net/netfilter/nft_numgen.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 Laura Garcia <nevola@gmail.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  */
   9
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/netlink.h>
  14 #include <linux/netfilter.h>
  15 #include <linux/netfilter/nf_tables.h>
  16 #include <linux/static_key.h>
  17 #include <net/netfilter/nf_tables.h>
  18 #include <net/netfilter/nf_tables_core.h>
  19
  20 static DEFINE_PER_CPU(struct rnd_state, nft_numgen_prandom_state);
  21
  22 struct nft_ng_inc {
  23         enum nft_registers      dreg:8;
  24         u32                     modulus;
  25         atomic_t                counter;
  26         u32                     offset;
  27         struct nft_set          *map;
  28 };
  29
  30 static u32 nft_ng_inc_gen(struct nft_ng_inc *priv)
  31 {
  32         u32 nval, oval;
  33
  34         do {
  35                 oval = atomic_read(&priv->counter);
  36                 nval = (oval + 1 < priv->modulus) ? oval + 1 : 0;
  37         } while (atomic_cmpxchg(&priv->counter, oval, nval) != oval);
  38
  39         return nval + priv->offset;
  40 }
  41
  42 static void nft_ng_inc_eval(const struct nft_expr *expr,
  43                             struct nft_regs *regs,
  44                             const struct nft_pktinfo *pkt)
  45 {
  46         struct nft_ng_inc *priv = nft_expr_priv(expr);
  47
  48         regs->data[priv->dreg] = nft_ng_inc_gen(priv);
  49 }
  50
  51 static void nft_ng_inc_map_eval(const struct nft_expr *expr,
  52                                 struct nft_regs *regs,
  53                                 const struct nft_pktinfo *pkt)
  54 {
  55         struct nft_ng_inc *priv = nft_expr_priv(expr);
  56         const struct nft_set *map = priv->map;
  57         const struct nft_set_ext *ext;
  58         u32 result;
  59         bool found;
  60
  61         result = nft_ng_inc_gen(priv);
  62         found = map->ops->lookup(nft_net(pkt), map, &result, &ext);
  63
  64         if (!found)
  65                 return;
  66
  67         nft_data_copy(&regs->data[priv->dreg],
  68                       nft_set_ext_data(ext), map->dlen);
  69 }
  70
  71 static const struct nla_policy nft_ng_policy[NFTA_NG_MAX + 1] = {
  72         [NFTA_NG_DREG]          = { .type = NLA_U32 },
  73         [NFTA_NG_MODULUS]       = { .type = NLA_U32 },
  74         [NFTA_NG_TYPE]          = { .type = NLA_U32 },
  75         [NFTA_NG_OFFSET]        = { .type = NLA_U32 },
  76         [NFTA_NG_SET_NAME]      = { .type = NLA_STRING,
  77                                     .len = NFT_SET_MAXNAMELEN - 1 },
  78         [NFTA_NG_SET_ID]        = { .type = NLA_U32 },
  79 };
  80
  81 static int nft_ng_inc_init(const struct nft_ctx *ctx,
  82                            const struct nft_expr *expr,
  83                            const struct nlattr * const tb[])
  84 {
  85         struct nft_ng_inc *priv = nft_expr_priv(expr);
  86
  87         if (tb[NFTA_NG_OFFSET])
  88                 priv->offset = ntohl(nla_get_be32(tb[NFTA_NG_OFFSET]));
  89
  90         priv->modulus = ntohl(nla_get_be32(tb[NFTA_NG_MODULUS]));
  91         if (priv->modulus == 0)
  92                 return -ERANGE;
  93
  94         if (priv->offset + priv->modulus - 1 < priv->offset)
  95                 return -EOVERFLOW;
  96
  97         priv->dreg = nft_parse_register(tb[NFTA_NG_DREG]);
  98         atomic_set(&priv->counter, priv->modulus - 1);
  99
 100         return nft_validate_register_store(ctx, priv->dreg, NULL,
 101                                            NFT_DATA_VALUE, sizeof(u32));
 102 }
 103
 104 static int nft_ng_inc_map_init(const struct nft_ctx *ctx,
 105                                const struct nft_expr *expr,
 106                                const struct nlattr * const tb[])
 107 {
 108         struct nft_ng_inc *priv = nft_expr_priv(expr);
 109         u8 genmask = nft_genmask_next(ctx->net);
 110
 111         nft_ng_inc_init(ctx, expr, tb);
 112
 113         priv->map = nft_set_lookup_global(ctx->net, ctx->table,
 114                                           tb[NFTA_NG_SET_NAME],
 115                                           tb[NFTA_NG_SET_ID], genmask);
 116
 117         if (IS_ERR(priv->map))
 118                 return PTR_ERR(priv->map);
 119
 120         return 0;
 121 }
 122
 123 static int nft_ng_dump(struct sk_buff *skb, enum nft_registers dreg,
 124                        u32 modulus, enum nft_ng_types type, u32 offset)
 125 {
 126         if (nft_dump_register(skb, NFTA_NG_DREG, dreg))
 127                 goto nla_put_failure;
 128         if (nla_put_be32(skb, NFTA_NG_MODULUS, htonl(modulus)))
 129                 goto nla_put_failure;
 130         if (nla_put_be32(skb, NFTA_NG_TYPE, htonl(type)))
 131                 goto nla_put_failure;
 132         if (nla_put_be32(skb, NFTA_NG_OFFSET, htonl(offset)))
 133                 goto nla_put_failure;
 134
 135         return 0;
 136
 137 nla_put_failure:
 138         return -1;
 139 }
 140
 141 static int nft_ng_inc_dump(struct sk_buff *skb, const struct nft_expr *expr)
 142 {
 143         const struct nft_ng_inc *priv = nft_expr_priv(expr);
 144
 145         return nft_ng_dump(skb, priv->dreg, priv->modulus, NFT_NG_INCREMENTAL,
 146                            priv->offset);
 147 }
 148
 149 static int nft_ng_inc_map_dump(struct sk_buff *skb,
 150                                const struct nft_expr *expr)
 151 {
 152         const struct nft_ng_inc *priv = nft_expr_priv(expr);
 153
 154         if (nft_ng_dump(skb, priv->dreg, priv->modulus,
 155                         NFT_NG_INCREMENTAL, priv->offset) ||
 156             nla_put_string(skb, NFTA_NG_SET_NAME, priv->map->name))
 157                 goto nla_put_failure;
 158
 159         return 0;
 160
 161 nla_put_failure:
 162         return -1;
 163 }
 164
 165 struct nft_ng_random {
 166         enum nft_registers      dreg:8;
 167         u32                     modulus;
 168         u32                     offset;
 169         struct nft_set          *map;
 170 };
 171
 172 static u32 nft_ng_random_gen(struct nft_ng_random *priv)
 173 {
 174         struct rnd_state *state = this_cpu_ptr(&nft_numgen_prandom_state);
 175
 176         return reciprocal_scale(prandom_u32_state(state), priv->modulus) +
 177                priv->offset;
 178 }
 179
 180 static void nft_ng_random_eval(const struct nft_expr *expr,
 181                                struct nft_regs *regs,
 182                                const struct nft_pktinfo *pkt)
 183 {
 184         struct nft_ng_random *priv = nft_expr_priv(expr);
 185
 186         regs->data[priv->dreg] = nft_ng_random_gen(priv);
 187 }
 188
 189 static void nft_ng_random_map_eval(const struct nft_expr *expr,
 190                                    struct nft_regs *regs,
 191                                    const struct nft_pktinfo *pkt)
 192 {
 193         struct nft_ng_random *priv = nft_expr_priv(expr);
 194         const struct nft_set *map = priv->map;
 195         const struct nft_set_ext *ext;
 196         u32 result;
 197         bool found;
 198
 199         result = nft_ng_random_gen(priv);
 200         found = map->ops->lookup(nft_net(pkt), map, &result, &ext);
 201         if (!found)
 202                 return;
 203
 204         nft_data_copy(&regs->data[priv->dreg],
 205                       nft_set_ext_data(ext), map->dlen);
 206 }
 207
 208 static int nft_ng_random_init(const struct nft_ctx *ctx,
 209                               const struct nft_expr *expr,
 210                               const struct nlattr * const tb[])
 211 {
 212         struct nft_ng_random *priv = nft_expr_priv(expr);
 213
 214         if (tb[NFTA_NG_OFFSET])
 215                 priv->offset = ntohl(nla_get_be32(tb[NFTA_NG_OFFSET]));
 216
 217         priv->modulus = ntohl(nla_get_be32(tb[NFTA_NG_MODULUS]));
 218         if (priv->modulus == 0)
 219                 return -ERANGE;
 220
 221         if (priv->offset + priv->modulus - 1 < priv->offset)
 222                 return -EOVERFLOW;
 223
 224         prandom_init_once(&nft_numgen_prandom_state);
 225
 226         priv->dreg = nft_parse_register(tb[NFTA_NG_DREG]);
 227
 228         return nft_validate_register_store(ctx, priv->dreg, NULL,
 229                                            NFT_DATA_VALUE, sizeof(u32));
 230 }
 231
 232 static int nft_ng_random_map_init(const struct nft_ctx *ctx,
 233                                   const struct nft_expr *expr,
 234                                   const struct nlattr * const tb[])
 235 {
 236         struct nft_ng_random *priv = nft_expr_priv(expr);
 237         u8 genmask = nft_genmask_next(ctx->net);
 238
 239         nft_ng_random_init(ctx, expr, tb);
 240         priv->map = nft_set_lookup_global(ctx->net, ctx->table,
 241                                           tb[NFTA_NG_SET_NAME],
 242                                           tb[NFTA_NG_SET_ID], genmask);
 243         if (IS_ERR(priv->map))
 244                 return PTR_ERR(priv->map);
 245
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 static int nft_ng_random_dump(struct sk_buff *skb, const struct nft_expr *expr)
 250 {
 251         const struct nft_ng_random *priv = nft_expr_priv(expr);
 252
 253         return nft_ng_dump(skb, priv->dreg, priv->modulus, NFT_NG_RANDOM,
 254                            priv->offset);
 255 }
 256
 257 static int nft_ng_random_map_dump(struct sk_buff *skb,
 258                                   const struct nft_expr *expr)
 259 {
 260         const struct nft_ng_random *priv = nft_expr_priv(expr);
 261
 262         if (nft_ng_dump(skb, priv->dreg, priv->modulus,
 263                         NFT_NG_RANDOM, priv->offset) ||
 264             nla_put_string(skb, NFTA_NG_SET_NAME, priv->map->name))
 265                 goto nla_put_failure;
 266
 267         return 0;
 268
 269 nla_put_failure:
 270         return -1;
 271 }
 272
 273 static struct nft_expr_type nft_ng_type;
 274 static const struct nft_expr_ops nft_ng_inc_ops = {
 275         .type           = &nft_ng_type,
 276         .size           = NFT_EXPR_SIZE(sizeof(struct nft_ng_inc)),
 277         .eval           = nft_ng_inc_eval,
 278         .init           = nft_ng_inc_init,
 279         .dump           = nft_ng_inc_dump,
 280 };
 281
 282 static const struct nft_expr_ops nft_ng_inc_map_ops = {
 283         .type           = &nft_ng_type,
 284         .size           = NFT_EXPR_SIZE(sizeof(struct nft_ng_inc)),
 285         .eval           = nft_ng_inc_map_eval,
 286         .init           = nft_ng_inc_map_init,
 287         .dump           = nft_ng_inc_map_dump,
 288 };
 289
 290 static const struct nft_expr_ops nft_ng_random_ops = {
 291         .type           = &nft_ng_type,
 292         .size           = NFT_EXPR_SIZE(sizeof(struct nft_ng_random)),
 293         .eval           = nft_ng_random_eval,
 294         .init           = nft_ng_random_init,
 295         .dump           = nft_ng_random_dump,
 296 };
 297
 298 static const struct nft_expr_ops nft_ng_random_map_ops = {
 299         .type           = &nft_ng_type,
 300         .size           = NFT_EXPR_SIZE(sizeof(struct nft_ng_random)),
 301         .eval           = nft_ng_random_map_eval,
 302         .init           = nft_ng_random_map_init,
 303         .dump           = nft_ng_random_map_dump,
 304 };
 305
 306 static const struct nft_expr_ops *
 307 nft_ng_select_ops(const struct nft_ctx *ctx, const struct nlattr * const tb[])
 308 {
 309         u32 type;
 310
 311         if (!tb[NFTA_NG_DREG]    ||
 312             !tb[NFTA_NG_MODULUS] ||
 313             !tb[NFTA_NG_TYPE])
 314                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 315
 316         type = ntohl(nla_get_be32(tb[NFTA_NG_TYPE]));
 317
 318         switch (type) {
 319         case NFT_NG_INCREMENTAL:
 320                 if (tb[NFTA_NG_SET_NAME])
 321                         return &nft_ng_inc_map_ops;
 322                 return &nft_ng_inc_ops;
 323         case NFT_NG_RANDOM:
 324                 if (tb[NFTA_NG_SET_NAME])
 325                         return &nft_ng_random_map_ops;
 326                 return &nft_ng_random_ops;
 327         }
 328
 329         return ERR_PTR(-EINVAL);
 330 }
 331
 332 static struct nft_expr_type nft_ng_type __read_mostly = {
 333         .name           = "numgen",
 334         .select_ops     = nft_ng_select_ops,
 335         .policy         = nft_ng_policy,
 336         .maxattr        = NFTA_NG_MAX,
 337         .owner          = THIS_MODULE,
 338 };
 339
 340 static int __init nft_ng_module_init(void)
 341 {
 342         return nft_register_expr(&nft_ng_type);
 343 }
 344
 345 static void __exit nft_ng_module_exit(void)
 346 {
 347         nft_unregister_expr(&nft_ng_type);
 348 }
 349
 350 module_init(nft_ng_module_init);
 351 module_exit(nft_ng_module_exit);
 352
 353 MODULE_LICENSE("GPL");
 354 MODULE_AUTHOR("Laura Garcia <nevola@gmail.com>");
 355 MODULE_ALIAS_NFT_EXPR("numgen");