kernel/bpf/devmap.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Copyright (c) 2017 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
   3  */
   4
   5 /* Devmaps primary use is as a backend map for XDP BPF helper call
   6  * bpf_redirect_map(). Because XDP is mostly concerned with performance we
   7  * spent some effort to ensure the datapath with redirect maps does not use
   8  * any locking. This is a quick note on the details.
   9  *
  10  * We have three possible paths to get into the devmap control plane bpf
  11  * syscalls, bpf programs, and driver side xmit/flush operations. A bpf syscall
  12  * will invoke an update, delete, or lookup operation. To ensure updates and
  13  * deletes appear atomic from the datapath side xchg() is used to modify the
  14  * netdev_map array. Then because the datapath does a lookup into the netdev_map
  15  * array (read-only) from an RCU critical section we use call_rcu() to wait for
  16  * an rcu grace period before free'ing the old data structures. This ensures the
  17  * datapath always has a valid copy. However, the datapath does a "flush"
  18  * operation that pushes any pending packets in the driver outside the RCU
  19  * critical section. Each bpf_dtab_netdev tracks these pending operations using
  20  * a per-cpu flush list. The bpf_dtab_netdev object will not be destroyed  until
  21  * this list is empty, indicating outstanding flush operations have completed.
  22  *
  23  * BPF syscalls may race with BPF program calls on any of the update, delete
  24  * or lookup operations. As noted above the xchg() operation also keep the
  25  * netdev_map consistent in this case. From the devmap side BPF programs
  26  * calling into these operations are the same as multiple user space threads
  27  * making system calls.
  28  *
  29  * Finally, any of the above may race with a netdev_unregister notifier. The
  30  * unregister notifier must search for net devices in the map structure that
  31  * contain a reference to the net device and remove them. This is a two step
  32  * process (a) dereference the bpf_dtab_netdev object in netdev_map and (b)
  33  * check to see if the ifindex is the same as the net_device being removed.
  34  * When removing the dev a cmpxchg() is used to ensure the correct dev is
  35  * removed, in the case of a concurrent update or delete operation it is
  36  * possible that the initially referenced dev is no longer in the map. As the
  37  * notifier hook walks the map we know that new dev references can not be
  38  * added by the user because core infrastructure ensures dev_get_by_index()
  39  * calls will fail at this point.
  40  *
  41  * The devmap_hash type is a map type which interprets keys as ifindexes and
  42  * indexes these using a hashmap. This allows maps that use ifindex as key to be
  43  * densely packed instead of having holes in the lookup array for unused
  44  * ifindexes. The setup and packet enqueue/send code is shared between the two
  45  * types of devmap; only the lookup and insertion is different.
  46  */
  47 #include <linux/bpf.h>
  48 #include <net/xdp.h>
  49 #include <linux/filter.h>
  50 #include <trace/events/xdp.h>
  51
  52 #define DEV_CREATE_FLAG_MASK \
  53         (BPF_F_NUMA_NODE | BPF_F_RDONLY | BPF_F_WRONLY)
  54
  55 struct xdp_dev_bulk_queue {
  56         struct xdp_frame *q[DEV_MAP_BULK_SIZE];
  57         struct list_head flush_node;
  58         struct net_device *dev;
  59         struct net_device *dev_rx;
  60         unsigned int count;
  61 };
  62
  63 struct bpf_dtab_netdev {
  64         struct net_device *dev; /* must be first member, due to tracepoint */
  65         struct hlist_node index_hlist;
  66         struct bpf_dtab *dtab;
  67         struct bpf_prog *xdp_prog;
  68         struct rcu_head rcu;
  69         unsigned int idx;
  70         struct bpf_devmap_val val;
  71 };
  72
  73 struct bpf_dtab {
  74         struct bpf_map map;
  75         struct bpf_dtab_netdev **netdev_map; /* DEVMAP type only */
  76         struct list_head list;
  77
  78         /* these are only used for DEVMAP_HASH type maps */
  79         struct hlist_head *dev_index_head;
  80         spinlock_t index_lock;
  81         unsigned int items;
  82         u32 n_buckets;
  83 };
  84
  85 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, dev_flush_list);
  86 static DEFINE_SPINLOCK(dev_map_lock);
  87 static LIST_HEAD(dev_map_list);
  88
  89 static struct hlist_head *dev_map_create_hash(unsigned int entries)
  90 {
  91         int i;
  92         struct hlist_head *hash;
  93
  94         hash = kmalloc_array(entries, sizeof(*hash), GFP_KERNEL);
  95         if (hash != NULL)
  96                 for (i = 0; i < entries; i++)
  97                         INIT_HLIST_HEAD(&hash[i]);
  98
  99         return hash;
 100 }
 101
 102 static inline struct hlist_head *dev_map_index_hash(struct bpf_dtab *dtab,
 103                                                     int idx)
 104 {
 105         return &dtab->dev_index_head[idx & (dtab->n_buckets - 1)];
 106 }
 107
 108 static int dev_map_init_map(struct bpf_dtab *dtab, union bpf_attr *attr)
 109 {
 110         u32 valsize = attr->value_size;
 111         u64 cost = 0;
 112         int err;
 113
 114         /* check sanity of attributes. 2 value sizes supported:
 115          * 4 bytes: ifindex
 116          * 8 bytes: ifindex + prog fd
 117          */
 118         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
 119             (valsize != offsetofend(struct bpf_devmap_val, ifindex) &&
 120              valsize != offsetofend(struct bpf_devmap_val, bpf_prog.fd)) ||
 121             attr->map_flags & ~DEV_CREATE_FLAG_MASK)
 122                 return -EINVAL;
 123
 124         /* Lookup returns a pointer straight to dev->ifindex, so make sure the
 125          * verifier prevents writes from the BPF side
 126          */
 127         attr->map_flags |= BPF_F_RDONLY_PROG;
 128
 129
 130         bpf_map_init_from_attr(&dtab->map, attr);
 131
 132         if (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH) {
 133                 dtab->n_buckets = roundup_pow_of_two(dtab->map.max_entries);
 134
 135                 if (!dtab->n_buckets) /* Overflow check */
 136                         return -EINVAL;
 137                 cost += (u64) sizeof(struct hlist_head) * dtab->n_buckets;
 138         } else {
 139                 cost += (u64) dtab->map.max_entries * sizeof(struct bpf_dtab_netdev *);
 140         }
 141
 142         /* if map size is larger than memlock limit, reject it */
 143         err = bpf_map_charge_init(&dtab->map.memory, cost);
 144         if (err)
 145                 return -EINVAL;
 146
 147         if (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH) {
 148                 dtab->dev_index_head = dev_map_create_hash(dtab->n_buckets);
 149                 if (!dtab->dev_index_head)
 150                         goto free_charge;
 151
 152                 spin_lock_init(&dtab->index_lock);
 153         } else {
 154                 dtab->netdev_map = bpf_map_area_alloc(dtab->map.max_entries *
 155                                                       sizeof(struct bpf_dtab_netdev *),
 156                                                       dtab->map.numa_node);
 157                 if (!dtab->netdev_map)
 158                         goto free_charge;
 159         }
 160
 161         return 0;
 162
 163 free_charge:
 164         bpf_map_charge_finish(&dtab->map.memory);
 165         return -ENOMEM;
 166 }
 167
 168 static struct bpf_map *dev_map_alloc(union bpf_attr *attr)
 169 {
 170         struct bpf_dtab *dtab;
 171         int err;
 172
 173         if (!capable(CAP_NET_ADMIN))
 174                 return ERR_PTR(-EPERM);
 175
 176         dtab = kzalloc(sizeof(*dtab), GFP_USER);
 177         if (!dtab)
 178                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 179
 180         err = dev_map_init_map(dtab, attr);
 181         if (err) {
 182                 kfree(dtab);
 183                 return ERR_PTR(err);
 184         }
 185
 186         spin_lock(&dev_map_lock);
 187         list_add_tail_rcu(&dtab->list, &dev_map_list);
 188         spin_unlock(&dev_map_lock);
 189
 190         return &dtab->map;
 191 }
 192
 193 static void dev_map_free(struct bpf_map *map)
 194 {
 195         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 196         int i;
 197
 198         /* At this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
 199          * so the programs (can be more than one that used this map) were
 200          * disconnected from events. The following synchronize_rcu() guarantees
 201          * both rcu read critical sections complete and waits for
 202          * preempt-disable regions (NAPI being the relevant context here) so we
 203          * are certain there will be no further reads against the netdev_map and
 204          * all flush operations are complete. Flush operations can only be done
 205          * from NAPI context for this reason.
 206          */
 207
 208         spin_lock(&dev_map_lock);
 209         list_del_rcu(&dtab->list);
 210         spin_unlock(&dev_map_lock);
 211
 212         bpf_clear_redirect_map(map);
 213         synchronize_rcu();
 214
 215         /* Make sure prior __dev_map_entry_free() have completed. */
 216         rcu_barrier();
 217
 218         if (dtab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH) {
 219                 for (i = 0; i < dtab->n_buckets; i++) {
 220                         struct bpf_dtab_netdev *dev;
 221                         struct hlist_head *head;
 222                         struct hlist_node *next;
 223
 224                         head = dev_map_index_hash(dtab, i);
 225
 226                         hlist_for_each_entry_safe(dev, next, head, index_hlist) {
 227                                 hlist_del_rcu(&dev->index_hlist);
 228                                 if (dev->xdp_prog)
 229                                         bpf_prog_put(dev->xdp_prog);
 230                                 dev_put(dev->dev);
 231                                 kfree(dev);
 232                         }
 233                 }
 234
 235                 kfree(dtab->dev_index_head);
 236         } else {
 237                 for (i = 0; i < dtab->map.max_entries; i++) {
 238                         struct bpf_dtab_netdev *dev;
 239
 240                         dev = dtab->netdev_map[i];
 241                         if (!dev)
 242                                 continue;
 243
 244                         if (dev->xdp_prog)
 245                                 bpf_prog_put(dev->xdp_prog);
 246                         dev_put(dev->dev);
 247                         kfree(dev);
 248                 }
 249
 250                 bpf_map_area_free(dtab->netdev_map);
 251         }
 252
 253         kfree(dtab);
 254 }
 255
 256 static int dev_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 257 {
 258         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 259         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 260         u32 *next = next_key;
 261
 262         if (index >= dtab->map.max_entries) {
 263                 *next = 0;
 264                 return 0;
 265         }
 266
 267         if (index == dtab->map.max_entries - 1)
 268                 return -ENOENT;
 269         *next = index + 1;
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 struct bpf_dtab_netdev *__dev_map_hash_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 274 {
 275         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 276         struct hlist_head *head = dev_map_index_hash(dtab, key);
 277         struct bpf_dtab_netdev *dev;
 278
 279         hlist_for_each_entry_rcu(dev, head, index_hlist,
 280                                  lockdep_is_held(&dtab->index_lock))
 281                 if (dev->idx == key)
 282                         return dev;
 283
 284         return NULL;
 285 }
 286
 287 static int dev_map_hash_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key,
 288                                     void *next_key)
 289 {
 290         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 291         u32 idx, *next = next_key;
 292         struct bpf_dtab_netdev *dev, *next_dev;
 293         struct hlist_head *head;
 294         int i = 0;
 295
 296         if (!key)
 297                 goto find_first;
 298
 299         idx = *(u32 *)key;
 300
 301         dev = __dev_map_hash_lookup_elem(map, idx);
 302         if (!dev)
 303                 goto find_first;
 304
 305         next_dev = hlist_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_next_rcu(&dev->index_hlist)),
 306                                     struct bpf_dtab_netdev, index_hlist);
 307
 308         if (next_dev) {
 309                 *next = next_dev->idx;
 310                 return 0;
 311         }
 312
 313         i = idx & (dtab->n_buckets - 1);
 314         i++;
 315
 316  find_first:
 317         for (; i < dtab->n_buckets; i++) {
 318                 head = dev_map_index_hash(dtab, i);
 319
 320                 next_dev = hlist_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_first_rcu(head)),
 321                                             struct bpf_dtab_netdev,
 322                                             index_hlist);
 323                 if (next_dev) {
 324                         *next = next_dev->idx;
 325                         return 0;
 326                 }
 327         }
 328
 329         return -ENOENT;
 330 }
 331
 332 bool dev_map_can_have_prog(struct bpf_map *map)
 333 {
 334         if ((map->map_type == BPF_MAP_TYPE_DEVMAP ||
 335              map->map_type == BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH) &&
 336             map->value_size != offsetofend(struct bpf_devmap_val, ifindex))
 337                 return true;
 338
 339         return false;
 340 }
 341
 342 static int bq_xmit_all(struct xdp_dev_bulk_queue *bq, u32 flags)
 343 {
 344         struct net_device *dev = bq->dev;
 345         int sent = 0, drops = 0, err = 0;
 346         int i;
 347
 348         if (unlikely(!bq->count))
 349                 return 0;
 350
 351         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 352                 struct xdp_frame *xdpf = bq->q[i];
 353
 354                 prefetch(xdpf);
 355         }
 356
 357         sent = dev->netdev_ops->ndo_xdp_xmit(dev, bq->count, bq->q, flags);
 358         if (sent < 0) {
 359                 err = sent;
 360                 sent = 0;
 361                 goto error;
 362         }
 363         drops = bq->count - sent;
 364 out:
 365         bq->count = 0;
 366
 367         trace_xdp_devmap_xmit(bq->dev_rx, dev, sent, drops, err);
 368         bq->dev_rx = NULL;
 369         __list_del_clearprev(&bq->flush_node);
 370         return 0;
 371 error:
 372         /* If ndo_xdp_xmit fails with an errno, no frames have been
 373          * xmit'ed and it's our responsibility to them free all.
 374          */
 375         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 376                 struct xdp_frame *xdpf = bq->q[i];
 377
 378                 xdp_return_frame_rx_napi(xdpf);
 379                 drops++;
 380         }
 381         goto out;
 382 }
 383
 384 /* __dev_flush is called from xdp_do_flush() which _must_ be signaled
 385  * from the driver before returning from its napi->poll() routine. The poll()
 386  * routine is called either from busy_poll context or net_rx_action signaled
 387  * from NET_RX_SOFTIRQ. Either way the poll routine must complete before the
 388  * net device can be torn down. On devmap tear down we ensure the flush list
 389  * is empty before completing to ensure all flush operations have completed.
 390  * When drivers update the bpf program they may need to ensure any flush ops
 391  * are also complete. Using synchronize_rcu or call_rcu will suffice for this
 392  * because both wait for napi context to exit.
 393  */
 394 void __dev_flush(void)
 395 {
 396         struct list_head *flush_list = this_cpu_ptr(&dev_flush_list);
 397         struct xdp_dev_bulk_queue *bq, *tmp;
 398
 399         list_for_each_entry_safe(bq, tmp, flush_list, flush_node)
 400                 bq_xmit_all(bq, XDP_XMIT_FLUSH);
 401 }
 402
 403 /* rcu_read_lock (from syscall and BPF contexts) ensures that if a delete and/or
 404  * update happens in parallel here a dev_put wont happen until after reading the
 405  * ifindex.
 406  */
 407 struct bpf_dtab_netdev *__dev_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 408 {
 409         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 410         struct bpf_dtab_netdev *obj;
 411
 412         if (key >= map->max_entries)
 413                 return NULL;
 414
 415         obj = READ_ONCE(dtab->netdev_map[key]);
 416         return obj;
 417 }
 418
 419 /* Runs under RCU-read-side, plus in softirq under NAPI protection.
 420  * Thus, safe percpu variable access.
 421  */
 422 static int bq_enqueue(struct net_device *dev, struct xdp_frame *xdpf,
 423                       struct net_device *dev_rx)
 424 {
 425         struct list_head *flush_list = this_cpu_ptr(&dev_flush_list);
 426         struct xdp_dev_bulk_queue *bq = this_cpu_ptr(dev->xdp_bulkq);
 427
 428         if (unlikely(bq->count == DEV_MAP_BULK_SIZE))
 429                 bq_xmit_all(bq, 0);
 430
 431         /* Ingress dev_rx will be the same for all xdp_frame's in
 432          * bulk_queue, because bq stored per-CPU and must be flushed
 433          * from net_device drivers NAPI func end.
 434          */
 435         if (!bq->dev_rx)
 436                 bq->dev_rx = dev_rx;
 437
 438         bq->q[bq->count++] = xdpf;
 439
 440         if (!bq->flush_node.prev)
 441                 list_add(&bq->flush_node, flush_list);
 442
 443         return 0;
 444 }
 445
 446 static inline int __xdp_enqueue(struct net_device *dev, struct xdp_buff *xdp,
 447                                struct net_device *dev_rx)
 448 {
 449         struct xdp_frame *xdpf;
 450         int err;
 451
 452         if (!dev->netdev_ops->ndo_xdp_xmit)
 453                 return -EOPNOTSUPP;
 454
 455         err = xdp_ok_fwd_dev(dev, xdp->data_end - xdp->data);
 456         if (unlikely(err))
 457                 return err;
 458
 459         xdpf = xdp_convert_buff_to_frame(xdp);
 460         if (unlikely(!xdpf))
 461                 return -EOVERFLOW;
 462
 463         return bq_enqueue(dev, xdpf, dev_rx);
 464 }
 465
 466 static struct xdp_buff *dev_map_run_prog(struct net_device *dev,
 467                                          struct xdp_buff *xdp,
 468                                          struct bpf_prog *xdp_prog)
 469 {
 470         struct xdp_txq_info txq = { .dev = dev };
 471         u32 act;
 472
 473         xdp_set_data_meta_invalid(xdp);
 474         xdp->txq = &txq;
 475
 476         act = bpf_prog_run_xdp(xdp_prog, xdp);
 477         switch (act) {
 478         case XDP_PASS:
 479                 return xdp;
 480         case XDP_DROP:
 481                 break;
 482         default:
 483                 bpf_warn_invalid_xdp_action(act);
 484                 fallthrough;
 485         case XDP_ABORTED:
 486                 trace_xdp_exception(dev, xdp_prog, act);
 487                 break;
 488         }
 489
 490         xdp_return_buff(xdp);
 491         return NULL;
 492 }
 493
 494 int dev_xdp_enqueue(struct net_device *dev, struct xdp_buff *xdp,
 495                     struct net_device *dev_rx)
 496 {
 497         return __xdp_enqueue(dev, xdp, dev_rx);
 498 }
 499
 500 int dev_map_enqueue(struct bpf_dtab_netdev *dst, struct xdp_buff *xdp,
 501                     struct net_device *dev_rx)
 502 {
 503         struct net_device *dev = dst->dev;
 504
 505         if (dst->xdp_prog) {
 506                 xdp = dev_map_run_prog(dev, xdp, dst->xdp_prog);
 507                 if (!xdp)
 508                         return 0;
 509         }
 510         return __xdp_enqueue(dev, xdp, dev_rx);
 511 }
 512
 513 int dev_map_generic_redirect(struct bpf_dtab_netdev *dst, struct sk_buff *skb,
 514                              struct bpf_prog *xdp_prog)
 515 {
 516         int err;
 517
 518         err = xdp_ok_fwd_dev(dst->dev, skb->len);
 519         if (unlikely(err))
 520                 return err;
 521         skb->dev = dst->dev;
 522         generic_xdp_tx(skb, xdp_prog);
 523
 524         return 0;
 525 }
 526
 527 static void *dev_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 528 {
 529         struct bpf_dtab_netdev *obj = __dev_map_lookup_elem(map, *(u32 *)key);
 530
 531         return obj ? &obj->val : NULL;
 532 }
 533
 534 static void *dev_map_hash_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 535 {
 536         struct bpf_dtab_netdev *obj = __dev_map_hash_lookup_elem(map,
 537                                                                 *(u32 *)key);
 538         return obj ? &obj->val : NULL;
 539 }
 540
 541 static void __dev_map_entry_free(struct rcu_head *rcu)
 542 {
 543         struct bpf_dtab_netdev *dev;
 544
 545         dev = container_of(rcu, struct bpf_dtab_netdev, rcu);
 546         if (dev->xdp_prog)
 547                 bpf_prog_put(dev->xdp_prog);
 548         dev_put(dev->dev);
 549         kfree(dev);
 550 }
 551
 552 static int dev_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 553 {
 554         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 555         struct bpf_dtab_netdev *old_dev;
 556         int k = *(u32 *)key;
 557
 558         if (k >= map->max_entries)
 559                 return -EINVAL;
 560
 561         /* Use call_rcu() here to ensure any rcu critical sections have
 562          * completed as well as any flush operations because call_rcu
 563          * will wait for preempt-disable region to complete, NAPI in this
 564          * context.  And additionally, the driver tear down ensures all
 565          * soft irqs are complete before removing the net device in the
 566          * case of dev_put equals zero.
 567          */
 568         old_dev = xchg(&dtab->netdev_map[k], NULL);
 569         if (old_dev)
 570                 call_rcu(&old_dev->rcu, __dev_map_entry_free);
 571         return 0;
 572 }
 573
 574 static int dev_map_hash_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 575 {
 576         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 577         struct bpf_dtab_netdev *old_dev;
 578         int k = *(u32 *)key;
 579         unsigned long flags;
 580         int ret = -ENOENT;
 581
 582         spin_lock_irqsave(&dtab->index_lock, flags);
 583
 584         old_dev = __dev_map_hash_lookup_elem(map, k);
 585         if (old_dev) {
 586                 dtab->items--;
 587                 hlist_del_init_rcu(&old_dev->index_hlist);
 588                 call_rcu(&old_dev->rcu, __dev_map_entry_free);
 589                 ret = 0;
 590         }
 591         spin_unlock_irqrestore(&dtab->index_lock, flags);
 592
 593         return ret;
 594 }
 595
 596 static struct bpf_dtab_netdev *__dev_map_alloc_node(struct net *net,
 597                                                     struct bpf_dtab *dtab,
 598                                                     struct bpf_devmap_val *val,
 599                                                     unsigned int idx)
 600 {
 601         struct bpf_prog *prog = NULL;
 602         struct bpf_dtab_netdev *dev;
 603
 604         dev = kmalloc_node(sizeof(*dev), GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN,
 605                            dtab->map.numa_node);
 606         if (!dev)
 607                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 608
 609         dev->dev = dev_get_by_index(net, val->ifindex);
 610         if (!dev->dev)
 611                 goto err_out;
 612
 613         if (val->bpf_prog.fd > 0) {
 614                 prog = bpf_prog_get_type_dev(val->bpf_prog.fd,
 615                                              BPF_PROG_TYPE_XDP, false);
 616                 if (IS_ERR(prog))
 617                         goto err_put_dev;
 618                 if (prog->expected_attach_type != BPF_XDP_DEVMAP)
 619                         goto err_put_prog;
 620         }
 621
 622         dev->idx = idx;
 623         dev->dtab = dtab;
 624         if (prog) {
 625                 dev->xdp_prog = prog;
 626                 dev->val.bpf_prog.id = prog->aux->id;
 627         } else {
 628                 dev->xdp_prog = NULL;
 629                 dev->val.bpf_prog.id = 0;
 630         }
 631         dev->val.ifindex = val->ifindex;
 632
 633         return dev;
 634 err_put_prog:
 635         bpf_prog_put(prog);
 636 err_put_dev:
 637         dev_put(dev->dev);
 638 err_out:
 639         kfree(dev);
 640         return ERR_PTR(-EINVAL);
 641 }
 642
 643 static int __dev_map_update_elem(struct net *net, struct bpf_map *map,
 644                                  void *key, void *value, u64 map_flags)
 645 {
 646         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 647         struct bpf_dtab_netdev *dev, *old_dev;
 648         struct bpf_devmap_val val = {};
 649         u32 i = *(u32 *)key;
 650
 651         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 652                 return -EINVAL;
 653         if (unlikely(i >= dtab->map.max_entries))
 654                 return -E2BIG;
 655         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 656                 return -EEXIST;
 657
 658         /* already verified value_size <= sizeof val */
 659         memcpy(&val, value, map->value_size);
 660
 661         if (!val.ifindex) {
 662                 dev = NULL;
 663                 /* can not specify fd if ifindex is 0 */
 664                 if (val.bpf_prog.fd > 0)
 665                         return -EINVAL;
 666         } else {
 667                 dev = __dev_map_alloc_node(net, dtab, &val, i);
 668                 if (IS_ERR(dev))
 669                         return PTR_ERR(dev);
 670         }
 671
 672         /* Use call_rcu() here to ensure rcu critical sections have completed
 673          * Remembering the driver side flush operation will happen before the
 674          * net device is removed.
 675          */
 676         old_dev = xchg(&dtab->netdev_map[i], dev);
 677         if (old_dev)
 678                 call_rcu(&old_dev->rcu, __dev_map_entry_free);
 679
 680         return 0;
 681 }
 682
 683 static int dev_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 684                                u64 map_flags)
 685 {
 686         return __dev_map_update_elem(current->nsproxy->net_ns,
 687                                      map, key, value, map_flags);
 688 }
 689
 690 static int __dev_map_hash_update_elem(struct net *net, struct bpf_map *map,
 691                                      void *key, void *value, u64 map_flags)
 692 {
 693         struct bpf_dtab *dtab = container_of(map, struct bpf_dtab, map);
 694         struct bpf_dtab_netdev *dev, *old_dev;
 695         struct bpf_devmap_val val = {};
 696         u32 idx = *(u32 *)key;
 697         unsigned long flags;
 698         int err = -EEXIST;
 699
 700         /* already verified value_size <= sizeof val */
 701         memcpy(&val, value, map->value_size);
 702
 703         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST || !val.ifindex))
 704                 return -EINVAL;
 705
 706         spin_lock_irqsave(&dtab->index_lock, flags);
 707
 708         old_dev = __dev_map_hash_lookup_elem(map, idx);
 709         if (old_dev && (map_flags & BPF_NOEXIST))
 710                 goto out_err;
 711
 712         dev = __dev_map_alloc_node(net, dtab, &val, idx);
 713         if (IS_ERR(dev)) {
 714                 err = PTR_ERR(dev);
 715                 goto out_err;
 716         }
 717
 718         if (old_dev) {
 719                 hlist_del_rcu(&old_dev->index_hlist);
 720         } else {
 721                 if (dtab->items >= dtab->map.max_entries) {
 722                         spin_unlock_irqrestore(&dtab->index_lock, flags);
 723                         call_rcu(&dev->rcu, __dev_map_entry_free);
 724                         return -E2BIG;
 725                 }
 726                 dtab->items++;
 727         }
 728
 729         hlist_add_head_rcu(&dev->index_hlist,
 730                            dev_map_index_hash(dtab, idx));
 731         spin_unlock_irqrestore(&dtab->index_lock, flags);
 732
 733         if (old_dev)
 734                 call_rcu(&old_dev->rcu, __dev_map_entry_free);
 735
 736         return 0;
 737
 738 out_err:
 739         spin_unlock_irqrestore(&dtab->index_lock, flags);
 740         return err;
 741 }
 742
 743 static int dev_map_hash_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 744                                    u64 map_flags)
 745 {
 746         return __dev_map_hash_update_elem(current->nsproxy->net_ns,
 747                                          map, key, value, map_flags);
 748 }
 749
 750 const struct bpf_map_ops dev_map_ops = {
 751         .map_alloc = dev_map_alloc,
 752         .map_free = dev_map_free,
 753         .map_get_next_key = dev_map_get_next_key,
 754         .map_lookup_elem = dev_map_lookup_elem,
 755         .map_update_elem = dev_map_update_elem,
 756         .map_delete_elem = dev_map_delete_elem,
 757         .map_check_btf = map_check_no_btf,
 758 };
 759
 760 const struct bpf_map_ops dev_map_hash_ops = {
 761         .map_alloc = dev_map_alloc,
 762         .map_free = dev_map_free,
 763         .map_get_next_key = dev_map_hash_get_next_key,
 764         .map_lookup_elem = dev_map_hash_lookup_elem,
 765         .map_update_elem = dev_map_hash_update_elem,
 766         .map_delete_elem = dev_map_hash_delete_elem,
 767         .map_check_btf = map_check_no_btf,
 768 };
 769
 770 static void dev_map_hash_remove_netdev(struct bpf_dtab *dtab,
 771                                        struct net_device *netdev)
 772 {
 773         unsigned long flags;
 774         u32 i;
 775
 776         spin_lock_irqsave(&dtab->index_lock, flags);
 777         for (i = 0; i < dtab->n_buckets; i++) {
 778                 struct bpf_dtab_netdev *dev;
 779                 struct hlist_head *head;
 780                 struct hlist_node *next;
 781
 782                 head = dev_map_index_hash(dtab, i);
 783
 784                 hlist_for_each_entry_safe(dev, next, head, index_hlist) {
 785                         if (netdev != dev->dev)
 786                                 continue;
 787
 788                         dtab->items--;
 789                         hlist_del_rcu(&dev->index_hlist);
 790                         call_rcu(&dev->rcu, __dev_map_entry_free);
 791                 }
 792         }
 793         spin_unlock_irqrestore(&dtab->index_lock, flags);
 794 }
 795
 796 static int dev_map_notification(struct notifier_block *notifier,
 797                                 ulong event, void *ptr)
 798 {
 799         struct net_device *netdev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
 800         struct bpf_dtab *dtab;
 801         int i, cpu;
 802
 803         switch (event) {
 804         case NETDEV_REGISTER:
 805                 if (!netdev->netdev_ops->ndo_xdp_xmit || netdev->xdp_bulkq)
 806                         break;
 807
 808                 /* will be freed in free_netdev() */
 809                 netdev->xdp_bulkq =
 810                         __alloc_percpu_gfp(sizeof(struct xdp_dev_bulk_queue),
 811                                            sizeof(void *), GFP_ATOMIC);
 812                 if (!netdev->xdp_bulkq)
 813                         return NOTIFY_BAD;
 814
 815                 for_each_possible_cpu(cpu)
 816                         per_cpu_ptr(netdev->xdp_bulkq, cpu)->dev = netdev;
 817                 break;
 818         case NETDEV_UNREGISTER:
 819                 /* This rcu_read_lock/unlock pair is needed because
 820                  * dev_map_list is an RCU list AND to ensure a delete
 821                  * operation does not free a netdev_map entry while we
 822                  * are comparing it against the netdev being unregistered.
 823                  */
 824                 rcu_read_lock();
 825                 list_for_each_entry_rcu(dtab, &dev_map_list, list) {
 826                         if (dtab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH) {
 827                                 dev_map_hash_remove_netdev(dtab, netdev);
 828                                 continue;
 829                         }
 830
 831                         for (i = 0; i < dtab->map.max_entries; i++) {
 832                                 struct bpf_dtab_netdev *dev, *odev;
 833
 834                                 dev = READ_ONCE(dtab->netdev_map[i]);
 835                                 if (!dev || netdev != dev->dev)
 836                                         continue;
 837                                 odev = cmpxchg(&dtab->netdev_map[i], dev, NULL);
 838                                 if (dev == odev)
 839                                         call_rcu(&dev->rcu,
 840                                                  __dev_map_entry_free);
 841                         }
 842                 }
 843                 rcu_read_unlock();
 844                 break;
 845         default:
 846                 break;
 847         }
 848         return NOTIFY_OK;
 849 }
 850
 851 static struct notifier_block dev_map_notifier = {
 852         .notifier_call = dev_map_notification,
 853 };
 854
 855 static int __init dev_map_init(void)
 856 {
 857         int cpu;
 858
 859         /* Assure tracepoint shadow struct _bpf_dtab_netdev is in sync */
 860         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct bpf_dtab_netdev, dev) !=
 861                      offsetof(struct _bpf_dtab_netdev, dev));
 862         register_netdevice_notifier(&dev_map_notifier);
 863
 864         for_each_possible_cpu(cpu)
 865                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(dev_flush_list, cpu));
 866         return 0;
 867 }
 868
 869 subsys_initcall(dev_map_init);