GNU Linux-libre 5.15.137-gnu
[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 static int bpf_tcp_ingress(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
15                            struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes, int flags)
16 {
17         bool apply = apply_bytes;
18         struct scatterlist *sge;
19         u32 size, copied = 0;
20         struct sk_msg *tmp;
21         int i, ret = 0;
22
23         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp), __GFP_NOWARN | GFP_KERNEL);
24         if (unlikely(!tmp))
25                 return -ENOMEM;
26
27         lock_sock(sk);
28         tmp->sg.start = msg->sg.start;
29         i = msg->sg.start;
30         do {
31                 sge = sk_msg_elem(msg, i);
32                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
33                         apply_bytes : sge->length;
34                 if (!sk_wmem_schedule(sk, size)) {
35                         if (!copied)
36                                 ret = -ENOMEM;
37                         break;
38                 }
39
40                 sk_mem_charge(sk, size);
41                 sk_msg_xfer(tmp, msg, i, size);
42                 copied += size;
43                 if (sge->length)
44                         get_page(sk_msg_page(tmp, i));
45                 sk_msg_iter_var_next(i);
46                 tmp->sg.end = i;
47                 if (apply) {
48                         apply_bytes -= size;
49                         if (!apply_bytes) {
50                                 if (sge->length)
51                                         sk_msg_iter_var_prev(i);
52                                 break;
53                         }
54                 }
55         } while (i != msg->sg.end);
56
57         if (!ret) {
58                 msg->sg.start = i;
59                 sk_psock_queue_msg(psock, tmp);
60                 sk_psock_data_ready(sk, psock);
61         } else {
62                 sk_msg_free(sk, tmp);
63                 kfree(tmp);
64         }
65
66         release_sock(sk);
67         return ret;
68 }
69
70 static int tcp_bpf_push(struct sock *sk, struct sk_msg *msg, u32 apply_bytes,
71                         int flags, bool uncharge)
72 {
73         bool apply = apply_bytes;
74         struct scatterlist *sge;
75         struct page *page;
76         int size, ret = 0;
77         u32 off;
78
79         while (1) {
80                 bool has_tx_ulp;
81
82                 sge = sk_msg_elem(msg, msg->sg.start);
83                 size = (apply && apply_bytes < sge->length) ?
84                         apply_bytes : sge->length;
85                 off  = sge->offset;
86                 page = sg_page(sge);
87
88                 tcp_rate_check_app_limited(sk);
89 retry:
90                 has_tx_ulp = tls_sw_has_ctx_tx(sk);
91                 if (has_tx_ulp) {
92                         flags |= MSG_SENDPAGE_NOPOLICY;
93                         ret = kernel_sendpage_locked(sk,
94                                                      page, off, size, flags);
95                 } else {
96                         ret = do_tcp_sendpages(sk, page, off, size, flags);
97                 }
98
99                 if (ret <= 0)
100                         return ret;
101                 if (apply)
102                         apply_bytes -= ret;
103                 msg->sg.size -= ret;
104                 sge->offset += ret;
105                 sge->length -= ret;
106                 if (uncharge)
107                         sk_mem_uncharge(sk, ret);
108                 if (ret != size) {
109                         size -= ret;
110                         off  += ret;
111                         goto retry;
112                 }
113                 if (!sge->length) {
114                         put_page(page);
115                         sk_msg_iter_next(msg, start);
116                         sg_init_table(sge, 1);
117                         if (msg->sg.start == msg->sg.end)
118                                 break;
119                 }
120                 if (apply && !apply_bytes)
121                         break;
122         }
123
124         return 0;
125 }
126
127 static int tcp_bpf_push_locked(struct sock *sk, struct sk_msg *msg,
128                                u32 apply_bytes, int flags, bool uncharge)
129 {
130         int ret;
131
132         lock_sock(sk);
133         ret = tcp_bpf_push(sk, msg, apply_bytes, flags, uncharge);
134         release_sock(sk);
135         return ret;
136 }
137
138 int tcp_bpf_sendmsg_redir(struct sock *sk, bool ingress,
139                           struct sk_msg *msg, u32 bytes, int flags)
140 {
141         struct sk_psock *psock = sk_psock_get(sk);
142         int ret;
143
144         if (unlikely(!psock))
145                 return -EPIPE;
146
147         ret = ingress ? bpf_tcp_ingress(sk, psock, msg, bytes, flags) :
148                         tcp_bpf_push_locked(sk, msg, bytes, flags, false);
149         sk_psock_put(sk, psock);
150         return ret;
151 }
152 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_sendmsg_redir);
153
154 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
155 static int tcp_msg_wait_data(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
156                              long timeo)
157 {
158         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
159         int ret = 0;
160
161         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
162                 return 1;
163
164         if (!timeo)
165                 return ret;
166
167         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
168         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
169         ret = sk_wait_event(sk, &timeo,
170                             !list_empty(&psock->ingress_msg) ||
171                             !skb_queue_empty_lockless(&sk->sk_receive_queue), &wait);
172         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
173         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
174         return ret;
175 }
176
177 static int tcp_bpf_recvmsg_parser(struct sock *sk,
178                                   struct msghdr *msg,
179                                   size_t len,
180                                   int nonblock,
181                                   int flags,
182                                   int *addr_len)
183 {
184         struct sk_psock *psock;
185         int copied;
186
187         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
188                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
189
190         if (!len)
191                 return 0;
192
193         psock = sk_psock_get(sk);
194         if (unlikely(!psock))
195                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
196
197         lock_sock(sk);
198 msg_bytes_ready:
199         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
200         if (!copied) {
201                 long timeo;
202                 int data;
203
204                 if (sock_flag(sk, SOCK_DONE))
205                         goto out;
206
207                 if (sk->sk_err) {
208                         copied = sock_error(sk);
209                         goto out;
210                 }
211
212                 if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
213                         goto out;
214
215                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
216                         copied = -ENOTCONN;
217                         goto out;
218                 }
219
220                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
221                 if (!timeo) {
222                         copied = -EAGAIN;
223                         goto out;
224                 }
225
226                 if (signal_pending(current)) {
227                         copied = sock_intr_errno(timeo);
228                         goto out;
229                 }
230
231                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
232                 if (data && !sk_psock_queue_empty(psock))
233                         goto msg_bytes_ready;
234                 copied = -EAGAIN;
235         }
236 out:
237         release_sock(sk);
238         sk_psock_put(sk, psock);
239         return copied;
240 }
241
242 static int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
243                     int nonblock, int flags, int *addr_len)
244 {
245         struct sk_psock *psock;
246         int copied, ret;
247
248         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
249                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
250
251         if (!len)
252                 return 0;
253
254         psock = sk_psock_get(sk);
255         if (unlikely(!psock))
256                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
257         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) &&
258             sk_psock_queue_empty(psock)) {
259                 sk_psock_put(sk, psock);
260                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
261         }
262         lock_sock(sk);
263 msg_bytes_ready:
264         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
265         if (!copied) {
266                 long timeo;
267                 int data;
268
269                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
270                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
271                 if (data) {
272                         if (!sk_psock_queue_empty(psock))
273                                 goto msg_bytes_ready;
274                         release_sock(sk);
275                         sk_psock_put(sk, psock);
276                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, nonblock, flags, addr_len);
277                 }
278                 copied = -EAGAIN;
279         }
280         ret = copied;
281         release_sock(sk);
282         sk_psock_put(sk, psock);
283         return ret;
284 }
285
286 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
287                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
288 {
289         bool cork = false, enospc = sk_msg_full(msg), redir_ingress;
290         struct sock *sk_redir;
291         u32 tosend, origsize, sent, delta = 0;
292         u32 eval;
293         int ret;
294
295 more_data:
296         if (psock->eval == __SK_NONE) {
297                 /* Track delta in msg size to add/subtract it on SK_DROP from
298                  * returned to user copied size. This ensures user doesn't
299                  * get a positive return code with msg_cut_data and SK_DROP
300                  * verdict.
301                  */
302                 delta = msg->sg.size;
303                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
304                 delta -= msg->sg.size;
305         }
306
307         if (msg->cork_bytes &&
308             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
309                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
310                 if (!psock->cork) {
311                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
312                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
313                         if (!psock->cork)
314                                 return -ENOMEM;
315                 }
316                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
317                 return 0;
318         }
319
320         tosend = msg->sg.size;
321         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
322                 tosend = psock->apply_bytes;
323         eval = __SK_NONE;
324
325         switch (psock->eval) {
326         case __SK_PASS:
327                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
328                 if (unlikely(ret)) {
329                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
330                         break;
331                 }
332                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
333                 break;
334         case __SK_REDIRECT:
335                 redir_ingress = psock->redir_ingress;
336                 sk_redir = psock->sk_redir;
337                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
338                 if (!psock->apply_bytes) {
339                         /* Clean up before releasing the sock lock. */
340                         eval = psock->eval;
341                         psock->eval = __SK_NONE;
342                         psock->sk_redir = NULL;
343                 }
344                 if (psock->cork) {
345                         cork = true;
346                         psock->cork = NULL;
347                 }
348                 sk_msg_return(sk, msg, tosend);
349                 release_sock(sk);
350
351                 origsize = msg->sg.size;
352                 ret = tcp_bpf_sendmsg_redir(sk_redir, redir_ingress,
353                                             msg, tosend, flags);
354                 sent = origsize - msg->sg.size;
355
356                 if (eval == __SK_REDIRECT)
357                         sock_put(sk_redir);
358
359                 lock_sock(sk);
360                 if (unlikely(ret < 0)) {
361                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
362
363                         if (!cork)
364                                 *copied -= free;
365                 }
366                 if (cork) {
367                         sk_msg_free(sk, msg);
368                         kfree(msg);
369                         msg = NULL;
370                         ret = 0;
371                 }
372                 break;
373         case __SK_DROP:
374         default:
375                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
376                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
377                 *copied -= (tosend + delta);
378                 return -EACCES;
379         }
380
381         if (likely(!ret)) {
382                 if (!psock->apply_bytes) {
383                         psock->eval =  __SK_NONE;
384                         if (psock->sk_redir) {
385                                 sock_put(psock->sk_redir);
386                                 psock->sk_redir = NULL;
387                         }
388                 }
389                 if (msg &&
390                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
391                     msg->sg.data[msg->sg.start].length) {
392                         if (eval == __SK_REDIRECT)
393                                 sk_mem_charge(sk, tosend - sent);
394                         goto more_data;
395                 }
396         }
397         return ret;
398 }
399
400 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
401 {
402         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
403         int copied = 0, err = 0;
404         struct sk_psock *psock;
405         long timeo;
406         int flags;
407
408         /* Don't let internal do_tcp_sendpages() flags through */
409         flags = (msg->msg_flags & ~MSG_SENDPAGE_DECRYPTED);
410         flags |= MSG_NO_SHARED_FRAGS;
411
412         psock = sk_psock_get(sk);
413         if (unlikely(!psock))
414                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
415
416         lock_sock(sk);
417         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
418         while (msg_data_left(msg)) {
419                 bool enospc = false;
420                 u32 copy, osize;
421
422                 if (sk->sk_err) {
423                         err = -sk->sk_err;
424                         goto out_err;
425                 }
426
427                 copy = msg_data_left(msg);
428                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
429                         goto wait_for_sndbuf;
430                 if (psock->cork) {
431                         msg_tx = psock->cork;
432                 } else {
433                         msg_tx = &tmp;
434                         sk_msg_init(msg_tx);
435                 }
436
437                 osize = msg_tx->sg.size;
438                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
439                 if (err) {
440                         if (err != -ENOSPC)
441                                 goto wait_for_memory;
442                         enospc = true;
443                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
444                 }
445
446                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
447                                                copy);
448                 if (err < 0) {
449                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
450                         goto out_err;
451                 }
452
453                 copied += copy;
454                 if (psock->cork_bytes) {
455                         if (size > psock->cork_bytes)
456                                 psock->cork_bytes = 0;
457                         else
458                                 psock->cork_bytes -= size;
459                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
460                                 goto out_err;
461                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
462                         psock->eval = __SK_NONE;
463                         psock->cork_bytes = 0;
464                 }
465
466                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
467                 if (unlikely(err < 0))
468                         goto out_err;
469                 continue;
470 wait_for_sndbuf:
471                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
472 wait_for_memory:
473                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
474                 if (err) {
475                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
476                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
477                         goto out_err;
478                 }
479         }
480 out_err:
481         if (err < 0)
482                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
483         release_sock(sk);
484         sk_psock_put(sk, psock);
485         return copied ? copied : err;
486 }
487
488 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
489                             size_t size, int flags)
490 {
491         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
492         int err = 0, copied = 0;
493         struct sk_psock *psock;
494         bool enospc = false;
495
496         psock = sk_psock_get(sk);
497         if (unlikely(!psock))
498                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
499
500         lock_sock(sk);
501         if (psock->cork) {
502                 msg = psock->cork;
503         } else {
504                 msg = &tmp;
505                 sk_msg_init(msg);
506         }
507
508         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
509         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
510                 goto out_err;
511
512         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
513         sk_mem_charge(sk, size);
514         copied = size;
515         if (sk_msg_full(msg))
516                 enospc = true;
517         if (psock->cork_bytes) {
518                 if (size > psock->cork_bytes)
519                         psock->cork_bytes = 0;
520                 else
521                         psock->cork_bytes -= size;
522                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
523                         goto out_err;
524                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
525                 psock->eval = __SK_NONE;
526                 psock->cork_bytes = 0;
527         }
528
529         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
530 out_err:
531         release_sock(sk);
532         sk_psock_put(sk, psock);
533         return copied ? copied : err;
534 }
535
536 enum {
537         TCP_BPF_IPV4,
538         TCP_BPF_IPV6,
539         TCP_BPF_NUM_PROTS,
540 };
541
542 enum {
543         TCP_BPF_BASE,
544         TCP_BPF_TX,
545         TCP_BPF_RX,
546         TCP_BPF_TXRX,
547         TCP_BPF_NUM_CFGS,
548 };
549
550 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
551 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
552 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
553
554 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
555                                    struct proto *base)
556 {
557         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
558         prot[TCP_BPF_BASE].destroy              = sock_map_destroy;
559         prot[TCP_BPF_BASE].close                = sock_map_close;
560         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
561         prot[TCP_BPF_BASE].sock_is_readable     = sk_msg_is_readable;
562
563         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
564         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
565         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
566
567         prot[TCP_BPF_RX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
568         prot[TCP_BPF_RX].recvmsg                = tcp_bpf_recvmsg_parser;
569
570         prot[TCP_BPF_TXRX]                      = prot[TCP_BPF_TX];
571         prot[TCP_BPF_TXRX].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg_parser;
572 }
573
574 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct proto *ops)
575 {
576         if (unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
577                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
578                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
579                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
580                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
581                 }
582                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
583         }
584 }
585
586 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
587 {
588         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
589         return 0;
590 }
591 late_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
592
593 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
594 {
595         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
596          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
597          * indeed valid assumptions.
598          */
599         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
600                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
601                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
602 }
603
604 int tcp_bpf_update_proto(struct sock *sk, struct sk_psock *psock, bool restore)
605 {
606         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
607         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
608
609         if (psock->progs.stream_verdict || psock->progs.skb_verdict) {
610                 config = (config == TCP_BPF_TX) ? TCP_BPF_TXRX : TCP_BPF_RX;
611         }
612
613         if (restore) {
614                 if (inet_csk_has_ulp(sk)) {
615                         /* TLS does not have an unhash proto in SW cases,
616                          * but we need to ensure we stop using the sock_map
617                          * unhash routine because the associated psock is being
618                          * removed. So use the original unhash handler.
619                          */
620                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot->unhash, psock->saved_unhash);
621                         tcp_update_ulp(sk, psock->sk_proto, psock->saved_write_space);
622                 } else {
623                         sk->sk_write_space = psock->saved_write_space;
624                         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
625                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot, psock->sk_proto);
626                 }
627                 return 0;
628         }
629
630         if (sk->sk_family == AF_INET6) {
631                 if (tcp_bpf_assert_proto_ops(psock->sk_proto))
632                         return -EINVAL;
633
634                 tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(psock->sk_proto);
635         }
636
637         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
638         WRITE_ONCE(sk->sk_prot, &tcp_bpf_prots[family][config]);
639         return 0;
640 }
641 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_update_proto);
642
643 /* If a child got cloned from a listening socket that had tcp_bpf
644  * protocol callbacks installed, we need to restore the callbacks to
645  * the default ones because the child does not inherit the psock state
646  * that tcp_bpf callbacks expect.
647  */
648 void tcp_bpf_clone(const struct sock *sk, struct sock *newsk)
649 {
650         struct proto *prot = newsk->sk_prot;
651
652         if (is_insidevar(prot, tcp_bpf_prots))
653                 newsk->sk_prot = sk->sk_prot_creator;
654 }
655 #endif /* CONFIG_BPF_SYSCALL */