Merge remote-tracking branches 'regulator/topic/cpcap', 'regulator/topic/da9063'...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / bpf / hashtab.c
1 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
2  * Copyright (c) 2016 Facebook
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
11  * General Public License for more details.
12  */
13 #include <linux/bpf.h>
14 #include <linux/jhash.h>
15 #include <linux/filter.h>
16 #include <linux/rculist_nulls.h>
17 #include "percpu_freelist.h"
18 #include "bpf_lru_list.h"
19 #include "map_in_map.h"
20
21 struct bucket {
22         struct hlist_nulls_head head;
23         raw_spinlock_t lock;
24 };
25
26 struct bpf_htab {
27         struct bpf_map map;
28         struct bucket *buckets;
29         void *elems;
30         union {
31                 struct pcpu_freelist freelist;
32                 struct bpf_lru lru;
33         };
34         struct htab_elem *__percpu *extra_elems;
35         atomic_t count; /* number of elements in this hashtable */
36         u32 n_buckets;  /* number of hash buckets */
37         u32 elem_size;  /* size of each element in bytes */
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         }
114 free_elems:
115         bpf_map_area_free(htab->elems);
116 }
117
118 static struct htab_elem *prealloc_lru_pop(struct bpf_htab *htab, void *key,
119                                           u32 hash)
120 {
121         struct bpf_lru_node *node = bpf_lru_pop_free(&htab->lru, hash);
122         struct htab_elem *l;
123
124         if (node) {
125                 l = container_of(node, struct htab_elem, lru_node);
126                 memcpy(l->key, key, htab->map.key_size);
127                 return l;
128         }
129
130         return NULL;
131 }
132
133 static int prealloc_init(struct bpf_htab *htab)
134 {
135         u32 num_entries = htab->map.max_entries;
136         int err = -ENOMEM, i;
137
138         if (!htab_is_percpu(htab) && !htab_is_lru(htab))
139                 num_entries += num_possible_cpus();
140
141         htab->elems = bpf_map_area_alloc(htab->elem_size * num_entries);
142         if (!htab->elems)
143                 return -ENOMEM;
144
145         if (!htab_is_percpu(htab))
146                 goto skip_percpu_elems;
147
148         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
149                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
150                 void __percpu *pptr;
151
152                 pptr = __alloc_percpu_gfp(size, 8, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
153                 if (!pptr)
154                         goto free_elems;
155                 htab_elem_set_ptr(get_htab_elem(htab, i), htab->map.key_size,
156                                   pptr);
157         }
158
159 skip_percpu_elems:
160         if (htab_is_lru(htab))
161                 err = bpf_lru_init(&htab->lru,
162                                    htab->map.map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU,
163                                    offsetof(struct htab_elem, hash) -
164                                    offsetof(struct htab_elem, lru_node),
165                                    htab_lru_map_delete_node,
166                                    htab);
167         else
168                 err = pcpu_freelist_init(&htab->freelist);
169
170         if (err)
171                 goto free_elems;
172
173         if (htab_is_lru(htab))
174                 bpf_lru_populate(&htab->lru, htab->elems,
175                                  offsetof(struct htab_elem, lru_node),
176                                  htab->elem_size, num_entries);
177         else
178                 pcpu_freelist_populate(&htab->freelist,
179                                        htab->elems + offsetof(struct htab_elem, fnode),
180                                        htab->elem_size, num_entries);
181
182         return 0;
183
184 free_elems:
185         htab_free_elems(htab);
186         return err;
187 }
188
189 static void prealloc_destroy(struct bpf_htab *htab)
190 {
191         htab_free_elems(htab);
192
193         if (htab_is_lru(htab))
194                 bpf_lru_destroy(&htab->lru);
195         else
196                 pcpu_freelist_destroy(&htab->freelist);
197 }
198
199 static int alloc_extra_elems(struct bpf_htab *htab)
200 {
201         struct htab_elem *__percpu *pptr, *l_new;
202         struct pcpu_freelist_node *l;
203         int cpu;
204
205         pptr = __alloc_percpu_gfp(sizeof(struct htab_elem *), 8,
206                                   GFP_USER | __GFP_NOWARN);
207         if (!pptr)
208                 return -ENOMEM;
209
210         for_each_possible_cpu(cpu) {
211                 l = pcpu_freelist_pop(&htab->freelist);
212                 /* pop will succeed, since prealloc_init()
213                  * preallocated extra num_possible_cpus elements
214                  */
215                 l_new = container_of(l, struct htab_elem, fnode);
216                 *per_cpu_ptr(pptr, cpu) = l_new;
217         }
218         htab->extra_elems = pptr;
219         return 0;
220 }
221
222 /* Called from syscall */
223 static struct bpf_map *htab_map_alloc(union bpf_attr *attr)
224 {
225         bool percpu = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
226                        attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
227         bool lru = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
228                     attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
229         /* percpu_lru means each cpu has its own LRU list.
230          * it is different from BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH where
231          * the map's value itself is percpu.  percpu_lru has
232          * nothing to do with the map's value.
233          */
234         bool percpu_lru = (attr->map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU);
235         bool prealloc = !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
236         struct bpf_htab *htab;
237         int err, i;
238         u64 cost;
239
240         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct htab_elem, htab) !=
241                      offsetof(struct htab_elem, hash_node.pprev));
242         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct htab_elem, fnode.next) !=
243                      offsetof(struct htab_elem, hash_node.pprev));
244
245         if (lru && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
246                 /* LRU implementation is much complicated than other
247                  * maps.  Hence, limit to CAP_SYS_ADMIN for now.
248                  */
249                 return ERR_PTR(-EPERM);
250
251         if (attr->map_flags & ~(BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NO_COMMON_LRU))
252                 /* reserved bits should not be used */
253                 return ERR_PTR(-EINVAL);
254
255         if (!lru && percpu_lru)
256                 return ERR_PTR(-EINVAL);
257
258         if (lru && !prealloc)
259                 return ERR_PTR(-ENOTSUPP);
260
261         htab = kzalloc(sizeof(*htab), GFP_USER);
262         if (!htab)
263                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
264
265         /* mandatory map attributes */
266         htab->map.map_type = attr->map_type;
267         htab->map.key_size = attr->key_size;
268         htab->map.value_size = attr->value_size;
269         htab->map.max_entries = attr->max_entries;
270         htab->map.map_flags = attr->map_flags;
271
272         /* check sanity of attributes.
273          * value_size == 0 may be allowed in the future to use map as a set
274          */
275         err = -EINVAL;
276         if (htab->map.max_entries == 0 || htab->map.key_size == 0 ||
277             htab->map.value_size == 0)
278                 goto free_htab;
279
280         if (percpu_lru) {
281                 /* ensure each CPU's lru list has >=1 elements.
282                  * since we are at it, make each lru list has the same
283                  * number of elements.
284                  */
285                 htab->map.max_entries = roundup(attr->max_entries,
286                                                 num_possible_cpus());
287                 if (htab->map.max_entries < attr->max_entries)
288                         htab->map.max_entries = rounddown(attr->max_entries,
289                                                           num_possible_cpus());
290         }
291
292         /* hash table size must be power of 2 */
293         htab->n_buckets = roundup_pow_of_two(htab->map.max_entries);
294
295         err = -E2BIG;
296         if (htab->map.key_size > MAX_BPF_STACK)
297                 /* eBPF programs initialize keys on stack, so they cannot be
298                  * larger than max stack size
299                  */
300                 goto free_htab;
301
302         if (htab->map.value_size >= KMALLOC_MAX_SIZE -
303             MAX_BPF_STACK - sizeof(struct htab_elem))
304                 /* if value_size is bigger, the user space won't be able to
305                  * access the elements via bpf syscall. This check also makes
306                  * sure that the elem_size doesn't overflow and it's
307                  * kmalloc-able later in htab_map_update_elem()
308                  */
309                 goto free_htab;
310
311         if (percpu && round_up(htab->map.value_size, 8) > PCPU_MIN_UNIT_SIZE)
312                 /* make sure the size for pcpu_alloc() is reasonable */
313                 goto free_htab;
314
315         htab->elem_size = sizeof(struct htab_elem) +
316                           round_up(htab->map.key_size, 8);
317         if (percpu)
318                 htab->elem_size += sizeof(void *);
319         else
320                 htab->elem_size += round_up(htab->map.value_size, 8);
321
322         /* prevent zero size kmalloc and check for u32 overflow */
323         if (htab->n_buckets == 0 ||
324             htab->n_buckets > U32_MAX / sizeof(struct bucket))
325                 goto free_htab;
326
327         cost = (u64) htab->n_buckets * sizeof(struct bucket) +
328                (u64) htab->elem_size * htab->map.max_entries;
329
330         if (percpu)
331                 cost += (u64) round_up(htab->map.value_size, 8) *
332                         num_possible_cpus() * htab->map.max_entries;
333         else
334                cost += (u64) htab->elem_size * num_possible_cpus();
335
336         if (cost >= U32_MAX - PAGE_SIZE)
337                 /* make sure page count doesn't overflow */
338                 goto free_htab;
339
340         htab->map.pages = round_up(cost, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
341
342         /* if map size is larger than memlock limit, reject it early */
343         err = bpf_map_precharge_memlock(htab->map.pages);
344         if (err)
345                 goto free_htab;
346
347         err = -ENOMEM;
348         htab->buckets = bpf_map_area_alloc(htab->n_buckets *
349                                            sizeof(struct bucket));
350         if (!htab->buckets)
351                 goto free_htab;
352
353         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
354                 INIT_HLIST_NULLS_HEAD(&htab->buckets[i].head, i);
355                 raw_spin_lock_init(&htab->buckets[i].lock);
356         }
357
358         if (prealloc) {
359                 err = prealloc_init(htab);
360                 if (err)
361                         goto free_buckets;
362
363                 if (!percpu && !lru) {
364                         /* lru itself can remove the least used element, so
365                          * there is no need for an extra elem during map_update.
366                          */
367                         err = alloc_extra_elems(htab);
368                         if (err)
369                                 goto free_prealloc;
370                 }
371         }
372
373         return &htab->map;
374
375 free_prealloc:
376         prealloc_destroy(htab);
377 free_buckets:
378         bpf_map_area_free(htab->buckets);
379 free_htab:
380         kfree(htab);
381         return ERR_PTR(err);
382 }
383
384 static inline u32 htab_map_hash(const void *key, u32 key_len)
385 {
386         return jhash(key, key_len, 0);
387 }
388
389 static inline struct bucket *__select_bucket(struct bpf_htab *htab, u32 hash)
390 {
391         return &htab->buckets[hash & (htab->n_buckets - 1)];
392 }
393
394 static inline struct hlist_nulls_head *select_bucket(struct bpf_htab *htab, u32 hash)
395 {
396         return &__select_bucket(htab, hash)->head;
397 }
398
399 /* this lookup function can only be called with bucket lock taken */
400 static struct htab_elem *lookup_elem_raw(struct hlist_nulls_head *head, u32 hash,
401                                          void *key, u32 key_size)
402 {
403         struct hlist_nulls_node *n;
404         struct htab_elem *l;
405
406         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
407                 if (l->hash == hash && !memcmp(&l->key, key, key_size))
408                         return l;
409
410         return NULL;
411 }
412
413 /* can be called without bucket lock. it will repeat the loop in
414  * the unlikely event when elements moved from one bucket into another
415  * while link list is being walked
416  */
417 static struct htab_elem *lookup_nulls_elem_raw(struct hlist_nulls_head *head,
418                                                u32 hash, void *key,
419                                                u32 key_size, u32 n_buckets)
420 {
421         struct hlist_nulls_node *n;
422         struct htab_elem *l;
423
424 again:
425         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
426                 if (l->hash == hash && !memcmp(&l->key, key, key_size))
427                         return l;
428
429         if (unlikely(get_nulls_value(n) != (hash & (n_buckets - 1))))
430                 goto again;
431
432         return NULL;
433 }
434
435 /* Called from syscall or from eBPF program directly, so
436  * arguments have to match bpf_map_lookup_elem() exactly.
437  * The return value is adjusted by BPF instructions
438  * in htab_map_gen_lookup().
439  */
440 static void *__htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
441 {
442         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
443         struct hlist_nulls_head *head;
444         struct htab_elem *l;
445         u32 hash, key_size;
446
447         /* Must be called with rcu_read_lock. */
448         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
449
450         key_size = map->key_size;
451
452         hash = htab_map_hash(key, key_size);
453
454         head = select_bucket(htab, hash);
455
456         l = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size, htab->n_buckets);
457
458         return l;
459 }
460
461 static void *htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
462 {
463         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
464
465         if (l)
466                 return l->key + round_up(map->key_size, 8);
467
468         return NULL;
469 }
470
471 /* inline bpf_map_lookup_elem() call.
472  * Instead of:
473  * bpf_prog
474  *   bpf_map_lookup_elem
475  *     map->ops->map_lookup_elem
476  *       htab_map_lookup_elem
477  *         __htab_map_lookup_elem
478  * do:
479  * bpf_prog
480  *   __htab_map_lookup_elem
481  */
482 static u32 htab_map_gen_lookup(struct bpf_map *map, struct bpf_insn *insn_buf)
483 {
484         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
485         const int ret = BPF_REG_0;
486
487         *insn++ = BPF_EMIT_CALL((u64 (*)(u64, u64, u64, u64, u64))__htab_map_lookup_elem);
488         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 1);
489         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
490                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
491                                 round_up(map->key_size, 8));
492         return insn - insn_buf;
493 }
494
495 static void *htab_lru_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
496 {
497         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
498
499         if (l) {
500                 bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
501                 return l->key + round_up(map->key_size, 8);
502         }
503
504         return NULL;
505 }
506
507 /* It is called from the bpf_lru_list when the LRU needs to delete
508  * older elements from the htab.
509  */
510 static bool htab_lru_map_delete_node(void *arg, struct bpf_lru_node *node)
511 {
512         struct bpf_htab *htab = (struct bpf_htab *)arg;
513         struct htab_elem *l = NULL, *tgt_l;
514         struct hlist_nulls_head *head;
515         struct hlist_nulls_node *n;
516         unsigned long flags;
517         struct bucket *b;
518
519         tgt_l = container_of(node, struct htab_elem, lru_node);
520         b = __select_bucket(htab, tgt_l->hash);
521         head = &b->head;
522
523         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
524
525         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
526                 if (l == tgt_l) {
527                         hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
528                         break;
529                 }
530
531         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
532
533         return l == tgt_l;
534 }
535
536 /* Called from syscall */
537 static int htab_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
538 {
539         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
540         struct hlist_nulls_head *head;
541         struct htab_elem *l, *next_l;
542         u32 hash, key_size;
543         int i = 0;
544
545         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
546
547         key_size = map->key_size;
548
549         if (!key)
550                 goto find_first_elem;
551
552         hash = htab_map_hash(key, key_size);
553
554         head = select_bucket(htab, hash);
555
556         /* lookup the key */
557         l = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size, htab->n_buckets);
558
559         if (!l)
560                 goto find_first_elem;
561
562         /* key was found, get next key in the same bucket */
563         next_l = hlist_nulls_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_nulls_next_rcu(&l->hash_node)),
564                                   struct htab_elem, hash_node);
565
566         if (next_l) {
567                 /* if next elem in this hash list is non-zero, just return it */
568                 memcpy(next_key, next_l->key, key_size);
569                 return 0;
570         }
571
572         /* no more elements in this hash list, go to the next bucket */
573         i = hash & (htab->n_buckets - 1);
574         i++;
575
576 find_first_elem:
577         /* iterate over buckets */
578         for (; i < htab->n_buckets; i++) {
579                 head = select_bucket(htab, i);
580
581                 /* pick first element in the bucket */
582                 next_l = hlist_nulls_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_nulls_first_rcu(head)),
583                                           struct htab_elem, hash_node);
584                 if (next_l) {
585                         /* if it's not empty, just return it */
586                         memcpy(next_key, next_l->key, key_size);
587                         return 0;
588                 }
589         }
590
591         /* iterated over all buckets and all elements */
592         return -ENOENT;
593 }
594
595 static void htab_elem_free(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
596 {
597         if (htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH)
598                 free_percpu(htab_elem_get_ptr(l, htab->map.key_size));
599         kfree(l);
600 }
601
602 static void htab_elem_free_rcu(struct rcu_head *head)
603 {
604         struct htab_elem *l = container_of(head, struct htab_elem, rcu);
605         struct bpf_htab *htab = l->htab;
606
607         /* must increment bpf_prog_active to avoid kprobe+bpf triggering while
608          * we're calling kfree, otherwise deadlock is possible if kprobes
609          * are placed somewhere inside of slub
610          */
611         preempt_disable();
612         __this_cpu_inc(bpf_prog_active);
613         htab_elem_free(htab, l);
614         __this_cpu_dec(bpf_prog_active);
615         preempt_enable();
616 }
617
618 static void free_htab_elem(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
619 {
620         struct bpf_map *map = &htab->map;
621
622         if (map->ops->map_fd_put_ptr) {
623                 void *ptr = fd_htab_map_get_ptr(map, l);
624
625                 map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
626         }
627
628         if (htab_is_prealloc(htab)) {
629                 pcpu_freelist_push(&htab->freelist, &l->fnode);
630         } else {
631                 atomic_dec(&htab->count);
632                 l->htab = htab;
633                 call_rcu(&l->rcu, htab_elem_free_rcu);
634         }
635 }
636
637 static void pcpu_copy_value(struct bpf_htab *htab, void __percpu *pptr,
638                             void *value, bool onallcpus)
639 {
640         if (!onallcpus) {
641                 /* copy true value_size bytes */
642                 memcpy(this_cpu_ptr(pptr), value, htab->map.value_size);
643         } else {
644                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
645                 int off = 0, cpu;
646
647                 for_each_possible_cpu(cpu) {
648                         bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu),
649                                         value + off, size);
650                         off += size;
651                 }
652         }
653 }
654
655 static bool fd_htab_map_needs_adjust(const struct bpf_htab *htab)
656 {
657         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS &&
658                BITS_PER_LONG == 64;
659 }
660
661 static u32 htab_size_value(const struct bpf_htab *htab, bool percpu)
662 {
663         u32 size = htab->map.value_size;
664
665         if (percpu || fd_htab_map_needs_adjust(htab))
666                 size = round_up(size, 8);
667         return size;
668 }
669
670 static struct htab_elem *alloc_htab_elem(struct bpf_htab *htab, void *key,
671                                          void *value, u32 key_size, u32 hash,
672                                          bool percpu, bool onallcpus,
673                                          struct htab_elem *old_elem)
674 {
675         u32 size = htab_size_value(htab, percpu);
676         bool prealloc = htab_is_prealloc(htab);
677         struct htab_elem *l_new, **pl_new;
678         void __percpu *pptr;
679
680         if (prealloc) {
681                 if (old_elem) {
682                         /* if we're updating the existing element,
683                          * use per-cpu extra elems to avoid freelist_pop/push
684                          */
685                         pl_new = this_cpu_ptr(htab->extra_elems);
686                         l_new = *pl_new;
687                         *pl_new = old_elem;
688                 } else {
689                         struct pcpu_freelist_node *l;
690
691                         l = pcpu_freelist_pop(&htab->freelist);
692                         if (!l)
693                                 return ERR_PTR(-E2BIG);
694                         l_new = container_of(l, struct htab_elem, fnode);
695                 }
696         } else {
697                 if (atomic_inc_return(&htab->count) > htab->map.max_entries)
698                         if (!old_elem) {
699                                 /* when map is full and update() is replacing
700                                  * old element, it's ok to allocate, since
701                                  * old element will be freed immediately.
702                                  * Otherwise return an error
703                                  */
704                                 atomic_dec(&htab->count);
705                                 return ERR_PTR(-E2BIG);
706                         }
707                 l_new = kmalloc(htab->elem_size, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
708                 if (!l_new)
709                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
710         }
711
712         memcpy(l_new->key, key, key_size);
713         if (percpu) {
714                 if (prealloc) {
715                         pptr = htab_elem_get_ptr(l_new, key_size);
716                 } else {
717                         /* alloc_percpu zero-fills */
718                         pptr = __alloc_percpu_gfp(size, 8,
719                                                   GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
720                         if (!pptr) {
721                                 kfree(l_new);
722                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
723                         }
724                 }
725
726                 pcpu_copy_value(htab, pptr, value, onallcpus);
727
728                 if (!prealloc)
729                         htab_elem_set_ptr(l_new, key_size, pptr);
730         } else {
731                 memcpy(l_new->key + round_up(key_size, 8), value, size);
732         }
733
734         l_new->hash = hash;
735         return l_new;
736 }
737
738 static int check_flags(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l_old,
739                        u64 map_flags)
740 {
741         if (l_old && map_flags == BPF_NOEXIST)
742                 /* elem already exists */
743                 return -EEXIST;
744
745         if (!l_old && map_flags == BPF_EXIST)
746                 /* elem doesn't exist, cannot update it */
747                 return -ENOENT;
748
749         return 0;
750 }
751
752 /* Called from syscall or from eBPF program */
753 static int htab_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
754                                 u64 map_flags)
755 {
756         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
757         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
758         struct hlist_nulls_head *head;
759         unsigned long flags;
760         struct bucket *b;
761         u32 key_size, hash;
762         int ret;
763
764         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
765                 /* unknown flags */
766                 return -EINVAL;
767
768         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
769
770         key_size = map->key_size;
771
772         hash = htab_map_hash(key, key_size);
773
774         b = __select_bucket(htab, hash);
775         head = &b->head;
776
777         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
778         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
779
780         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
781
782         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
783         if (ret)
784                 goto err;
785
786         l_new = alloc_htab_elem(htab, key, value, key_size, hash, false, false,
787                                 l_old);
788         if (IS_ERR(l_new)) {
789                 /* all pre-allocated elements are in use or memory exhausted */
790                 ret = PTR_ERR(l_new);
791                 goto err;
792         }
793
794         /* add new element to the head of the list, so that
795          * concurrent search will find it before old elem
796          */
797         hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
798         if (l_old) {
799                 hlist_nulls_del_rcu(&l_old->hash_node);
800                 if (!htab_is_prealloc(htab))
801                         free_htab_elem(htab, l_old);
802         }
803         ret = 0;
804 err:
805         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
806         return ret;
807 }
808
809 static int htab_lru_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
810                                     u64 map_flags)
811 {
812         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
813         struct htab_elem *l_new, *l_old = NULL;
814         struct hlist_nulls_head *head;
815         unsigned long flags;
816         struct bucket *b;
817         u32 key_size, hash;
818         int ret;
819
820         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
821                 /* unknown flags */
822                 return -EINVAL;
823
824         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
825
826         key_size = map->key_size;
827
828         hash = htab_map_hash(key, key_size);
829
830         b = __select_bucket(htab, hash);
831         head = &b->head;
832
833         /* For LRU, we need to alloc before taking bucket's
834          * spinlock because getting free nodes from LRU may need
835          * to remove older elements from htab and this removal
836          * operation will need a bucket lock.
837          */
838         l_new = prealloc_lru_pop(htab, key, hash);
839         if (!l_new)
840                 return -ENOMEM;
841         memcpy(l_new->key + round_up(map->key_size, 8), value, map->value_size);
842
843         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
844         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
845
846         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
847
848         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
849         if (ret)
850                 goto err;
851
852         /* add new element to the head of the list, so that
853          * concurrent search will find it before old elem
854          */
855         hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
856         if (l_old) {
857                 bpf_lru_node_set_ref(&l_new->lru_node);
858                 hlist_nulls_del_rcu(&l_old->hash_node);
859         }
860         ret = 0;
861
862 err:
863         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
864
865         if (ret)
866                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_new->lru_node);
867         else if (l_old)
868                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_old->lru_node);
869
870         return ret;
871 }
872
873 static int __htab_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
874                                          void *value, u64 map_flags,
875                                          bool onallcpus)
876 {
877         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
878         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
879         struct hlist_nulls_head *head;
880         unsigned long flags;
881         struct bucket *b;
882         u32 key_size, hash;
883         int ret;
884
885         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
886                 /* unknown flags */
887                 return -EINVAL;
888
889         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
890
891         key_size = map->key_size;
892
893         hash = htab_map_hash(key, key_size);
894
895         b = __select_bucket(htab, hash);
896         head = &b->head;
897
898         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
899         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
900
901         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
902
903         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
904         if (ret)
905                 goto err;
906
907         if (l_old) {
908                 /* per-cpu hash map can update value in-place */
909                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_old, key_size),
910                                 value, onallcpus);
911         } else {
912                 l_new = alloc_htab_elem(htab, key, value, key_size,
913                                         hash, true, onallcpus, NULL);
914                 if (IS_ERR(l_new)) {
915                         ret = PTR_ERR(l_new);
916                         goto err;
917                 }
918                 hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
919         }
920         ret = 0;
921 err:
922         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
923         return ret;
924 }
925
926 static int __htab_lru_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
927                                              void *value, u64 map_flags,
928                                              bool onallcpus)
929 {
930         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
931         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
932         struct hlist_nulls_head *head;
933         unsigned long flags;
934         struct bucket *b;
935         u32 key_size, hash;
936         int ret;
937
938         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
939                 /* unknown flags */
940                 return -EINVAL;
941
942         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
943
944         key_size = map->key_size;
945
946         hash = htab_map_hash(key, key_size);
947
948         b = __select_bucket(htab, hash);
949         head = &b->head;
950
951         /* For LRU, we need to alloc before taking bucket's
952          * spinlock because LRU's elem alloc may need
953          * to remove older elem from htab and this removal
954          * operation will need a bucket lock.
955          */
956         if (map_flags != BPF_EXIST) {
957                 l_new = prealloc_lru_pop(htab, key, hash);
958                 if (!l_new)
959                         return -ENOMEM;
960         }
961
962         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
963         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
964
965         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
966
967         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
968         if (ret)
969                 goto err;
970
971         if (l_old) {
972                 bpf_lru_node_set_ref(&l_old->lru_node);
973
974                 /* per-cpu hash map can update value in-place */
975                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_old, key_size),
976                                 value, onallcpus);
977         } else {
978                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_new, key_size),
979                                 value, onallcpus);
980                 hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
981                 l_new = NULL;
982         }
983         ret = 0;
984 err:
985         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
986         if (l_new)
987                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_new->lru_node);
988         return ret;
989 }
990
991 static int htab_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
992                                        void *value, u64 map_flags)
993 {
994         return __htab_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags, false);
995 }
996
997 static int htab_lru_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
998                                            void *value, u64 map_flags)
999 {
1000         return __htab_lru_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags,
1001                                                  false);
1002 }
1003
1004 /* Called from syscall or from eBPF program */
1005 static int htab_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1006 {
1007         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1008         struct hlist_nulls_head *head;
1009         struct bucket *b;
1010         struct htab_elem *l;
1011         unsigned long flags;
1012         u32 hash, key_size;
1013         int ret = -ENOENT;
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);
1020         b = __select_bucket(htab, hash);
1021         head = &b->head;
1022
1023         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1024
1025         l = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1026
1027         if (l) {
1028                 hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1029                 free_htab_elem(htab, l);
1030                 ret = 0;
1031         }
1032
1033         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 static int htab_lru_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1038 {
1039         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1040         struct hlist_nulls_head *head;
1041         struct bucket *b;
1042         struct htab_elem *l;
1043         unsigned long flags;
1044         u32 hash, key_size;
1045         int ret = -ENOENT;
1046
1047         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1048
1049         key_size = map->key_size;
1050
1051         hash = htab_map_hash(key, key_size);
1052         b = __select_bucket(htab, hash);
1053         head = &b->head;
1054
1055         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1056
1057         l = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1058
1059         if (l) {
1060                 hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1061                 ret = 0;
1062         }
1063
1064         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1065         if (l)
1066                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l->lru_node);
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 static void delete_all_elements(struct bpf_htab *htab)
1071 {
1072         int i;
1073
1074         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
1075                 struct hlist_nulls_head *head = select_bucket(htab, i);
1076                 struct hlist_nulls_node *n;
1077                 struct htab_elem *l;
1078
1079                 hlist_nulls_for_each_entry_safe(l, n, head, hash_node) {
1080                         hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1081                         htab_elem_free(htab, l);
1082                 }
1083         }
1084 }
1085
1086 /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
1087 static void htab_map_free(struct bpf_map *map)
1088 {
1089         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1090
1091         /* at this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
1092          * so the programs (can be more than one that used this map) were
1093          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
1094          * these programs to complete
1095          */
1096         synchronize_rcu();
1097
1098         /* some of free_htab_elem() callbacks for elements of this map may
1099          * not have executed. Wait for them.
1100          */
1101         rcu_barrier();
1102         if (!htab_is_prealloc(htab))
1103                 delete_all_elements(htab);
1104         else
1105                 prealloc_destroy(htab);
1106
1107         free_percpu(htab->extra_elems);
1108         bpf_map_area_free(htab->buckets);
1109         kfree(htab);
1110 }
1111
1112 const struct bpf_map_ops htab_map_ops = {
1113         .map_alloc = htab_map_alloc,
1114         .map_free = htab_map_free,
1115         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1116         .map_lookup_elem = htab_map_lookup_elem,
1117         .map_update_elem = htab_map_update_elem,
1118         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1119         .map_gen_lookup = htab_map_gen_lookup,
1120 };
1121
1122 const struct bpf_map_ops htab_lru_map_ops = {
1123         .map_alloc = htab_map_alloc,
1124         .map_free = htab_map_free,
1125         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1126         .map_lookup_elem = htab_lru_map_lookup_elem,
1127         .map_update_elem = htab_lru_map_update_elem,
1128         .map_delete_elem = htab_lru_map_delete_elem,
1129 };
1130
1131 /* Called from eBPF program */
1132 static void *htab_percpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1133 {
1134         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1135
1136         if (l)
1137                 return this_cpu_ptr(htab_elem_get_ptr(l, map->key_size));
1138         else
1139                 return NULL;
1140 }
1141
1142 static void *htab_lru_percpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1143 {
1144         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1145
1146         if (l) {
1147                 bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
1148                 return this_cpu_ptr(htab_elem_get_ptr(l, map->key_size));
1149         }
1150
1151         return NULL;
1152 }
1153
1154 int bpf_percpu_hash_copy(struct bpf_map *map, void *key, void *value)
1155 {
1156         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1157         struct htab_elem *l;
1158         void __percpu *pptr;
1159         int ret = -ENOENT;
1160         int cpu, off = 0;
1161         u32 size;
1162
1163         /* per_cpu areas are zero-filled and bpf programs can only
1164          * access 'value_size' of them, so copying rounded areas
1165          * will not leak any kernel data
1166          */
1167         size = round_up(map->value_size, 8);
1168         rcu_read_lock();
1169         l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1170         if (!l)
1171                 goto out;
1172         if (htab_is_lru(htab))
1173                 bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
1174         pptr = htab_elem_get_ptr(l, map->key_size);
1175         for_each_possible_cpu(cpu) {
1176                 bpf_long_memcpy(value + off,
1177                                 per_cpu_ptr(pptr, cpu), size);
1178                 off += size;
1179         }
1180         ret = 0;
1181 out:
1182         rcu_read_unlock();
1183         return ret;
1184 }
1185
1186 int bpf_percpu_hash_update(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
1187                            u64 map_flags)
1188 {
1189         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1190         int ret;
1191
1192         rcu_read_lock();
1193         if (htab_is_lru(htab))
1194                 ret = __htab_lru_percpu_map_update_elem(map, key, value,
1195                                                         map_flags, true);
1196         else
1197                 ret = __htab_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags,
1198                                                     true);
1199         rcu_read_unlock();
1200
1201         return ret;
1202 }
1203
1204 const struct bpf_map_ops htab_percpu_map_ops = {
1205         .map_alloc = htab_map_alloc,
1206         .map_free = htab_map_free,
1207         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1208         .map_lookup_elem = htab_percpu_map_lookup_elem,
1209         .map_update_elem = htab_percpu_map_update_elem,
1210         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1211 };
1212
1213 const struct bpf_map_ops htab_lru_percpu_map_ops = {
1214         .map_alloc = htab_map_alloc,
1215         .map_free = htab_map_free,
1216         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1217         .map_lookup_elem = htab_lru_percpu_map_lookup_elem,
1218         .map_update_elem = htab_lru_percpu_map_update_elem,
1219         .map_delete_elem = htab_lru_map_delete_elem,
1220 };
1221
1222 static struct bpf_map *fd_htab_map_alloc(union bpf_attr *attr)
1223 {
1224         if (attr->value_size != sizeof(u32))
1225                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1226         return htab_map_alloc(attr);
1227 }
1228
1229 static void fd_htab_map_free(struct bpf_map *map)
1230 {
1231         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1232         struct hlist_nulls_node *n;
1233         struct hlist_nulls_head *head;
1234         struct htab_elem *l;
1235         int i;
1236
1237         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
1238                 head = select_bucket(htab, i);
1239
1240                 hlist_nulls_for_each_entry_safe(l, n, head, hash_node) {
1241                         void *ptr = fd_htab_map_get_ptr(map, l);
1242
1243                         map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
1244                 }
1245         }
1246
1247         htab_map_free(map);
1248 }
1249
1250 /* only called from syscall */
1251 int bpf_fd_htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key, u32 *value)
1252 {
1253         void **ptr;
1254         int ret = 0;
1255
1256         if (!map->ops->map_fd_sys_lookup_elem)
1257                 return -ENOTSUPP;
1258
1259         rcu_read_lock();
1260         ptr = htab_map_lookup_elem(map, key);
1261         if (ptr)
1262                 *value = map->ops->map_fd_sys_lookup_elem(READ_ONCE(*ptr));
1263         else
1264                 ret = -ENOENT;
1265         rcu_read_unlock();
1266
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 /* only called from syscall */
1271 int bpf_fd_htab_map_update_elem(struct bpf_map *map, struct file *map_file,
1272                                 void *key, void *value, u64 map_flags)
1273 {
1274         void *ptr;
1275         int ret;
1276         u32 ufd = *(u32 *)value;
1277
1278         ptr = map->ops->map_fd_get_ptr(map, map_file, ufd);
1279         if (IS_ERR(ptr))
1280                 return PTR_ERR(ptr);
1281
1282         ret = htab_map_update_elem(map, key, &ptr, map_flags);
1283         if (ret)
1284                 map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
1285
1286         return ret;
1287 }
1288
1289 static struct bpf_map *htab_of_map_alloc(union bpf_attr *attr)
1290 {
1291         struct bpf_map *map, *inner_map_meta;
1292
1293         inner_map_meta = bpf_map_meta_alloc(attr->inner_map_fd);
1294         if (IS_ERR(inner_map_meta))
1295                 return inner_map_meta;
1296
1297         map = fd_htab_map_alloc(attr);
1298         if (IS_ERR(map)) {
1299                 bpf_map_meta_free(inner_map_meta);
1300                 return map;
1301         }
1302
1303         map->inner_map_meta = inner_map_meta;
1304
1305         return map;
1306 }
1307
1308 static void *htab_of_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1309 {
1310         struct bpf_map **inner_map  = htab_map_lookup_elem(map, key);
1311
1312         if (!inner_map)
1313                 return NULL;
1314
1315         return READ_ONCE(*inner_map);
1316 }
1317
1318 static void htab_of_map_free(struct bpf_map *map)
1319 {
1320         bpf_map_meta_free(map->inner_map_meta);
1321         fd_htab_map_free(map);
1322 }
1323
1324 const struct bpf_map_ops htab_of_maps_map_ops = {
1325         .map_alloc = htab_of_map_alloc,
1326         .map_free = htab_of_map_free,
1327         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1328         .map_lookup_elem = htab_of_map_lookup_elem,
1329         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1330         .map_fd_get_ptr = bpf_map_fd_get_ptr,
1331         .map_fd_put_ptr = bpf_map_fd_put_ptr,
1332         .map_fd_sys_lookup_elem = bpf_map_fd_sys_lookup_elem,
1333 };