Merge tag 'renesas-dt-fixes-for-v4.15' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / bpf / arraymap.c
1 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
2  * Copyright (c) 2016,2017 Facebook
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
11  * General Public License for more details.
12  */
13 #include <linux/bpf.h>
14 #include <linux/err.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/filter.h>
18 #include <linux/perf_event.h>
19
20 #include "map_in_map.h"
21
22 #define ARRAY_CREATE_FLAG_MASK \
23         (BPF_F_NUMA_NODE | BPF_F_RDONLY | BPF_F_WRONLY)
24
25 static void bpf_array_free_percpu(struct bpf_array *array)
26 {
27         int i;
28
29         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
30                 free_percpu(array->pptrs[i]);
31 }
32
33 static int bpf_array_alloc_percpu(struct bpf_array *array)
34 {
35         void __percpu *ptr;
36         int i;
37
38         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
39                 ptr = __alloc_percpu_gfp(array->elem_size, 8,
40                                          GFP_USER | __GFP_NOWARN);
41                 if (!ptr) {
42                         bpf_array_free_percpu(array);
43                         return -ENOMEM;
44                 }
45                 array->pptrs[i] = ptr;
46         }
47
48         return 0;
49 }
50
51 /* Called from syscall */
52 static struct bpf_map *array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
53 {
54         bool percpu = attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY;
55         int numa_node = bpf_map_attr_numa_node(attr);
56         struct bpf_array *array;
57         u64 array_size;
58         u32 elem_size;
59
60         /* check sanity of attributes */
61         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
62             attr->value_size == 0 ||
63             attr->map_flags & ~ARRAY_CREATE_FLAG_MASK ||
64             (percpu && numa_node != NUMA_NO_NODE))
65                 return ERR_PTR(-EINVAL);
66
67         if (attr->value_size > KMALLOC_MAX_SIZE)
68                 /* if value_size is bigger, the user space won't be able to
69                  * access the elements.
70                  */
71                 return ERR_PTR(-E2BIG);
72
73         elem_size = round_up(attr->value_size, 8);
74
75         array_size = sizeof(*array);
76         if (percpu)
77                 array_size += (u64) attr->max_entries * sizeof(void *);
78         else
79                 array_size += (u64) attr->max_entries * elem_size;
80
81         /* make sure there is no u32 overflow later in round_up() */
82         if (array_size >= U32_MAX - PAGE_SIZE)
83                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
84
85         /* allocate all map elements and zero-initialize them */
86         array = bpf_map_area_alloc(array_size, numa_node);
87         if (!array)
88                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
89
90         /* copy mandatory map attributes */
91         array->map.map_type = attr->map_type;
92         array->map.key_size = attr->key_size;
93         array->map.value_size = attr->value_size;
94         array->map.max_entries = attr->max_entries;
95         array->map.map_flags = attr->map_flags;
96         array->map.numa_node = numa_node;
97         array->elem_size = elem_size;
98
99         if (!percpu)
100                 goto out;
101
102         array_size += (u64) attr->max_entries * elem_size * num_possible_cpus();
103
104         if (array_size >= U32_MAX - PAGE_SIZE ||
105             bpf_array_alloc_percpu(array)) {
106                 bpf_map_area_free(array);
107                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
108         }
109 out:
110         array->map.pages = round_up(array_size, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
111
112         return &array->map;
113 }
114
115 /* Called from syscall or from eBPF program */
116 static void *array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
117 {
118         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
119         u32 index = *(u32 *)key;
120
121         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
122                 return NULL;
123
124         return array->value + array->elem_size * index;
125 }
126
127 /* emit BPF instructions equivalent to C code of array_map_lookup_elem() */
128 static u32 array_map_gen_lookup(struct bpf_map *map, struct bpf_insn *insn_buf)
129 {
130         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
131         u32 elem_size = round_up(map->value_size, 8);
132         const int ret = BPF_REG_0;
133         const int map_ptr = BPF_REG_1;
134         const int index = BPF_REG_2;
135
136         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, map_ptr, offsetof(struct bpf_array, value));
137         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, ret, index, 0);
138         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 3);
139
140         if (is_power_of_2(elem_size)) {
141                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, ret, ilog2(elem_size));
142         } else {
143                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, ret, elem_size);
144         }
145         *insn++ = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, ret, map_ptr);
146         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
147         *insn++ = BPF_MOV64_IMM(ret, 0);
148         return insn - insn_buf;
149 }
150
151 /* Called from eBPF program */
152 static void *percpu_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
153 {
154         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
155         u32 index = *(u32 *)key;
156
157         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
158                 return NULL;
159
160         return this_cpu_ptr(array->pptrs[index]);
161 }
162
163 int bpf_percpu_array_copy(struct bpf_map *map, void *key, void *value)
164 {
165         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
166         u32 index = *(u32 *)key;
167         void __percpu *pptr;
168         int cpu, off = 0;
169         u32 size;
170
171         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
172                 return -ENOENT;
173
174         /* per_cpu areas are zero-filled and bpf programs can only
175          * access 'value_size' of them, so copying rounded areas
176          * will not leak any kernel data
177          */
178         size = round_up(map->value_size, 8);
179         rcu_read_lock();
180         pptr = array->pptrs[index];
181         for_each_possible_cpu(cpu) {
182                 bpf_long_memcpy(value + off, per_cpu_ptr(pptr, cpu), size);
183                 off += size;
184         }
185         rcu_read_unlock();
186         return 0;
187 }
188
189 /* Called from syscall */
190 static int array_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
191 {
192         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
193         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
194         u32 *next = (u32 *)next_key;
195
196         if (index >= array->map.max_entries) {
197                 *next = 0;
198                 return 0;
199         }
200
201         if (index == array->map.max_entries - 1)
202                 return -ENOENT;
203
204         *next = index + 1;
205         return 0;
206 }
207
208 /* Called from syscall or from eBPF program */
209 static int array_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
210                                  u64 map_flags)
211 {
212         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
213         u32 index = *(u32 *)key;
214
215         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
216                 /* unknown flags */
217                 return -EINVAL;
218
219         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
220                 /* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
221                 return -E2BIG;
222
223         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
224                 /* all elements already exist */
225                 return -EEXIST;
226
227         if (array->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY)
228                 memcpy(this_cpu_ptr(array->pptrs[index]),
229                        value, map->value_size);
230         else
231                 memcpy(array->value + array->elem_size * index,
232                        value, map->value_size);
233         return 0;
234 }
235
236 int bpf_percpu_array_update(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
237                             u64 map_flags)
238 {
239         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
240         u32 index = *(u32 *)key;
241         void __percpu *pptr;
242         int cpu, off = 0;
243         u32 size;
244
245         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
246                 /* unknown flags */
247                 return -EINVAL;
248
249         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
250                 /* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
251                 return -E2BIG;
252
253         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
254                 /* all elements already exist */
255                 return -EEXIST;
256
257         /* the user space will provide round_up(value_size, 8) bytes that
258          * will be copied into per-cpu area. bpf programs can only access
259          * value_size of it. During lookup the same extra bytes will be
260          * returned or zeros which were zero-filled by percpu_alloc,
261          * so no kernel data leaks possible
262          */
263         size = round_up(map->value_size, 8);
264         rcu_read_lock();
265         pptr = array->pptrs[index];
266         for_each_possible_cpu(cpu) {
267                 bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu), value + off, size);
268                 off += size;
269         }
270         rcu_read_unlock();
271         return 0;
272 }
273
274 /* Called from syscall or from eBPF program */
275 static int array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
276 {
277         return -EINVAL;
278 }
279
280 /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
281 static void array_map_free(struct bpf_map *map)
282 {
283         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
284
285         /* at this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
286          * so the programs (can be more than one that used this map) were
287          * disconnected from events. Wait for outstanding programs to complete
288          * and free the array
289          */
290         synchronize_rcu();
291
292         if (array->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY)
293                 bpf_array_free_percpu(array);
294
295         bpf_map_area_free(array);
296 }
297
298 const struct bpf_map_ops array_map_ops = {
299         .map_alloc = array_map_alloc,
300         .map_free = array_map_free,
301         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
302         .map_lookup_elem = array_map_lookup_elem,
303         .map_update_elem = array_map_update_elem,
304         .map_delete_elem = array_map_delete_elem,
305         .map_gen_lookup = array_map_gen_lookup,
306 };
307
308 const struct bpf_map_ops percpu_array_map_ops = {
309         .map_alloc = array_map_alloc,
310         .map_free = array_map_free,
311         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
312         .map_lookup_elem = percpu_array_map_lookup_elem,
313         .map_update_elem = array_map_update_elem,
314         .map_delete_elem = array_map_delete_elem,
315 };
316
317 static struct bpf_map *fd_array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
318 {
319         /* only file descriptors can be stored in this type of map */
320         if (attr->value_size != sizeof(u32))
321                 return ERR_PTR(-EINVAL);
322         return array_map_alloc(attr);
323 }
324
325 static void fd_array_map_free(struct bpf_map *map)
326 {
327         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
328         int i;
329
330         synchronize_rcu();
331
332         /* make sure it's empty */
333         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
334                 BUG_ON(array->ptrs[i] != NULL);
335
336         bpf_map_area_free(array);
337 }
338
339 static void *fd_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
340 {
341         return NULL;
342 }
343
344 /* only called from syscall */
345 int bpf_fd_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key, u32 *value)
346 {
347         void **elem, *ptr;
348         int ret =  0;
349
350         if (!map->ops->map_fd_sys_lookup_elem)
351                 return -ENOTSUPP;
352
353         rcu_read_lock();
354         elem = array_map_lookup_elem(map, key);
355         if (elem && (ptr = READ_ONCE(*elem)))
356                 *value = map->ops->map_fd_sys_lookup_elem(ptr);
357         else
358                 ret = -ENOENT;
359         rcu_read_unlock();
360
361         return ret;
362 }
363
364 /* only called from syscall */
365 int bpf_fd_array_map_update_elem(struct bpf_map *map, struct file *map_file,
366                                  void *key, void *value, u64 map_flags)
367 {
368         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
369         void *new_ptr, *old_ptr;
370         u32 index = *(u32 *)key, ufd;
371
372         if (map_flags != BPF_ANY)
373                 return -EINVAL;
374
375         if (index >= array->map.max_entries)
376                 return -E2BIG;
377
378         ufd = *(u32 *)value;
379         new_ptr = map->ops->map_fd_get_ptr(map, map_file, ufd);
380         if (IS_ERR(new_ptr))
381                 return PTR_ERR(new_ptr);
382
383         old_ptr = xchg(array->ptrs + index, new_ptr);
384         if (old_ptr)
385                 map->ops->map_fd_put_ptr(old_ptr);
386
387         return 0;
388 }
389
390 static int fd_array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
391 {
392         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
393         void *old_ptr;
394         u32 index = *(u32 *)key;
395
396         if (index >= array->map.max_entries)
397                 return -E2BIG;
398
399         old_ptr = xchg(array->ptrs + index, NULL);
400         if (old_ptr) {
401                 map->ops->map_fd_put_ptr(old_ptr);
402                 return 0;
403         } else {
404                 return -ENOENT;
405         }
406 }
407
408 static void *prog_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
409                                    struct file *map_file, int fd)
410 {
411         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
412         struct bpf_prog *prog = bpf_prog_get(fd);
413
414         if (IS_ERR(prog))
415                 return prog;
416
417         if (!bpf_prog_array_compatible(array, prog)) {
418                 bpf_prog_put(prog);
419                 return ERR_PTR(-EINVAL);
420         }
421
422         return prog;
423 }
424
425 static void prog_fd_array_put_ptr(void *ptr)
426 {
427         bpf_prog_put(ptr);
428 }
429
430 static u32 prog_fd_array_sys_lookup_elem(void *ptr)
431 {
432         return ((struct bpf_prog *)ptr)->aux->id;
433 }
434
435 /* decrement refcnt of all bpf_progs that are stored in this map */
436 void bpf_fd_array_map_clear(struct bpf_map *map)
437 {
438         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
439         int i;
440
441         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
442                 fd_array_map_delete_elem(map, &i);
443 }
444
445 const struct bpf_map_ops prog_array_map_ops = {
446         .map_alloc = fd_array_map_alloc,
447         .map_free = fd_array_map_free,
448         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
449         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
450         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
451         .map_fd_get_ptr = prog_fd_array_get_ptr,
452         .map_fd_put_ptr = prog_fd_array_put_ptr,
453         .map_fd_sys_lookup_elem = prog_fd_array_sys_lookup_elem,
454 };
455
456 static struct bpf_event_entry *bpf_event_entry_gen(struct file *perf_file,
457                                                    struct file *map_file)
458 {
459         struct bpf_event_entry *ee;
460
461         ee = kzalloc(sizeof(*ee), GFP_ATOMIC);
462         if (ee) {
463                 ee->event = perf_file->private_data;
464                 ee->perf_file = perf_file;
465                 ee->map_file = map_file;
466         }
467
468         return ee;
469 }
470
471 static void __bpf_event_entry_free(struct rcu_head *rcu)
472 {
473         struct bpf_event_entry *ee;
474
475         ee = container_of(rcu, struct bpf_event_entry, rcu);
476         fput(ee->perf_file);
477         kfree(ee);
478 }
479
480 static void bpf_event_entry_free_rcu(struct bpf_event_entry *ee)
481 {
482         call_rcu(&ee->rcu, __bpf_event_entry_free);
483 }
484
485 static void *perf_event_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
486                                          struct file *map_file, int fd)
487 {
488         struct bpf_event_entry *ee;
489         struct perf_event *event;
490         struct file *perf_file;
491         u64 value;
492
493         perf_file = perf_event_get(fd);
494         if (IS_ERR(perf_file))
495                 return perf_file;
496
497         ee = ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
498         event = perf_file->private_data;
499         if (perf_event_read_local(event, &value, NULL, NULL) == -EOPNOTSUPP)
500                 goto err_out;
501
502         ee = bpf_event_entry_gen(perf_file, map_file);
503         if (ee)
504                 return ee;
505         ee = ERR_PTR(-ENOMEM);
506 err_out:
507         fput(perf_file);
508         return ee;
509 }
510
511 static void perf_event_fd_array_put_ptr(void *ptr)
512 {
513         bpf_event_entry_free_rcu(ptr);
514 }
515
516 static void perf_event_fd_array_release(struct bpf_map *map,
517                                         struct file *map_file)
518 {
519         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
520         struct bpf_event_entry *ee;
521         int i;
522
523         rcu_read_lock();
524         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
525                 ee = READ_ONCE(array->ptrs[i]);
526                 if (ee && ee->map_file == map_file)
527                         fd_array_map_delete_elem(map, &i);
528         }
529         rcu_read_unlock();
530 }
531
532 const struct bpf_map_ops perf_event_array_map_ops = {
533         .map_alloc = fd_array_map_alloc,
534         .map_free = fd_array_map_free,
535         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
536         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
537         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
538         .map_fd_get_ptr = perf_event_fd_array_get_ptr,
539         .map_fd_put_ptr = perf_event_fd_array_put_ptr,
540         .map_release = perf_event_fd_array_release,
541 };
542
543 #ifdef CONFIG_CGROUPS
544 static void *cgroup_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
545                                      struct file *map_file /* not used */,
546                                      int fd)
547 {
548         return cgroup_get_from_fd(fd);
549 }
550
551 static void cgroup_fd_array_put_ptr(void *ptr)
552 {
553         /* cgroup_put free cgrp after a rcu grace period */
554         cgroup_put(ptr);
555 }
556
557 static void cgroup_fd_array_free(struct bpf_map *map)
558 {
559         bpf_fd_array_map_clear(map);
560         fd_array_map_free(map);
561 }
562
563 const struct bpf_map_ops cgroup_array_map_ops = {
564         .map_alloc = fd_array_map_alloc,
565         .map_free = cgroup_fd_array_free,
566         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
567         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
568         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
569         .map_fd_get_ptr = cgroup_fd_array_get_ptr,
570         .map_fd_put_ptr = cgroup_fd_array_put_ptr,
571 };
572 #endif
573
574 static struct bpf_map *array_of_map_alloc(union bpf_attr *attr)
575 {
576         struct bpf_map *map, *inner_map_meta;
577
578         inner_map_meta = bpf_map_meta_alloc(attr->inner_map_fd);
579         if (IS_ERR(inner_map_meta))
580                 return inner_map_meta;
581
582         map = fd_array_map_alloc(attr);
583         if (IS_ERR(map)) {
584                 bpf_map_meta_free(inner_map_meta);
585                 return map;
586         }
587
588         map->inner_map_meta = inner_map_meta;
589
590         return map;
591 }
592
593 static void array_of_map_free(struct bpf_map *map)
594 {
595         /* map->inner_map_meta is only accessed by syscall which
596          * is protected by fdget/fdput.
597          */
598         bpf_map_meta_free(map->inner_map_meta);
599         bpf_fd_array_map_clear(map);
600         fd_array_map_free(map);
601 }
602
603 static void *array_of_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
604 {
605         struct bpf_map **inner_map = array_map_lookup_elem(map, key);
606
607         if (!inner_map)
608                 return NULL;
609
610         return READ_ONCE(*inner_map);
611 }
612
613 static u32 array_of_map_gen_lookup(struct bpf_map *map,
614                                    struct bpf_insn *insn_buf)
615 {
616         u32 elem_size = round_up(map->value_size, 8);
617         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
618         const int ret = BPF_REG_0;
619         const int map_ptr = BPF_REG_1;
620         const int index = BPF_REG_2;
621
622         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, map_ptr, offsetof(struct bpf_array, value));
623         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, ret, index, 0);
624         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 5);
625         if (is_power_of_2(elem_size))
626                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, ret, ilog2(elem_size));
627         else
628                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, ret, elem_size);
629         *insn++ = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, ret, map_ptr);
630         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, ret, ret, 0);
631         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 1);
632         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
633         *insn++ = BPF_MOV64_IMM(ret, 0);
634
635         return insn - insn_buf;
636 }
637
638 const struct bpf_map_ops array_of_maps_map_ops = {
639         .map_alloc = array_of_map_alloc,
640         .map_free = array_of_map_free,
641         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
642         .map_lookup_elem = array_of_map_lookup_elem,
643         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
644         .map_fd_get_ptr = bpf_map_fd_get_ptr,
645         .map_fd_put_ptr = bpf_map_fd_put_ptr,
646         .map_fd_sys_lookup_elem = bpf_map_fd_sys_lookup_elem,
647         .map_gen_lookup = array_of_map_gen_lookup,
648 };