xref: /linux-6.15/kernel/bpf/arraymap.c (revision 04fd61ab)
128fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
228fbcfa0SAlexei Starovoitov  *
328fbcfa0SAlexei Starovoitov  * This program is free software; you can redistribute it and/or
428fbcfa0SAlexei Starovoitov  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
528fbcfa0SAlexei Starovoitov  * License as published by the Free Software Foundation.
628fbcfa0SAlexei Starovoitov  *
728fbcfa0SAlexei Starovoitov  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
828fbcfa0SAlexei Starovoitov  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
928fbcfa0SAlexei Starovoitov  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
1028fbcfa0SAlexei Starovoitov  * General Public License for more details.
1128fbcfa0SAlexei Starovoitov  */
1228fbcfa0SAlexei Starovoitov #include <linux/bpf.h>
1328fbcfa0SAlexei Starovoitov #include <linux/err.h>
1428fbcfa0SAlexei Starovoitov #include <linux/vmalloc.h>
1528fbcfa0SAlexei Starovoitov #include <linux/slab.h>
1628fbcfa0SAlexei Starovoitov #include <linux/mm.h>
17*04fd61abSAlexei Starovoitov #include <linux/filter.h>
1828fbcfa0SAlexei Starovoitov 
1928fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Called from syscall */
2028fbcfa0SAlexei Starovoitov static struct bpf_map *array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
2128fbcfa0SAlexei Starovoitov {
2228fbcfa0SAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array;
23daaf427cSAlexei Starovoitov 	u32 elem_size, array_size;
2428fbcfa0SAlexei Starovoitov 
2528fbcfa0SAlexei Starovoitov 	/* check sanity of attributes */
2628fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
2728fbcfa0SAlexei Starovoitov 	    attr->value_size == 0)
2828fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return ERR_PTR(-EINVAL);
2928fbcfa0SAlexei Starovoitov 
3028fbcfa0SAlexei Starovoitov 	elem_size = round_up(attr->value_size, 8);
3128fbcfa0SAlexei Starovoitov 
32daaf427cSAlexei Starovoitov 	/* check round_up into zero and u32 overflow */
33daaf427cSAlexei Starovoitov 	if (elem_size == 0 ||
34daaf427cSAlexei Starovoitov 	    attr->max_entries > (U32_MAX - sizeof(*array)) / elem_size)
35daaf427cSAlexei Starovoitov 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
36daaf427cSAlexei Starovoitov 
37daaf427cSAlexei Starovoitov 	array_size = sizeof(*array) + attr->max_entries * elem_size;
38daaf427cSAlexei Starovoitov 
3928fbcfa0SAlexei Starovoitov 	/* allocate all map elements and zero-initialize them */
40daaf427cSAlexei Starovoitov 	array = kzalloc(array_size, GFP_USER | __GFP_NOWARN);
4128fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (!array) {
42daaf427cSAlexei Starovoitov 		array = vzalloc(array_size);
4328fbcfa0SAlexei Starovoitov 		if (!array)
4428fbcfa0SAlexei Starovoitov 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
4528fbcfa0SAlexei Starovoitov 	}
4628fbcfa0SAlexei Starovoitov 
4728fbcfa0SAlexei Starovoitov 	/* copy mandatory map attributes */
4828fbcfa0SAlexei Starovoitov 	array->map.key_size = attr->key_size;
4928fbcfa0SAlexei Starovoitov 	array->map.value_size = attr->value_size;
5028fbcfa0SAlexei Starovoitov 	array->map.max_entries = attr->max_entries;
5128fbcfa0SAlexei Starovoitov 
5228fbcfa0SAlexei Starovoitov 	array->elem_size = elem_size;
5328fbcfa0SAlexei Starovoitov 
5428fbcfa0SAlexei Starovoitov 	return &array->map;
5528fbcfa0SAlexei Starovoitov }
5628fbcfa0SAlexei Starovoitov 
5728fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Called from syscall or from eBPF program */
5828fbcfa0SAlexei Starovoitov static void *array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
5928fbcfa0SAlexei Starovoitov {
6028fbcfa0SAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
6128fbcfa0SAlexei Starovoitov 	u32 index = *(u32 *)key;
6228fbcfa0SAlexei Starovoitov 
6328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (index >= array->map.max_entries)
6428fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return NULL;
6528fbcfa0SAlexei Starovoitov 
6628fbcfa0SAlexei Starovoitov 	return array->value + array->elem_size * index;
6728fbcfa0SAlexei Starovoitov }
6828fbcfa0SAlexei Starovoitov 
6928fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Called from syscall */
7028fbcfa0SAlexei Starovoitov static int array_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
7128fbcfa0SAlexei Starovoitov {
7228fbcfa0SAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
7328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	u32 index = *(u32 *)key;
7428fbcfa0SAlexei Starovoitov 	u32 *next = (u32 *)next_key;
7528fbcfa0SAlexei Starovoitov 
7628fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (index >= array->map.max_entries) {
7728fbcfa0SAlexei Starovoitov 		*next = 0;
7828fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return 0;
7928fbcfa0SAlexei Starovoitov 	}
8028fbcfa0SAlexei Starovoitov 
8128fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (index == array->map.max_entries - 1)
8228fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return -ENOENT;
8328fbcfa0SAlexei Starovoitov 
8428fbcfa0SAlexei Starovoitov 	*next = index + 1;
8528fbcfa0SAlexei Starovoitov 	return 0;
8628fbcfa0SAlexei Starovoitov }
8728fbcfa0SAlexei Starovoitov 
8828fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Called from syscall or from eBPF program */
8928fbcfa0SAlexei Starovoitov static int array_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9028fbcfa0SAlexei Starovoitov 				 u64 map_flags)
9128fbcfa0SAlexei Starovoitov {
9228fbcfa0SAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
9328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	u32 index = *(u32 *)key;
9428fbcfa0SAlexei Starovoitov 
9528fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (map_flags > BPF_EXIST)
9628fbcfa0SAlexei Starovoitov 		/* unknown flags */
9728fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return -EINVAL;
9828fbcfa0SAlexei Starovoitov 
9928fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (index >= array->map.max_entries)
10028fbcfa0SAlexei Starovoitov 		/* all elements were pre-allocated, cannot insert a new one */
10128fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return -E2BIG;
10228fbcfa0SAlexei Starovoitov 
10328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	if (map_flags == BPF_NOEXIST)
104daaf427cSAlexei Starovoitov 		/* all elements already exist */
10528fbcfa0SAlexei Starovoitov 		return -EEXIST;
10628fbcfa0SAlexei Starovoitov 
10728fbcfa0SAlexei Starovoitov 	memcpy(array->value + array->elem_size * index, value, array->elem_size);
10828fbcfa0SAlexei Starovoitov 	return 0;
10928fbcfa0SAlexei Starovoitov }
11028fbcfa0SAlexei Starovoitov 
11128fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Called from syscall or from eBPF program */
11228fbcfa0SAlexei Starovoitov static int array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
11328fbcfa0SAlexei Starovoitov {
11428fbcfa0SAlexei Starovoitov 	return -EINVAL;
11528fbcfa0SAlexei Starovoitov }
11628fbcfa0SAlexei Starovoitov 
11728fbcfa0SAlexei Starovoitov /* Called when map->refcnt goes to zero, either from workqueue or from syscall */
11828fbcfa0SAlexei Starovoitov static void array_map_free(struct bpf_map *map)
11928fbcfa0SAlexei Starovoitov {
12028fbcfa0SAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
12128fbcfa0SAlexei Starovoitov 
12228fbcfa0SAlexei Starovoitov 	/* at this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
12328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	 * so the programs (can be more than one that used this map) were
12428fbcfa0SAlexei Starovoitov 	 * disconnected from events. Wait for outstanding programs to complete
12528fbcfa0SAlexei Starovoitov 	 * and free the array
12628fbcfa0SAlexei Starovoitov 	 */
12728fbcfa0SAlexei Starovoitov 	synchronize_rcu();
12828fbcfa0SAlexei Starovoitov 
12928fbcfa0SAlexei Starovoitov 	kvfree(array);
13028fbcfa0SAlexei Starovoitov }
13128fbcfa0SAlexei Starovoitov 
132a2c83fffSDaniel Borkmann static const struct bpf_map_ops array_ops = {
13328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.map_alloc = array_map_alloc,
13428fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.map_free = array_map_free,
13528fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.map_get_next_key = array_map_get_next_key,
13628fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.map_lookup_elem = array_map_lookup_elem,
13728fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.map_update_elem = array_map_update_elem,
13828fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.map_delete_elem = array_map_delete_elem,
13928fbcfa0SAlexei Starovoitov };
14028fbcfa0SAlexei Starovoitov 
141a2c83fffSDaniel Borkmann static struct bpf_map_type_list array_type __read_mostly = {
14228fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.ops = &array_ops,
14328fbcfa0SAlexei Starovoitov 	.type = BPF_MAP_TYPE_ARRAY,
14428fbcfa0SAlexei Starovoitov };
14528fbcfa0SAlexei Starovoitov 
14628fbcfa0SAlexei Starovoitov static int __init register_array_map(void)
14728fbcfa0SAlexei Starovoitov {
148a2c83fffSDaniel Borkmann 	bpf_register_map_type(&array_type);
14928fbcfa0SAlexei Starovoitov 	return 0;
15028fbcfa0SAlexei Starovoitov }
15128fbcfa0SAlexei Starovoitov late_initcall(register_array_map);
152*04fd61abSAlexei Starovoitov 
153*04fd61abSAlexei Starovoitov static struct bpf_map *prog_array_map_alloc(union bpf_attr *attr)
154*04fd61abSAlexei Starovoitov {
155*04fd61abSAlexei Starovoitov 	/* only bpf_prog file descriptors can be stored in prog_array map */
156*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (attr->value_size != sizeof(u32))
157*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return ERR_PTR(-EINVAL);
158*04fd61abSAlexei Starovoitov 	return array_map_alloc(attr);
159*04fd61abSAlexei Starovoitov }
160*04fd61abSAlexei Starovoitov 
161*04fd61abSAlexei Starovoitov static void prog_array_map_free(struct bpf_map *map)
162*04fd61abSAlexei Starovoitov {
163*04fd61abSAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
164*04fd61abSAlexei Starovoitov 	int i;
165*04fd61abSAlexei Starovoitov 
166*04fd61abSAlexei Starovoitov 	synchronize_rcu();
167*04fd61abSAlexei Starovoitov 
168*04fd61abSAlexei Starovoitov 	/* make sure it's empty */
169*04fd61abSAlexei Starovoitov 	for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
170*04fd61abSAlexei Starovoitov 		BUG_ON(array->prog[i] != NULL);
171*04fd61abSAlexei Starovoitov 	kvfree(array);
172*04fd61abSAlexei Starovoitov }
173*04fd61abSAlexei Starovoitov 
174*04fd61abSAlexei Starovoitov static void *prog_array_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
175*04fd61abSAlexei Starovoitov {
176*04fd61abSAlexei Starovoitov 	return NULL;
177*04fd61abSAlexei Starovoitov }
178*04fd61abSAlexei Starovoitov 
179*04fd61abSAlexei Starovoitov /* only called from syscall */
180*04fd61abSAlexei Starovoitov static int prog_array_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key,
181*04fd61abSAlexei Starovoitov 				      void *value, u64 map_flags)
182*04fd61abSAlexei Starovoitov {
183*04fd61abSAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
184*04fd61abSAlexei Starovoitov 	struct bpf_prog *prog, *old_prog;
185*04fd61abSAlexei Starovoitov 	u32 index = *(u32 *)key, ufd;
186*04fd61abSAlexei Starovoitov 
187*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (map_flags != BPF_ANY)
188*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return -EINVAL;
189*04fd61abSAlexei Starovoitov 
190*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (index >= array->map.max_entries)
191*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return -E2BIG;
192*04fd61abSAlexei Starovoitov 
193*04fd61abSAlexei Starovoitov 	ufd = *(u32 *)value;
194*04fd61abSAlexei Starovoitov 	prog = bpf_prog_get(ufd);
195*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (IS_ERR(prog))
196*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return PTR_ERR(prog);
197*04fd61abSAlexei Starovoitov 
198*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (!bpf_prog_array_compatible(array, prog)) {
199*04fd61abSAlexei Starovoitov 		bpf_prog_put(prog);
200*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return -EINVAL;
201*04fd61abSAlexei Starovoitov 	}
202*04fd61abSAlexei Starovoitov 
203*04fd61abSAlexei Starovoitov 	old_prog = xchg(array->prog + index, prog);
204*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (old_prog)
205*04fd61abSAlexei Starovoitov 		bpf_prog_put(old_prog);
206*04fd61abSAlexei Starovoitov 
207*04fd61abSAlexei Starovoitov 	return 0;
208*04fd61abSAlexei Starovoitov }
209*04fd61abSAlexei Starovoitov 
210*04fd61abSAlexei Starovoitov static int prog_array_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
211*04fd61abSAlexei Starovoitov {
212*04fd61abSAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
213*04fd61abSAlexei Starovoitov 	struct bpf_prog *old_prog;
214*04fd61abSAlexei Starovoitov 	u32 index = *(u32 *)key;
215*04fd61abSAlexei Starovoitov 
216*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (index >= array->map.max_entries)
217*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return -E2BIG;
218*04fd61abSAlexei Starovoitov 
219*04fd61abSAlexei Starovoitov 	old_prog = xchg(array->prog + index, NULL);
220*04fd61abSAlexei Starovoitov 	if (old_prog) {
221*04fd61abSAlexei Starovoitov 		bpf_prog_put(old_prog);
222*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return 0;
223*04fd61abSAlexei Starovoitov 	} else {
224*04fd61abSAlexei Starovoitov 		return -ENOENT;
225*04fd61abSAlexei Starovoitov 	}
226*04fd61abSAlexei Starovoitov }
227*04fd61abSAlexei Starovoitov 
228*04fd61abSAlexei Starovoitov /* decrement refcnt of all bpf_progs that are stored in this map */
229*04fd61abSAlexei Starovoitov void bpf_prog_array_map_clear(struct bpf_map *map)
230*04fd61abSAlexei Starovoitov {
231*04fd61abSAlexei Starovoitov 	struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
232*04fd61abSAlexei Starovoitov 	int i;
233*04fd61abSAlexei Starovoitov 
234*04fd61abSAlexei Starovoitov 	for (i = 0; i < array->map.max_entries; i++)
235*04fd61abSAlexei Starovoitov 		prog_array_map_delete_elem(map, &i);
236*04fd61abSAlexei Starovoitov }
237*04fd61abSAlexei Starovoitov 
238*04fd61abSAlexei Starovoitov static const struct bpf_map_ops prog_array_ops = {
239*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.map_alloc = prog_array_map_alloc,
240*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.map_free = prog_array_map_free,
241*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.map_get_next_key = array_map_get_next_key,
242*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.map_lookup_elem = prog_array_map_lookup_elem,
243*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.map_update_elem = prog_array_map_update_elem,
244*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.map_delete_elem = prog_array_map_delete_elem,
245*04fd61abSAlexei Starovoitov };
246*04fd61abSAlexei Starovoitov 
247*04fd61abSAlexei Starovoitov static struct bpf_map_type_list prog_array_type __read_mostly = {
248*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.ops = &prog_array_ops,
249*04fd61abSAlexei Starovoitov 	.type = BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY,
250*04fd61abSAlexei Starovoitov };
251*04fd61abSAlexei Starovoitov 
252*04fd61abSAlexei Starovoitov static int __init register_prog_array_map(void)
253*04fd61abSAlexei Starovoitov {
254*04fd61abSAlexei Starovoitov 	bpf_register_map_type(&prog_array_type);
255*04fd61abSAlexei Starovoitov 	return 0;
256*04fd61abSAlexei Starovoitov }
257*04fd61abSAlexei Starovoitov late_initcall(register_prog_array_map);
258