GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[releases.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 #include <linux/util_macros.h>
10
11 #include <net/inet_common.h>
12 #include <net/tls.h>
13
14 int __tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
15                       struct msghdr *msg, int len, int flags)
16 {
17         struct iov_iter *iter = &msg->msg_iter;
18         int peek = flags & MSG_PEEK;
19         struct sk_msg *msg_rx;
20         int i, copied = 0;
21
22         msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
23                                           struct sk_msg, list);
24
25         while (copied != len) {
26                 struct scatterlist *sge;
27
28                 if (unlikely(!msg_rx))
29                         break;
30
31                 i = msg_rx->sg.start;
32                 do {
33                         struct page *page;
34                         int copy;
35
36                         sge = sk_msg_elem(msg_rx, i);
37                         copy = sge->length;
38                         page = sg_page(sge);
39                         if (copied + copy > len)
40                                 copy = len - copied;
41                         copy = copy_page_to_iter(page, sge->offset, copy, iter);
42                         if (!copy)
43                                 return copied ? copied : -EFAULT;
44
45                         copied += copy;
46                         if (likely(!peek)) {
47                                 sge->offset += copy;
48                                 sge->length -= copy;
49                                 if (!msg_rx->skb)
50                                         sk_mem_uncharge(sk, copy);
51                                 msg_rx->sg.size -= copy;
52
53                                 if (!sge->length) {
54                                         sk_msg_iter_var_next(i);
55                                         if (!msg_rx->skb)
56                                                 put_page(page);
57                                 }
58                         } else {
59                                 /* Lets not optimize peek case if copy_page_to_iter
60                                  * didn't copy the entire length lets just break.
61                                  */
62                                 if (copy != sge->length)
63                                         return copied;
64                                 sk_msg_iter_var_next(i);
65                         }
66
67                         if (copied == len)
68                                 break;
69                 } while (i != msg_rx->sg.end);
70
71                 if (unlikely(peek)) {
72                         if (msg_rx == list_last_entry(&psock->ingress_msg,
73                                                       struct sk_msg, list))
74                                 break;
75                         msg_rx = list_next_entry(msg_rx, list);
76                         continue;
77                 }
78
79                 msg_rx->sg.start = i;
80                 if (!sge->length && msg_rx->sg.start == msg_rx->sg.end) {
81                         list_del(&msg_rx->list);
82                         if (msg_rx->skb)
83                                 consume_skb(msg_rx->skb);
84                         kfree(msg_rx);
85                 }
86                 msg_rx = list_first_entry_or_null(&psock->ingress_msg,
87                                                   struct sk_msg, list);
88         }
89
90         return copied;
91 }
92 EXPORT_SYMBOL_GPL(__tcp_bpf_recvmsg);
93
94 static int bpf_tcp_ingress(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
95                            struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes, int flags)
96 {
97         bool apply = apply_bytes;
98         struct scatterlist *sge;
99         u32 size, copied = 0;
100         struct sk_msg *tmp;
101         int i, ret = 0;
102
103         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp), __GFP_NOWARN | GFP_KERNEL);
104         if (unlikely(!tmp))
105                 return -ENOMEM;
106
107         lock_sock(sk);
108         tmp->sg.start = msg->sg.start;
109         i = msg->sg.start;
110         do {
111                 sge = sk_msg_elem(msg, i);
112                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
113                         apply_bytes : sge->length;
114                 if (!sk_wmem_schedule(sk, size)) {
115                         if (!copied)
116                                 ret = -ENOMEM;
117                         break;
118                 }
119
120                 sk_mem_charge(sk, size);
121                 sk_msg_xfer(tmp, msg, i, size);
122                 copied += size;
123                 if (sge->length)
124                         get_page(sk_msg_page(tmp, i));
125                 sk_msg_iter_var_next(i);
126                 tmp->sg.end = i;
127                 if (apply) {
128                         apply_bytes -= size;
129                         if (!apply_bytes) {
130                                 if (sge->length)
131                                         sk_msg_iter_var_prev(i);
132                                 break;
133                         }
134                 }
135         } while (i != msg->sg.end);
136
137         if (!ret) {
138                 msg->sg.start = i;
139                 sk_psock_queue_msg(psock, tmp);
140                 sk_psock_data_ready(sk, psock);
141         } else {
142                 sk_msg_free(sk, tmp);
143                 kfree(tmp);
144         }
145
146         release_sock(sk);
147         return ret;
148 }
149
150 static int tcp_bpf_push(struct sock *sk, struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes,
151                         int flags, bool uncharge)
152 {
153         bool apply = apply_bytes;
154         struct scatterlist *sge;
155         struct page *page;
156         int size, ret = 0;
157         u32 off;
158
159         while (1) {
160                 bool has_tx_ulp;
161
162                 sge = sk_msg_elem(msg, msg->sg.start);
163                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
164                         apply_bytes : sge->length;
165                 off  = sge->offset;
166                 page = sg_page(sge);
167
168                 tcp_rate_check_app_limited(sk);
169 retry:
170                 has_tx_ulp = tls_sw_has_ctx_tx(sk);
171                 if (has_tx_ulp) {
172                         flags |= MSG_SENDPAGE_NOPOLICY;
173                         ret = kernel_sendpage_locked(sk,
174                                                      page, off, size, flags);
175                 } else {
176                         ret = do_tcp_sendpages(sk, page, off, size, flags);
177                 }
178
179                 if (ret <= 0)
180                         return ret;
181                 if (apply)
182                         apply_bytes -= ret;
183                 msg->sg.size -= ret;
184                 sge->offset += ret;
185                 sge->length -= ret;
186                 if (uncharge)
187                         sk_mem_uncharge(sk, ret);
188                 if (ret != size) {
189                         size -= ret;
190                         off  += ret;
191                         goto retry;
192                 }
193                 if (!sge->length) {
194                         put_page(page);
195                         sk_msg_iter_next(msg, start);
196                         sg_init_table(sge, 1);
197                         if (msg->sg.start == msg->sg.end)
198                                 break;
199                 }
200                 if (apply && !apply_bytes)
201                         break;
202         }
203
204         return 0;
205 }
206
207 static int tcp_bpf_push_locked(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
208                                u32 apply_bytes, int flags, bool uncharge)
209 {
210         int ret;
211
212         lock_sock(sk);
213         ret = tcp_bpf_push(sk, msg, apply_bytes, flags, uncharge);
214         release_sock(sk);
215         return ret;
216 }
217
218 int tcp_bpf_sendmsg_redir(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
219                           u32 bytes, int flags)
220 {
221         bool ingress = sk_msg_to_ingress(msg);
222         struct sk_psock *psock = sk_psock_get(sk);
223         int ret;
224
225         if (unlikely(!psock))
226                 return -EPIPE;
227
228         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
229                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
230         sk_psock_put(sk, psock);
231         return ret;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
234
235 #ifdef CONFIG_BPF_STREAM_PARSER
236 static bool tcp_bpf_stream_read(const struct sock *sk)
237 {
238         struct sk_psock *psock;
239         bool empty = true;
240
241         rcu_read_lock();
242         psock = sk_psock(sk);
243         if (likely(psock))
244                 empty = list_empty(&psock->ingress_msg);
245         rcu_read_unlock();
246         return !empty;
247 }
248
249 static int tcp_bpf_wait_data(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
250                              int flags, long timeo, int *err)
251 {
252         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
253         int ret = 0;
254
255         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
256                 return 1;
257
258         if (!timeo)
259                 return ret;
260
261         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
262         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
263         ret = sk_wait_event(sk, &timeo,
264                             !list_empty(&psock->ingress_msg) ||
265                             !skb_queue_empty_lockless(&sk->sk_receive_queue), &wait);
266         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
267         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
268         return ret;
269 }
270
271 static int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
272                     int nonblock, int flags, int *addr_len)
273 {
274         struct sk_psock *psock;
275         int copied, ret;
276
277         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
278                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
279
280         psock = sk_psock_get(sk);
281         if (unlikely(!psock))
282                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
283         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) &&
284             sk_psock_queue_empty(psock)) {
285                 sk_psock_put(sk, psock);
286                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
287         }
288         lock_sock(sk);
289 msg_bytes_ready:
290         copied = __tcp_bpf_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
291         if (!copied) {
292                 int data, err = 0;
293                 long timeo;
294
295                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
296                 data = tcp_bpf_wait_data(sk, psock, flags, timeo, &err);
297                 if (data) {
298                         if (!sk_psock_queue_empty(psock))
299                                 goto msg_bytes_ready;
300                         release_sock(sk);
301                         sk_psock_put(sk, psock);
302                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
303                 }
304                 if (err) {
305                         ret = err;
306                         goto out;
307                 }
308                 copied = -EAGAIN;
309         }
310         ret = copied;
311 out:
312         release_sock(sk);
313         sk_psock_put(sk, psock);
314         return ret;
315 }
316
317 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
318                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
319 {
320         bool cork = false, enospc = sk_msg_full(msg);
321         struct sock *sk_redir;
322         u32 tosend, origsize, sent, delta = 0;
323         u32 eval;
324         int ret;
325
326 more_data:
327         if (psock->eval == __SK_NONE) {
328                 /* Track delta in msg size to add/subtract it on SK_DROP from
329                  * returned to user copied size. This ensures user doesn't
330                  * get a positive return code with msg_cut_data and SK_DROP
331                  * verdict.
332                  */
333                 delta = msg->sg.size;
334                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
335                 delta -= msg->sg.size;
336         }
337
338         if (msg->cork_bytes &&
339             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
340                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
341                 if (!psock->cork) {
342                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
343                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
344                         if (!psock->cork)
345                                 return -ENOMEM;
346                 }
347                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
348                 return 0;
349         }
350
351         tosend = msg->sg.size;
352         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
353                 tosend = psock->apply_bytes;
354         eval = __SK_NONE;
355
356         switch (psock->eval) {
357         case __SK_PASS:
358                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
359                 if (unlikely(ret)) {
360                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
361                         break;
362                 }
363                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
364                 break;
365         case __SK_REDIRECT:
366                 sk_redir = psock->sk_redir;
367                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
368                 if (!psock->apply_bytes) {
369                         /* Clean up before releasing the sock lock. */
370                         eval = psock->eval;
371                         psock->eval = __SK_NONE;
372                         psock->sk_redir = NULL;
373                 }
374                 if (psock->cork) {
375                         cork = true;
376                         psock->cork = NULL;
377                 }
378                 sk_msg_return(sk, msg, tosend);
379                 release_sock(sk);
380
381                 origsize = msg->sg.size;
382                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, msg, tosend, flags);
383                 sent = origsize - msg->sg.size;
384
385                 if (eval == __SK_REDIRECT)
386                         sock_put(sk_redir);
387
388                 lock_sock(sk);
389                 if (unlikely(ret < 0)) {
390                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
391
392                         if (!cork)
393                                 *copied -= free;
394                 }
395                 if (cork) {
396                         sk_msg_free(sk, msg);
397                         kfree(msg);
398                         msg = NULL;
399                         ret = 0;
400                 }
401                 break;
402         case __SK_DROP:
403         default:
404                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
405                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
406                 *copied -= (tosend + delta);
407                 return -EACCES;
408         }
409
410         if (likely(!ret)) {
411                 if (!psock->apply_bytes) {
412                         psock->eval =  __SK_NONE;
413                         if (psock->sk_redir) {
414                                 sock_put(psock->sk_redir);
415                                 psock->sk_redir = NULL;
416                         }
417                 }
418                 if (msg &&
419                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
420                     msg->sg.data[msg->sg.start].length) {
421                         if (eval == __SK_REDIRECT)
422                                 sk_mem_charge(sk, tosend - sent);
423                         goto more_data;
424                 }
425         }
426         return ret;
427 }
428
429 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
430 {
431         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
432         int copied = 0, err = 0;
433         struct sk_psock *psock;
434         long timeo;
435         int flags;
436
437         /* Don't let internal do_tcp_sendpages() flags through */
438         flags = (msg->msg_flags & ~MSG_SENDPAGE_DECRYPTED);
439         flags |= MSG_NO_SHARED_FRAGS;
440
441         psock = sk_psock_get(sk);
442         if (unlikely(!psock))
443                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
444
445         lock_sock(sk);
446         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
447         while (msg_data_left(msg)) {
448                 bool enospc = false;
449                 u32 copy, osize;
450
451                 if (sk->sk_err) {
452                         err = -sk->sk_err;
453                         goto out_err;
454                 }
455
456                 copy = msg_data_left(msg);
457                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
458                         goto wait_for_sndbuf;
459                 if (psock->cork) {
460                         msg_tx = psock->cork;
461                 } else {
462                         msg_tx = &tmp;
463                         sk_msg_init(msg_tx);
464                 }
465
466                 osize = msg_tx->sg.size;
467                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
468                 if (err) {
469                         if (err != -ENOSPC)
470                                 goto wait_for_memory;
471                         enospc = true;
472                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
473                 }
474
475                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
476                                                copy);
477                 if (err < 0) {
478                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
479                         goto out_err;
480                 }
481
482                 copied += copy;
483                 if (psock->cork_bytes) {
484                         if (size > psock->cork_bytes)
485                                 psock->cork_bytes = 0;
486                         else
487                                 psock->cork_bytes -= size;
488                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
489                                 goto out_err;
490                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
491                         psock->eval = __SK_NONE;
492                         psock->cork_bytes = 0;
493                 }
494
495                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
496                 if (unlikely(err < 0))
497                         goto out_err;
498                 continue;
499 wait_for_sndbuf:
500                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
501 wait_for_memory:
502                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
503                 if (err) {
504                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
505                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
506                         goto out_err;
507                 }
508         }
509 out_err:
510         if (err < 0)
511                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
512         release_sock(sk);
513         sk_psock_put(sk, psock);
514         return copied ? copied : err;
515 }
516
517 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
518                             size_t size, int flags)
519 {
520         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
521         int err = 0, copied = 0;
522         struct sk_psock *psock;
523         bool enospc = false;
524
525         psock = sk_psock_get(sk);
526         if (unlikely(!psock))
527                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
528
529         lock_sock(sk);
530         if (psock->cork) {
531                 msg = psock->cork;
532         } else {
533                 msg = &tmp;
534                 sk_msg_init(msg);
535         }
536
537         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
538         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
539                 goto out_err;
540
541         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
542         sk_mem_charge(sk, size);
543         copied = size;
544         if (sk_msg_full(msg))
545                 enospc = true;
546         if (psock->cork_bytes) {
547                 if (size > psock->cork_bytes)
548                         psock->cork_bytes = 0;
549                 else
550                         psock->cork_bytes -= size;
551                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
552                         goto out_err;
553                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
554                 psock->eval = __SK_NONE;
555                 psock->cork_bytes = 0;
556         }
557
558         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
559 out_err:
560         release_sock(sk);
561         sk_psock_put(sk, psock);
562         return copied ? copied : err;
563 }
564
565 enum {
566         TCP_BPF_IPV4,
567         TCP_BPF_IPV6,
568         TCP_BPF_NUM_PROTS,
569 };
570
571 enum {
572         TCP_BPF_BASE,
573         TCP_BPF_TX,
574         TCP_BPF_NUM_CFGS,
575 };
576
577 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
578 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
579 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
580
581 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
582                                    struct proto *base)
583 {
584         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
585         prot[TCP_BPF_BASE].close                = sock_map_close;
586         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
587         prot[TCP_BPF_BASE].stream_memory_read   = tcp_bpf_stream_read;
588
589         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
590         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
591         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
592 }
593
594 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct proto *ops)
595 {
596         if (unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
597                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
598                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
599                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
600                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
601                 }
602                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
603         }
604 }
605
606 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
607 {
608         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
609         return 0;
610 }
611 late_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
612
613 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
614 {
615         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
616          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
617          * indeed valid assumptions.
618          */
619         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
620                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
621                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
622 }
623
624 struct proto *tcp_bpf_get_proto(struct sock *sk, struct sk_psock *psock)
625 {
626         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
627         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
628
629         if (sk->sk_family == AF_INET6) {
630                 if (tcp_bpf_assert_proto_ops(psock->sk_proto))
631                         return ERR_PTR(-EINVAL);
632
633                 tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(psock->sk_proto);
634         }
635
636         return &tcp_bpf_prots[family][config];
637 }
638
639 /* If a child got cloned from a listening socket that had tcp_bpf
640  * protocol callbacks installed, we need to restore the callbacks to
641  * the default ones because the child does not inherit the psock state
642  * that tcp_bpf callbacks expect.
643  */
644 void tcp_bpf_clone(const struct sock *sk, struct sock *newsk)
645 {
646         struct proto *prot = newsk->sk_prot;
647
648         if (is_insidevar(prot, tcp_bpf_prots))
649                 newsk->sk_prot = sk->sk_prot_creator;
650 }
651 #endif /* CONFIG_BPF_STREAM_PARSER */