kernel/bpf/hashtab.c

   1 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   2  * Copyright (c) 2016 Facebook
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  */
  13 #include <linux/bpf.h>
  14 #include <linux/btf.h>
  15 #include <linux/jhash.h>
  16 #include <linux/filter.h>
  17 #include <linux/rculist_nulls.h>
  18 #include <linux/random.h>
  19 #include <uapi/linux/btf.h>
  20 #include "percpu_freelist.h"
  21 #include "bpf_lru_list.h"
  22 #include "map_in_map.h"
  23
  24 #define HTAB_CREATE_FLAG_MASK                                           \
  25         (BPF_F_NO_PREALLOC | BPF_F_NO_COMMON_LRU | BPF_F_NUMA_NODE |    \
  26          BPF_F_ACCESS_MASK | BPF_F_ZERO_SEED)
  27
  28 struct bucket {
  29         struct hlist_nulls_head head;
  30         raw_spinlock_t lock;
  31 };
  32
  33 struct bpf_htab {
  34         struct bpf_map map;
  35         struct bucket *buckets;
  36         void *elems;
  37         union {
  38                 struct pcpu_freelist freelist;
  39                 struct bpf_lru lru;
  40         };
  41         struct htab_elem *__percpu *extra_elems;
  42         atomic_t count; /* number of elements in this hashtable */
  43         u32 n_buckets;  /* number of hash buckets */
  44         u32 elem_size;  /* size of each element in bytes */
  45         u32 hashrnd;
  46 };
  47
  48 /* each htab element is struct htab_elem + key + value */
  49 struct htab_elem {
  50         union {
  51                 struct hlist_nulls_node hash_node;
  52                 struct {
  53                         void *padding;
  54                         union {
  55                                 struct bpf_htab *htab;
  56                                 struct pcpu_freelist_node fnode;
  57                         };
  58                 };
  59         };
  60         union {
  61                 struct rcu_head rcu;
  62                 struct bpf_lru_node lru_node;
  63         };
  64         u32 hash;
  65         char key[0] __aligned(8);
  66 };
  67
  68 static bool htab_lru_map_delete_node(void *arg, struct bpf_lru_node *node);
  69
  70 static bool htab_is_lru(const struct bpf_htab *htab)
  71 {
  72         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
  73                 htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH;
  74 }
  75
  76 static bool htab_is_percpu(const struct bpf_htab *htab)
  77 {
  78         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
  79                 htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH;
  80 }
  81
  82 static bool htab_is_prealloc(const struct bpf_htab *htab)
  83 {
  84         return !(htab->map.map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
  85 }
  86
  87 static inline void htab_elem_set_ptr(struct htab_elem *l, u32 key_size,
  88                                      void __percpu *pptr)
  89 {
  90         *(void __percpu **)(l->key + key_size) = pptr;
  91 }
  92
  93 static inline void __percpu *htab_elem_get_ptr(struct htab_elem *l, u32 key_size)
  94 {
  95         return *(void __percpu **)(l->key + key_size);
  96 }
  97
  98 static void *fd_htab_map_get_ptr(const struct bpf_map *map, struct htab_elem *l)
  99 {
 100         return *(void **)(l->key + roundup(map->key_size, 8));
 101 }
 102
 103 static struct htab_elem *get_htab_elem(struct bpf_htab *htab, int i)
 104 {
 105         return (struct htab_elem *) (htab->elems + i * htab->elem_size);
 106 }
 107
 108 static void htab_free_elems(struct bpf_htab *htab)
 109 {
 110         int i;
 111
 112         if (!htab_is_percpu(htab))
 113                 goto free_elems;
 114
 115         for (i = 0; i < htab->map.max_entries; i++) {
 116                 void __percpu *pptr;
 117
 118                 pptr = htab_elem_get_ptr(get_htab_elem(htab, i),
 119                                          htab->map.key_size);
 120                 free_percpu(pptr);
 121                 cond_resched();
 122         }
 123 free_elems:
 124         bpf_map_area_free(htab->elems);
 125 }
 126
 127 static struct htab_elem *prealloc_lru_pop(struct bpf_htab *htab, void *key,
 128                                           u32 hash)
 129 {
 130         struct bpf_lru_node *node = bpf_lru_pop_free(&htab->lru, hash);
 131         struct htab_elem *l;
 132
 133         if (node) {
 134                 l = container_of(node, struct htab_elem, lru_node);
 135                 memcpy(l->key, key, htab->map.key_size);
 136                 return l;
 137         }
 138
 139         return NULL;
 140 }
 141
 142 static int prealloc_init(struct bpf_htab *htab)
 143 {
 144         u32 num_entries = htab->map.max_entries;
 145         int err = -ENOMEM, i;
 146
 147         if (!htab_is_percpu(htab) && !htab_is_lru(htab))
 148                 num_entries += num_possible_cpus();
 149
 150         htab->elems = bpf_map_area_alloc(htab->elem_size * num_entries,
 151                                          htab->map.numa_node);
 152         if (!htab->elems)
 153                 return -ENOMEM;
 154
 155         if (!htab_is_percpu(htab))
 156                 goto skip_percpu_elems;
 157
 158         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
 159                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
 160                 void __percpu *pptr;
 161
 162                 pptr = __alloc_percpu_gfp(size, 8, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 163                 if (!pptr)
 164                         goto free_elems;
 165                 htab_elem_set_ptr(get_htab_elem(htab, i), htab->map.key_size,
 166                                   pptr);
 167                 cond_resched();
 168         }
 169
 170 skip_percpu_elems:
 171         if (htab_is_lru(htab))
 172                 err = bpf_lru_init(&htab->lru,
 173                                    htab->map.map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU,
 174                                    offsetof(struct htab_elem, hash) -
 175                                    offsetof(struct htab_elem, lru_node),
 176                                    htab_lru_map_delete_node,
 177                                    htab);
 178         else
 179                 err = pcpu_freelist_init(&htab->freelist);
 180
 181         if (err)
 182                 goto free_elems;
 183
 184         if (htab_is_lru(htab))
 185                 bpf_lru_populate(&htab->lru, htab->elems,
 186                                  offsetof(struct htab_elem, lru_node),
 187                                  htab->elem_size, num_entries);
 188         else
 189                 pcpu_freelist_populate(&htab->freelist,
 190                                        htab->elems + offsetof(struct htab_elem, fnode),
 191                                        htab->elem_size, num_entries);
 192
 193         return 0;
 194
 195 free_elems:
 196         htab_free_elems(htab);
 197         return err;
 198 }
 199
 200 static void prealloc_destroy(struct bpf_htab *htab)
 201 {
 202         htab_free_elems(htab);
 203
 204         if (htab_is_lru(htab))
 205                 bpf_lru_destroy(&htab->lru);
 206         else
 207                 pcpu_freelist_destroy(&htab->freelist);
 208 }
 209
 210 static int alloc_extra_elems(struct bpf_htab *htab)
 211 {
 212         struct htab_elem *__percpu *pptr, *l_new;
 213         struct pcpu_freelist_node *l;
 214         int cpu;
 215
 216         pptr = __alloc_percpu_gfp(sizeof(struct htab_elem *), 8,
 217                                   GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 218         if (!pptr)
 219                 return -ENOMEM;
 220
 221         for_each_possible_cpu(cpu) {
 222                 l = pcpu_freelist_pop(&htab->freelist);
 223                 /* pop will succeed, since prealloc_init()
 224                  * preallocated extra num_possible_cpus elements
 225                  */
 226                 l_new = container_of(l, struct htab_elem, fnode);
 227                 *per_cpu_ptr(pptr, cpu) = l_new;
 228         }
 229         htab->extra_elems = pptr;
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 /* Called from syscall */
 234 static int htab_map_alloc_check(union bpf_attr *attr)
 235 {
 236         bool percpu = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
 237                        attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 238         bool lru = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
 239                     attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 240         /* percpu_lru means each cpu has its own LRU list.
 241          * it is different from BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH where
 242          * the map's value itself is percpu.  percpu_lru has
 243          * nothing to do with the map's value.
 244          */
 245         bool percpu_lru = (attr->map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU);
 246         bool prealloc = !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
 247         bool zero_seed = (attr->map_flags & BPF_F_ZERO_SEED);
 248         int numa_node = bpf_map_attr_numa_node(attr);
 249
 250         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct htab_elem, htab) !=
 251                      offsetof(struct htab_elem, hash_node.pprev));
 252         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct htab_elem, fnode.next) !=
 253                      offsetof(struct htab_elem, hash_node.pprev));
 254
 255         if (lru && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 256                 /* LRU implementation is much complicated than other
 257                  * maps.  Hence, limit to CAP_SYS_ADMIN for now.
 258                  */
 259                 return -EPERM;
 260
 261         if (zero_seed && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 262                 /* Guard against local DoS, and discourage production use. */
 263                 return -EPERM;
 264
 265         if (attr->map_flags & ~HTAB_CREATE_FLAG_MASK ||
 266             !bpf_map_flags_access_ok(attr->map_flags))
 267                 return -EINVAL;
 268
 269         if (!lru && percpu_lru)
 270                 return -EINVAL;
 271
 272         if (lru && !prealloc)
 273                 return -ENOTSUPP;
 274
 275         if (numa_node != NUMA_NO_NODE && (percpu || percpu_lru))
 276                 return -EINVAL;
 277
 278         /* check sanity of attributes.
 279          * value_size == 0 may be allowed in the future to use map as a set
 280          */
 281         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size == 0 ||
 282             attr->value_size == 0)
 283                 return -EINVAL;
 284
 285         if (attr->key_size > MAX_BPF_STACK)
 286                 /* eBPF programs initialize keys on stack, so they cannot be
 287                  * larger than max stack size
 288                  */
 289                 return -E2BIG;
 290
 291         if (attr->value_size >= KMALLOC_MAX_SIZE -
 292             MAX_BPF_STACK - sizeof(struct htab_elem))
 293                 /* if value_size is bigger, the user space won't be able to
 294                  * access the elements via bpf syscall. This check also makes
 295                  * sure that the elem_size doesn't overflow and it's
 296                  * kmalloc-able later in htab_map_update_elem()
 297                  */
 298                 return -E2BIG;
 299
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 static struct bpf_map *htab_map_alloc(union bpf_attr *attr)
 304 {
 305         bool percpu = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH ||
 306                        attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 307         bool lru = (attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH ||
 308                     attr->map_type == BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH);
 309         /* percpu_lru means each cpu has its own LRU list.
 310          * it is different from BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH where
 311          * the map's value itself is percpu.  percpu_lru has
 312          * nothing to do with the map's value.
 313          */
 314         bool percpu_lru = (attr->map_flags & BPF_F_NO_COMMON_LRU);
 315         bool prealloc = !(attr->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
 316         struct bpf_htab *htab;
 317         int err, i;
 318         u64 cost;
 319
 320         htab = kzalloc(sizeof(*htab), GFP_USER);
 321         if (!htab)
 322                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 323
 324         bpf_map_init_from_attr(&htab->map, attr);
 325
 326         if (percpu_lru) {
 327                 /* ensure each CPU's lru list has >=1 elements.
 328                  * since we are at it, make each lru list has the same
 329                  * number of elements.
 330                  */
 331                 htab->map.max_entries = roundup(attr->max_entries,
 332                                                 num_possible_cpus());
 333                 if (htab->map.max_entries < attr->max_entries)
 334                         htab->map.max_entries = rounddown(attr->max_entries,
 335                                                           num_possible_cpus());
 336         }
 337
 338         /* hash table size must be power of 2 */
 339         htab->n_buckets = roundup_pow_of_two(htab->map.max_entries);
 340
 341         htab->elem_size = sizeof(struct htab_elem) +
 342                           round_up(htab->map.key_size, 8);
 343         if (percpu)
 344                 htab->elem_size += sizeof(void *);
 345         else
 346                 htab->elem_size += round_up(htab->map.value_size, 8);
 347
 348         err = -E2BIG;
 349         /* prevent zero size kmalloc and check for u32 overflow */
 350         if (htab->n_buckets == 0 ||
 351             htab->n_buckets > U32_MAX / sizeof(struct bucket))
 352                 goto free_htab;
 353
 354         cost = (u64) htab->n_buckets * sizeof(struct bucket) +
 355                (u64) htab->elem_size * htab->map.max_entries;
 356
 357         if (percpu)
 358                 cost += (u64) round_up(htab->map.value_size, 8) *
 359                         num_possible_cpus() * htab->map.max_entries;
 360         else
 361                cost += (u64) htab->elem_size * num_possible_cpus();
 362
 363         /* if map size is larger than memlock limit, reject it */
 364         err = bpf_map_charge_init(&htab->map.memory, cost);
 365         if (err)
 366                 goto free_htab;
 367
 368         err = -ENOMEM;
 369         htab->buckets = bpf_map_area_alloc(htab->n_buckets *
 370                                            sizeof(struct bucket),
 371                                            htab->map.numa_node);
 372         if (!htab->buckets)
 373                 goto free_charge;
 374
 375         if (htab->map.map_flags & BPF_F_ZERO_SEED)
 376                 htab->hashrnd = 0;
 377         else
 378                 htab->hashrnd = get_random_int();
 379
 380         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
 381                 INIT_HLIST_NULLS_HEAD(&htab->buckets[i].head, i);
 382                 raw_spin_lock_init(&htab->buckets[i].lock);
 383         }
 384
 385         if (prealloc) {
 386                 err = prealloc_init(htab);
 387                 if (err)
 388                         goto free_buckets;
 389
 390                 if (!percpu && !lru) {
 391                         /* lru itself can remove the least used element, so
 392                          * there is no need for an extra elem during map_update.
 393                          */
 394                         err = alloc_extra_elems(htab);
 395                         if (err)
 396                                 goto free_prealloc;
 397                 }
 398         }
 399
 400         return &htab->map;
 401
 402 free_prealloc:
 403         prealloc_destroy(htab);
 404 free_buckets:
 405         bpf_map_area_free(htab->buckets);
 406 free_charge:
 407         bpf_map_charge_finish(&htab->map.memory);
 408 free_htab:
 409         kfree(htab);
 410         return ERR_PTR(err);
 411 }
 412
 413 static inline u32 htab_map_hash(const void *key, u32 key_len, u32 hashrnd)
 414 {
 415         return jhash(key, key_len, hashrnd);
 416 }
 417
 418 static inline struct bucket *__select_bucket(struct bpf_htab *htab, u32 hash)
 419 {
 420         return &htab->buckets[hash & (htab->n_buckets - 1)];
 421 }
 422
 423 static inline struct hlist_nulls_head *select_bucket(struct bpf_htab *htab, u32 hash)
 424 {
 425         return &__select_bucket(htab, hash)->head;
 426 }
 427
 428 /* this lookup function can only be called with bucket lock taken */
 429 static struct htab_elem *lookup_elem_raw(struct hlist_nulls_head *head, u32 hash,
 430                                          void *key, u32 key_size)
 431 {
 432         struct hlist_nulls_node *n;
 433         struct htab_elem *l;
 434
 435         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
 436                 if (l->hash == hash && !memcmp(&l->key, key, key_size))
 437                         return l;
 438
 439         return NULL;
 440 }
 441
 442 /* can be called without bucket lock. it will repeat the loop in
 443  * the unlikely event when elements moved from one bucket into another
 444  * while link list is being walked
 445  */
 446 static struct htab_elem *lookup_nulls_elem_raw(struct hlist_nulls_head *head,
 447                                                u32 hash, void *key,
 448                                                u32 key_size, u32 n_buckets)
 449 {
 450         struct hlist_nulls_node *n;
 451         struct htab_elem *l;
 452
 453 again:
 454         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
 455                 if (l->hash == hash && !memcmp(&l->key, key, key_size))
 456                         return l;
 457
 458         if (unlikely(get_nulls_value(n) != (hash & (n_buckets - 1))))
 459                 goto again;
 460
 461         return NULL;
 462 }
 463
 464 /* Called from syscall or from eBPF program directly, so
 465  * arguments have to match bpf_map_lookup_elem() exactly.
 466  * The return value is adjusted by BPF instructions
 467  * in htab_map_gen_lookup().
 468  */
 469 static void *__htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 470 {
 471         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 472         struct hlist_nulls_head *head;
 473         struct htab_elem *l;
 474         u32 hash, key_size;
 475
 476         /* Must be called with rcu_read_lock. */
 477         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 478
 479         key_size = map->key_size;
 480
 481         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 482
 483         head = select_bucket(htab, hash);
 484
 485         l = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size, htab->n_buckets);
 486
 487         return l;
 488 }
 489
 490 static void *htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 491 {
 492         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
 493
 494         if (l)
 495                 return l->key + round_up(map->key_size, 8);
 496
 497         return NULL;
 498 }
 499
 500 /* inline bpf_map_lookup_elem() call.
 501  * Instead of:
 502  * bpf_prog
 503  *   bpf_map_lookup_elem
 504  *     map->ops->map_lookup_elem
 505  *       htab_map_lookup_elem
 506  *         __htab_map_lookup_elem
 507  * do:
 508  * bpf_prog
 509  *   __htab_map_lookup_elem
 510  */
 511 static u32 htab_map_gen_lookup(struct bpf_map *map, struct bpf_insn *insn_buf)
 512 {
 513         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 514         const int ret = BPF_REG_0;
 515
 516         BUILD_BUG_ON(!__same_type(&__htab_map_lookup_elem,
 517                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
 518         *insn++ = BPF_EMIT_CALL(BPF_CAST_CALL(__htab_map_lookup_elem));
 519         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 1);
 520         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
 521                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
 522                                 round_up(map->key_size, 8));
 523         return insn - insn_buf;
 524 }
 525
 526 static __always_inline void *__htab_lru_map_lookup_elem(struct bpf_map *map,
 527                                                         void *key, const bool mark)
 528 {
 529         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
 530
 531         if (l) {
 532                 if (mark)
 533                         bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
 534                 return l->key + round_up(map->key_size, 8);
 535         }
 536
 537         return NULL;
 538 }
 539
 540 static void *htab_lru_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 541 {
 542         return __htab_lru_map_lookup_elem(map, key, true);
 543 }
 544
 545 static void *htab_lru_map_lookup_elem_sys(struct bpf_map *map, void *key)
 546 {
 547         return __htab_lru_map_lookup_elem(map, key, false);
 548 }
 549
 550 static u32 htab_lru_map_gen_lookup(struct bpf_map *map,
 551                                    struct bpf_insn *insn_buf)
 552 {
 553         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
 554         const int ret = BPF_REG_0;
 555         const int ref_reg = BPF_REG_1;
 556
 557         BUILD_BUG_ON(!__same_type(&__htab_map_lookup_elem,
 558                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
 559         *insn++ = BPF_EMIT_CALL(BPF_CAST_CALL(__htab_map_lookup_elem));
 560         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 4);
 561         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_B, ref_reg, ret,
 562                               offsetof(struct htab_elem, lru_node) +
 563                               offsetof(struct bpf_lru_node, ref));
 564         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, ref_reg, 0, 1);
 565         *insn++ = BPF_ST_MEM(BPF_B, ret,
 566                              offsetof(struct htab_elem, lru_node) +
 567                              offsetof(struct bpf_lru_node, ref),
 568                              1);
 569         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
 570                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
 571                                 round_up(map->key_size, 8));
 572         return insn - insn_buf;
 573 }
 574
 575 /* It is called from the bpf_lru_list when the LRU needs to delete
 576  * older elements from the htab.
 577  */
 578 static bool htab_lru_map_delete_node(void *arg, struct bpf_lru_node *node)
 579 {
 580         struct bpf_htab *htab = (struct bpf_htab *)arg;
 581         struct htab_elem *l = NULL, *tgt_l;
 582         struct hlist_nulls_head *head;
 583         struct hlist_nulls_node *n;
 584         unsigned long flags;
 585         struct bucket *b;
 586
 587         tgt_l = container_of(node, struct htab_elem, lru_node);
 588         b = __select_bucket(htab, tgt_l->hash);
 589         head = &b->head;
 590
 591         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
 592
 593         hlist_nulls_for_each_entry_rcu(l, n, head, hash_node)
 594                 if (l == tgt_l) {
 595                         hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
 596                         break;
 597                 }
 598
 599         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
 600
 601         return l == tgt_l;
 602 }
 603
 604 /* Called from syscall */
 605 static int htab_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 606 {
 607         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 608         struct hlist_nulls_head *head;
 609         struct htab_elem *l, *next_l;
 610         u32 hash, key_size;
 611         int i = 0;
 612
 613         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 614
 615         key_size = map->key_size;
 616
 617         if (!key)
 618                 goto find_first_elem;
 619
 620         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 621
 622         head = select_bucket(htab, hash);
 623
 624         /* lookup the key */
 625         l = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size, htab->n_buckets);
 626
 627         if (!l)
 628                 goto find_first_elem;
 629
 630         /* key was found, get next key in the same bucket */
 631         next_l = hlist_nulls_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_nulls_next_rcu(&l->hash_node)),
 632                                   struct htab_elem, hash_node);
 633
 634         if (next_l) {
 635                 /* if next elem in this hash list is non-zero, just return it */
 636                 memcpy(next_key, next_l->key, key_size);
 637                 return 0;
 638         }
 639
 640         /* no more elements in this hash list, go to the next bucket */
 641         i = hash & (htab->n_buckets - 1);
 642         i++;
 643
 644 find_first_elem:
 645         /* iterate over buckets */
 646         for (; i < htab->n_buckets; i++) {
 647                 head = select_bucket(htab, i);
 648
 649                 /* pick first element in the bucket */
 650                 next_l = hlist_nulls_entry_safe(rcu_dereference_raw(hlist_nulls_first_rcu(head)),
 651                                           struct htab_elem, hash_node);
 652                 if (next_l) {
 653                         /* if it's not empty, just return it */
 654                         memcpy(next_key, next_l->key, key_size);
 655                         return 0;
 656                 }
 657         }
 658
 659         /* iterated over all buckets and all elements */
 660         return -ENOENT;
 661 }
 662
 663 static void htab_elem_free(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
 664 {
 665         if (htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH)
 666                 free_percpu(htab_elem_get_ptr(l, htab->map.key_size));
 667         kfree(l);
 668 }
 669
 670 static void htab_elem_free_rcu(struct rcu_head *head)
 671 {
 672         struct htab_elem *l = container_of(head, struct htab_elem, rcu);
 673         struct bpf_htab *htab = l->htab;
 674
 675         /* must increment bpf_prog_active to avoid kprobe+bpf triggering while
 676          * we're calling kfree, otherwise deadlock is possible if kprobes
 677          * are placed somewhere inside of slub
 678          */
 679         preempt_disable();
 680         __this_cpu_inc(bpf_prog_active);
 681         htab_elem_free(htab, l);
 682         __this_cpu_dec(bpf_prog_active);
 683         preempt_enable();
 684 }
 685
 686 static void free_htab_elem(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l)
 687 {
 688         struct bpf_map *map = &htab->map;
 689
 690         if (map->ops->map_fd_put_ptr) {
 691                 void *ptr = fd_htab_map_get_ptr(map, l);
 692
 693                 map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
 694         }
 695
 696         if (htab_is_prealloc(htab)) {
 697                 __pcpu_freelist_push(&htab->freelist, &l->fnode);
 698         } else {
 699                 atomic_dec(&htab->count);
 700                 l->htab = htab;
 701                 call_rcu(&l->rcu, htab_elem_free_rcu);
 702         }
 703 }
 704
 705 static void pcpu_copy_value(struct bpf_htab *htab, void __percpu *pptr,
 706                             void *value, bool onallcpus)
 707 {
 708         if (!onallcpus) {
 709                 /* copy true value_size bytes */
 710                 memcpy(this_cpu_ptr(pptr), value, htab->map.value_size);
 711         } else {
 712                 u32 size = round_up(htab->map.value_size, 8);
 713                 int off = 0, cpu;
 714
 715                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 716                         bpf_long_memcpy(per_cpu_ptr(pptr, cpu),
 717                                         value + off, size);
 718                         off += size;
 719                 }
 720         }
 721 }
 722
 723 static bool fd_htab_map_needs_adjust(const struct bpf_htab *htab)
 724 {
 725         return htab->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS &&
 726                BITS_PER_LONG == 64;
 727 }
 728
 729 static struct htab_elem *alloc_htab_elem(struct bpf_htab *htab, void *key,
 730                                          void *value, u32 key_size, u32 hash,
 731                                          bool percpu, bool onallcpus,
 732                                          struct htab_elem *old_elem)
 733 {
 734         u32 size = htab->map.value_size;
 735         bool prealloc = htab_is_prealloc(htab);
 736         struct htab_elem *l_new, **pl_new;
 737         void __percpu *pptr;
 738
 739         if (prealloc) {
 740                 if (old_elem) {
 741                         /* if we're updating the existing element,
 742                          * use per-cpu extra elems to avoid freelist_pop/push
 743                          */
 744                         pl_new = this_cpu_ptr(htab->extra_elems);
 745                         l_new = *pl_new;
 746                         *pl_new = old_elem;
 747                 } else {
 748                         struct pcpu_freelist_node *l;
 749
 750                         l = __pcpu_freelist_pop(&htab->freelist);
 751                         if (!l)
 752                                 return ERR_PTR(-E2BIG);
 753                         l_new = container_of(l, struct htab_elem, fnode);
 754                 }
 755         } else {
 756                 if (atomic_inc_return(&htab->count) > htab->map.max_entries)
 757                         if (!old_elem) {
 758                                 /* when map is full and update() is replacing
 759                                  * old element, it's ok to allocate, since
 760                                  * old element will be freed immediately.
 761                                  * Otherwise return an error
 762                                  */
 763                                 l_new = ERR_PTR(-E2BIG);
 764                                 goto dec_count;
 765                         }
 766                 l_new = kmalloc_node(htab->elem_size, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN,
 767                                      htab->map.numa_node);
 768                 if (!l_new) {
 769                         l_new = ERR_PTR(-ENOMEM);
 770                         goto dec_count;
 771                 }
 772                 check_and_init_map_lock(&htab->map,
 773                                         l_new->key + round_up(key_size, 8));
 774         }
 775
 776         memcpy(l_new->key, key, key_size);
 777         if (percpu) {
 778                 size = round_up(size, 8);
 779                 if (prealloc) {
 780                         pptr = htab_elem_get_ptr(l_new, key_size);
 781                 } else {
 782                         /* alloc_percpu zero-fills */
 783                         pptr = __alloc_percpu_gfp(size, 8,
 784                                                   GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN);
 785                         if (!pptr) {
 786                                 kfree(l_new);
 787                                 l_new = ERR_PTR(-ENOMEM);
 788                                 goto dec_count;
 789                         }
 790                 }
 791
 792                 pcpu_copy_value(htab, pptr, value, onallcpus);
 793
 794                 if (!prealloc)
 795                         htab_elem_set_ptr(l_new, key_size, pptr);
 796         } else if (fd_htab_map_needs_adjust(htab)) {
 797                 size = round_up(size, 8);
 798                 memcpy(l_new->key + round_up(key_size, 8), value, size);
 799         } else {
 800                 copy_map_value(&htab->map,
 801                                l_new->key + round_up(key_size, 8),
 802                                value);
 803         }
 804
 805         l_new->hash = hash;
 806         return l_new;
 807 dec_count:
 808         atomic_dec(&htab->count);
 809         return l_new;
 810 }
 811
 812 static int check_flags(struct bpf_htab *htab, struct htab_elem *l_old,
 813                        u64 map_flags)
 814 {
 815         if (l_old && (map_flags & ~BPF_F_LOCK) == BPF_NOEXIST)
 816                 /* elem already exists */
 817                 return -EEXIST;
 818
 819         if (!l_old && (map_flags & ~BPF_F_LOCK) == BPF_EXIST)
 820                 /* elem doesn't exist, cannot update it */
 821                 return -ENOENT;
 822
 823         return 0;
 824 }
 825
 826 /* Called from syscall or from eBPF program */
 827 static int htab_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 828                                 u64 map_flags)
 829 {
 830         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 831         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
 832         struct hlist_nulls_head *head;
 833         unsigned long flags;
 834         struct bucket *b;
 835         u32 key_size, hash;
 836         int ret;
 837
 838         if (unlikely((map_flags & ~BPF_F_LOCK) > BPF_EXIST))
 839                 /* unknown flags */
 840                 return -EINVAL;
 841
 842         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 843
 844         key_size = map->key_size;
 845
 846         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 847
 848         b = __select_bucket(htab, hash);
 849         head = &b->head;
 850
 851         if (unlikely(map_flags & BPF_F_LOCK)) {
 852                 if (unlikely(!map_value_has_spin_lock(map)))
 853                         return -EINVAL;
 854                 /* find an element without taking the bucket lock */
 855                 l_old = lookup_nulls_elem_raw(head, hash, key, key_size,
 856                                               htab->n_buckets);
 857                 ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
 858                 if (ret)
 859                         return ret;
 860                 if (l_old) {
 861                         /* grab the element lock and update value in place */
 862                         copy_map_value_locked(map,
 863                                               l_old->key + round_up(key_size, 8),
 864                                               value, false);
 865                         return 0;
 866                 }
 867                 /* fall through, grab the bucket lock and lookup again.
 868                  * 99.9% chance that the element won't be found,
 869                  * but second lookup under lock has to be done.
 870                  */
 871         }
 872
 873         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
 874         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
 875
 876         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
 877
 878         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
 879         if (ret)
 880                 goto err;
 881
 882         if (unlikely(l_old && (map_flags & BPF_F_LOCK))) {
 883                 /* first lookup without the bucket lock didn't find the element,
 884                  * but second lookup with the bucket lock found it.
 885                  * This case is highly unlikely, but has to be dealt with:
 886                  * grab the element lock in addition to the bucket lock
 887                  * and update element in place
 888                  */
 889                 copy_map_value_locked(map,
 890                                       l_old->key + round_up(key_size, 8),
 891                                       value, false);
 892                 ret = 0;
 893                 goto err;
 894         }
 895
 896         l_new = alloc_htab_elem(htab, key, value, key_size, hash, false, false,
 897                                 l_old);
 898         if (IS_ERR(l_new)) {
 899                 /* all pre-allocated elements are in use or memory exhausted */
 900                 ret = PTR_ERR(l_new);
 901                 goto err;
 902         }
 903
 904         /* add new element to the head of the list, so that
 905          * concurrent search will find it before old elem
 906          */
 907         hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
 908         if (l_old) {
 909                 hlist_nulls_del_rcu(&l_old->hash_node);
 910                 if (!htab_is_prealloc(htab))
 911                         free_htab_elem(htab, l_old);
 912         }
 913         ret = 0;
 914 err:
 915         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
 916         return ret;
 917 }
 918
 919 static int htab_lru_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 920                                     u64 map_flags)
 921 {
 922         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 923         struct htab_elem *l_new, *l_old = NULL;
 924         struct hlist_nulls_head *head;
 925         unsigned long flags;
 926         struct bucket *b;
 927         u32 key_size, hash;
 928         int ret;
 929
 930         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 931                 /* unknown flags */
 932                 return -EINVAL;
 933
 934         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 935
 936         key_size = map->key_size;
 937
 938         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
 939
 940         b = __select_bucket(htab, hash);
 941         head = &b->head;
 942
 943         /* For LRU, we need to alloc before taking bucket's
 944          * spinlock because getting free nodes from LRU may need
 945          * to remove older elements from htab and this removal
 946          * operation will need a bucket lock.
 947          */
 948         l_new = prealloc_lru_pop(htab, key, hash);
 949         if (!l_new)
 950                 return -ENOMEM;
 951         memcpy(l_new->key + round_up(map->key_size, 8), value, map->value_size);
 952
 953         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
 954         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
 955
 956         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
 957
 958         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
 959         if (ret)
 960                 goto err;
 961
 962         /* add new element to the head of the list, so that
 963          * concurrent search will find it before old elem
 964          */
 965         hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
 966         if (l_old) {
 967                 bpf_lru_node_set_ref(&l_new->lru_node);
 968                 hlist_nulls_del_rcu(&l_old->hash_node);
 969         }
 970         ret = 0;
 971
 972 err:
 973         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
 974
 975         if (ret)
 976                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_new->lru_node);
 977         else if (l_old)
 978                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_old->lru_node);
 979
 980         return ret;
 981 }
 982
 983 static int __htab_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
 984                                          void *value, u64 map_flags,
 985                                          bool onallcpus)
 986 {
 987         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
 988         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
 989         struct hlist_nulls_head *head;
 990         unsigned long flags;
 991         struct bucket *b;
 992         u32 key_size, hash;
 993         int ret;
 994
 995         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 996                 /* unknown flags */
 997                 return -EINVAL;
 998
 999         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1000
1001         key_size = map->key_size;
1002
1003         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1004
1005         b = __select_bucket(htab, hash);
1006         head = &b->head;
1007
1008         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
1009         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1010
1011         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1012
1013         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
1014         if (ret)
1015                 goto err;
1016
1017         if (l_old) {
1018                 /* per-cpu hash map can update value in-place */
1019                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_old, key_size),
1020                                 value, onallcpus);
1021         } else {
1022                 l_new = alloc_htab_elem(htab, key, value, key_size,
1023                                         hash, true, onallcpus, NULL);
1024                 if (IS_ERR(l_new)) {
1025                         ret = PTR_ERR(l_new);
1026                         goto err;
1027                 }
1028                 hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
1029         }
1030         ret = 0;
1031 err:
1032         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 static int __htab_lru_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1037                                              void *value, u64 map_flags,
1038                                              bool onallcpus)
1039 {
1040         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1041         struct htab_elem *l_new = NULL, *l_old;
1042         struct hlist_nulls_head *head;
1043         unsigned long flags;
1044         struct bucket *b;
1045         u32 key_size, hash;
1046         int ret;
1047
1048         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
1049                 /* unknown flags */
1050                 return -EINVAL;
1051
1052         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1053
1054         key_size = map->key_size;
1055
1056         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1057
1058         b = __select_bucket(htab, hash);
1059         head = &b->head;
1060
1061         /* For LRU, we need to alloc before taking bucket's
1062          * spinlock because LRU's elem alloc may need
1063          * to remove older elem from htab and this removal
1064          * operation will need a bucket lock.
1065          */
1066         if (map_flags != BPF_EXIST) {
1067                 l_new = prealloc_lru_pop(htab, key, hash);
1068                 if (!l_new)
1069                         return -ENOMEM;
1070         }
1071
1072         /* bpf_map_update_elem() can be called in_irq() */
1073         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1074
1075         l_old = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1076
1077         ret = check_flags(htab, l_old, map_flags);
1078         if (ret)
1079                 goto err;
1080
1081         if (l_old) {
1082                 bpf_lru_node_set_ref(&l_old->lru_node);
1083
1084                 /* per-cpu hash map can update value in-place */
1085                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_old, key_size),
1086                                 value, onallcpus);
1087         } else {
1088                 pcpu_copy_value(htab, htab_elem_get_ptr(l_new, key_size),
1089                                 value, onallcpus);
1090                 hlist_nulls_add_head_rcu(&l_new->hash_node, head);
1091                 l_new = NULL;
1092         }
1093         ret = 0;
1094 err:
1095         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1096         if (l_new)
1097                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l_new->lru_node);
1098         return ret;
1099 }
1100
1101 static int htab_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1102                                        void *value, u64 map_flags)
1103 {
1104         return __htab_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags, false);
1105 }
1106
1107 static int htab_lru_percpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1108                                            void *value, u64 map_flags)
1109 {
1110         return __htab_lru_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags,
1111                                                  false);
1112 }
1113
1114 /* Called from syscall or from eBPF program */
1115 static int htab_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1116 {
1117         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1118         struct hlist_nulls_head *head;
1119         struct bucket *b;
1120         struct htab_elem *l;
1121         unsigned long flags;
1122         u32 hash, key_size;
1123         int ret = -ENOENT;
1124
1125         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1126
1127         key_size = map->key_size;
1128
1129         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1130         b = __select_bucket(htab, hash);
1131         head = &b->head;
1132
1133         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1134
1135         l = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1136
1137         if (l) {
1138                 hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1139                 free_htab_elem(htab, l);
1140                 ret = 0;
1141         }
1142
1143         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1144         return ret;
1145 }
1146
1147 static int htab_lru_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1148 {
1149         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1150         struct hlist_nulls_head *head;
1151         struct bucket *b;
1152         struct htab_elem *l;
1153         unsigned long flags;
1154         u32 hash, key_size;
1155         int ret = -ENOENT;
1156
1157         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
1158
1159         key_size = map->key_size;
1160
1161         hash = htab_map_hash(key, key_size, htab->hashrnd);
1162         b = __select_bucket(htab, hash);
1163         head = &b->head;
1164
1165         raw_spin_lock_irqsave(&b->lock, flags);
1166
1167         l = lookup_elem_raw(head, hash, key, key_size);
1168
1169         if (l) {
1170                 hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1171                 ret = 0;
1172         }
1173
1174         raw_spin_unlock_irqrestore(&b->lock, flags);
1175         if (l)
1176                 bpf_lru_push_free(&htab->lru, &l->lru_node);
1177         return ret;
1178 }
1179
1180 static void delete_all_elements(struct bpf_htab *htab)
1181 {
1182         int i;
1183
1184         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
1185                 struct hlist_nulls_head *head = select_bucket(htab, i);
1186                 struct hlist_nulls_node *n;
1187                 struct htab_elem *l;
1188
1189                 hlist_nulls_for_each_entry_safe(l, n, head, hash_node) {
1190                         hlist_nulls_del_rcu(&l->hash_node);
1191                         htab_elem_free(htab, l);
1192                 }
1193         }
1194 }
1195
1196 /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
1197 static void htab_map_free(struct bpf_map *map)
1198 {
1199         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1200
1201         /* at this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
1202          * so the programs (can be more than one that used this map) were
1203          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
1204          * these programs to complete
1205          */
1206         synchronize_rcu();
1207
1208         /* some of free_htab_elem() callbacks for elements of this map may
1209          * not have executed. Wait for them.
1210          */
1211         rcu_barrier();
1212         if (!htab_is_prealloc(htab))
1213                 delete_all_elements(htab);
1214         else
1215                 prealloc_destroy(htab);
1216
1217         free_percpu(htab->extra_elems);
1218         bpf_map_area_free(htab->buckets);
1219         kfree(htab);
1220 }
1221
1222 static void htab_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1223                                    struct seq_file *m)
1224 {
1225         void *value;
1226
1227         rcu_read_lock();
1228
1229         value = htab_map_lookup_elem(map, key);
1230         if (!value) {
1231                 rcu_read_unlock();
1232                 return;
1233         }
1234
1235         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_key_type_id, key, m);
1236         seq_puts(m, ": ");
1237         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id, value, m);
1238         seq_puts(m, "\n");
1239
1240         rcu_read_unlock();
1241 }
1242
1243 const struct bpf_map_ops htab_map_ops = {
1244         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1245         .map_alloc = htab_map_alloc,
1246         .map_free = htab_map_free,
1247         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1248         .map_lookup_elem = htab_map_lookup_elem,
1249         .map_update_elem = htab_map_update_elem,
1250         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1251         .map_gen_lookup = htab_map_gen_lookup,
1252         .map_seq_show_elem = htab_map_seq_show_elem,
1253 };
1254
1255 const struct bpf_map_ops htab_lru_map_ops = {
1256         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1257         .map_alloc = htab_map_alloc,
1258         .map_free = htab_map_free,
1259         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1260         .map_lookup_elem = htab_lru_map_lookup_elem,
1261         .map_lookup_elem_sys_only = htab_lru_map_lookup_elem_sys,
1262         .map_update_elem = htab_lru_map_update_elem,
1263         .map_delete_elem = htab_lru_map_delete_elem,
1264         .map_gen_lookup = htab_lru_map_gen_lookup,
1265         .map_seq_show_elem = htab_map_seq_show_elem,
1266 };
1267
1268 /* Called from eBPF program */
1269 static void *htab_percpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1270 {
1271         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1272
1273         if (l)
1274                 return this_cpu_ptr(htab_elem_get_ptr(l, map->key_size));
1275         else
1276                 return NULL;
1277 }
1278
1279 static void *htab_lru_percpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1280 {
1281         struct htab_elem *l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1282
1283         if (l) {
1284                 bpf_lru_node_set_ref(&l->lru_node);
1285                 return this_cpu_ptr(htab_elem_get_ptr(l, map->key_size));
1286         }
1287
1288         return NULL;
1289 }
1290
1291 int bpf_percpu_hash_copy(struct bpf_map *map, void *key, void *value)
1292 {
1293         struct htab_elem *l;
1294         void __percpu *pptr;
1295         int ret = -ENOENT;
1296         int cpu, off = 0;
1297         u32 size;
1298
1299         /* per_cpu areas are zero-filled and bpf programs can only
1300          * access 'value_size' of them, so copying rounded areas
1301          * will not leak any kernel data
1302          */
1303         size = round_up(map->value_size, 8);
1304         rcu_read_lock();
1305         l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1306         if (!l)
1307                 goto out;
1308         /* We do not mark LRU map element here in order to not mess up
1309          * eviction heuristics when user space does a map walk.
1310          */
1311         pptr = htab_elem_get_ptr(l, map->key_size);
1312         for_each_possible_cpu(cpu) {
1313                 bpf_long_memcpy(value + off,
1314                                 per_cpu_ptr(pptr, cpu), size);
1315                 off += size;
1316         }
1317         ret = 0;
1318 out:
1319         rcu_read_unlock();
1320         return ret;
1321 }
1322
1323 int bpf_percpu_hash_update(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
1324                            u64 map_flags)
1325 {
1326         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1327         int ret;
1328
1329         rcu_read_lock();
1330         if (htab_is_lru(htab))
1331                 ret = __htab_lru_percpu_map_update_elem(map, key, value,
1332                                                         map_flags, true);
1333         else
1334                 ret = __htab_percpu_map_update_elem(map, key, value, map_flags,
1335                                                     true);
1336         rcu_read_unlock();
1337
1338         return ret;
1339 }
1340
1341 static void htab_percpu_map_seq_show_elem(struct bpf_map *map, void *key,
1342                                           struct seq_file *m)
1343 {
1344         struct htab_elem *l;
1345         void __percpu *pptr;
1346         int cpu;
1347
1348         rcu_read_lock();
1349
1350         l = __htab_map_lookup_elem(map, key);
1351         if (!l) {
1352                 rcu_read_unlock();
1353                 return;
1354         }
1355
1356         btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_key_type_id, key, m);
1357         seq_puts(m, ": {\n");
1358         pptr = htab_elem_get_ptr(l, map->key_size);
1359         for_each_possible_cpu(cpu) {
1360                 seq_printf(m, "\tcpu%d: ", cpu);
1361                 btf_type_seq_show(map->btf, map->btf_value_type_id,
1362                                   per_cpu_ptr(pptr, cpu), m);
1363                 seq_puts(m, "\n");
1364         }
1365         seq_puts(m, "}\n");
1366
1367         rcu_read_unlock();
1368 }
1369
1370 const struct bpf_map_ops htab_percpu_map_ops = {
1371         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1372         .map_alloc = htab_map_alloc,
1373         .map_free = htab_map_free,
1374         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1375         .map_lookup_elem = htab_percpu_map_lookup_elem,
1376         .map_update_elem = htab_percpu_map_update_elem,
1377         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1378         .map_seq_show_elem = htab_percpu_map_seq_show_elem,
1379 };
1380
1381 const struct bpf_map_ops htab_lru_percpu_map_ops = {
1382         .map_alloc_check = htab_map_alloc_check,
1383         .map_alloc = htab_map_alloc,
1384         .map_free = htab_map_free,
1385         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1386         .map_lookup_elem = htab_lru_percpu_map_lookup_elem,
1387         .map_update_elem = htab_lru_percpu_map_update_elem,
1388         .map_delete_elem = htab_lru_map_delete_elem,
1389         .map_seq_show_elem = htab_percpu_map_seq_show_elem,
1390 };
1391
1392 static int fd_htab_map_alloc_check(union bpf_attr *attr)
1393 {
1394         if (attr->value_size != sizeof(u32))
1395                 return -EINVAL;
1396         return htab_map_alloc_check(attr);
1397 }
1398
1399 static void fd_htab_map_free(struct bpf_map *map)
1400 {
1401         struct bpf_htab *htab = container_of(map, struct bpf_htab, map);
1402         struct hlist_nulls_node *n;
1403         struct hlist_nulls_head *head;
1404         struct htab_elem *l;
1405         int i;
1406
1407         for (i = 0; i < htab->n_buckets; i++) {
1408                 head = select_bucket(htab, i);
1409
1410                 hlist_nulls_for_each_entry_safe(l, n, head, hash_node) {
1411                         void *ptr = fd_htab_map_get_ptr(map, l);
1412
1413                         map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
1414                 }
1415         }
1416
1417         htab_map_free(map);
1418 }
1419
1420 /* only called from syscall */
1421 int bpf_fd_htab_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key, u32 *value)
1422 {
1423         void **ptr;
1424         int ret = 0;
1425
1426         if (!map->ops->map_fd_sys_lookup_elem)
1427                 return -ENOTSUPP;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430         ptr = htab_map_lookup_elem(map, key);
1431         if (ptr)
1432                 *value = map->ops->map_fd_sys_lookup_elem(READ_ONCE(*ptr));
1433         else
1434                 ret = -ENOENT;
1435         rcu_read_unlock();
1436
1437         return ret;
1438 }
1439
1440 /* only called from syscall */
1441 int bpf_fd_htab_map_update_elem(struct bpf_map *map, struct file *map_file,
1442                                 void *key, void *value, u64 map_flags)
1443 {
1444         void *ptr;
1445         int ret;
1446         u32 ufd = *(u32 *)value;
1447
1448         ptr = map->ops->map_fd_get_ptr(map, map_file, ufd);
1449         if (IS_ERR(ptr))
1450                 return PTR_ERR(ptr);
1451
1452         ret = htab_map_update_elem(map, key, &ptr, map_flags);
1453         if (ret)
1454                 map->ops->map_fd_put_ptr(ptr);
1455
1456         return ret;
1457 }
1458
1459 static struct bpf_map *htab_of_map_alloc(union bpf_attr *attr)
1460 {
1461         struct bpf_map *map, *inner_map_meta;
1462
1463         inner_map_meta = bpf_map_meta_alloc(attr->inner_map_fd);
1464         if (IS_ERR(inner_map_meta))
1465                 return inner_map_meta;
1466
1467         map = htab_map_alloc(attr);
1468         if (IS_ERR(map)) {
1469                 bpf_map_meta_free(inner_map_meta);
1470                 return map;
1471         }
1472
1473         map->inner_map_meta = inner_map_meta;
1474
1475         return map;
1476 }
1477
1478 static void *htab_of_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
1479 {
1480         struct bpf_map **inner_map  = htab_map_lookup_elem(map, key);
1481
1482         if (!inner_map)
1483                 return NULL;
1484
1485         return READ_ONCE(*inner_map);
1486 }
1487
1488 static u32 htab_of_map_gen_lookup(struct bpf_map *map,
1489                                   struct bpf_insn *insn_buf)
1490 {
1491         struct bpf_insn *insn = insn_buf;
1492         const int ret = BPF_REG_0;
1493
1494         BUILD_BUG_ON(!__same_type(&__htab_map_lookup_elem,
1495                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
1496         *insn++ = BPF_EMIT_CALL(BPF_CAST_CALL(__htab_map_lookup_elem));
1497         *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, ret, 0, 2);
1498         *insn++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, ret,
1499                                 offsetof(struct htab_elem, key) +
1500                                 round_up(map->key_size, 8));
1501         *insn++ = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, ret, ret, 0);
1502
1503         return insn - insn_buf;
1504 }
1505
1506 static void htab_of_map_free(struct bpf_map *map)
1507 {
1508         bpf_map_meta_free(map->inner_map_meta);
1509         fd_htab_map_free(map);
1510 }
1511
1512 const struct bpf_map_ops htab_of_maps_map_ops = {
1513         .map_alloc_check = fd_htab_map_alloc_check,
1514         .map_alloc = htab_of_map_alloc,
1515         .map_free = htab_of_map_free,
1516         .map_get_next_key = htab_map_get_next_key,
1517         .map_lookup_elem = htab_of_map_lookup_elem,
1518         .map_delete_elem = htab_map_delete_elem,
1519         .map_fd_get_ptr = bpf_map_fd_get_ptr,
1520         .map_fd_put_ptr = bpf_map_fd_put_ptr,
1521         .map_fd_sys_lookup_elem = bpf_map_fd_sys_lookup_elem,
1522         .map_gen_lookup = htab_of_map_gen_lookup,
1523         .map_check_btf = map_check_no_btf,
1524 };