bpf: tcp: Support arbitrary SYN Cookie.
authorKuniyuki Iwashima <kuniyu@amazon.com>
Mon, 15 Jan 2024 20:55:13 +0000 (12:55 -0800)
committerAlexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Tue, 23 Jan 2024 22:40:24 +0000 (14:40 -0800)
This patch adds a new kfunc available at TC hook to support arbitrary
SYN Cookie.

The basic usage is as follows:

    struct bpf_tcp_req_attrs attrs = {
        .mss = mss,
        .wscale_ok = wscale_ok,
        .rcv_wscale = rcv_wscale, /* Server's WScale < 15 */
        .snd_wscale = snd_wscale, /* Client's WScale < 15 */
        .tstamp_ok = tstamp_ok,
        .rcv_tsval = tsval,
        .rcv_tsecr = tsecr, /* Server's Initial TSval */
        .usec_ts_ok = usec_ts_ok,
        .sack_ok = sack_ok,
        .ecn_ok = ecn_ok,
    }

    skc = bpf_skc_lookup_tcp(...);
    sk = (struct sock *)bpf_skc_to_tcp_sock(skc);
    bpf_sk_assign_tcp_reqsk(skb, sk, attrs, sizeof(attrs));
    bpf_sk_release(skc);

bpf_sk_assign_tcp_reqsk() takes skb, a listener sk, and struct
bpf_tcp_req_attrs and allocates reqsk and configures it.  Then,
bpf_sk_assign_tcp_reqsk() links reqsk with skb and the listener.

The notable thing here is that we do not hold refcnt for both reqsk
and listener.  To differentiate that, we mark reqsk->syncookie, which
is only used in TX for now.  So, if reqsk->syncookie is 1 in RX, it
means that the reqsk is allocated by kfunc.

When skb is freed, sock_pfree() checks if reqsk->syncookie is 1,
and in that case, we set NULL to reqsk->rsk_listener before calling
reqsk_free() as reqsk does not hold a refcnt of the listener.

When the TCP stack looks up a socket from the skb, we steal the
listener from the reqsk in skb_steal_sock() and create a full sk
in cookie_v[46]_check().

The refcnt of reqsk will finally be set to 1 in tcp_get_cookie_sock()
after creating a full sk.

Note that we can extend struct bpf_tcp_req_attrs in the future when
we add a new attribute that is determined in 3WHS.

Signed-off-by: Kuniyuki Iwashima <kuniyu@amazon.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20240115205514.68364-6-kuniyu@amazon.com
Signed-off-by: Martin KaFai Lau <martin.lau@kernel.org>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
include/net/tcp.h
net/core/filter.c
net/core/sock.c

index dfe99a084a71fe1058b370386c0568f668db0128..451dc13739705c5c815c6721d897dab72c046147 100644 (file)
@@ -600,6 +600,20 @@ static inline bool cookie_ecn_ok(const struct net *net, const struct dst_entry *
 }
 
 #if IS_ENABLED(CONFIG_BPF)
+struct bpf_tcp_req_attrs {
+       u32 rcv_tsval;
+       u32 rcv_tsecr;
+       u16 mss;
+       u8 rcv_wscale;
+       u8 snd_wscale;
+       u8 ecn_ok;
+       u8 wscale_ok;
+       u8 sack_ok;
+       u8 tstamp_ok;
+       u8 usec_ts_ok;
+       u8 reserved[3];
+};
+
 static inline bool cookie_bpf_ok(struct sk_buff *skb)
 {
        return skb->sk;
index 8c9f67c81e22d2bfa8e5b5701b5d3fe5dbe6bbf1..6a7abbaa50b889c94363f72f6014cfe9cc0db4df 100644 (file)
@@ -11837,6 +11837,103 @@ __bpf_kfunc int bpf_sock_addr_set_sun_path(struct bpf_sock_addr_kern *sa_kern,
 
        return 0;
 }
+
+__bpf_kfunc int bpf_sk_assign_tcp_reqsk(struct sk_buff *skb, struct sock *sk,
+                                       struct bpf_tcp_req_attrs *attrs, int attrs__sz)
+{
+#if IS_ENABLED(CONFIG_SYN_COOKIES)
+       const struct request_sock_ops *ops;
+       struct inet_request_sock *ireq;
+       struct tcp_request_sock *treq;
+       struct request_sock *req;
+       struct net *net;
+       __u16 min_mss;
+       u32 tsoff = 0;
+
+       if (attrs__sz != sizeof(*attrs) ||
+           attrs->reserved[0] || attrs->reserved[1] || attrs->reserved[2])
+               return -EINVAL;
+
+       if (!skb_at_tc_ingress(skb))
+               return -EINVAL;
+
+       net = dev_net(skb->dev);
+       if (net != sock_net(sk))
+               return -ENETUNREACH;
+
+       switch (skb->protocol) {
+       case htons(ETH_P_IP):
+               ops = &tcp_request_sock_ops;
+               min_mss = 536;
+               break;
+#if IS_BUILTIN(CONFIG_IPV6)
+       case htons(ETH_P_IPV6):
+               ops = &tcp6_request_sock_ops;
+               min_mss = IPV6_MIN_MTU - 60;
+               break;
+#endif
+       default:
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       if (sk->sk_type != SOCK_STREAM || sk->sk_state != TCP_LISTEN ||
+           sk_is_mptcp(sk))
+               return -EINVAL;
+
+       if (attrs->mss < min_mss)
+               return -EINVAL;
+
+       if (attrs->wscale_ok) {
+               if (!READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_window_scaling))
+                       return -EINVAL;
+
+               if (attrs->snd_wscale > TCP_MAX_WSCALE ||
+                   attrs->rcv_wscale > TCP_MAX_WSCALE)
+                       return -EINVAL;
+       }
+
+       if (attrs->sack_ok && !READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_sack))
+               return -EINVAL;
+
+       if (attrs->tstamp_ok) {
+               if (!READ_ONCE(net->ipv4.sysctl_tcp_timestamps))
+                       return -EINVAL;
+
+               tsoff = attrs->rcv_tsecr - tcp_ns_to_ts(attrs->usec_ts_ok, tcp_clock_ns());
+       }
+
+       req = inet_reqsk_alloc(ops, sk, false);
+       if (!req)
+               return -ENOMEM;
+
+       ireq = inet_rsk(req);
+       treq = tcp_rsk(req);
+
+       req->rsk_listener = sk;
+       req->syncookie = 1;
+       req->mss = attrs->mss;
+       req->ts_recent = attrs->rcv_tsval;
+
+       ireq->snd_wscale = attrs->snd_wscale;
+       ireq->rcv_wscale = attrs->rcv_wscale;
+       ireq->tstamp_ok = !!attrs->tstamp_ok;
+       ireq->sack_ok = !!attrs->sack_ok;
+       ireq->wscale_ok = !!attrs->wscale_ok;
+       ireq->ecn_ok = !!attrs->ecn_ok;
+
+       treq->req_usec_ts = !!attrs->usec_ts_ok;
+       treq->ts_off = tsoff;
+
+       skb_orphan(skb);
+       skb->sk = req_to_sk(req);
+       skb->destructor = sock_pfree;
+
+       return 0;
+#else
+       return -EOPNOTSUPP;
+#endif
+}
+
 __bpf_kfunc_end_defs();
 
 int bpf_dynptr_from_skb_rdonly(struct sk_buff *skb, u64 flags,
@@ -11865,6 +11962,10 @@ BTF_SET8_START(bpf_kfunc_check_set_sock_addr)
 BTF_ID_FLAGS(func, bpf_sock_addr_set_sun_path)
 BTF_SET8_END(bpf_kfunc_check_set_sock_addr)
 
+BTF_SET8_START(bpf_kfunc_check_set_tcp_reqsk)
+BTF_ID_FLAGS(func, bpf_sk_assign_tcp_reqsk, KF_TRUSTED_ARGS)
+BTF_SET8_END(bpf_kfunc_check_set_tcp_reqsk)
+
 static const struct btf_kfunc_id_set bpf_kfunc_set_skb = {
        .owner = THIS_MODULE,
        .set = &bpf_kfunc_check_set_skb,
@@ -11880,6 +11981,11 @@ static const struct btf_kfunc_id_set bpf_kfunc_set_sock_addr = {
        .set = &bpf_kfunc_check_set_sock_addr,
 };
 
+static const struct btf_kfunc_id_set bpf_kfunc_set_tcp_reqsk = {
+       .owner = THIS_MODULE,
+       .set = &bpf_kfunc_check_set_tcp_reqsk,
+};
+
 static int __init bpf_kfunc_init(void)
 {
        int ret;
@@ -11895,8 +12001,9 @@ static int __init bpf_kfunc_init(void)
        ret = ret ?: register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL, &bpf_kfunc_set_skb);
        ret = ret ?: register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_NETFILTER, &bpf_kfunc_set_skb);
        ret = ret ?: register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_XDP, &bpf_kfunc_set_xdp);
-       return ret ?: register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR,
-                                               &bpf_kfunc_set_sock_addr);
+       ret = ret ?: register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR,
+                                              &bpf_kfunc_set_sock_addr);
+       return ret ?: register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS, &bpf_kfunc_set_tcp_reqsk);
 }
 late_initcall(bpf_kfunc_init);
 
index 158dbdebce6a3693deb63e557e856d9cdd7500ae..147fb2656e6bb92f8a0d809c39282e85878e447f 100644 (file)
@@ -2582,8 +2582,18 @@ EXPORT_SYMBOL(sock_efree);
 #ifdef CONFIG_INET
 void sock_pfree(struct sk_buff *skb)
 {
-       if (sk_is_refcounted(skb->sk))
-               sock_gen_put(skb->sk);
+       struct sock *sk = skb->sk;
+
+       if (!sk_is_refcounted(sk))
+               return;
+
+       if (sk->sk_state == TCP_NEW_SYN_RECV && inet_reqsk(sk)->syncookie) {
+               inet_reqsk(sk)->rsk_listener = NULL;
+               reqsk_free(inet_reqsk(sk));
+               return;
+       }
+
+       sock_gen_put(sk);
 }
 EXPORT_SYMBOL(sock_pfree);
 #endif /* CONFIG_INET */