kernel/bpf/arraymap.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   3  * Copyright (c) 2016,2017 Facebook
   4  */
   5 #include <linux/bpf.h>
   6 #include <linux/btf.h>
   7 #include <linux/err.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/filter.h>
  11 #include <linux/perf_event.h>
  12 #include <uapi/linux/btf.h>
  13
  14 #include "map_in_map.h"
  15
  16 #define ARRAY_CREATE_FLAG_MASK \
  17         (BPF_F_NUMA_NODE | BPF_F_MMAPABLE | BPF_F_ACCESS_MASK)
  18
  19 static void bpf_array_free_percpu(struct bpf_array *array)
  20 {
  21         int i;
  22
  23         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
  24                 free_percpu(array->pptrs[i]);
  25                 cond_resched();
  26         }
  27 }
  28
  29 static int bpf_array_alloc_percpu(struct bpf_array *array)
  30 {
  31         void __percpu *ptr;
  32         int i;
  33
  34         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
  35                 ptr = __alloc_percpu_gfp(array->elem_size, 8,
  36                                          GFP_USER | __GFP_NOWARN);
  37                 if (!ptr) {
  38                         bpf_array_free_percpu(array);
  39                         return -ENOMEM;
  40                 }
  41                 array->pptrs[i] = ptr;
  42                 cond_resched();
  43         }
  44
  45         return 0;
  46 }
  47
  48 /* Called from syscall */
  49 int array_map_alloc_check(union bpf_attr *attr)
  50 {
  51         bool percpu = attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY;
  52         int numa_node = bpf_map_attr_numa_node(attr);
  53
  54         /* check sanity of attributes */
  55         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
  56             attr->value_size == 0 ||
  57             attr->map_flags & ~ARRAY_CREATE_FLAG_MASK ||
  58             !bpf_map_flags_access_ok(attr->map_flags) ||
  59             (percpu && numa_node != NUMA_NO_NODE))
  60                 return -EINVAL;
  61
  62         if (attr->map_type != BPF_MAP_TYPE_ARRAY &&
  63             attr->map_flags & BPF_F_MMAPABLE)
  64                 return -EINVAL;
  65
  66         if (attr->value_size > KMALLOC_MAX_SIZE)
  67                 /* if value_size is bigger, the user space won't be able to
  68                  * access the elements.
  69                  */
  70                 return -E2BIG;
  71
  72         return 0;
  73 }
  74
  75 static struct bpf_map *array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
  76 {
  77         bool percpu = attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY;
  78         int ret, numa_node = bpf_map_attr_numa_node(attr);
  79         u32 elem_size, index_mask, max_entries;
  80         bool bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
  81         u64 cost, array_size, mask64;
  82         struct bpf_map_memory mem;
  83         struct bpf_array *array;
  84
  85         elem_size = round_up(attr->value_size, 8);
  86
  87         max_entries = attr->max_entries;
  88
  89         /* On 32 bit archs roundup_pow_of_two() with max_entries that has
  90          * upper most bit set in u32 space is undefined behavior due to
  91          * resulting 1U << 32, so do it manually here in u64 space.
  92          */
  93         mask64 = fls_long(max_entries - 1);
  94         mask64 = 1ULL << mask64;
  95         mask64 -= 1;
  96
  97         index_mask = mask64;
  98         if (!bypass_spec_v1) {
  99                 /* round up array size to nearest power of 2,
 100                  * since cpu will speculate within index_mask limits
 101                  */
 102                 max_entries = index_mask + 1;
 103                 /* Check for overflows. */
 104                 if (max_entries < attr->max_entries)
 105                         return ERR_PTR(-E2BIG);
 106         }
 107
 108         array_size = sizeof(*array);
 109         if (percpu) {
 110                 array_size += (u64) max_entries * sizeof(void *);
 111         } else {
 112                 /* rely on vmalloc() to return page-aligned memory and
 113                  * ensure array->value is exactly page-aligned
 114                  */
 115                 if (attr->map_flags & BPF_F_MMAPABLE) {
 116                         array_size = PAGE_ALIGN(array_size);
 117                         array_size += PAGE_ALIGN((u64) max_entries * elem_size);
 118                 } else {
 119                         array_size += (u64) max_entries * elem_size;
 120                 }
 121         }
 122
 123         /* make sure there is no u32 overflow later in round_up() */
 124         cost = array_size;
 125         if (percpu)
 126                 cost += (u64)attr->max_entries * elem_size * num_possible_cpus();
 127
 128         ret = bpf_map_charge_init(&mem, cost);
 129         if (ret < 0)
 130                 return ERR_PTR(ret);
 131
 132         /* allocate all map elements and zero-initialize them */
 133         if (attr->map_flags & BPF_F_MMAPABLE) {
 134                 void *data;
 135
 136                 /* kmalloc'ed memory can't be mmap'ed, use explicit vmalloc */
 137                 data = bpf_map_area_mmapable_alloc(array_size, numa_node);
 138                 if (!data) {
 139                         bpf_map_charge_finish(&mem);
 140                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 141                 }
 142                 array = data + PAGE_ALIGN(sizeof(struct bpf_array))
 143                         - offsetof(struct bpf_array, value);
 144         } else {
 145                 array = bpf_map_area_alloc(array_size, numa_node);
 146         }
 147         if (!array) {
 148                 bpf_map_charge_finish(&mem);
 149                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 150         }
 151         array->index_mask = index_mask;
 152         array->map.bypass_spec_v1 = bypass_spec_v1;
 153
 154         /* copy mandatory map attributes */
 155         bpf_map_init_from_attr(&array->map, attr);
 156         bpf_map_charge_move(&array->map.memory, &mem);
 157         array->elem_size = elem_size;
 158
 159         if (percpu && bpf_array_alloc_percpu(array)) {
 160                 bpf_map_charge_finish(&array->map.memory);
 161                 bpf_map_area_free(array);
 162                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 163         }
 164
 165         return &array->map;
 166 }
 167
 168 /* Called from syscall or from eBPF program */
 169 static void *array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 170 {
 171         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 172         u32 index = *(u32 *)key;
 173
 174         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
 175                 return NULL;
 176
 177         return array->value + array->elem_size * (index & array->index_mask);
 178 }
 179
 180 static int array_map_direct_value_addr(const struct bpf_map *map, u64 *imm,
 181                                        u32 off)
 182 {
 183         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 184
 185         if (map->max_entries != 1)
 186                 return -ENOTSUPP;
 187         if (off >= map->value_size)
 188                 return -EINVAL;
 189
 190         *imm = (unsigned long)array->value;
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 static int array_map_direct_value_meta(const struct bpf_map *map, u64 imm,
 195                                        u32 *off)
 196 {
 197         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 198         u64 base = (unsigned long)array->value;
 199         u64 range = array->elem_size;
 200
 201         if (map->max_entries != 1)
 202                 return -ENOTSUPP;
 203         if (imm < base || imm >= base + range)
 204                 return -ENOENT;
 205
 206         *off = imm - base;
 207         return 0;
 208 }
 209
 210 /* emit BPF instructions equivalent to C code of array_map_lookup_elem() */
 211 static u32 array_map_gen_lookup(struct bpf_map *map, struct bpf_insn *insn_buf)
 212 {
 213         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 214         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 215         u32 elem_size = round_up(map->value_size, 8);
 216         const int ret = BPF_REG_0;
 217         const int map_ptr = BPF_REG_1;
 218         const int index = BPF_REG_2;
 219
 220         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, map_ptr, offsetof(struct bpf_array, value));
 221         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, ret, index, 0);
 222         if (!map->bypass_spec_v1) {
 223                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 4);
 224                 *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, ret, array->index_mask);
 225         } else {
 226                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 3);
 227         }
 228
 229         if (is_power_of_2(elem_size)) {
 230                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, ret, ilog2(elem_size));
 231         } else {
 232                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, ret, elem_size);
 233         }
 234         *insn++ = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, ret, map_ptr);
 235         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
 236         *insn++ = BPF_MOV64_IMM(ret, 0);
 237         return insn - insn_buf;
 238 }
 239
 240 /* Called from eBPF program */
 241 static void *percpu_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 242 {
 243         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 244         u32 index = *(u32 *)key;
 245
 246         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
 247                 return NULL;
 248
 249         return this_cpu_ptr(array->pptrs[index & array->index_mask]);
 250 }
 251
 252 int bpf_percpu_array_copy(struct bpf_map *map, void *key, void *value)
 253 {
 254         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 255         u32 index = *(u32 *)key;
 256         void __percpu *pptr;
 257         int cpu, off = 0;
 258         u32 size;
 259
 260         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
 261                 return -ENOENT;
 262
 263         /* per_cpu areas are zero-filled and bpf programs can only
 264          * access 'value_size' of them, so copying rounded areas
 265          * will not leak any kernel data
 266          */
 267         size = round_up(map->value_size, 8);
 268         rcu_read_lock();
 269         pptr = array->pptrs[index & array->index_mask];
 270         for_each_possible_cpu(cpu) {
 271                 bpf_long_memcpy(value + off, per_cpu_ptr(pptr, cpu), size);
 272                 off += size;
 273         }
 274         rcu_read_unlock();
 275         return 0;
 276 }
 277
 278 /* Called from syscall */
 279 static int array_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 280 {
 281         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 282         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 283         u32 *next = (u32 *)next_key;
 284
 285         if (index >= array->map.max_entries) {
 286                 *next = 0;
 287                 return 0;
 288         }
 289
 290         if (index == array->map.max_entries - 1)
 291                 return -ENOENT;
 292
 293         *next = index + 1;
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 /* Called from syscall or from eBPF program */
 298 static int array_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 299                                  u64 map_flags)
 300 {
 301         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 302         u32 index = *(u32 *)key;
 303         char *val;
 304
 305         if (unlikely((map_flags & ~BPF_F_LOCK) > BPF_EXIST))
 306                 /* unknown flags */
 307                 return -EINVAL;
 308
 309         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
 310                 /* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
 311                 return -E2BIG;
 312
 313         if (unlikely(map_flags & BPF_NOEXIST))
 314                 /* all elements already exist */
 315                 return -EEXIST;
 316
 317         if (unlikely((map_flags & BPF_F_LOCK) &&
 318                      !map_value_has_spin_lock(map)))
 319                 return -EINVAL;
 320
 321         if (array->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY) {
 322                 memcpy(this_cpu_ptr(array->pptrs[index & array->index_mask]),
 323                        value, map->value_size);
 324         } else {
 325                 val = array->value +
 326                         array->elem_size * (index & array->index_mask);
 327                 if (map_flags & BPF_F_LOCK)
 328                         copy_map_value_locked(map, val, value, false);
 329                 else
 330                         copy_map_value(map, val, value);
 331         }
 332         return 0;
 333 }
 334
 335 int bpf_percpu_array_update(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 336                             u64 map_flags)
 337 {
 338         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 339         u32 index = *(u32 *)key;
 340         void __percpu *pptr;
 341         int cpu, off = 0;
 342         u32 size;
 343
 344         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 345                 /* unknown flags */
 346                 return -EINVAL;
 347
 348         if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
 349                 /* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
 350                 return -E2BIG;
 351
 352         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 353                 /* all elements already exist */
 354                 return -EEXIST;
 355
 356         /* the user space will provide round_up(value_size, 8) bytes that
 357          * will be copied into per-cpu area. bpf programs can only access
 358          * value_size of it. During lookup the same extra bytes will be
 359          * returned or zeros which were zero-filled by percpu_alloc,
 360          * so no kernel data leaks possible
 361          */
 362         size = round_up(map->value_size, 8);
 363         rcu_read_lock();
 364         pptr = array->pptrs[index & array->index_mask];
 365         for_each_possible_cpu(cpu) {
 366                 bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu), value + off, size);
 367                 off += size;
 368         }
 369         rcu_read_unlock();
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 /* Called from syscall or from eBPF program */
 374 static int array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 375 {
 376         return -EINVAL;
 377 }
 378
 379 static void *array_map_vmalloc_addr(struct bpf_array *array)
 380 {
 381         return (void *)round_down((unsigned long)array, PAGE_SIZE);
 382 }
 383
 384 /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
 385 static void array_map_free(struct bpf_map *map)
 386 {
 387         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 388
 389         if (array->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY)
 390                 bpf_array_free_percpu(array);
 391
 392         if (array->map.map_flags & BPF_F_MMAPABLE)
 393                 bpf_map_area_free(array_map_vmalloc_addr(array));
 394         else
 395                 bpf_map_area_free(array);
 396 }
 397
 398 static void array_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
 399                                     struct seq_file *m)
 400 {
 401         void *value;
 402
 403         rcu_read_lock();
 404
 405         value = array_map_lookup_elem(map, key);
 406         if (!value) {
 407                 rcu_read_unlock();
 408                 return;
 409         }
 410
 411         if (map->btf_key_type_id)
 412                 seq_printf(m, "%u: ", *(u32 *)key);
 413         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id, value, m);
 414         seq_puts(m, "\n");
 415
 416         rcu_read_unlock();
 417 }
 418
 419 static void percpu_array_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
 420                                            struct seq_file *m)
 421 {
 422         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 423         u32 index = *(u32 *)key;
 424         void __percpu *pptr;
 425         int cpu;
 426
 427         rcu_read_lock();
 428
 429         seq_printf(m, "%u: {\n", *(u32 *)key);
 430         pptr = array->pptrs[index & array->index_mask];
 431         for_each_possible_cpu(cpu) {
 432                 seq_printf(m, "\tcpu%d: ", cpu);
 433                 btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id,
 434                                   per_cpu_ptr(pptr, cpu), m);
 435                 seq_puts(m, "\n");
 436         }
 437         seq_puts(m, "}\n");
 438
 439         rcu_read_unlock();
 440 }
 441
 442 static int array_map_check_btf(const struct bpf_map *map,
 443                                const struct btf *btf,
 444                                const struct btf_type *key_type,
 445                                const struct btf_type *value_type)
 446 {
 447         u32 int_data;
 448
 449         /* One exception for keyless BTF: .bss/.data/.rodata map */
 450         if (btf_type_is_void(key_type)) {
 451                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_ARRAY ||
 452                     map->max_entries != 1)
 453                         return -EINVAL;
 454
 455                 if (BTF_INFO_KIND(value_type->info) != BTF_KIND_DATASEC)
 456                         return -EINVAL;
 457
 458                 return 0;
 459         }
 460
 461         if (BTF_INFO_KIND(key_type->info) != BTF_KIND_INT)
 462                 return -EINVAL;
 463
 464         int_data = *(u32 *)(key_type + 1);
 465         /* bpf array can only take a u32 key. This check makes sure
 466          * that the btf matches the attr used during map_create.
 467          */
 468         if (BTF_INT_BITS(int_data) != 32 || BTF_INT_OFFSET(int_data))
 469                 return -EINVAL;
 470
 471         return 0;
 472 }
 473
 474 static int array_map_mmap(struct bpf_map *map, struct vm_area_struct *vma)
 475 {
 476         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 477         pgoff_t pgoff = PAGE_ALIGN(sizeof(*array)) >> PAGE_SHIFT;
 478
 479         if (!(map->map_flags & BPF_F_MMAPABLE))
 480                 return -EINVAL;
 481
 482         if (vma->vm_pgoff * PAGE_SIZE + (vma->vm_end - vma->vm_start) >
 483             PAGE_ALIGN((u64)array->map.max_entries * array->elem_size))
 484                 return -EINVAL;
 485
 486         return remap_vmalloc_range(vma, array_map_vmalloc_addr(array),
 487                                    vma->vm_pgoff + pgoff);
 488 }
 489
 490 struct bpf_iter_seq_array_map_info {
 491         struct bpf_map *map;
 492         void *percpu_value_buf;
 493         u32 index;
 494 };
 495
 496 static void *bpf_array_map_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 497 {
 498         struct bpf_iter_seq_array_map_info *info = seq->private;
 499         struct bpf_map *map = info->map;
 500         struct bpf_array *array;
 501         u32 index;
 502
 503         if (info->index >= map->max_entries)
 504                 return NULL;
 505
 506         if (*pos == 0)
 507                 ++*pos;
 508         array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 509         index = info->index & array->index_mask;
 510         if (info->percpu_value_buf)
 511                return array->pptrs[index];
 512         return array->value + array->elem_size * index;
 513 }
 514
 515 static void *bpf_array_map_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
 516 {
 517         struct bpf_iter_seq_array_map_info *info = seq->private;
 518         struct bpf_map *map = info->map;
 519         struct bpf_array *array;
 520         u32 index;
 521
 522         ++*pos;
 523         ++info->index;
 524         if (info->index >= map->max_entries)
 525                 return NULL;
 526
 527         array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 528         index = info->index & array->index_mask;
 529         if (info->percpu_value_buf)
 530                return array->pptrs[index];
 531         return array->value + array->elem_size * index;
 532 }
 533
 534 static int __bpf_array_map_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
 535 {
 536         struct bpf_iter_seq_array_map_info *info = seq->private;
 537         struct bpf_iter__bpf_map_elem ctx = {};
 538         struct bpf_map *map = info->map;
 539         struct bpf_iter_meta meta;
 540         struct bpf_prog *prog;
 541         int off = 0, cpu = 0;
 542         void __percpu **pptr;
 543         u32 size;
 544
 545         meta.seq = seq;
 546         prog = bpf_iter_get_info(&meta, v == NULL);
 547         if (!prog)
 548                 return 0;
 549
 550         ctx.meta = &meta;
 551         ctx.map = info->map;
 552         if (v) {
 553                 ctx.key = &info->index;
 554
 555                 if (!info->percpu_value_buf) {
 556                         ctx.value = v;
 557                 } else {
 558                         pptr = v;
 559                         size = round_up(map->value_size, 8);
 560                         for_each_possible_cpu(cpu) {
 561                                 bpf_long_memcpy(info->percpu_value_buf + off,
 562                                                 per_cpu_ptr(pptr, cpu),
 563                                                 size);
 564                                 off += size;
 565                         }
 566                         ctx.value = info->percpu_value_buf;
 567                 }
 568         }
 569
 570         return bpf_iter_run_prog(prog, &ctx);
 571 }
 572
 573 static int bpf_array_map_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
 574 {
 575         return __bpf_array_map_seq_show(seq, v);
 576 }
 577
 578 static void bpf_array_map_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 579 {
 580         if (!v)
 581                 (void)__bpf_array_map_seq_show(seq, NULL);
 582 }
 583
 584 static int bpf_iter_init_array_map(void *priv_data,
 585                                    struct bpf_iter_aux_info *aux)
 586 {
 587         struct bpf_iter_seq_array_map_info *seq_info = priv_data;
 588         struct bpf_map *map = aux->map;
 589         void *value_buf;
 590         u32 buf_size;
 591
 592         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY) {
 593                 buf_size = round_up(map->value_size, 8) * num_possible_cpus();
 594                 value_buf = kmalloc(buf_size, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 595                 if (!value_buf)
 596                         return -ENOMEM;
 597
 598                 seq_info->percpu_value_buf = value_buf;
 599         }
 600
 601         seq_info->map = map;
 602         return 0;
 603 }
 604
 605 static void bpf_iter_fini_array_map(void *priv_data)
 606 {
 607         struct bpf_iter_seq_array_map_info *seq_info = priv_data;
 608
 609         kfree(seq_info->percpu_value_buf);
 610 }
 611
 612 static const struct seq_operations bpf_array_map_seq_ops = {
 613         .start  = bpf_array_map_seq_start,
 614         .next   = bpf_array_map_seq_next,
 615         .stop   = bpf_array_map_seq_stop,
 616         .show   = bpf_array_map_seq_show,
 617 };
 618
 619 static const struct bpf_iter_seq_info iter_seq_info = {
 620         .seq_ops                = &bpf_array_map_seq_ops,
 621         .init_seq_private       = bpf_iter_init_array_map,
 622         .fini_seq_private       = bpf_iter_fini_array_map,
 623         .seq_priv_size          = sizeof(struct bpf_iter_seq_array_map_info),
 624 };
 625
 626 static int array_map_btf_id;
 627 const struct bpf_map_ops array_map_ops = {
 628         .map_alloc_check = array_map_alloc_check,
 629         .map_alloc = array_map_alloc,
 630         .map_free = array_map_free,
 631         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
 632         .map_lookup_elem = array_map_lookup_elem,
 633         .map_update_elem = array_map_update_elem,
 634         .map_delete_elem = array_map_delete_elem,
 635         .map_gen_lookup = array_map_gen_lookup,
 636         .map_direct_value_addr = array_map_direct_value_addr,
 637         .map_direct_value_meta = array_map_direct_value_meta,
 638         .map_mmap = array_map_mmap,
 639         .map_seq_show_elem = array_map_seq_show_elem,
 640         .map_check_btf = array_map_check_btf,
 641         .map_lookup_batch = generic_map_lookup_batch,
 642         .map_update_batch = generic_map_update_batch,
 643         .map_btf_name = "bpf_array",
 644         .map_btf_id = &array_map_btf_id,
 645         .iter_seq_info = &iter_seq_info,
 646 };
 647
 648 static int percpu_array_map_btf_id;
 649 const struct bpf_map_ops percpu_array_map_ops = {
 650         .map_alloc_check = array_map_alloc_check,
 651         .map_alloc = array_map_alloc,
 652         .map_free = array_map_free,
 653         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
 654         .map_lookup_elem = percpu_array_map_lookup_elem,
 655         .map_update_elem = array_map_update_elem,
 656         .map_delete_elem = array_map_delete_elem,
 657         .map_seq_show_elem = percpu_array_map_seq_show_elem,
 658         .map_check_btf = array_map_check_btf,
 659         .map_btf_name = "bpf_array",
 660         .map_btf_id = &percpu_array_map_btf_id,
 661         .iter_seq_info = &iter_seq_info,
 662 };
 663
 664 static int fd_array_map_alloc_check(union bpf_attr *attr)
 665 {
 666         /* only file descriptors can be stored in this type of map */
 667         if (attr->value_size != sizeof(u32))
 668                 return -EINVAL;
 669         /* Program read-only/write-only not supported for special maps yet. */
 670         if (attr->map_flags & (BPF_F_RDONLY_PROG | BPF_F_WRONLY_PROG))
 671                 return -EINVAL;
 672         return array_map_alloc_check(attr);
 673 }
 674
 675 static void fd_array_map_free(struct bpf_map *map)
 676 {
 677         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 678         int i;
 679
 680         /* make sure it's empty */
 681         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
 682                 BUG_ON(array->ptrs[i] != NULL);
 683
 684         bpf_map_area_free(array);
 685 }
 686
 687 static void *fd_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 688 {
 689         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 690 }
 691
 692 /* only called from syscall */
 693 int bpf_fd_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key, u32 *value)
 694 {
 695         void **elem, *ptr;
 696         int ret =  0;
 697
 698         if (!map->ops->map_fd_sys_lookup_elem)
 699                 return -ENOTSUPP;
 700
 701         rcu_read_lock();
 702         elem = array_map_lookup_elem(map, key);
 703         if (elem && (ptr = READ_ONCE(*elem)))
 704                 *value = map->ops->map_fd_sys_lookup_elem(ptr);
 705         else
 706                 ret = -ENOENT;
 707         rcu_read_unlock();
 708
 709         return ret;
 710 }
 711
 712 /* only called from syscall */
 713 int bpf_fd_array_map_update_elem(struct bpf_map *map, struct file *map_file,
 714                                  void *key, void *value, u64 map_flags)
 715 {
 716         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 717         void *new_ptr, *old_ptr;
 718         u32 index = *(u32 *)key, ufd;
 719
 720         if (map_flags != BPF_ANY)
 721                 return -EINVAL;
 722
 723         if (index >= array->map.max_entries)
 724                 return -E2BIG;
 725
 726         ufd = *(u32 *)value;
 727         new_ptr = map->ops->map_fd_get_ptr(map, map_file, ufd);
 728         if (IS_ERR(new_ptr))
 729                 return PTR_ERR(new_ptr);
 730
 731         if (map->ops->map_poke_run) {
 732                 mutex_lock(&array->aux->poke_mutex);
 733                 old_ptr = xchg(array->ptrs + index, new_ptr);
 734                 map->ops->map_poke_run(map, index, old_ptr, new_ptr);
 735                 mutex_unlock(&array->aux->poke_mutex);
 736         } else {
 737                 old_ptr = xchg(array->ptrs + index, new_ptr);
 738         }
 739
 740         if (old_ptr)
 741                 map->ops->map_fd_put_ptr(old_ptr);
 742         return 0;
 743 }
 744
 745 static int fd_array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 746 {
 747         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 748         void *old_ptr;
 749         u32 index = *(u32 *)key;
 750
 751         if (index >= array->map.max_entries)
 752                 return -E2BIG;
 753
 754         if (map->ops->map_poke_run) {
 755                 mutex_lock(&array->aux->poke_mutex);
 756                 old_ptr = xchg(array->ptrs + index, NULL);
 757                 map->ops->map_poke_run(map, index, old_ptr, NULL);
 758                 mutex_unlock(&array->aux->poke_mutex);
 759         } else {
 760                 old_ptr = xchg(array->ptrs + index, NULL);
 761         }
 762
 763         if (old_ptr) {
 764                 map->ops->map_fd_put_ptr(old_ptr);
 765                 return 0;
 766         } else {
 767                 return -ENOENT;
 768         }
 769 }
 770
 771 static void *prog_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
 772                                    struct file *map_file, int fd)
 773 {
 774         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 775         struct bpf_prog *prog = bpf_prog_get(fd);
 776
 777         if (IS_ERR(prog))
 778                 return prog;
 779
 780         if (!bpf_prog_array_compatible(array, prog)) {
 781                 bpf_prog_put(prog);
 782                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 783         }
 784
 785         return prog;
 786 }
 787
 788 static void prog_fd_array_put_ptr(void *ptr)
 789 {
 790         bpf_prog_put(ptr);
 791 }
 792
 793 static u32 prog_fd_array_sys_lookup_elem(void *ptr)
 794 {
 795         return ((struct bpf_prog *)ptr)->aux->id;
 796 }
 797
 798 /* decrement refcnt of all bpf_progs that are stored in this map */
 799 static void bpf_fd_array_map_clear(struct bpf_map *map)
 800 {
 801         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
 802         int i;
 803
 804         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
 805                 fd_array_map_delete_elem(map, &i);
 806 }
 807
 808 static void prog_array_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
 809                                          struct seq_file *m)
 810 {
 811         void **elem, *ptr;
 812         u32 prog_id;
 813
 814         rcu_read_lock();
 815
 816         elem = array_map_lookup_elem(map, key);
 817         if (elem) {
 818                 ptr = READ_ONCE(*elem);
 819                 if (ptr) {
 820                         seq_printf(m, "%u: ", *(u32 *)key);
 821                         prog_id = prog_fd_array_sys_lookup_elem(ptr);
 822                         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id,
 823                                           &prog_id, m);
 824                         seq_puts(m, "\n");
 825                 }
 826         }
 827
 828         rcu_read_unlock();
 829 }
 830
 831 struct prog_poke_elem {
 832         struct list_head list;
 833         struct bpf_prog_aux *aux;
 834 };
 835
 836 static int prog_array_map_poke_track(struct bpf_map *map,
 837                                      struct bpf_prog_aux *prog_aux)
 838 {
 839         struct prog_poke_elem *elem;
 840         struct bpf_array_aux *aux;
 841         int ret = 0;
 842
 843         aux = container_of(map, struct bpf_array, map)->aux;
 844         mutex_lock(&aux->poke_mutex);
 845         list_for_each_entry(elem, &aux->poke_progs, list) {
 846                 if (elem->aux == prog_aux)
 847                         goto out;
 848         }
 849
 850         elem = kmalloc(sizeof(*elem), GFP_KERNEL);
 851         if (!elem) {
 852                 ret = -ENOMEM;
 853                 goto out;
 854         }
 855
 856         INIT_LIST_HEAD(&elem->list);
 857         /* We must track the program's aux info at this point in time
 858          * since the program pointer itself may not be stable yet, see
 859          * also comment in prog_array_map_poke_run().
 860          */
 861         elem->aux = prog_aux;
 862
 863         list_add_tail(&elem->list, &aux->poke_progs);
 864 out:
 865         mutex_unlock(&aux->poke_mutex);
 866         return ret;
 867 }
 868
 869 static void prog_array_map_poke_untrack(struct bpf_map *map,
 870                                         struct bpf_prog_aux *prog_aux)
 871 {
 872         struct prog_poke_elem *elem, *tmp;
 873         struct bpf_array_aux *aux;
 874
 875         aux = container_of(map, struct bpf_array, map)->aux;
 876         mutex_lock(&aux->poke_mutex);
 877         list_for_each_entry_safe(elem, tmp, &aux->poke_progs, list) {
 878                 if (elem->aux == prog_aux) {
 879                         list_del_init(&elem->list);
 880                         kfree(elem);
 881                         break;
 882                 }
 883         }
 884         mutex_unlock(&aux->poke_mutex);
 885 }
 886
 887 static void prog_array_map_poke_run(struct bpf_map *map, u32 key,
 888                                     struct bpf_prog *old,
 889                                     struct bpf_prog *new)
 890 {
 891         struct prog_poke_elem *elem;
 892         struct bpf_array_aux *aux;
 893
 894         aux = container_of(map, struct bpf_array, map)->aux;
 895         WARN_ON_ONCE(!mutex_is_locked(&aux->poke_mutex));
 896
 897         list_for_each_entry(elem, &aux->poke_progs, list) {
 898                 struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
 899                 int i, ret;
 900
 901                 for (i = 0; i < elem->aux->size_poke_tab; i++) {
 902                         poke = &elem->aux->poke_tab[i];
 903
 904                         /* Few things to be aware of:
 905                          *
 906                          * 1) We can only ever access aux in this context, but
 907                          *    not aux->prog since it might not be stable yet and
 908                          *    there could be danger of use after free otherwise.
 909                          * 2) Initially when we start tracking aux, the program
 910                          *    is not JITed yet and also does not have a kallsyms
 911                          *    entry. We skip these as poke->ip_stable is not
 912                          *    active yet. The JIT will do the final fixup before
 913                          *    setting it stable. The various poke->ip_stable are
 914                          *    successively activated, so tail call updates can
 915                          *    arrive from here while JIT is still finishing its
 916                          *    final fixup for non-activated poke entries.
 917                          * 3) On program teardown, the program's kallsym entry gets
 918                          *    removed out of RCU callback, but we can only untrack
 919                          *    from sleepable context, therefore bpf_arch_text_poke()
 920                          *    might not see that this is in BPF text section and
 921                          *    bails out with -EINVAL. As these are unreachable since
 922                          *    RCU grace period already passed, we simply skip them.
 923                          * 4) Also programs reaching refcount of zero while patching
 924                          *    is in progress is okay since we're protected under
 925                          *    poke_mutex and untrack the programs before the JIT
 926                          *    buffer is freed. When we're still in the middle of
 927                          *    patching and suddenly kallsyms entry of the program
 928                          *    gets evicted, we just skip the rest which is fine due
 929                          *    to point 3).
 930                          * 5) Any other error happening below from bpf_arch_text_poke()
 931                          *    is a unexpected bug.
 932                          */
 933                         if (!READ_ONCE(poke->ip_stable))
 934                                 continue;
 935                         if (poke->reason != BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL)
 936                                 continue;
 937                         if (poke->tail_call.map != map ||
 938                             poke->tail_call.key != key)
 939                                 continue;
 940
 941                         ret = bpf_arch_text_poke(poke->ip, BPF_MOD_JUMP,
 942                                                  old ? (u8 *)old->bpf_func +
 943                                                  poke->adj_off : NULL,
 944                                                  new ? (u8 *)new->bpf_func +
 945                                                  poke->adj_off : NULL);
 946                         BUG_ON(ret < 0 && ret != -EINVAL);
 947                 }
 948         }
 949 }
 950
 951 static void prog_array_map_clear_deferred(struct work_struct *work)
 952 {
 953         struct bpf_map *map = container_of(work, struct bpf_array_aux,
 954                                            work)->map;
 955         bpf_fd_array_map_clear(map);
 956         bpf_map_put(map);
 957 }
 958
 959 static void prog_array_map_clear(struct bpf_map *map)
 960 {
 961         struct bpf_array_aux *aux = container_of(map, struct bpf_array,
 962                                                  map)->aux;
 963         bpf_map_inc(map);
 964         schedule_work(&aux->work);
 965 }
 966
 967 static struct bpf_map *prog_array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
 968 {
 969         struct bpf_array_aux *aux;
 970         struct bpf_map *map;
 971
 972         aux = kzalloc(sizeof(*aux), GFP_KERNEL);
 973         if (!aux)
 974                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 975
 976         INIT_WORK(&aux->work, prog_array_map_clear_deferred);
 977         INIT_LIST_HEAD(&aux->poke_progs);
 978         mutex_init(&aux->poke_mutex);
 979
 980         map = array_map_alloc(attr);
 981         if (IS_ERR(map)) {
 982                 kfree(aux);
 983                 return map;
 984         }
 985
 986         container_of(map, struct bpf_array, map)->aux = aux;
 987         aux->map = map;
 988
 989         return map;
 990 }
 991
 992 static void prog_array_map_free(struct bpf_map *map)
 993 {
 994         struct prog_poke_elem *elem, *tmp;
 995         struct bpf_array_aux *aux;
 996
 997         aux = container_of(map, struct bpf_array, map)->aux;
 998         list_for_each_entry_safe(elem, tmp, &aux->poke_progs, list) {
 999                 list_del_init(&elem->list);
1000                 kfree(elem);
1001         }
1002         kfree(aux);
1003         fd_array_map_free(map);
1004 }
1005
1006 static int prog_array_map_btf_id;
1007 const struct bpf_map_ops prog_array_map_ops = {
1008         .map_alloc_check = fd_array_map_alloc_check,
1009         .map_alloc = prog_array_map_alloc,
1010         .map_free = prog_array_map_free,
1011         .map_poke_track = prog_array_map_poke_track,
1012         .map_poke_untrack = prog_array_map_poke_untrack,
1013         .map_poke_run = prog_array_map_poke_run,
1014         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
1015         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
1016         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
1017         .map_fd_get_ptr = prog_fd_array_get_ptr,
1018         .map_fd_put_ptr = prog_fd_array_put_ptr,
1019         .map_fd_sys_lookup_elem = prog_fd_array_sys_lookup_elem,
1020         .map_release_uref = prog_array_map_clear,
1021         .map_seq_show_elem = prog_array_map_seq_show_elem,
1022         .map_btf_name = "bpf_array",
1023         .map_btf_id = &prog_array_map_btf_id,
1024 };
1025
1026 static struct bpf_event_entry *bpf_event_entry_gen(struct file *perf_file,
1027                                                    struct file *map_file)
1028 {
1029         struct bpf_event_entry *ee;
1030
1031         ee = kzalloc(sizeof(*ee), GFP_ATOMIC);
1032         if (ee) {
1033                 ee->event = perf_file->private_data;
1034                 ee->perf_file = perf_file;
1035                 ee->map_file = map_file;
1036         }
1037
1038         return ee;
1039 }
1040
1041 static void __bpf_event_entry_free(struct rcu_head *rcu)
1042 {
1043         struct bpf_event_entry *ee;
1044
1045         ee = container_of(rcu, struct bpf_event_entry, rcu);
1046         fput(ee->perf_file);
1047         kfree(ee);
1048 }
1049
1050 static void bpf_event_entry_free_rcu(struct bpf_event_entry *ee)
1051 {
1052         call_rcu(&ee->rcu, __bpf_event_entry_free);
1053 }
1054
1055 static void *perf_event_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
1056                                          struct file *map_file, int fd)
1057 {
1058         struct bpf_event_entry *ee;
1059         struct perf_event *event;
1060         struct file *perf_file;
1061         u64 value;
1062
1063         perf_file = perf_event_get(fd);
1064         if (IS_ERR(perf_file))
1065                 return perf_file;
1066
1067         ee = ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
1068         event = perf_file->private_data;
1069         if (perf_event_read_local(event, &value, NULL, NULL) == -EOPNOTSUPP)
1070                 goto err_out;
1071
1072         ee = bpf_event_entry_gen(perf_file, map_file);
1073         if (ee)
1074                 return ee;
1075         ee = ERR_PTR(-ENOMEM);
1076 err_out:
1077         fput(perf_file);
1078         return ee;
1079 }
1080
1081 static void perf_event_fd_array_put_ptr(void *ptr)
1082 {
1083         bpf_event_entry_free_rcu(ptr);
1084 }
1085
1086 static void perf_event_fd_array_release(struct bpf_map *map,
1087                                         struct file *map_file)
1088 {
1089         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
1090         struct bpf_event_entry *ee;
1091         int i;
1092
1093         rcu_read_lock();
1094         for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++) {
1095                 ee = READ_ONCE(array->ptrs[i]);
1096                 if (ee && ee->map_file == map_file)
1097                         fd_array_map_delete_elem(map, &i);
1098         }
1099         rcu_read_unlock();
1100 }
1101
1102 static int perf_event_array_map_btf_id;
1103 const struct bpf_map_ops perf_event_array_map_ops = {
1104         .map_alloc_check = fd_array_map_alloc_check,
1105         .map_alloc = array_map_alloc,
1106         .map_free = fd_array_map_free,
1107         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
1108         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
1109         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
1110         .map_fd_get_ptr = perf_event_fd_array_get_ptr,
1111         .map_fd_put_ptr = perf_event_fd_array_put_ptr,
1112         .map_release = perf_event_fd_array_release,
1113         .map_check_btf = map_check_no_btf,
1114         .map_btf_name = "bpf_array",
1115         .map_btf_id = &perf_event_array_map_btf_id,
1116 };
1117
1118 #ifdef CONFIG_CGROUPS
1119 static void *cgroup_fd_array_get_ptr(struct bpf_map *map,
1120                                      struct file *map_file /* not used */,
1121                                      int fd)
1122 {
1123         return cgroup_get_from_fd(fd);
1124 }
1125
1126 static void cgroup_fd_array_put_ptr(void *ptr)
1127 {
1128         /* cgroup_put free cgrp after a rcu grace period */
1129         cgroup_put(ptr);
1130 }
1131
1132 static void cgroup_fd_array_free(struct bpf_map *map)
1133 {
1134         bpf_fd_array_map_clear(map);
1135         fd_array_map_free(map);
1136 }
1137
1138 static int cgroup_array_map_btf_id;
1139 const struct bpf_map_ops cgroup_array_map_ops = {
1140         .map_alloc_check = fd_array_map_alloc_check,
1141         .map_alloc = array_map_alloc,
1142         .map_free = cgroup_fd_array_free,
1143         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
1144         .map_lookup_elem = fd_array_map_lookup_elem,
1145         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
1146         .map_fd_get_ptr = cgroup_fd_array_get_ptr,
1147         .map_fd_put_ptr = cgroup_fd_array_put_ptr,
1148         .map_check_btf = map_check_no_btf,
1149         .map_btf_name = "bpf_array",
1150         .map_btf_id = &cgroup_array_map_btf_id,
1151 };
1152 #endif
1153
1154 static struct bpf_map *array_of_map_alloc(union bpf_attr *attr)
1155 {
1156         struct bpf_map *map, *inner_map_meta;
1157
1158         inner_map_meta = bpf_map_meta_alloc(attr->inner_map_fd);
1159         if (IS_ERR(inner_map_meta))
1160                 return inner_map_meta;
1161
1162         map = array_map_alloc(attr);
1163         if (IS_ERR(map)) {
1164                 bpf_map_meta_free(inner_map_meta);
1165                 return map;
1166         }
1167
1168         map->inner_map_meta = inner_map_meta;
1169
1170         return map;
1171 }
1172
1173 static void array_of_map_free(struct bpf_map *map)
1174 {
1175         /* map->inner_map_meta is only accessed by syscall which
1176          * is protected by fdget/fdput.
1177          */
1178         bpf_map_meta_free(map->inner_map_meta);
1179         bpf_fd_array_map_clear(map);
1180         fd_array_map_free(map);
1181 }
1182
1183 static void *array_of_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1184 {
1185         struct bpf_map **inner_map = array_map_lookup_elem(map, key);
1186
1187         if (!inner_map)
1188                 return NULL;
1189
1190         return READ_ONCE(*inner_map);
1191 }
1192
1193 static u32 array_of_map_gen_lookup(struct bpf_map *map,
1194                                    struct bpf_insn *insn_buf)
1195 {
1196         struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
1197         u32 elem_size = round_up(map->value_size, 8);
1198         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
1199         const int ret = BPF_REG_0;
1200         const int map_ptr = BPF_REG_1;
1201         const int index = BPF_REG_2;
1202
1203         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, map_ptr, offsetof(struct bpf_array, value));
1204         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_W, ret, index, 0);
1205         if (!map->bypass_spec_v1) {
1206                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 6);
1207                 *insn++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, ret, array->index_mask);
1208         } else {
1209                 *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, ret, map->max_entries, 5);
1210         }
1211         if (is_power_of_2(elem_size))
1212                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, ret, ilog2(elem_size));
1213         else
1214                 *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, ret, elem_size);
1215         *insn++ = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, ret, map_ptr);
1216         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, ret, ret, 0);
1217         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 1);
1218         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
1219         *insn++ = BPF_MOV64_IMM(ret, 0);
1220
1221         return insn - insn_buf;
1222 }
1223
1224 static int array_of_maps_map_btf_id;
1225 const struct bpf_map_ops array_of_maps_map_ops = {
1226         .map_alloc_check = fd_array_map_alloc_check,
1227         .map_alloc = array_of_map_alloc,
1228         .map_free = array_of_map_free,
1229         .map_get_next_key = array_map_get_next_key,
1230         .map_lookup_elem = array_of_map_lookup_elem,
1231         .map_delete_elem = fd_array_map_delete_elem,
1232         .map_fd_get_ptr = bpf_map_fd_get_ptr,
1233         .map_fd_put_ptr = bpf_map_fd_put_ptr,
1234         .map_fd_sys_lookup_elem = bpf_map_fd_sys_lookup_elem,
1235         .map_gen_lookup = array_of_map_gen_lookup,
1236         .map_check_btf = map_check_no_btf,
1237         .map_btf_name = "bpf_array",
1238         .map_btf_id = &array_of_maps_map_btf_id,
1239 };