Merge branch 'for-5.3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/dennis/percpu
[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 bool tcp_bpf_stream_read(const struct sock *sk)
14 {
15         struct sk_psock *psock;
16         bool empty = true;
17
18         rcu_read_lock();
19         psock = sk_psock(sk);
20         if (likely(psock))
21                 empty = list_empty(&psock->ingress_msg);
22         rcu_read_unlock();
23         return !empty;
24 }
25
26 static int tcp_bpf_wait_data(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
27                              int flags, long timeo, int *err)
28 {
29         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
30         int ret = 0;
31
32         if (!timeo)
33                 return ret;
34
35         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
36         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
37         ret = sk_wait_event(sk, &timeo,
38                             !list_empty(&psock->ingress_msg) ||
39                             !skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue), &wait);
40         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
41         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
42         return ret;
43 }
44
45 int __tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
46                       struct msghdr *msg, int len, int flags)
47 {
48         struct iov_iter *iter = &msg->msg_iter;
49         int peek = flags & MSG_PEEK;
50         int i, ret, copied = 0;
51         struct sk_msg *msg_rx;
52
53         msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
54                                           struct sk_msg, list);
55
56         while (copied != len) {
57                 struct scatterlist *sge;
58
59                 if (unlikely(!msg_rx))
60                         break;
61
62                 i = msg_rx->sg.start;
63                 do {
64                         struct page *page;
65                         int copy;
66
67                         sge = sk_msg_elem(msg_rx, i);
68                         copy = sge->length;
69                         page = sg_page(sge);
70                         if (copied + copy > len)
71                                 copy = len - copied;
72                         ret = copy_page_to_iter(page, sge->offset, copy, iter);
73                         if (ret != copy) {
74                                 msg_rx->sg.start = i;
75                                 return -EFAULT;
76                         }
77
78                         copied += copy;
79                         if (likely(!peek)) {
80                                 sge->offset += copy;
81                                 sge->length -= copy;
82                                 sk_mem_uncharge(sk, copy);
83                                 msg_rx->sg.size -= copy;
84
85                                 if (!sge->length) {
86                                         sk_msg_iter_var_next(i);
87                                         if (!msg_rx->skb)
88                                                 put_page(page);
89                                 }
90                         } else {
91                                 sk_msg_iter_var_next(i);
92                         }
93
94                         if (copied == len)
95                                 break;
96                 } while (i != msg_rx->sg.end);
97
98                 if (unlikely(peek)) {
99                         msg_rx = list_next_entry(msg_rx, list);
100                         continue;
101                 }
102
103                 msg_rx->sg.start = i;
104                 if (!sge->length && msg_rx->sg.start == msg_rx->sg.end) {
105                         list_del(&msg_rx->list);
106                         if (msg_rx->skb)
107                                 consume_skb(msg_rx->skb);
108                         kfree(msg_rx);
109                 }
110                 msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
111                                                   struct sk_msg, list);
112         }
113
114         return copied;
115 }
116 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_bpf_recvmsg);
117
118 int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
119                     int nonblock, int flags, int *addr_len)
120 {
121         struct sk_psock *psock;
122         int copied, ret;
123
124         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
125                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
126         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
127                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
128
129         psock = sk_psock_get(sk);
130         if (unlikely(!psock))
131                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
132         lock_sock(sk);
133 msg_bytes_ready:
134         copied = __tcp_bpf_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
135         if (!copied) {
136                 int data, err = 0;
137                 long timeo;
138
139                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
140                 data = tcp_bpf_wait_data(sk, psock, flags, timeo, &err);
141                 if (data) {
142                         if (skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
143                                 goto msg_bytes_ready;
144                         release_sock(sk);
145                         sk_psock_put(sk, psock);
146                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
147                 }
148                 if (err) {
149                         ret = err;
150                         goto out;
151                 }
152                 copied = -EAGAIN;
153         }
154         ret = copied;
155 out:
156         release_sock(sk);
157         sk_psock_put(sk, psock);
158         return ret;
159 }
160
161 static int bpf_tcp_ingress(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
162                            struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes, int flags)
163 {
164         bool apply = apply_bytes;
165         struct scatterlist *sge;
166         u32 size, copied = 0;
167         struct sk_msg *tmp;
168         int i, ret = 0;
169
170         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp), __GFP_NOWARN | GFP_KERNEL);
171         if (unlikely(!tmp))
172                 return -ENOMEM;
173
174         lock_sock(sk);
175         tmp->sg.start = msg->sg.start;
176         i = msg->sg.start;
177         do {
178                 sge = sk_msg_elem(msg, i);
179                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
180                         apply_bytes : sge->length;
181                 if (!sk_wmem_schedule(sk, size)) {
182                         if (!copied)
183                                 ret = -ENOMEM;
184                         break;
185                 }
186
187                 sk_mem_charge(sk, size);
188                 sk_msg_xfer(tmp, msg, i, size);
189                 copied += size;
190                 if (sge->length)
191                         get_page(sk_msg_page(tmp, i));
192                 sk_msg_iter_var_next(i);
193                 tmp->sg.end = i;
194                 if (apply) {
195                         apply_bytes -= size;
196                         if (!apply_bytes)
197                                 break;
198                 }
199         } while (i != msg->sg.end);
200
201         if (!ret) {
202                 msg->sg.start = i;
203                 msg->sg.size -= apply_bytes;
204                 sk_psock_queue_msg(psock, tmp);
205                 sk_psock_data_ready(sk, psock);
206         } else {
207                 sk_msg_free(sk, tmp);
208                 kfree(tmp);
209         }
210
211         release_sock(sk);
212         return ret;
213 }
214
215 static int tcp_bpf_push(struct sock *sk, struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes,
216                         int flags, bool uncharge)
217 {
218         bool apply = apply_bytes;
219         struct scatterlist *sge;
220         struct page *page;
221         int size, ret = 0;
222         u32 off;
223
224         while (1) {
225                 bool has_tx_ulp;
226
227                 sge = sk_msg_elem(msg, msg->sg.start);
228                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
229                         apply_bytes : sge->length;
230                 off  = sge->offset;
231                 page = sg_page(sge);
232
233                 tcp_rate_check_app_limited(sk);
234 retry:
235                 has_tx_ulp = tls_sw_has_ctx_tx(sk);
236                 if (has_tx_ulp) {
237                         flags |= MSG_SENDPAGE_NOPOLICY;
238                         ret = kernel_sendpage_locked(sk,
239                                                      page, off, size, flags);
240                 } else {
241                         ret = do_tcp_sendpages(sk, page, off, size, flags);
242                 }
243
244                 if (ret <= 0)
245                         return ret;
246                 if (apply)
247                         apply_bytes -= ret;
248                 msg->sg.size -= ret;
249                 sge->offset += ret;
250                 sge->length -= ret;
251                 if (uncharge)
252                         sk_mem_uncharge(sk, ret);
253                 if (ret != size) {
254                         size -= ret;
255                         off  += ret;
256                         goto retry;
257                 }
258                 if (!sge->length) {
259                         put_page(page);
260                         sk_msg_iter_next(msg, start);
261                         sg_init_table(sge, 1);
262                         if (msg->sg.start == msg->sg.end)
263                                 break;
264                 }
265                 if (apply && !apply_bytes)
266                         break;
267         }
268
269         return 0;
270 }
271
272 static int tcp_bpf_push_locked(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
273                                u32 apply_bytes, int flags, bool uncharge)
274 {
275         int ret;
276
277         lock_sock(sk);
278         ret = tcp_bpf_push(sk, msg, apply_bytes, flags, uncharge);
279         release_sock(sk);
280         return ret;
281 }
282
283 int tcp_bpf_sendmsg_redir(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
284                           u32 bytes, int flags)
285 {
286         bool ingress = sk_msg_to_ingress(msg);
287         struct sk_psock *psock = sk_psock_get(sk);
288         int ret;
289
290         if (unlikely(!psock)) {
291                 sk_msg_free(sk, msg);
292                 return 0;
293         }
294         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
295                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
296         sk_psock_put(sk, psock);
297         return ret;
298 }
299 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
300
301 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
302                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
303 {
304         bool cork = false, enospc = msg->sg.start == msg->sg.end;
305         struct sock *sk_redir;
306         u32 tosend, delta = 0;
307         int ret;
308
309 more_data:
310         if (psock->eval == __SK_NONE) {
311                 /* Track delta in msg size to add/subtract it on SK_DROP from
312                  * returned to user copied size. This ensures user doesn't
313                  * get a positive return code with msg_cut_data and SK_DROP
314                  * verdict.
315                  */
316                 delta = msg->sg.size;
317                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
318                 if (msg->sg.size < delta)
319                         delta -= msg->sg.size;
320                 else
321                         delta = 0;
322         }
323
324         if (msg->cork_bytes &&
325             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
326                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
327                 if (!psock->cork) {
328                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
329                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
330                         if (!psock->cork)
331                                 return -ENOMEM;
332                 }
333                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
334                 return 0;
335         }
336
337         tosend = msg->sg.size;
338         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
339                 tosend = psock->apply_bytes;
340
341         switch (psock->eval) {
342         case __SK_PASS:
343                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
344                 if (unlikely(ret)) {
345                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
346                         break;
347                 }
348                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
349                 break;
350         case __SK_REDIRECT:
351                 sk_redir = psock->sk_redir;
352                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
353                 if (psock->cork) {
354                         cork = true;
355                         psock->cork = NULL;
356                 }
357                 sk_msg_return(sk, msg, tosend);
358                 release_sock(sk);
359                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, msg, tosend, flags);
360                 lock_sock(sk);
361                 if (unlikely(ret < 0)) {
362                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
363
364                         if (!cork)
365                                 *copied -= free;
366                 }
367                 if (cork) {
368                         sk_msg_free(sk, msg);
369                         kfree(msg);
370                         msg = NULL;
371                         ret = 0;
372                 }
373                 break;
374         case __SK_DROP:
375         default:
376                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
377                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
378                 *copied -= (tosend + delta);
379                 return -EACCES;
380         }
381
382         if (likely(!ret)) {
383                 if (!psock->apply_bytes) {
384                         psock->eval =  __SK_NONE;
385                         if (psock->sk_redir) {
386                                 sock_put(psock->sk_redir);
387                                 psock->sk_redir = NULL;
388                         }
389                 }
390                 if (msg &&
391                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
392                     msg->sg.data[msg->sg.start].length)
393                         goto more_data;
394         }
395         return ret;
396 }
397
398 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
399 {
400         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
401         int flags = msg->msg_flags | MSG_NO_SHARED_FRAGS;
402         int copied = 0, err = 0;
403         struct sk_psock *psock;
404         long timeo;
405
406         psock = sk_psock_get(sk);
407         if (unlikely(!psock))
408                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
409
410         lock_sock(sk);
411         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
412         while (msg_data_left(msg)) {
413                 bool enospc = false;
414                 u32 copy, osize;
415
416                 if (sk->sk_err) {
417                         err = -sk->sk_err;
418                         goto out_err;
419                 }
420
421                 copy = msg_data_left(msg);
422                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
423                         goto wait_for_sndbuf;
424                 if (psock->cork) {
425                         msg_tx = psock->cork;
426                 } else {
427                         msg_tx = &tmp;
428                         sk_msg_init(msg_tx);
429                 }
430
431                 osize = msg_tx->sg.size;
432                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
433                 if (err) {
434                         if (err != -ENOSPC)
435                                 goto wait_for_memory;
436                         enospc = true;
437                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
438                 }
439
440                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
441                                                copy);
442                 if (err < 0) {
443                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
444                         goto out_err;
445                 }
446
447                 copied += copy;
448                 if (psock->cork_bytes) {
449                         if (size > psock->cork_bytes)
450                                 psock->cork_bytes = 0;
451                         else
452                                 psock->cork_bytes -= size;
453                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
454                                 goto out_err;
455                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
456                         psock->eval = __SK_NONE;
457                         psock->cork_bytes = 0;
458                 }
459
460                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
461                 if (unlikely(err < 0))
462                         goto out_err;
463                 continue;
464 wait_for_sndbuf:
465                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
466 wait_for_memory:
467                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
468                 if (err) {
469                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
470                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
471                         goto out_err;
472                 }
473         }
474 out_err:
475         if (err < 0)
476                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
477         release_sock(sk);
478         sk_psock_put(sk, psock);
479         return copied ? copied : err;
480 }
481
482 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
483                             size_t size, int flags)
484 {
485         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
486         int err = 0, copied = 0;
487         struct sk_psock *psock;
488         bool enospc = false;
489
490         psock = sk_psock_get(sk);
491         if (unlikely(!psock))
492                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
493
494         lock_sock(sk);
495         if (psock->cork) {
496                 msg = psock->cork;
497         } else {
498                 msg = &tmp;
499                 sk_msg_init(msg);
500         }
501
502         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
503         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
504                 goto out_err;
505
506         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
507         sk_mem_charge(sk, size);
508         copied = size;
509         if (sk_msg_full(msg))
510                 enospc = true;
511         if (psock->cork_bytes) {
512                 if (size > psock->cork_bytes)
513                         psock->cork_bytes = 0;
514                 else
515                         psock->cork_bytes -= size;
516                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
517                         goto out_err;
518                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
519                 psock->eval = __SK_NONE;
520                 psock->cork_bytes = 0;
521         }
522
523         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
524 out_err:
525         release_sock(sk);
526         sk_psock_put(sk, psock);
527         return copied ? copied : err;
528 }
529
530 static void tcp_bpf_remove(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
531 {
532         struct sk_psock_link *link;
533
534         while ((link = sk_psock_link_pop(psock))) {
535                 sk_psock_unlink(sk, link);
536                 sk_psock_free_link(link);
537         }
538 }
539
540 static void tcp_bpf_unhash(struct sock *sk)
541 {
542         void (*saved_unhash)(struct sock *sk);
543         struct sk_psock *psock;
544
545         rcu_read_lock();
546         psock = sk_psock(sk);
547         if (unlikely(!psock)) {
548                 rcu_read_unlock();
549                 if (sk->sk_prot->unhash)
550                         sk->sk_prot->unhash(sk);
551                 return;
552         }
553
554         saved_unhash = psock->saved_unhash;
555         tcp_bpf_remove(sk, psock);
556         rcu_read_unlock();
557         saved_unhash(sk);
558 }
559
560 static void tcp_bpf_close(struct sock *sk, long timeout)
561 {
562         void (*saved_close)(struct sock *sk, long timeout);
563         struct sk_psock *psock;
564
565         lock_sock(sk);
566         rcu_read_lock();
567         psock = sk_psock(sk);
568         if (unlikely(!psock)) {
569                 rcu_read_unlock();
570                 release_sock(sk);
571                 return sk->sk_prot->close(sk, timeout);
572         }
573
574         saved_close = psock->saved_close;
575         tcp_bpf_remove(sk, psock);
576         rcu_read_unlock();
577         release_sock(sk);
578         saved_close(sk, timeout);
579 }
580
581 enum {
582         TCP_BPF_IPV4,
583         TCP_BPF_IPV6,
584         TCP_BPF_NUM_PROTS,
585 };
586
587 enum {
588         TCP_BPF_BASE,
589         TCP_BPF_TX,
590         TCP_BPF_NUM_CFGS,
591 };
592
593 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
594 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
595 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
596
597 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
598                                    struct proto *base)
599 {
600         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
601         prot[TCP_BPF_BASE].unhash               = tcp_bpf_unhash;
602         prot[TCP_BPF_BASE].close                = tcp_bpf_close;
603         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
604         prot[TCP_BPF_BASE].stream_memory_read   = tcp_bpf_stream_read;
605
606         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
607         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
608         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
609 }
610
611 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct sock *sk, struct proto *ops)
612 {
613         if (sk->sk_family == AF_INET6 &&
614             unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
615                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
616                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
617                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
618                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
619                 }
620                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
621         }
622 }
623
624 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
625 {
626         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
627         return 0;
628 }
629 core_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
630
631 static void tcp_bpf_update_sk_prot(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
632 {
633         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
634         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
635
636         sk_psock_update_proto(sk, psock, &tcp_bpf_prots[family][config]);
637 }
638
639 static void tcp_bpf_reinit_sk_prot(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
640 {
641         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
642         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
643
644         /* Reinit occurs when program types change e.g. TCP_BPF_TX is removed
645          * or added requiring sk_prot hook updates. We keep original saved
646          * hooks in this case.
647          */
648         sk->sk_prot = &tcp_bpf_prots[family][config];
649 }
650
651 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
652 {
653         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
654          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
655          * indeed valid assumptions.
656          */
657         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
658                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
659                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
660 }
661
662 void tcp_bpf_reinit(struct sock *sk)
663 {
664         struct sk_psock *psock;
665
666         sock_owned_by_me(sk);
667
668         rcu_read_lock();
669         psock = sk_psock(sk);
670         tcp_bpf_reinit_sk_prot(sk, psock);
671         rcu_read_unlock();
672 }
673
674 int tcp_bpf_init(struct sock *sk)
675 {
676         struct proto *ops = READ_ONCE(sk->sk_prot);
677         struct sk_psock *psock;
678
679         sock_owned_by_me(sk);
680
681         rcu_read_lock();
682         psock = sk_psock(sk);
683         if (unlikely(!psock || psock->sk_proto ||
684                      tcp_bpf_assert_proto_ops(ops))) {
685                 rcu_read_unlock();
686                 return -EINVAL;
687         }
688         tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(sk, ops);
689         tcp_bpf_update_sk_prot(sk, psock);
690         rcu_read_unlock();
691         return 0;
692 }