bpf, sockmap: Handle fin correctly
[platform/kernel/linux-starfive.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 bool is_next_msg_fin(struct sk_psock *psock)
178 {
179         struct scatterlist *sge;
180         struct sk_msg *msg_rx;
181         int i;
182
183         msg_rx = sk_psock_peek_msg(psock);
184         i = msg_rx->sg.start;
185         sge = sk_msg_elem(msg_rx, i);
186         if (!sge->length) {
187                 struct sk_buff *skb = msg_rx->skb;
188
189                 if (skb && TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags & TCPHDR_FIN)
190                         return true;
191         }
192         return false;
193 }
194
195 static int tcp_bpf_recvmsg_parser(struct sock *sk,
196                                   struct msghdr *msg,
197                                   size_t len,
198                                   int flags,
199                                   int *addr_len)
200 {
201         struct sk_psock *psock;
202         int copied;
203
204         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
205                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
206
207         if (!len)
208                 return 0;
209
210         psock = sk_psock_get(sk);
211         if (unlikely(!psock))
212                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
213
214         lock_sock(sk);
215 msg_bytes_ready:
216         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
217         /* The typical case for EFAULT is the socket was gracefully
218          * shutdown with a FIN pkt. So check here the other case is
219          * some error on copy_page_to_iter which would be unexpected.
220          * On fin return correct return code to zero.
221          */
222         if (copied == -EFAULT) {
223                 bool is_fin = is_next_msg_fin(psock);
224
225                 if (is_fin) {
226                         copied = 0;
227                         goto out;
228                 }
229         }
230         if (!copied) {
231                 long timeo;
232                 int data;
233
234                 if (sock_flag(sk, SOCK_DONE))
235                         goto out;
236
237                 if (sk->sk_err) {
238                         copied = sock_error(sk);
239                         goto out;
240                 }
241
242                 if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
243                         goto out;
244
245                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
246                         copied = -ENOTCONN;
247                         goto out;
248                 }
249
250                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & MSG_DONTWAIT);
251                 if (!timeo) {
252                         copied = -EAGAIN;
253                         goto out;
254                 }
255
256                 if (signal_pending(current)) {
257                         copied = sock_intr_errno(timeo);
258                         goto out;
259                 }
260
261                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
262                 if (data && !sk_psock_queue_empty(psock))
263                         goto msg_bytes_ready;
264                 copied = -EAGAIN;
265         }
266 out:
267         release_sock(sk);
268         sk_psock_put(sk, psock);
269         return copied;
270 }
271
272 static int tcp_bpf_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
273                            int flags, int *addr_len)
274 {
275         struct sk_psock *psock;
276         int copied, ret;
277
278         if (unlikely(flags & MSG_ERRQUEUE))
279                 return inet_recv_error(sk, msg, len, addr_len);
280
281         if (!len)
282                 return 0;
283
284         psock = sk_psock_get(sk);
285         if (unlikely(!psock))
286                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
287         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) &&
288             sk_psock_queue_empty(psock)) {
289                 sk_psock_put(sk, psock);
290                 return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
291         }
292         lock_sock(sk);
293 msg_bytes_ready:
294         copied = sk_msg_recvmsg(sk, psock, msg, len, flags);
295         if (!copied) {
296                 long timeo;
297                 int data;
298
299                 timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & MSG_DONTWAIT);
300                 data = tcp_msg_wait_data(sk, psock, timeo);
301                 if (data) {
302                         if (!sk_psock_queue_empty(psock))
303                                 goto msg_bytes_ready;
304                         release_sock(sk);
305                         sk_psock_put(sk, psock);
306                         return tcp_recvmsg(sk, msg, len, flags, addr_len);
307                 }
308                 copied = -EAGAIN;
309         }
310         ret = copied;
311         release_sock(sk);
312         sk_psock_put(sk, psock);
313         return ret;
314 }
315
316 static int tcp_bpf_send_verdict(struct sock *sk, struct sk_psock *psock,
317                                 struct sk_msg *msg, int *copied, int flags)
318 {
319         bool cork = false, enospc = sk_msg_full(msg), redir_ingress;
320         struct sock *sk_redir;
321         u32 tosend, origsize, sent, delta = 0;
322         u32 eval;
323         int ret;
324
325 more_data:
326         if (psock->eval == __SK_NONE) {
327                 /* Track delta in msg size to add/subtract it on SK_DROP from
328                  * returned to user copied size. This ensures user doesn't
329                  * get a positive return code with msg_cut_data and SK_DROP
330                  * verdict.
331                  */
332                 delta = msg->sg.size;
333                 psock->eval = sk_psock_msg_verdict(sk, psock, msg);
334                 delta -= msg->sg.size;
335         }
336
337         if (msg->cork_bytes &&
338             msg->cork_bytes > msg->sg.size && !enospc) {
339                 psock->cork_bytes = msg->cork_bytes - msg->sg.size;
340                 if (!psock->cork) {
341                         psock->cork = kzalloc(sizeof(*psock->cork),
342                                               GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
343                         if (!psock->cork)
344                                 return -ENOMEM;
345                 }
346                 memcpy(psock->cork, msg, sizeof(*msg));
347                 return 0;
348         }
349
350         tosend = msg->sg.size;
351         if (psock->apply_bytes && psock->apply_bytes < tosend)
352                 tosend = psock->apply_bytes;
353         eval = __SK_NONE;
354
355         switch (psock->eval) {
356         case __SK_PASS:
357                 ret = tcp_bpf_push(sk, msg, tosend, flags, true);
358                 if (unlikely(ret)) {
359                         *copied -= sk_msg_free(sk, msg);
360                         break;
361                 }
362                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
363                 break;
364         case __SK_REDIRECT:
365                 redir_ingress = psock->redir_ingress;
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, redir_ingress,
383                                             msg, tosend, flags);
384                 sent = origsize - msg->sg.size;
385
386                 if (eval == __SK_REDIRECT)
387                         sock_put(sk_redir);
388
389                 lock_sock(sk);
390                 if (unlikely(ret < 0)) {
391                         int free = sk_msg_free_nocharge(sk, msg);
392
393                         if (!cork)
394                                 *copied -= free;
395                 }
396                 if (cork) {
397                         sk_msg_free(sk, msg);
398                         kfree(msg);
399                         msg = NULL;
400                         ret = 0;
401                 }
402                 break;
403         case __SK_DROP:
404         default:
405                 sk_msg_free_partial(sk, msg, tosend);
406                 sk_msg_apply_bytes(psock, tosend);
407                 *copied -= (tosend + delta);
408                 return -EACCES;
409         }
410
411         if (likely(!ret)) {
412                 if (!psock->apply_bytes) {
413                         psock->eval =  __SK_NONE;
414                         if (psock->sk_redir) {
415                                 sock_put(psock->sk_redir);
416                                 psock->sk_redir = NULL;
417                         }
418                 }
419                 if (msg &&
420                     msg->sg.data[msg->sg.start].page_link &&
421                     msg->sg.data[msg->sg.start].length) {
422                         if (eval == __SK_REDIRECT)
423                                 sk_mem_charge(sk, tosend - sent);
424                         goto more_data;
425                 }
426         }
427         return ret;
428 }
429
430 static int tcp_bpf_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
431 {
432         struct sk_msg tmp, *msg_tx = NULL;
433         int copied = 0, err = 0;
434         struct sk_psock *psock;
435         long timeo;
436         int flags;
437
438         /* Don't let internal do_tcp_sendpages() flags through */
439         flags = (msg->msg_flags & ~MSG_SENDPAGE_DECRYPTED);
440         flags |= MSG_NO_SHARED_FRAGS;
441
442         psock = sk_psock_get(sk);
443         if (unlikely(!psock))
444                 return tcp_sendmsg(sk, msg, size);
445
446         lock_sock(sk);
447         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
448         while (msg_data_left(msg)) {
449                 bool enospc = false;
450                 u32 copy, osize;
451
452                 if (sk->sk_err) {
453                         err = -sk->sk_err;
454                         goto out_err;
455                 }
456
457                 copy = msg_data_left(msg);
458                 if (!sk_stream_memory_free(sk))
459                         goto wait_for_sndbuf;
460                 if (psock->cork) {
461                         msg_tx = psock->cork;
462                 } else {
463                         msg_tx = &tmp;
464                         sk_msg_init(msg_tx);
465                 }
466
467                 osize = msg_tx->sg.size;
468                 err = sk_msg_alloc(sk, msg_tx, msg_tx->sg.size + copy, msg_tx->sg.end - 1);
469                 if (err) {
470                         if (err != -ENOSPC)
471                                 goto wait_for_memory;
472                         enospc = true;
473                         copy = msg_tx->sg.size - osize;
474                 }
475
476                 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, msg_tx,
477                                                copy);
478                 if (err < 0) {
479                         sk_msg_trim(sk, msg_tx, osize);
480                         goto out_err;
481                 }
482
483                 copied += copy;
484                 if (psock->cork_bytes) {
485                         if (size > psock->cork_bytes)
486                                 psock->cork_bytes = 0;
487                         else
488                                 psock->cork_bytes -= size;
489                         if (psock->cork_bytes && !enospc)
490                                 goto out_err;
491                         /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
492                         psock->eval = __SK_NONE;
493                         psock->cork_bytes = 0;
494                 }
495
496                 err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg_tx, &copied, flags);
497                 if (unlikely(err < 0))
498                         goto out_err;
499                 continue;
500 wait_for_sndbuf:
501                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
502 wait_for_memory:
503                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
504                 if (err) {
505                         if (msg_tx && msg_tx != psock->cork)
506                                 sk_msg_free(sk, msg_tx);
507                         goto out_err;
508                 }
509         }
510 out_err:
511         if (err < 0)
512                 err = sk_stream_error(sk, msg->msg_flags, err);
513         release_sock(sk);
514         sk_psock_put(sk, psock);
515         return copied ? copied : err;
516 }
517
518 static int tcp_bpf_sendpage(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
519                             size_t size, int flags)
520 {
521         struct sk_msg tmp, *msg = NULL;
522         int err = 0, copied = 0;
523         struct sk_psock *psock;
524         bool enospc = false;
525
526         psock = sk_psock_get(sk);
527         if (unlikely(!psock))
528                 return tcp_sendpage(sk, page, offset, size, flags);
529
530         lock_sock(sk);
531         if (psock->cork) {
532                 msg = psock->cork;
533         } else {
534                 msg = &tmp;
535                 sk_msg_init(msg);
536         }
537
538         /* Catch case where ring is full and sendpage is stalled. */
539         if (unlikely(sk_msg_full(msg)))
540                 goto out_err;
541
542         sk_msg_page_add(msg, page, size, offset);
543         sk_mem_charge(sk, size);
544         copied = size;
545         if (sk_msg_full(msg))
546                 enospc = true;
547         if (psock->cork_bytes) {
548                 if (size > psock->cork_bytes)
549                         psock->cork_bytes = 0;
550                 else
551                         psock->cork_bytes -= size;
552                 if (psock->cork_bytes && !enospc)
553                         goto out_err;
554                 /* All cork bytes are accounted, rerun the prog. */
555                 psock->eval = __SK_NONE;
556                 psock->cork_bytes = 0;
557         }
558
559         err = tcp_bpf_send_verdict(sk, psock, msg, &copied, flags);
560 out_err:
561         release_sock(sk);
562         sk_psock_put(sk, psock);
563         return copied ? copied : err;
564 }
565
566 enum {
567         TCP_BPF_IPV4,
568         TCP_BPF_IPV6,
569         TCP_BPF_NUM_PROTS,
570 };
571
572 enum {
573         TCP_BPF_BASE,
574         TCP_BPF_TX,
575         TCP_BPF_RX,
576         TCP_BPF_TXRX,
577         TCP_BPF_NUM_CFGS,
578 };
579
580 static struct proto *tcpv6_prot_saved __read_mostly;
581 static DEFINE_SPINLOCK(tcpv6_prot_lock);
582 static struct proto tcp_bpf_prots[TCP_BPF_NUM_PROTS][TCP_BPF_NUM_CFGS];
583
584 static void tcp_bpf_rebuild_protos(struct proto prot[TCP_BPF_NUM_CFGS],
585                                    struct proto *base)
586 {
587         prot[TCP_BPF_BASE]                      = *base;
588         prot[TCP_BPF_BASE].destroy              = sock_map_destroy;
589         prot[TCP_BPF_BASE].close                = sock_map_close;
590         prot[TCP_BPF_BASE].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg;
591         prot[TCP_BPF_BASE].sock_is_readable     = sk_msg_is_readable;
592
593         prot[TCP_BPF_TX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
594         prot[TCP_BPF_TX].sendmsg                = tcp_bpf_sendmsg;
595         prot[TCP_BPF_TX].sendpage               = tcp_bpf_sendpage;
596
597         prot[TCP_BPF_RX]                        = prot[TCP_BPF_BASE];
598         prot[TCP_BPF_RX].recvmsg                = tcp_bpf_recvmsg_parser;
599
600         prot[TCP_BPF_TXRX]                      = prot[TCP_BPF_TX];
601         prot[TCP_BPF_TXRX].recvmsg              = tcp_bpf_recvmsg_parser;
602 }
603
604 static void tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(struct proto *ops)
605 {
606         if (unlikely(ops != smp_load_acquire(&tcpv6_prot_saved))) {
607                 spin_lock_bh(&tcpv6_prot_lock);
608                 if (likely(ops != tcpv6_prot_saved)) {
609                         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV6], ops);
610                         smp_store_release(&tcpv6_prot_saved, ops);
611                 }
612                 spin_unlock_bh(&tcpv6_prot_lock);
613         }
614 }
615
616 static int __init tcp_bpf_v4_build_proto(void)
617 {
618         tcp_bpf_rebuild_protos(tcp_bpf_prots[TCP_BPF_IPV4], &tcp_prot);
619         return 0;
620 }
621 late_initcall(tcp_bpf_v4_build_proto);
622
623 static int tcp_bpf_assert_proto_ops(struct proto *ops)
624 {
625         /* In order to avoid retpoline, we make assumptions when we call
626          * into ops if e.g. a psock is not present. Make sure they are
627          * indeed valid assumptions.
628          */
629         return ops->recvmsg  == tcp_recvmsg &&
630                ops->sendmsg  == tcp_sendmsg &&
631                ops->sendpage == tcp_sendpage ? 0 : -ENOTSUPP;
632 }
633
634 int tcp_bpf_update_proto(struct sock *sk, struct sk_psock *psock, bool restore)
635 {
636         int family = sk->sk_family == AF_INET6 ? TCP_BPF_IPV6 : TCP_BPF_IPV4;
637         int config = psock->progs.msg_parser   ? TCP_BPF_TX   : TCP_BPF_BASE;
638
639         if (psock->progs.stream_verdict || psock->progs.skb_verdict) {
640                 config = (config == TCP_BPF_TX) ? TCP_BPF_TXRX : TCP_BPF_RX;
641         }
642
643         if (restore) {
644                 if (inet_csk_has_ulp(sk)) {
645                         /* TLS does not have an unhash proto in SW cases,
646                          * but we need to ensure we stop using the sock_map
647                          * unhash routine because the associated psock is being
648                          * removed. So use the original unhash handler.
649                          */
650                         WRITE_ONCE(sk->sk_prot->unhash, psock->saved_unhash);
651                         tcp_update_ulp(sk, psock->sk_proto, psock->saved_write_space);
652                 } else {
653                         sk->sk_write_space = psock->saved_write_space;
654                         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
655                         sock_replace_proto(sk, psock->sk_proto);
656                 }
657                 return 0;
658         }
659
660         if (sk->sk_family == AF_INET6) {
661                 if (tcp_bpf_assert_proto_ops(psock->sk_proto))
662                         return -EINVAL;
663
664                 tcp_bpf_check_v6_needs_rebuild(psock->sk_proto);
665         }
666
667         /* Pairs with lockless read in sk_clone_lock() */
668         sock_replace_proto(sk, &tcp_bpf_prots[family][config]);
669         return 0;
670 }
671 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_bpf_update_proto);
672
673 /* If a child got cloned from a listening socket that had tcp_bpf
674  * protocol callbacks installed, we need to restore the callbacks to
675  * the default ones because the child does not inherit the psock state
676  * that tcp_bpf callbacks expect.
677  */
678 void tcp_bpf_clone(const struct sock *sk, struct sock *newsk)
679 {
680         struct proto *prot = newsk->sk_prot;
681
682         if (is_insidevar(prot, tcp_bpf_prots))
683                 newsk->sk_prot = sk->sk_prot_creator;
684 }
685 #endif /* CONFIG_BPF_SYSCALL */