kernel/bpf/hashtab.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   3  * Copyright (c) 2016 Facebook
   4  */
   5 #include <linux/bpf.h>
   6 #include <linux/btf.h>
   7 #include <linux/jhash.h>
   8 #include <linux/filter.h>
   9 #include <linux/rculist_nulls.h>
  10 #include <linux/random.h>
  11 #include <uapi/linux/btf.h>
  12 #include "percpu_freelist.h"
  13 #include "bpf_lru_list.h"
  14 #include "map_in_map.h"
  15
  16 #define HTAB_CREATE_FLAG_MASK                                           \
  17         (BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NO_COMMON_LRU | BPF_F_NUMA_NODE |    \
  18          BPF_F_ACCESS_MASK | BPF_F_ZERO_SEED)
  19
  20 struct bucket {
  21         struct hlist_nulls_head head;
  22         raw_spinlock_t lock;
  23 };
  24
  25 struct bpf_htab {
  26         struct bpf_map map;
  27         struct bucket *buckets;
  28         void *elems;
  29         union {
  30                 struct pcpu_freelist freelist;
  31                 struct bpf_lru lru;
  32         };
  33         struct htab_elem *__percpu *extra_elems;
  34         atomic_t count; /* number of elements in this hashtable */
  35         u32 n_buckets;  /* number of hash buckets */
  36         u32 elem_size;  /* size of each element in bytes */
  37         u32 hashrnd;
  38 };
  39
  40 /* each htab element is struct htab_elem + key + value */
  41 struct htab_elem {
  42         union {
  43                 struct hlist_nulls_node hash_node;
  44                 struct {
  45                         void *padding;
  46                         union {
  47                                 struct bpf_htab *htab;
  48                                 struct pcpu_freelist_node fnode;
  49                         };
  50                 };
  51         };
  52         union {
  53                 struct rcu_head rcu;
  54                 struct bpf_lru_node lru_node;
  55         };
  56         u32 hash;
  57         char key[0] __aligned(8);
  58 };
  59
  60 static bool htab_lru_map_delete_node(void *arg, struct bpf_lru_node *node);
  61
  62 static bool htab_is_lru(const struct bpf_htab *htab)
  63 {
  64         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
  65                 htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH;
  66 }
  67
  68 static bool htab_is_percpu(const struct bpf_htab *htab)
  69 {
  70         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
  71                 htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH;
  72 }
  73
  74 static bool htab_is_prealloc(const struct bpf_htab *htab)
  75 {
  76         return !(htab->map.map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
  77 }
  78
  79 static inline void htab_elem_set_ptr(struct htab_elem *l, u32 key_size,
  80                                      void __percpu *pptr)
  81 {
  82         *(void __percpu **)(l->key + key_size) = pptr;
  83 }
  84
  85 static inline void __percpu *htab_elem_get_ptr(struct htab_elem *l, u32 key_size)
  86 {
  87         return *(void __percpu **)(l->key + key_size);
  88 }
  89
  90 static void *fd_htab_map_get_ptr(const struct bpf_map *map, struct htab_elem *l)
  91 {
  92         return *(void **)(l->key + roundup(map->key_size, 8));
  93 }
  94
  95 static struct htab_elem *get_htab_elem(struct bpf_htab *htab, int i)
  96 {
  97         return (struct htab_elem *) (htab->elems + i * htab->elem_size);
  98 }
  99
 100 static void htab_free_elems(struct bpf_htab *htab)
 101 {
 102         int i;
 103
 104         if (!htab_is_percpu(htab))
 105                 goto free_elems;
 106
 107         for (i = 0; i < htab->map.max_entries; i++) {
 108                 void __percpu *pptr;
 109
 110                 pptr = htab_elem_get_ptr(get_htab_elem(htab, i),
 111                                          htab->map.key_size);
 112                 free_percpu(pptr);
 113                 cond_resched();
 114         }
 115 free_elems:
 116         bpf_map_area_free(htab->elems);
 117 }
 118
 119 static struct htab_elem *prealloc_lru_pop(struct bpf_htab *htab, void *key,
 120                                           u32 hash)
 121 {
 122         struct bpf_lru_node *node = bpf_lru_pop_free(&htab->lru, hash);
 123         struct htab_elem *l;
 124
 125         if (node) {
 126                 l = container_of(node, struct htab_elem, lru_node);
 127                 memcpy(l->key, key, htab->map.key_size);
 128                 return l;
 129         }
 130
 131         return NULL;
 132 }
 133
 134 static int prealloc_init(struct bpf_htab *htab)
 135 {
 136         u32 num_entries = htab->map.max_entries;
 137         int err = -ENOMEM, i;
 138
 139         if (!htab_is_percpu(htab) && !htab_is_lru(htab))
 140                 num_entries += num_possible_cpus();
 141
 142         htab->elems = bpf_map_area_alloc(htab->elem_size * num_entries,
 143                                          htab->map.numa_node);
 144         if (!htab->elems)
 145                 return -ENOMEM;
 146
 147         if (!htab_is_percpu(htab))
 148                 goto skip_percpu_elems;
 149
 150         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
 151                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
 152                 void __percpu *pptr;
 153
 154                 pptr = __alloc_percpu_gfp(size, 8, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 155                 if (!pptr)
 156                         goto free_elems;
 157                 htab_elem_set_ptr(get_htab_elem(htab, i), htab->map.key_size,
 158                                   pptr);
 159                 cond_resched();
 160         }
 161
 162 skip_percpu_elems:
 163         if (htab_is_lru(htab))
 164                 err = bpf_lru_init(&htab->lru,
 165                                    htab->map.map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU,
 166                                    offsetof(struct htab_elem, hash) -
 167                                    offsetof(struct htab_elem, lru_node),
 168                                    htab_lru_map_delete_node,
 169                                    htab);
 170         else
 171                 err = pcpu_freelist_init(&htab->freelist);
 172
 173         if (err)
 174                 goto free_elems;
 175
 176         if (htab_is_lru(htab))
 177                 bpf_lru_populate(&htab->lru, htab->elems,
 178                                  offsetof(struct htab_elem, lru_node),
 179                                  htab->elem_size, num_entries);
 180         else
 181                 pcpu_freelist_populate(&htab->freelist,
 182                                        htab->elems + offsetof(struct htab_elem, fnode),
 183                                        htab->elem_size, num_entries);
 184
 185         return 0;
 186
 187 free_elems:
 188         htab_free_elems(htab);
 189         return err;
 190 }
 191
 192 static void prealloc_destroy(struct bpf_htab *htab)
 193 {
 194         htab_free_elems(htab);
 195
 196         if (htab_is_lru(htab))
 197                 bpf_lru_destroy(&htab->lru);
 198         else
 199                 pcpu_freelist_destroy(&htab->freelist);
 200 }
 201
 202 static int alloc_extra_elems(struct bpf_htab *htab)
 203 {
 204         struct htab_elem *__percpu *pptr, *l_new;
 205         struct pcpu_freelist_node *l;
 206         int cpu;
 207
 208         pptr = __alloc_percpu_gfp(sizeof(struct htab_elem *), 8,
 209                                   GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 210         if (!pptr)
 211                 return -ENOMEM;
 212
 213         for_each_possible_cpu(cpu) {
 214                 l = pcpu_freelist_pop(&htab->freelist);
 215                 /* pop will succeed, since prealloc_init()
 216                  * preallocated extra num_possible_cpus elements
 217                  */
 218                 l_new = container_of(l, struct htab_elem, fnode);
 219                 *per_cpu_ptr(pptr, cpu) = l_new;
 220         }
 221         htab->extra_elems = pptr;
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 /* Called from syscall */
 226 static int htab_map_alloc_check(union bpf_attr *attr)
 227 {
 228         bool percpu = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
 229                        attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 230         bool lru = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
 231                     attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 232         /* percpu_lru means each cpu has its own LRU list.
 233          * it is different from BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH where
 234          * the map's value itself is percpu.  percpu_lru has
 235          * nothing to do with the map's value.
 236          */
 237         bool percpu_lru = (attr->map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU);
 238         bool prealloc = !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
 239         bool zero_seed = (attr->map_flags & BPF_F_ZERO_SEED);
 240         int numa_node = bpf_map_attr_numa_node(attr);
 241
 242         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct htab_elem, htab) !=
 243                      offsetof(struct htab_elem, hash_node.pprev));
 244         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct htab_elem, fnode.next) !=
 245                      offsetof(struct htab_elem, hash_node.pprev));
 246
 247         if (lru && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 248                 /* LRU implementation is much complicated than other
 249                  * maps.  Hence, limit to CAP_SYS_ADMIN for now.
 250                  */
 251                 return -EPERM;
 252
 253         if (zero_seed && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 254                 /* Guard against local DoS, and discourage production use. */
 255                 return -EPERM;
 256
 257         if (attr->map_flags & ~HTAB_CREATE_FLAG_MASK ||
 258             !bpf_map_flags_access_ok(attr->map_flags))
 259                 return -EINVAL;
 260
 261         if (!lru && percpu_lru)
 262                 return -EINVAL;
 263
 264         if (lru && !prealloc)
 265                 return -ENOTSUPP;
 266
 267         if (numa_node != NUMA_NO_NODE && (percpu || percpu_lru))
 268                 return -EINVAL;
 269
 270         /* check sanity of attributes.
 271          * value_size == 0 may be allowed in the future to use map as a set
 272          */
 273         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size == 0 ||
 274             attr->value_size == 0)
 275                 return -EINVAL;
 276
 277         if (attr->key_size > MAX_BPF_STACK)
 278                 /* eBPF programs initialize keys on stack, so they cannot be
 279                  * larger than max stack size
 280                  */
 281                 return -E2BIG;
 282
 283         if (attr->value_size >= KMALLOC_MAX_SIZE -
 284             MAX_BPF_STACK - sizeof(struct htab_elem))
 285                 /* if value_size is bigger, the user space won't be able to
 286                  * access the elements via bpf syscall. This check also makes
 287                  * sure that the elem_size doesn't overflow and it's
 288                  * kmalloc-able later in htab_map_update_elem()
 289                  */
 290                 return -E2BIG;
 291
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 static struct bpf_map *htab_map_alloc(union bpf_attr *attr)
 296 {
 297         bool percpu = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
 298                        attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 299         bool lru = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
 300                     attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 301         /* percpu_lru means each cpu has its own LRU list.
 302          * it is different from BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH where
 303          * the map's value itself is percpu.  percpu_lru has
 304          * nothing to do with the map's value.
 305          */
 306         bool percpu_lru = (attr->map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU);
 307         bool prealloc = !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
 308         struct bpf_htab *htab;
 309         int err, i;
 310         u64 cost;
 311
 312         htab = kzalloc(sizeof(*htab), GFP_USER);
 313         if (!htab)
 314                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 315
 316         bpf_map_init_from_attr(&htab->map, attr);
 317
 318         if (percpu_lru) {
 319                 /* ensure each CPU's lru list has >=1 elements.
 320                  * since we are at it, make each lru list has the same
 321                  * number of elements.
 322                  */
 323                 htab->map.max_entries = roundup(attr->max_entries,
 324                                                 num_possible_cpus());
 325                 if (htab->map.max_entries < attr->max_entries)
 326                         htab->map.max_entries = rounddown(attr->max_entries,
 327                                                           num_possible_cpus());
 328         }
 329
 330         /* hash table size must be power of 2 */
 331         htab->n_buckets = roundup_pow_of_two(htab->map.max_entries);
 332
 333         htab->elem_size = sizeof(struct htab_elem) +
 334                           round_up(htab->map.key_size, 8);
 335         if (percpu)
 336                 htab->elem_size += sizeof(void *);
 337         else
 338                 htab->elem_size += round_up(htab->map.value_size, 8);
 339
 340         err = -E2BIG;
 341         /* prevent zero size kmalloc and check for u32 overflow */
 342         if (htab->n_buckets == 0 ||
 343             htab->n_buckets > U32_MAX / sizeof(struct bucket))
 344                 goto free_htab;
 345
 346         cost = (u64) htab->n_buckets * sizeof(struct bucket) +
 347                (u64) htab->elem_size * htab->map.max_entries;
 348
 349         if (percpu)
 350                 cost += (u64) round_up(htab->map.value_size, 8) *
 351                         num_possible_cpus() * htab->map.max_entries;
 352         else
 353                cost += (u64) htab->elem_size * num_possible_cpus();
 354
 355         /* if map size is larger than memlock limit, reject it */
 356         err = bpf_map_charge_init(&htab->map.memory, cost);
 357         if (err)
 358                 goto free_htab;
 359
 360         err = -ENOMEM;
 361         htab->buckets = bpf_map_area_alloc(htab->n_buckets *
 362                                            sizeof(struct bucket),
 363                                            htab->map.numa_node);
 364         if (!htab->buckets)
 365                 goto free_charge;
 366
 367         if (htab->map.map_flags & BPF_F_ZERO_SEED)
 368                 htab->hashrnd = 0;
 369         else
 370                 htab->hashrnd = get_random_int();
 371
 372         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
 373                 INIT_HLIST_NULLS_HEAD(&htab->buckets[i].head, i);
 374                 raw_spin_lock_init(&htab->buckets[i].lock);
 375         }
 376
 377         if (prealloc) {
 378                 err = prealloc_init(htab);
 379                 if (err)
 380                         goto free_buckets;
 381
 382                 if (!percpu && !lru) {
 383                         /* lru itself can remove the least used element, so
 384                          * there is no need for an extra elem during map_update.
 385                          */
 386                         err = alloc_extra_elems(htab);
 387                         if (err)
 388                                 goto free_prealloc;
 389                 }
 390         }
 391
 392         return &htab->map;
 393
 394 free_prealloc:
 395         prealloc_destroy(htab);
 396 free_buckets:
 397         bpf_map_area_free(htab->buckets);
 398 free_charge:
 399         bpf_map_charge_finish(&htab->map.memory);
 400 free_htab:
 401         kfree(htab);
 402         return ERR_PTR(err);
 403 }
 404
 405 static inline u32 htab_map_hash(const void *key, u32 key_len, u32 hashrnd)
 406 {
 407         return jhash(key, key_len, hashrnd);
 408 }
 409
 410 static inline struct bucket *__select_bucket(struct bpf_htab *htab, u32 hash)
 411 {
 412         return &htab->buckets[hash & (htab->n_buckets - 1)];
 413 }
 414
 415 static inline struct hlist_nulls_head *select_bucket(struct bpf_htab *htab, u32 hash)
 416 {
 417         return &__select_bucket(htab, hash)->head;
 418 }
 419
 420 /* this lookup function can only be called with bucket lock taken */
 421 static struct htab_elem *lookup_elem_raw(struct hlist_nulls_head *head, u32 hash,
 422                                          void *key, u32 key_size)
 423 {
 424         struct hlist_nulls_node *n;
 425         struct htab_elem *l;
 426
 427         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
 428                 if (l->hash == hash && !memcmp(&l->key, key, key_size))
 429                         return l;
 430
 431         return NULL;
 432 }
 433
 434 /* can be called without bucket lock. it will repeat the loop in
 435  * the unlikely event when elements moved from one bucket into another
 436  * while link list is being walked
 437  */
 438 static struct htab_elem *lookup_nulls_elem_raw(struct hlist_nulls_head *head,
 439                                                u32 hash, void *key,
 440                                                u32 key_size, u32 n_buckets)
 441 {
 442         struct hlist_nulls_node *n;
 443         struct htab_elem *l;
 444
 445 again:
 446         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
 447                 if (l->hash == hash && !memcmp(&l->key, key, key_size))
 448                         return l;
 449
 450         if (unlikely(get_nulls_value(n) != (hash & (n_buckets - 1))))
 451                 goto again;
 452
 453         return NULL;
 454 }
 455
 456 /* Called from syscall or from eBPF program directly, so
 457  * arguments have to match bpf_map_lookup_elem() exactly.
 458  * The return value is adjusted by BPF instructions
 459  * in htab_map_gen_lookup().
 460  */
 461 static void *__htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 462 {
 463         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 464         struct hlist_nulls_head *head;
 465         struct htab_elem *l;
 466         u32 hash, key_size;
 467
 468         /* Must be called with rcu_read_lock. */
 469         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 470
 471         key_size = map->key_size;
 472
 473         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 474
 475         head = select_bucket(htab, hash);
 476
 477         l = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size, htab->n_buckets);
 478
 479         return l;
 480 }
 481
 482 static void *htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 483 {
 484         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
 485
 486         if (l)
 487                 return l->key + round_up(map->key_size, 8);
 488
 489         return NULL;
 490 }
 491
 492 /* inline bpf_map_lookup_elem() call.
 493  * Instead of:
 494  * bpf_prog
 495  *   bpf_map_lookup_elem
 496  *     map->ops->map_lookup_elem
 497  *       htab_map_lookup_elem
 498  *         __htab_map_lookup_elem
 499  * do:
 500  * bpf_prog
 501  *   __htab_map_lookup_elem
 502  */
 503 static u32 htab_map_gen_lookup(struct bpf_map *map, struct bpf_insn *insn_buf)
 504 {
 505         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 506         const int ret = BPF_REG_0;
 507
 508         BUILD_BUG_ON(!__same_type(&__htab_map_lookup_elem,
 509                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
 510         *insn++ = BPF_EMIT_CALL(BPF_CAST_CALL(__htab_map_lookup_elem));
 511         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 1);
 512         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
 513                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
 514                                 round_up(map->key_size, 8));
 515         return insn - insn_buf;
 516 }
 517
 518 static __always_inline void *__htab_lru_map_lookup_elem(struct bpf_map *map,
 519                                                         void *key, const bool mark)
 520 {
 521         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
 522
 523         if (l) {
 524                 if (mark)
 525                         bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
 526                 return l->key + round_up(map->key_size, 8);
 527         }
 528
 529         return NULL;
 530 }
 531
 532 static void *htab_lru_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 533 {
 534         return __htab_lru_map_lookup_elem(map, key, true);
 535 }
 536
 537 static void *htab_lru_map_lookup_elem_sys(struct bpf_map *map, void *key)
 538 {
 539         return __htab_lru_map_lookup_elem(map, key, false);
 540 }
 541
 542 static u32 htab_lru_map_gen_lookup(struct bpf_map *map,
 543                                    struct bpf_insn *insn_buf)
 544 {
 545         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 546         const int ret = BPF_REG_0;
 547         const int ref_reg = BPF_REG_1;
 548
 549         BUILD_BUG_ON(!__same_type(&__htab_map_lookup_elem,
 550                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
 551         *insn++ = BPF_EMIT_CALL(BPF_CAST_CALL(__htab_map_lookup_elem));
 552         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 4);
 553         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_B, ref_reg, ret,
 554                               offsetof(struct htab_elem, lru_node) +
 555                               offsetof(struct bpf_lru_node, ref));
 556         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, ref_reg, 0, 1);
 557         *insn++ = BPF_ST_MEM(BPF_B, ret,
 558                              offsetof(struct htab_elem, lru_node) +
 559                              offsetof(struct bpf_lru_node, ref),
 560                              1);
 561         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
 562                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
 563                                 round_up(map->key_size, 8));
 564         return insn - insn_buf;
 565 }
 566
 567 /* It is called from the bpf_lru_list when the LRU needs to delete
 568  * older elements from the htab.
 569  */
 570 static bool htab_lru_map_delete_node(void *arg, struct bpf_lru_node *node)
 571 {
 572         struct bpf_htab *htab = (struct bpf_htab *)arg;
 573         struct htab_elem *l = NULL, *tgt_l;
 574         struct hlist_nulls_head *head;
 575         struct hlist_nulls_node *n;
 576         unsigned long flags;
 577         struct bucket *b;
 578
 579         tgt_l = container_of(node, struct htab_elem, lru_node);
 580         b = __select_bucket(htab, tgt_l->hash);
 581         head = &b->head;
 582
 583         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
 584
 585         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
 586                 if (l == tgt_l) {
 587                         hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
 588                         break;
 589                 }
 590
 591         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
 592
 593         return l == tgt_l;
 594 }
 595
 596 /* Called from syscall */
 597 static int htab_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 598 {
 599         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 600         struct hlist_nulls_head *head;
 601         struct htab_elem *l, *next_l;
 602         u32 hash, key_size;
 603         int i = 0;
 604
 605         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 606
 607         key_size = map->key_size;
 608
 609         if (!key)
 610                 goto find_first_elem;
 611
 612         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 613
 614         head = select_bucket(htab, hash);
 615
 616         /* lookup the key */
 617         l = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size, htab->n_buckets);
 618
 619         if (!l)
 620                 goto find_first_elem;
 621
 622         /* key was found, get next key in the same bucket */
 623         next_l = hlist_nulls_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_nulls_next_rcu(&l->hash_node)),
 624                                   struct htab_elem, hash_node);
 625
 626         if (next_l) {
 627                 /* if next elem in this hash list is non-zero, just return it */
 628                 memcpy(next_key, next_l->key, key_size);
 629                 return 0;
 630         }
 631
 632         /* no more elements in this hash list, go to the next bucket */
 633         i = hash & (htab->n_buckets - 1);
 634         i++;
 635
 636 find_first_elem:
 637         /* iterate over buckets */
 638         for (; i < htab->n_buckets; i++) {
 639                 head = select_bucket(htab, i);
 640
 641                 /* pick first element in the bucket */
 642                 next_l = hlist_nulls_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_nulls_first_rcu(head)),
 643                                           struct htab_elem, hash_node);
 644                 if (next_l) {
 645                         /* if it's not empty, just return it */
 646                         memcpy(next_key, next_l->key, key_size);
 647                         return 0;
 648                 }
 649         }
 650
 651         /* iterated over all buckets and all elements */
 652         return -ENOENT;
 653 }
 654
 655 static void htab_elem_free(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
 656 {
 657         if (htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH)
 658                 free_percpu(htab_elem_get_ptr(l, htab->map.key_size));
 659         kfree(l);
 660 }
 661
 662 static void htab_elem_free_rcu(struct rcu_head *head)
 663 {
 664         struct htab_elem *l = container_of(head, struct htab_elem, rcu);
 665         struct bpf_htab *htab = l->htab;
 666
 667         htab_elem_free(htab, l);
 668 }
 669
 670 static void htab_put_fd_value(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
 671 {
 672         struct bpf_map *map = &htab->map;
 673         void *ptr;
 674
 675         if (map->ops->map_fd_put_ptr) {
 676                 ptr = fd_htab_map_get_ptr(map, l);
 677                 map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
 678         }
 679 }
 680
 681 static void free_htab_elem(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
 682 {
 683         htab_put_fd_value(htab, l);
 684
 685         if (htab_is_prealloc(htab)) {
 686                 __pcpu_freelist_push(&htab->freelist, &l->fnode);
 687         } else {
 688                 atomic_dec(&htab->count);
 689                 l->htab = htab;
 690                 call_rcu(&l->rcu, htab_elem_free_rcu);
 691         }
 692 }
 693
 694 static void pcpu_copy_value(struct bpf_htab *htab, void __percpu *pptr,
 695                             void *value, bool onallcpus)
 696 {
 697         if (!onallcpus) {
 698                 /* copy true value_size bytes */
 699                 memcpy(this_cpu_ptr(pptr), value, htab->map.value_size);
 700         } else {
 701                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
 702                 int off = 0, cpu;
 703
 704                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 705                         bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu),
 706                                         value + off, size);
 707                         off += size;
 708                 }
 709         }
 710 }
 711
 712 static void pcpu_init_value(struct bpf_htab *htab, void __percpu *pptr,
 713                             void *value, bool onallcpus)
 714 {
 715         /* When using prealloc and not setting the initial value on all cpus,
 716          * zero-fill element values for other cpus (just as what happens when
 717          * not using prealloc). Otherwise, bpf program has no way to ensure
 718          * known initial values for cpus other than current one
 719          * (onallcpus=false always when coming from bpf prog).
 720          */
 721         if (htab_is_prealloc(htab) && !onallcpus) {
 722                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
 723                 int current_cpu = raw_smp_processor_id();
 724                 int cpu;
 725
 726                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 727                         if (cpu == current_cpu)
 728                                 bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu), value,
 729                                                 size);
 730                         else
 731                                 memset(per_cpu_ptr(pptr, cpu), 0, size);
 732                 }
 733         } else {
 734                 pcpu_copy_value(htab, pptr, value, onallcpus);
 735         }
 736 }
 737
 738 static bool fd_htab_map_needs_adjust(const struct bpf_htab *htab)
 739 {
 740         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS &&
 741                BITS_PER_LONG == 64;
 742 }
 743
 744 static struct htab_elem *alloc_htab_elem(struct bpf_htab *htab, void *key,
 745                                          void *value, u32 key_size, u32 hash,
 746                                          bool percpu, bool onallcpus,
 747                                          struct htab_elem *old_elem)
 748 {
 749         u32 size = htab->map.value_size;
 750         bool prealloc = htab_is_prealloc(htab);
 751         struct htab_elem *l_new, **pl_new;
 752         void __percpu *pptr;
 753
 754         if (prealloc) {
 755                 if (old_elem) {
 756                         /* if we're updating the existing element,
 757                          * use per-cpu extra elems to avoid freelist_pop/push
 758                          */
 759                         pl_new = this_cpu_ptr(htab->extra_elems);
 760                         l_new = *pl_new;
 761                         htab_put_fd_value(htab, old_elem);
 762                         *pl_new = old_elem;
 763                 } else {
 764                         struct pcpu_freelist_node *l;
 765
 766                         l = __pcpu_freelist_pop(&htab->freelist);
 767                         if (!l)
 768                                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 769                         l_new = container_of(l, struct htab_elem, fnode);
 770                 }
 771         } else {
 772                 if (atomic_inc_return(&htab->count) > htab->map.max_entries)
 773                         if (!old_elem) {
 774                                 /* when map is full and update() is replacing
 775                                  * old element, it's ok to allocate, since
 776                                  * old element will be freed immediately.
 777                                  * Otherwise return an error
 778                                  */
 779                                 l_new = ERR_PTR(-E2BIG);
 780                                 goto dec_count;
 781                         }
 782                 l_new = kmalloc_node(htab->elem_size, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN,
 783                                      htab->map.numa_node);
 784                 if (!l_new) {
 785                         l_new = ERR_PTR(-ENOMEM);
 786                         goto dec_count;
 787                 }
 788                 check_and_init_map_lock(&htab->map,
 789                                         l_new->key + round_up(key_size, 8));
 790         }
 791
 792         memcpy(l_new->key, key, key_size);
 793         if (percpu) {
 794                 size = round_up(size, 8);
 795                 if (prealloc) {
 796                         pptr = htab_elem_get_ptr(l_new, key_size);
 797                 } else {
 798                         /* alloc_percpu zero-fills */
 799                         pptr = __alloc_percpu_gfp(size, 8,
 800                                                   GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
 801                         if (!pptr) {
 802                                 kfree(l_new);
 803                                 l_new = ERR_PTR(-ENOMEM);
 804                                 goto dec_count;
 805                         }
 806                 }
 807
 808                 pcpu_init_value(htab, pptr, value, onallcpus);
 809
 810                 if (!prealloc)
 811                         htab_elem_set_ptr(l_new, key_size, pptr);
 812         } else if (fd_htab_map_needs_adjust(htab)) {
 813                 size = round_up(size, 8);
 814                 memcpy(l_new->key + round_up(key_size, 8), value, size);
 815         } else {
 816                 copy_map_value(&htab->map,
 817                                l_new->key + round_up(key_size, 8),
 818                                value);
 819         }
 820
 821         l_new->hash = hash;
 822         return l_new;
 823 dec_count:
 824         atomic_dec(&htab->count);
 825         return l_new;
 826 }
 827
 828 static int check_flags(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l_old,
 829                        u64 map_flags)
 830 {
 831         if (l_old && (map_flags & ~BPF_F_LOCK) == BPF_NOEXIST)
 832                 /* elem already exists */
 833                 return -EEXIST;
 834
 835         if (!l_old && (map_flags & ~BPF_F_LOCK) == BPF_EXIST)
 836                 /* elem doesn't exist, cannot update it */
 837                 return -ENOENT;
 838
 839         return 0;
 840 }
 841
 842 /* Called from syscall or from eBPF program */
 843 static int htab_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 844                                 u64 map_flags)
 845 {
 846         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 847         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
 848         struct hlist_nulls_head *head;
 849         unsigned long flags;
 850         struct bucket *b;
 851         u32 key_size, hash;
 852         int ret;
 853
 854         if (unlikely((map_flags & ~BPF_F_LOCK) > BPF_EXIST))
 855                 /* unknown flags */
 856                 return -EINVAL;
 857
 858         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 859
 860         key_size = map->key_size;
 861
 862         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 863
 864         b = __select_bucket(htab, hash);
 865         head = &b->head;
 866
 867         if (unlikely(map_flags & BPF_F_LOCK)) {
 868                 if (unlikely(!map_value_has_spin_lock(map)))
 869                         return -EINVAL;
 870                 /* find an element without taking the bucket lock */
 871                 l_old = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size,
 872                                               htab->n_buckets);
 873                 ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
 874                 if (ret)
 875                         return ret;
 876                 if (l_old) {
 877                         /* grab the element lock and update value in place */
 878                         copy_map_value_locked(map,
 879                                               l_old->key + round_up(key_size, 8),
 880                                               value, false);
 881                         return 0;
 882                 }
 883                 /* fall through, grab the bucket lock and lookup again.
 884                  * 99.9% chance that the element won't be found,
 885                  * but second lookup under lock has to be done.
 886                  */
 887         }
 888
 889         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
 890         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
 891
 892         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
 893
 894         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
 895         if (ret)
 896                 goto err;
 897
 898         if (unlikely(l_old && (map_flags & BPF_F_LOCK))) {
 899                 /* first lookup without the bucket lock didn't find the element,
 900                  * but second lookup with the bucket lock found it.
 901                  * This case is highly unlikely, but has to be dealt with:
 902                  * grab the element lock in addition to the bucket lock
 903                  * and update element in place
 904                  */
 905                 copy_map_value_locked(map,
 906                                       l_old->key + round_up(key_size, 8),
 907                                       value, false);
 908                 ret = 0;
 909                 goto err;
 910         }
 911
 912         l_new = alloc_htab_elem(htab, key, value, key_size, hash, false, false,
 913                                 l_old);
 914         if (IS_ERR(l_new)) {
 915                 /* all pre-allocated elements are in use or memory exhausted */
 916                 ret = PTR_ERR(l_new);
 917                 goto err;
 918         }
 919
 920         /* add new element to the head of the list, so that
 921          * concurrent search will find it before old elem
 922          */
 923         hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
 924         if (l_old) {
 925                 hlist_nulls_del_rcu(&l_old->hash_node);
 926                 if (!htab_is_prealloc(htab))
 927                         free_htab_elem(htab, l_old);
 928         }
 929         ret = 0;
 930 err:
 931         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
 932         return ret;
 933 }
 934
 935 static int htab_lru_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 936                                     u64 map_flags)
 937 {
 938         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 939         struct htab_elem *l_new, *l_old = NULL;
 940         struct hlist_nulls_head *head;
 941         unsigned long flags;
 942         struct bucket *b;
 943         u32 key_size, hash;
 944         int ret;
 945
 946         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 947                 /* unknown flags */
 948                 return -EINVAL;
 949
 950         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 951
 952         key_size = map->key_size;
 953
 954         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 955
 956         b = __select_bucket(htab, hash);
 957         head = &b->head;
 958
 959         /* For LRU, we need to alloc before taking bucket's
 960          * spinlock because getting free nodes from LRU may need
 961          * to remove older elements from htab and this removal
 962          * operation will need a bucket lock.
 963          */
 964         l_new = prealloc_lru_pop(htab, key, hash);
 965         if (!l_new)
 966                 return -ENOMEM;
 967         memcpy(l_new->key + round_up(map->key_size, 8), value, map->value_size);
 968
 969         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
 970         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
 971
 972         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
 973
 974         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
 975         if (ret)
 976                 goto err;
 977
 978         /* add new element to the head of the list, so that
 979          * concurrent search will find it before old elem
 980          */
 981         hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
 982         if (l_old) {
 983                 bpf_lru_node_set_ref(&l_new->lru_node);
 984                 hlist_nulls_del_rcu(&l_old->hash_node);
 985         }
 986         ret = 0;
 987
 988 err:
 989         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
 990
 991         if (ret)
 992                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_new->lru_node);
 993         else if (l_old)
 994                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_old->lru_node);
 995
 996         return ret;
 997 }
 998
 999 static int __htab_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1000                                          void *value, u64 map_flags,
1001                                          bool onallcpus)
1002 {
1003         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1004         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
1005         struct hlist_nulls_head *head;
1006         unsigned long flags;
1007         struct bucket *b;
1008         u32 key_size, hash;
1009         int ret;
1010
1011         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
1012                 /* unknown flags */
1013                 return -EINVAL;
1014
1015         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1016
1017         key_size = map->key_size;
1018
1019         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1020
1021         b = __select_bucket(htab, hash);
1022         head = &b->head;
1023
1024         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
1025         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1026
1027         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1028
1029         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
1030         if (ret)
1031                 goto err;
1032
1033         if (l_old) {
1034                 /* per-cpu hash map can update value in-place */
1035                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_old, key_size),
1036                                 value, onallcpus);
1037         } else {
1038                 l_new = alloc_htab_elem(htab, key, value, key_size,
1039                                         hash, true, onallcpus, NULL);
1040                 if (IS_ERR(l_new)) {
1041                         ret = PTR_ERR(l_new);
1042                         goto err;
1043                 }
1044                 hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
1045         }
1046         ret = 0;
1047 err:
1048         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1049         return ret;
1050 }
1051
1052 static int __htab_lru_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1053                                              void *value, u64 map_flags,
1054                                              bool onallcpus)
1055 {
1056         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1057         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
1058         struct hlist_nulls_head *head;
1059         unsigned long flags;
1060         struct bucket *b;
1061         u32 key_size, hash;
1062         int ret;
1063
1064         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
1065                 /* unknown flags */
1066                 return -EINVAL;
1067
1068         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1069
1070         key_size = map->key_size;
1071
1072         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1073
1074         b = __select_bucket(htab, hash);
1075         head = &b->head;
1076
1077         /* For LRU, we need to alloc before taking bucket's
1078          * spinlock because LRU's elem alloc may need
1079          * to remove older elem from htab and this removal
1080          * operation will need a bucket lock.
1081          */
1082         if (map_flags != BPF_EXIST) {
1083                 l_new = prealloc_lru_pop(htab, key, hash);
1084                 if (!l_new)
1085                         return -ENOMEM;
1086         }
1087
1088         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
1089         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1090
1091         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1092
1093         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
1094         if (ret)
1095                 goto err;
1096
1097         if (l_old) {
1098                 bpf_lru_node_set_ref(&l_old->lru_node);
1099
1100                 /* per-cpu hash map can update value in-place */
1101                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_old, key_size),
1102                                 value, onallcpus);
1103         } else {
1104                 pcpu_init_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_new, key_size),
1105                                 value, onallcpus);
1106                 hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
1107                 l_new = NULL;
1108         }
1109         ret = 0;
1110 err:
1111         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1112         if (l_new)
1113                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_new->lru_node);
1114         return ret;
1115 }
1116
1117 static int htab_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1118                                        void *value, u64 map_flags)
1119 {
1120         return __htab_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags, false);
1121 }
1122
1123 static int htab_lru_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1124                                            void *value, u64 map_flags)
1125 {
1126         return __htab_lru_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags,
1127                                                  false);
1128 }
1129
1130 /* Called from syscall or from eBPF program */
1131 static int htab_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1132 {
1133         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1134         struct hlist_nulls_head *head;
1135         struct bucket *b;
1136         struct htab_elem *l;
1137         unsigned long flags;
1138         u32 hash, key_size;
1139         int ret = -ENOENT;
1140
1141         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1142
1143         key_size = map->key_size;
1144
1145         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1146         b = __select_bucket(htab, hash);
1147         head = &b->head;
1148
1149         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1150
1151         l = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1152
1153         if (l) {
1154                 hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1155                 free_htab_elem(htab, l);
1156                 ret = 0;
1157         }
1158
1159         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1160         return ret;
1161 }
1162
1163 static int htab_lru_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1164 {
1165         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1166         struct hlist_nulls_head *head;
1167         struct bucket *b;
1168         struct htab_elem *l;
1169         unsigned long flags;
1170         u32 hash, key_size;
1171         int ret = -ENOENT;
1172
1173         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1174
1175         key_size = map->key_size;
1176
1177         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1178         b = __select_bucket(htab, hash);
1179         head = &b->head;
1180
1181         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1182
1183         l = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1184
1185         if (l) {
1186                 hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1187                 ret = 0;
1188         }
1189
1190         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1191         if (l)
1192                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l->lru_node);
1193         return ret;
1194 }
1195
1196 static void delete_all_elements(struct bpf_htab *htab)
1197 {
1198         int i;
1199
1200         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
1201                 struct hlist_nulls_head *head = select_bucket(htab, i);
1202                 struct hlist_nulls_node *n;
1203                 struct htab_elem *l;
1204
1205                 hlist_nulls_for_each_entry_safe(l, n, head, hash_node) {
1206                         hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1207                         htab_elem_free(htab, l);
1208                 }
1209         }
1210 }
1211
1212 /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
1213 static void htab_map_free(struct bpf_map *map)
1214 {
1215         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1216
1217         /* at this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
1218          * so the programs (can be more than one that used this map) were
1219          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
1220          * these programs to complete
1221          */
1222         synchronize_rcu();
1223
1224         /* some of free_htab_elem() callbacks for elements of this map may
1225          * not have executed. Wait for them.
1226          */
1227         rcu_barrier();
1228         if (!htab_is_prealloc(htab))
1229                 delete_all_elements(htab);
1230         else
1231                 prealloc_destroy(htab);
1232
1233         free_percpu(htab->extra_elems);
1234         bpf_map_area_free(htab->buckets);
1235         kfree(htab);
1236 }
1237
1238 static void htab_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1239                                    struct seq_file *m)
1240 {
1241         void *value;
1242
1243         rcu_read_lock();
1244
1245         value = htab_map_lookup_elem(map, key);
1246         if (!value) {
1247                 rcu_read_unlock();
1248                 return;
1249         }
1250
1251         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_key_type_id, key, m);
1252         seq_puts(m, ": ");
1253         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id, value, m);
1254         seq_puts(m, "\n");
1255
1256         rcu_read_unlock();
1257 }
1258
1259 const struct bpf_map_ops htab_map_ops = {
1260         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1261         .map_alloc = htab_map_alloc,
1262         .map_free = htab_map_free,
1263         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1264         .map_lookup_elem = htab_map_lookup_elem,
1265         .map_update_elem = htab_map_update_elem,
1266         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1267         .map_gen_lookup = htab_map_gen_lookup,
1268         .map_seq_show_elem = htab_map_seq_show_elem,
1269 };
1270
1271 const struct bpf_map_ops htab_lru_map_ops = {
1272         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1273         .map_alloc = htab_map_alloc,
1274         .map_free = htab_map_free,
1275         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1276         .map_lookup_elem = htab_lru_map_lookup_elem,
1277         .map_lookup_elem_sys_only = htab_lru_map_lookup_elem_sys,
1278         .map_update_elem = htab_lru_map_update_elem,
1279         .map_delete_elem = htab_lru_map_delete_elem,
1280         .map_gen_lookup = htab_lru_map_gen_lookup,
1281         .map_seq_show_elem = htab_map_seq_show_elem,
1282 };
1283
1284 /* Called from eBPF program */
1285 static void *htab_percpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1286 {
1287         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1288
1289         if (l)
1290                 return this_cpu_ptr(htab_elem_get_ptr(l, map->key_size));
1291         else
1292                 return NULL;
1293 }
1294
1295 static void *htab_lru_percpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1296 {
1297         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1298
1299         if (l) {
1300                 bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
1301                 return this_cpu_ptr(htab_elem_get_ptr(l, map->key_size));
1302         }
1303
1304         return NULL;
1305 }
1306
1307 int bpf_percpu_hash_copy(struct bpf_map *map, void *key, void *value)
1308 {
1309         struct htab_elem *l;
1310         void __percpu *pptr;
1311         int ret = -ENOENT;
1312         int cpu, off = 0;
1313         u32 size;
1314
1315         /* per_cpu areas are zero-filled and bpf programs can only
1316          * access 'value_size' of them, so copying rounded areas
1317          * will not leak any kernel data
1318          */
1319         size = round_up(map->value_size, 8);
1320         rcu_read_lock();
1321         l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1322         if (!l)
1323                 goto out;
1324         /* We do not mark LRU map element here in order to not mess up
1325          * eviction heuristics when user space does a map walk.
1326          */
1327         pptr = htab_elem_get_ptr(l, map->key_size);
1328         for_each_possible_cpu(cpu) {
1329                 bpf_long_memcpy(value + off,
1330                                 per_cpu_ptr(pptr, cpu), size);
1331                 off += size;
1332         }
1333         ret = 0;
1334 out:
1335         rcu_read_unlock();
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 int bpf_percpu_hash_update(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
1340                            u64 map_flags)
1341 {
1342         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1343         int ret;
1344
1345         rcu_read_lock();
1346         if (htab_is_lru(htab))
1347                 ret = __htab_lru_percpu_map_update_elem(map, key, value,
1348                                                         map_flags, true);
1349         else
1350                 ret = __htab_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags,
1351                                                     true);
1352         rcu_read_unlock();
1353
1354         return ret;
1355 }
1356
1357 static void htab_percpu_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1358                                           struct seq_file *m)
1359 {
1360         struct htab_elem *l;
1361         void __percpu *pptr;
1362         int cpu;
1363
1364         rcu_read_lock();
1365
1366         l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1367         if (!l) {
1368                 rcu_read_unlock();
1369                 return;
1370         }
1371
1372         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_key_type_id, key, m);
1373         seq_puts(m, ": {\n");
1374         pptr = htab_elem_get_ptr(l, map->key_size);
1375         for_each_possible_cpu(cpu) {
1376                 seq_printf(m, "\tcpu%d: ", cpu);
1377                 btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id,
1378                                   per_cpu_ptr(pptr, cpu), m);
1379                 seq_puts(m, "\n");
1380         }
1381         seq_puts(m, "}\n");
1382
1383         rcu_read_unlock();
1384 }
1385
1386 const struct bpf_map_ops htab_percpu_map_ops = {
1387         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1388         .map_alloc = htab_map_alloc,
1389         .map_free = htab_map_free,
1390         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1391         .map_lookup_elem = htab_percpu_map_lookup_elem,
1392         .map_update_elem = htab_percpu_map_update_elem,
1393         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1394         .map_seq_show_elem = htab_percpu_map_seq_show_elem,
1395 };
1396
1397 const struct bpf_map_ops htab_lru_percpu_map_ops = {
1398         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1399         .map_alloc = htab_map_alloc,
1400         .map_free = htab_map_free,
1401         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1402         .map_lookup_elem = htab_lru_percpu_map_lookup_elem,
1403         .map_update_elem = htab_lru_percpu_map_update_elem,
1404         .map_delete_elem = htab_lru_map_delete_elem,
1405         .map_seq_show_elem = htab_percpu_map_seq_show_elem,
1406 };
1407
1408 static int fd_htab_map_alloc_check(union bpf_attr *attr)
1409 {
1410         if (attr->value_size != sizeof(u32))
1411                 return -EINVAL;
1412         return htab_map_alloc_check(attr);
1413 }
1414
1415 static void fd_htab_map_free(struct bpf_map *map)
1416 {
1417         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1418         struct hlist_nulls_node *n;
1419         struct hlist_nulls_head *head;
1420         struct htab_elem *l;
1421         int i;
1422
1423         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
1424                 head = select_bucket(htab, i);
1425
1426                 hlist_nulls_for_each_entry_safe(l, n, head, hash_node) {
1427                         void *ptr = fd_htab_map_get_ptr(map, l);
1428
1429                         map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
1430                 }
1431         }
1432
1433         htab_map_free(map);
1434 }
1435
1436 /* only called from syscall */
1437 int bpf_fd_htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key, u32 *value)
1438 {
1439         void **ptr;
1440         int ret = 0;
1441
1442         if (!map->ops->map_fd_sys_lookup_elem)
1443                 return -ENOTSUPP;
1444
1445         rcu_read_lock();
1446         ptr = htab_map_lookup_elem(map, key);
1447         if (ptr)
1448                 *value = map->ops->map_fd_sys_lookup_elem(READ_ONCE(*ptr));
1449         else
1450                 ret = -ENOENT;
1451         rcu_read_unlock();
1452
1453         return ret;
1454 }
1455
1456 /* only called from syscall */
1457 int bpf_fd_htab_map_update_elem(struct bpf_map *map, struct file *map_file,
1458                                 void *key, void *value, u64 map_flags)
1459 {
1460         void *ptr;
1461         int ret;
1462         u32 ufd = *(u32 *)value;
1463
1464         ptr = map->ops->map_fd_get_ptr(map, map_file, ufd);
1465         if (IS_ERR(ptr))
1466                 return PTR_ERR(ptr);
1467
1468         ret = htab_map_update_elem(map, key, &ptr, map_flags);
1469         if (ret)
1470                 map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
1471
1472         return ret;
1473 }
1474
1475 static struct bpf_map *htab_of_map_alloc(union bpf_attr *attr)
1476 {
1477         struct bpf_map *map, *inner_map_meta;
1478
1479         inner_map_meta = bpf_map_meta_alloc(attr->inner_map_fd);
1480         if (IS_ERR(inner_map_meta))
1481                 return inner_map_meta;
1482
1483         map = htab_map_alloc(attr);
1484         if (IS_ERR(map)) {
1485                 bpf_map_meta_free(inner_map_meta);
1486                 return map;
1487         }
1488
1489         map->inner_map_meta = inner_map_meta;
1490
1491         return map;
1492 }
1493
1494 static void *htab_of_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1495 {
1496         struct bpf_map **inner_map  = htab_map_lookup_elem(map, key);
1497
1498         if (!inner_map)
1499                 return NULL;
1500
1501         return READ_ONCE(*inner_map);
1502 }
1503
1504 static u32 htab_of_map_gen_lookup(struct bpf_map *map,
1505                                   struct bpf_insn *insn_buf)
1506 {
1507         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
1508         const int ret = BPF_REG_0;
1509
1510         BUILD_BUG_ON(!__same_type(&__htab_map_lookup_elem,
1511                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
1512         *insn++ = BPF_EMIT_CALL(BPF_CAST_CALL(__htab_map_lookup_elem));
1513         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 2);
1514         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
1515                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
1516                                 round_up(map->key_size, 8));
1517         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, ret, ret, 0);
1518
1519         return insn - insn_buf;
1520 }
1521
1522 static void htab_of_map_free(struct bpf_map *map)
1523 {
1524         bpf_map_meta_free(map->inner_map_meta);
1525         fd_htab_map_free(map);
1526 }
1527
1528 const struct bpf_map_ops htab_of_maps_map_ops = {
1529         .map_alloc_check = fd_htab_map_alloc_check,
1530         .map_alloc = htab_of_map_alloc,
1531         .map_free = htab_of_map_free,
1532         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1533         .map_lookup_elem = htab_of_map_lookup_elem,
1534         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1535         .map_fd_get_ptr = bpf_map_fd_get_ptr,
1536         .map_fd_put_ptr = bpf_map_fd_put_ptr,
1537         .map_fd_sys_lookup_elem = bpf_map_fd_sys_lookup_elem,
1538         .map_gen_lookup = htab_of_map_gen_lookup,
1539         .map_check_btf = map_check_no_btf,
1540 };