Merge tag 'pull-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[sfrench/cifs-2.6.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                 return -EPIPE;
143
144         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
145                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
146         sk_psock_put(sk, psock);
147         return ret;
148 }
149 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
150
151 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
152 static int tcp_msg_wait_data(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
153                              long timeo)
154 {
155         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
156         int ret = 0;
157
158         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
159                 return 1;
160
161         if (!timeo)
162                 return ret;
163
164         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
165         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
166         ret = sk_wait_event(sk, &timeo,
167                             !list_empty(&psock->ingress_msg) ||
168                             !skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue), &wait);
169         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
170         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
171         return ret;
172 }
173
174 static int tcp_bpf_recvmsg_parser(struct sock *sk,
175                                   struct msghdr *msg,
176                                   size_t len,
177                                   int flags,
178                                   int *addr_len)
179 {
180         struct sk_psock *psock;
181         int copied;
182
183         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
184                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
185
186         psock = sk_psock_get(sk);
187         if (unlikely(!psock))
188                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
189
190         lock_sock(sk);
191 msg_bytes_ready:
192         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
193         if (!copied) {
194                 long timeo;
195                 int data;
196
197                 if (sock_flag(sk, SOCK_DONE))
198                         goto out;
199
200                 if (sk->sk_err) {
201                         copied = sock_error(sk);
202                         goto out;
203                 }
204
205                 if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
206                         goto out;
207
208                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
209                         copied = -ENOTCONN;
210                         goto out;
211                 }
212
213                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & MSG_DONTWAIT);
214                 if (!timeo) {
215                         copied = -EAGAIN;
216                         goto out;
217                 }
218
219                 if (signal_pending(current)) {
220                         copied = sock_intr_errno(timeo);
221                         goto out;
222                 }
223
224                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
225                 if (data && !sk_psock_queue_empty(psock))
226                         goto msg_bytes_ready;
227                 copied = -EAGAIN;
228         }
229 out:
230         release_sock(sk);
231         sk_psock_put(sk, psock);
232         return copied;
233 }
234
235 static int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
236                            int flags, int *addr_len)
237 {
238         struct sk_psock *psock;
239         int copied, ret;
240
241         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
242                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
243
244         psock = sk_psock_get(sk);
245         if (unlikely(!psock))
246                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
247         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) &&
248             sk_psock_queue_empty(psock)) {
249                 sk_psock_put(sk, psock);
250                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
251         }
252         lock_sock(sk);
253 msg_bytes_ready:
254         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
255         if (!copied) {
256                 long timeo;
257                 int data;
258
259                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & MSG_DONTWAIT);
260                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
261                 if (data) {
262                         if (!sk_psock_queue_empty(psock))
263                                 goto msg_bytes_ready;
264                         release_sock(sk);
265                         sk_psock_put(sk, psock);
266                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
267                 }
268                 copied = -EAGAIN;
269         }
270         ret = copied;
271         release_sock(sk);
272         sk_psock_put(sk, psock);
273         return ret;
274 }
275
276 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
277                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
278 {
279         bool cork = false, enospc = sk_msg_full(msg);
280         struct sock *sk_redir;
281         u32 tosend, delta = 0;
282         u32 eval = __SK_NONE;
283         int ret;
284
285 more_data:
286         if (psock->eval == __SK_NONE) {
287                 /* Track delta in msg size to add/subtract it on SK_DROP from
288                  * returned to user copied size. This ensures user doesn't
289                  * get a positive return code with msg_cut_data and SK_DROP
290                  * verdict.
291                  */
292                 delta = msg->sg.size;
293                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
294                 delta -= msg->sg.size;
295         }
296
297         if (msg->cork_bytes &&
298             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
299                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
300                 if (!psock->cork) {
301                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
302                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
303                         if (!psock->cork)
304                                 return -ENOMEM;
305                 }
306                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
307                 return 0;
308         }
309
310         tosend = msg->sg.size;
311         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
312                 tosend = psock->apply_bytes;
313
314         switch (psock->eval) {
315         case __SK_PASS:
316                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
317                 if (unlikely(ret)) {
318                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
319                         break;
320                 }
321                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
322                 break;
323         case __SK_REDIRECT:
324                 sk_redir = psock->sk_redir;
325                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
326                 if (!psock->apply_bytes) {
327                         /* Clean up before releasing the sock lock. */
328                         eval = psock->eval;
329                         psock->eval = __SK_NONE;
330                         psock->sk_redir = NULL;
331                 }
332                 if (psock->cork) {
333                         cork = true;
334                         psock->cork = NULL;
335                 }
336                 sk_msg_return(sk, msg, msg->sg.size);
337                 release_sock(sk);
338
339                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, msg, tosend, flags);
340
341                 if (eval == __SK_REDIRECT)
342                         sock_put(sk_redir);
343
344                 lock_sock(sk);
345                 if (unlikely(ret < 0)) {
346                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
347
348                         if (!cork)
349                                 *copied -= free;
350                 }
351                 if (cork) {
352                         sk_msg_free(sk, msg);
353                         kfree(msg);
354                         msg = NULL;
355                         ret = 0;
356                 }
357                 break;
358         case __SK_DROP:
359         default:
360                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
361                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
362                 *copied -= (tosend + delta);
363                 return -EACCES;
364         }
365
366         if (likely(!ret)) {
367                 if (!psock->apply_bytes) {
368                         psock->eval =  __SK_NONE;
369                         if (psock->sk_redir) {
370                                 sock_put(psock->sk_redir);
371                                 psock->sk_redir = NULL;
372                         }
373                 }
374                 if (msg &&
375                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
376                     msg->sg.data[msg->sg.start].length) {
377                         if (eval == __SK_REDIRECT)
378                                 sk_mem_charge(sk, msg->sg.size);
379                         goto more_data;
380                 }
381         }
382         return ret;
383 }
384
385 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
386 {
387         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
388         int copied = 0, err = 0;
389         struct sk_psock *psock;
390         long timeo;
391         int flags;
392
393         /* Don't let internal do_tcp_sendpages() flags through */
394         flags = (msg->msg_flags & ~MSG_SENDPAGE_DECRYPTED);
395         flags |= MSG_NO_SHARED_FRAGS;
396
397         psock = sk_psock_get(sk);
398         if (unlikely(!psock))
399                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
400
401         lock_sock(sk);
402         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
403         while (msg_data_left(msg)) {
404                 bool enospc = false;
405                 u32 copy, osize;
406
407                 if (sk->sk_err) {
408                         err = -sk->sk_err;
409                         goto out_err;
410                 }
411
412                 copy = msg_data_left(msg);
413                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
414                         goto wait_for_sndbuf;
415                 if (psock->cork) {
416                         msg_tx = psock->cork;
417                 } else {
418                         msg_tx = &tmp;
419                         sk_msg_init(msg_tx);
420                 }
421
422                 osize = msg_tx->sg.size;
423                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
424                 if (err) {
425                         if (err != -ENOSPC)
426                                 goto wait_for_memory;
427                         enospc = true;
428                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
429                 }
430
431                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
432                                                copy);
433                 if (err < 0) {
434                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
435                         goto out_err;
436                 }
437
438                 copied += copy;
439                 if (psock->cork_bytes) {
440                         if (size > psock->cork_bytes)
441                                 psock->cork_bytes = 0;
442                         else
443                                 psock->cork_bytes -= size;
444                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
445                                 goto out_err;
446                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
447                         psock->eval = __SK_NONE;
448                         psock->cork_bytes = 0;
449                 }
450
451                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
452                 if (unlikely(err < 0))
453                         goto out_err;
454                 continue;
455 wait_for_sndbuf:
456                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
457 wait_for_memory:
458                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
459                 if (err) {
460                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
461                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
462                         goto out_err;
463                 }
464         }
465 out_err:
466         if (err < 0)
467                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
468         release_sock(sk);
469         sk_psock_put(sk, psock);
470         return copied ? copied : err;
471 }
472
473 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
474                             size_t size, int flags)
475 {
476         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
477         int err = 0, copied = 0;
478         struct sk_psock *psock;
479         bool enospc = false;
480
481         psock = sk_psock_get(sk);
482         if (unlikely(!psock))
483                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
484
485         lock_sock(sk);
486         if (psock->cork) {
487                 msg = psock->cork;
488         } else {
489                 msg = &tmp;
490                 sk_msg_init(msg);
491         }
492
493         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
494         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
495                 goto out_err;
496
497         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
498         sk_mem_charge(sk, size);
499         copied = size;
500         if (sk_msg_full(msg))
501                 enospc = true;
502         if (psock->cork_bytes) {
503                 if (size > psock->cork_bytes)
504                         psock->cork_bytes = 0;
505                 else
506                         psock->cork_bytes -= size;
507                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
508                         goto out_err;
509                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
510                 psock->eval = __SK_NONE;
511                 psock->cork_bytes = 0;
512         }
513
514         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
515 out_err:
516         release_sock(sk);
517         sk_psock_put(sk, psock);
518         return copied ? copied : err;
519 }
520
521 enum {
522         TCP_BPF_IPV4,
523         TCP_BPF_IPV6,
524         TCP_BPF_NUM_PROTS,
525 };
526
527 enum {
528         TCP_BPF_BASE,
529         TCP_BPF_TX,
530         TCP_BPF_RX,
531         TCP_BPF_TXRX,
532         TCP_BPF_NUM_CFGS,
533 };
534
535 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
536 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
537 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
538
539 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
540                                    struct proto *base)
541 {
542         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
543         prot[TCP_BPF_BASE].close                = sock_map_close;
544         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
545         prot[TCP_BPF_BASE].sock_is_readable     = sk_msg_is_readable;
546
547         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
548         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
549         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
550
551         prot[TCP_BPF_RX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
552         prot[TCP_BPF_RX].recvmsg                = tcp_bpf_recvmsg_parser;
553
554         prot[TCP_BPF_TXRX]                      = prot[TCP_BPF_TX];
555         prot[TCP_BPF_TXRX].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg_parser;
556 }
557
558 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct proto *ops)
559 {
560         if (unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
561                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
562                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
563                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
564                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
565                 }
566                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
567         }
568 }
569
570 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
571 {
572         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
573         return 0;
574 }
575 late_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
576
577 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
578 {
579         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
580          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
581          * indeed valid assumptions.
582          */
583         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
584                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
585                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
586 }
587
588 int tcp_bpf_update_proto(struct sock *sk, struct sk_psock *psock, bool restore)
589 {
590         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
591         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
592
593         if (psock->progs.stream_verdict || psock->progs.skb_verdict) {
594                 config = (config == TCP_BPF_TX) ? TCP_BPF_TXRX : TCP_BPF_RX;
595         }
596
597         if (restore) {
598                 if (inet_csk_has_ulp(sk)) {
599                         /* TLS does not have an unhash proto in SW cases,
600                          * but we need to ensure we stop using the sock_map
601                          * unhash routine because the associated psock is being
602                          * removed. So use the original unhash handler.
603                          */
604                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot->unhash, psock->saved_unhash);
605                         tcp_update_ulp(sk, psock->sk_proto, psock->saved_write_space);
606                 } else {
607                         sk->sk_write_space = psock->saved_write_space;
608                         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
609                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot, psock->sk_proto);
610                 }
611                 return 0;
612         }
613
614         if (sk->sk_family == AF_INET6) {
615                 if (tcp_bpf_assert_proto_ops(psock->sk_proto))
616                         return -EINVAL;
617
618                 tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(psock->sk_proto);
619         }
620
621         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
622         WRITE_ONCE(sk->sk_prot, &tcp_bpf_prots[family][config]);
623         return 0;
624 }
625 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_update_proto);
626
627 /* If a child got cloned from a listening socket that had tcp_bpf
628  * protocol callbacks installed, we need to restore the callbacks to
629  * the default ones because the child does not inherit the psock state
630  * that tcp_bpf callbacks expect.
631  */
632 void tcp_bpf_clone(const struct sock *sk, struct sock *newsk)
633 {
634         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
635         struct proto *prot = newsk->sk_prot;
636
637         if (prot == &tcp_bpf_prots[family][TCP_BPF_BASE])
638                 newsk->sk_prot = sk->sk_prot_creator;
639 }
640 #endif /* CONFIG_BPF_SYSCALL */