = 0;
477         struct sk_psock *psock;
478         bool enospc = false;
479
480         psock = sk_psock_get(sk);
481         if (unlikely(!psock))
482                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
483
484         lock_sock(sk);
485         if (psock->cork) {
486                 msg = psock->cork;
487         } else {
488                 msg = &tmp;
489                 sk_msg_init(msg);
490         }
491
492         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
493         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
494                 goto out_err;
495
496         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
497         sk_mem_charge(sk, size);
498         copied = size;
499         if (sk_msg_full(msg))
500                 enospc = true;
501         if (psock->cork_bytes) {
502                 if (size > psock->cork_bytes)
503                         psock->cork_bytes = 0;
504                 else
505                         psock->cork_bytes -= size;
506                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
507                         goto out_err;
508                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
509                 psock->eval = __SK_NONE;
510                 psock->cork_bytes = 0;
511         }
512
513         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
514 out_err:
515         release_sock(sk);
516         sk_psock_put(sk, psock);
517         return copied ? copied : err;
518 }
519
520 enum {
521         TCP_BPF_IPV4,
522         TCP_BPF_IPV6,
523         TCP_BPF_NUM_PROTS,
524 };
525
526 enum {
527         TCP_BPF_BASE,
528         TCP_BPF_TX,
529         TCP_BPF_RX,
530         TCP_BPF_TXRX,
531         TCP_BPF_NUM_CFGS,
532 };
533
534 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
535 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
536 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
537
538 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
539                                    struct proto *base)
540 {
541         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
542         prot[TCP_BPF_BASE].close                = sock_map_close;
543         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
544         prot[TCP_BPF_BASE].sock_is_readable     = sk_msg_is_readable;
545
546         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
547         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
548         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
549
550         prot[TCP_BPF_RX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
551         prot[TCP_BPF_RX].recvmsg                = tcp_bpf_recvmsg_parser;
552
553         prot[TCP_BPF_TXRX]                      = prot[TCP_BPF_TX];
554         prot[TCP_BPF_TXRX].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg_parser;
555 }
556
557 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct proto *ops)
558 {
559         if (unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
560                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
561                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
562                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
563                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
564                 }
565                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
566         }
567 }
568
569 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
570 {
571         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
572         return 0;
573 }
574 late_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
575
576 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
577 {
578         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
579          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
580          * indeed valid assumptions.
581          */
582         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
583                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
584                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
585 }
586
587 int tcp_bpf_update_proto(struct sock *sk, struct sk_psock *psock, bool restore)
588 {
589         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
590         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
591
592         if (psock->progs.stream_verdict || psock->progs.skb_verdict) {
593                 config = (config == TCP_BPF_TX) ? TCP_BPF_TXRX : TCP_BPF_RX;
594         }
595
596         if (restore) {
597                 if (inet_csk_has_ulp(sk)) {
598                         /* TLS does not have an unhash proto in SW cases,
599                          * but we need to ensure we stop using the sock_map
600                          * unhash routine because the associated psock is being
601                          * removed. So use the original unhash handler.
602                          */
603                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot->unhash, psock->saved_unhash);
604                         tcp_update_ulp(sk, psock->sk_proto, psock->saved_write_space);
605                 } else {
606                         sk->sk_write_space = psock->saved_write_space;
607                         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
608                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot, psock->sk_proto);
609                 }
610                 return 0;
611         }
612
613         if (inet_csk_has_ulp(sk))
614                 return -EINVAL;
615
616         if (sk->sk_family == AF_INET6) {
617                 if (tcp_bpf_assert_proto_ops(psock->sk_proto))
618                         return -EINVAL;
619
620                 tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(psock->sk_proto);
621         }
622
623         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
624         WRITE_ONCE(sk->sk_prot, &tcp_bpf_prots[family][config]);
625         return 0;
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_update_proto);
628
629 /* If a child got cloned from a listening socket that had tcp_bpf
630  * protocol callbacks installed, we need to restore the callbacks to
631  * the default ones because the child does not inherit the psock state
632  * that tcp_bpf callbacks expect.
633  */
634 void tcp_bpf_clone(const struct sock *sk, struct sock *newsk)
635 {
636         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
637         struct proto *prot = newsk->sk_prot;
638
639         if (prot == &tcp_bpf_prots[family][TCP_BPF_BASE])
640                 newsk->sk_prot = sk->sk_prot_creator;
641 }
642 #endif /* CONFIG_BPF_SYSCALL */