xref: /linux/kernel/bpf/trampoline.c (revision 8fb33b60)
1fec56f58SAlexei Starovoitov // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2fec56f58SAlexei Starovoitov /* Copyright (c) 2019 Facebook */
3fec56f58SAlexei Starovoitov #include <linux/hash.h>
4fec56f58SAlexei Starovoitov #include <linux/bpf.h>
5fec56f58SAlexei Starovoitov #include <linux/filter.h>
6b91e014fSAlexei Starovoitov #include <linux/ftrace.h>
7e9b4e606SJiri Olsa #include <linux/rbtree_latch.h>
8a108f7dcSJiri Olsa #include <linux/perf_event.h>
99e4e01dfSKP Singh #include <linux/btf.h>
101e6c62a8SAlexei Starovoitov #include <linux/rcupdate_trace.h>
111e6c62a8SAlexei Starovoitov #include <linux/rcupdate_wait.h>
12861de02eSJiri Olsa #include <linux/module.h>
13fec56f58SAlexei Starovoitov 
14be8704ffSAlexei Starovoitov /* dummy _ops. The verifier will operate on target program's ops. */
15be8704ffSAlexei Starovoitov const struct bpf_verifier_ops bpf_extension_verifier_ops = {
16be8704ffSAlexei Starovoitov };
17be8704ffSAlexei Starovoitov const struct bpf_prog_ops bpf_extension_prog_ops = {
18be8704ffSAlexei Starovoitov };
19be8704ffSAlexei Starovoitov 
20fec56f58SAlexei Starovoitov /* btf_vmlinux has ~22k attachable functions. 1k htab is enough. */
21fec56f58SAlexei Starovoitov #define TRAMPOLINE_HASH_BITS 10
22fec56f58SAlexei Starovoitov #define TRAMPOLINE_TABLE_SIZE (1 << TRAMPOLINE_HASH_BITS)
23fec56f58SAlexei Starovoitov 
24fec56f58SAlexei Starovoitov static struct hlist_head trampoline_table[TRAMPOLINE_TABLE_SIZE];
25fec56f58SAlexei Starovoitov 
267ac88ebaSJiri Olsa /* serializes access to trampoline_table */
27fec56f58SAlexei Starovoitov static DEFINE_MUTEX(trampoline_mutex);
28fec56f58SAlexei Starovoitov 
297ac88ebaSJiri Olsa void *bpf_jit_alloc_exec_page(void)
3098e8627eSBjörn Töpel {
3198e8627eSBjörn Töpel 	void *image;
3298e8627eSBjörn Töpel 
3398e8627eSBjörn Töpel 	image = bpf_jit_alloc_exec(PAGE_SIZE);
3498e8627eSBjörn Töpel 	if (!image)
3598e8627eSBjörn Töpel 		return NULL;
3698e8627eSBjörn Töpel 
3798e8627eSBjörn Töpel 	set_vm_flush_reset_perms(image);
3898e8627eSBjörn Töpel 	/* Keep image as writeable. The alternative is to keep flipping ro/rw
3998e8627eSBjörn Töpel 	 * everytime new program is attached or detached.
4098e8627eSBjörn Töpel 	 */
4198e8627eSBjörn Töpel 	set_memory_x((long)image, 1);
4298e8627eSBjörn Töpel 	return image;
4398e8627eSBjörn Töpel }
4498e8627eSBjörn Töpel 
45a108f7dcSJiri Olsa void bpf_image_ksym_add(void *data, struct bpf_ksym *ksym)
46a108f7dcSJiri Olsa {
47a108f7dcSJiri Olsa 	ksym->start = (unsigned long) data;
487ac88ebaSJiri Olsa 	ksym->end = ksym->start + PAGE_SIZE;
49a108f7dcSJiri Olsa 	bpf_ksym_add(ksym);
50a108f7dcSJiri Olsa 	perf_event_ksymbol(PERF_RECORD_KSYMBOL_TYPE_BPF, ksym->start,
517ac88ebaSJiri Olsa 			   PAGE_SIZE, false, ksym->name);
52a108f7dcSJiri Olsa }
53a108f7dcSJiri Olsa 
54a108f7dcSJiri Olsa void bpf_image_ksym_del(struct bpf_ksym *ksym)
55a108f7dcSJiri Olsa {
56a108f7dcSJiri Olsa 	bpf_ksym_del(ksym);
57a108f7dcSJiri Olsa 	perf_event_ksymbol(PERF_RECORD_KSYMBOL_TYPE_BPF, ksym->start,
587ac88ebaSJiri Olsa 			   PAGE_SIZE, true, ksym->name);
59a108f7dcSJiri Olsa }
60a108f7dcSJiri Olsa 
61f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen static struct bpf_trampoline *bpf_trampoline_lookup(u64 key)
62fec56f58SAlexei Starovoitov {
63fec56f58SAlexei Starovoitov 	struct bpf_trampoline *tr;
64fec56f58SAlexei Starovoitov 	struct hlist_head *head;
65fec56f58SAlexei Starovoitov 	int i;
66fec56f58SAlexei Starovoitov 
67fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_lock(&trampoline_mutex);
68fec56f58SAlexei Starovoitov 	head = &trampoline_table[hash_64(key, TRAMPOLINE_HASH_BITS)];
69fec56f58SAlexei Starovoitov 	hlist_for_each_entry(tr, head, hlist) {
70fec56f58SAlexei Starovoitov 		if (tr->key == key) {
71fec56f58SAlexei Starovoitov 			refcount_inc(&tr->refcnt);
72fec56f58SAlexei Starovoitov 			goto out;
73fec56f58SAlexei Starovoitov 		}
74fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
75fec56f58SAlexei Starovoitov 	tr = kzalloc(sizeof(*tr), GFP_KERNEL);
76fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (!tr)
77fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
78fec56f58SAlexei Starovoitov 
79fec56f58SAlexei Starovoitov 	tr->key = key;
80fec56f58SAlexei Starovoitov 	INIT_HLIST_NODE(&tr->hlist);
81fec56f58SAlexei Starovoitov 	hlist_add_head(&tr->hlist, head);
82fec56f58SAlexei Starovoitov 	refcount_set(&tr->refcnt, 1);
83fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_init(&tr->mutex);
84fec56f58SAlexei Starovoitov 	for (i = 0; i < BPF_TRAMP_MAX; i++)
85fec56f58SAlexei Starovoitov 		INIT_HLIST_HEAD(&tr->progs_hlist[i]);
86fec56f58SAlexei Starovoitov out:
87fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_unlock(&trampoline_mutex);
88fec56f58SAlexei Starovoitov 	return tr;
89fec56f58SAlexei Starovoitov }
90fec56f58SAlexei Starovoitov 
91861de02eSJiri Olsa static int bpf_trampoline_module_get(struct bpf_trampoline *tr)
92861de02eSJiri Olsa {
93861de02eSJiri Olsa 	struct module *mod;
94861de02eSJiri Olsa 	int err = 0;
95861de02eSJiri Olsa 
96861de02eSJiri Olsa 	preempt_disable();
97861de02eSJiri Olsa 	mod = __module_text_address((unsigned long) tr->func.addr);
98861de02eSJiri Olsa 	if (mod && !try_module_get(mod))
99861de02eSJiri Olsa 		err = -ENOENT;
100861de02eSJiri Olsa 	preempt_enable();
101861de02eSJiri Olsa 	tr->mod = mod;
102861de02eSJiri Olsa 	return err;
103861de02eSJiri Olsa }
104861de02eSJiri Olsa 
105861de02eSJiri Olsa static void bpf_trampoline_module_put(struct bpf_trampoline *tr)
106861de02eSJiri Olsa {
107861de02eSJiri Olsa 	module_put(tr->mod);
108861de02eSJiri Olsa 	tr->mod = NULL;
109861de02eSJiri Olsa }
110861de02eSJiri Olsa 
111b91e014fSAlexei Starovoitov static int is_ftrace_location(void *ip)
112b91e014fSAlexei Starovoitov {
113b91e014fSAlexei Starovoitov 	long addr;
114b91e014fSAlexei Starovoitov 
115b91e014fSAlexei Starovoitov 	addr = ftrace_location((long)ip);
116b91e014fSAlexei Starovoitov 	if (!addr)
117b91e014fSAlexei Starovoitov 		return 0;
118b91e014fSAlexei Starovoitov 	if (WARN_ON_ONCE(addr != (long)ip))
119b91e014fSAlexei Starovoitov 		return -EFAULT;
120b91e014fSAlexei Starovoitov 	return 1;
121b91e014fSAlexei Starovoitov }
122b91e014fSAlexei Starovoitov 
123b91e014fSAlexei Starovoitov static int unregister_fentry(struct bpf_trampoline *tr, void *old_addr)
124b91e014fSAlexei Starovoitov {
125b91e014fSAlexei Starovoitov 	void *ip = tr->func.addr;
126b91e014fSAlexei Starovoitov 	int ret;
127b91e014fSAlexei Starovoitov 
128b91e014fSAlexei Starovoitov 	if (tr->func.ftrace_managed)
129b91e014fSAlexei Starovoitov 		ret = unregister_ftrace_direct((long)ip, (long)old_addr);
130b91e014fSAlexei Starovoitov 	else
131b91e014fSAlexei Starovoitov 		ret = bpf_arch_text_poke(ip, BPF_MOD_CALL, old_addr, NULL);
132861de02eSJiri Olsa 
133861de02eSJiri Olsa 	if (!ret)
134861de02eSJiri Olsa 		bpf_trampoline_module_put(tr);
135b91e014fSAlexei Starovoitov 	return ret;
136b91e014fSAlexei Starovoitov }
137b91e014fSAlexei Starovoitov 
138b91e014fSAlexei Starovoitov static int modify_fentry(struct bpf_trampoline *tr, void *old_addr, void *new_addr)
139b91e014fSAlexei Starovoitov {
140b91e014fSAlexei Starovoitov 	void *ip = tr->func.addr;
141b91e014fSAlexei Starovoitov 	int ret;
142b91e014fSAlexei Starovoitov 
143b91e014fSAlexei Starovoitov 	if (tr->func.ftrace_managed)
144b91e014fSAlexei Starovoitov 		ret = modify_ftrace_direct((long)ip, (long)old_addr, (long)new_addr);
145b91e014fSAlexei Starovoitov 	else
146b91e014fSAlexei Starovoitov 		ret = bpf_arch_text_poke(ip, BPF_MOD_CALL, old_addr, new_addr);
147b91e014fSAlexei Starovoitov 	return ret;
148b91e014fSAlexei Starovoitov }
149b91e014fSAlexei Starovoitov 
150b91e014fSAlexei Starovoitov /* first time registering */
151b91e014fSAlexei Starovoitov static int register_fentry(struct bpf_trampoline *tr, void *new_addr)
152b91e014fSAlexei Starovoitov {
153b91e014fSAlexei Starovoitov 	void *ip = tr->func.addr;
154b91e014fSAlexei Starovoitov 	int ret;
155b91e014fSAlexei Starovoitov 
156b91e014fSAlexei Starovoitov 	ret = is_ftrace_location(ip);
157b91e014fSAlexei Starovoitov 	if (ret < 0)
158b91e014fSAlexei Starovoitov 		return ret;
159b91e014fSAlexei Starovoitov 	tr->func.ftrace_managed = ret;
160b91e014fSAlexei Starovoitov 
161861de02eSJiri Olsa 	if (bpf_trampoline_module_get(tr))
162861de02eSJiri Olsa 		return -ENOENT;
163861de02eSJiri Olsa 
164b91e014fSAlexei Starovoitov 	if (tr->func.ftrace_managed)
165b91e014fSAlexei Starovoitov 		ret = register_ftrace_direct((long)ip, (long)new_addr);
166b91e014fSAlexei Starovoitov 	else
167b91e014fSAlexei Starovoitov 		ret = bpf_arch_text_poke(ip, BPF_MOD_CALL, NULL, new_addr);
168861de02eSJiri Olsa 
169861de02eSJiri Olsa 	if (ret)
170861de02eSJiri Olsa 		bpf_trampoline_module_put(tr);
171b91e014fSAlexei Starovoitov 	return ret;
172b91e014fSAlexei Starovoitov }
173b91e014fSAlexei Starovoitov 
17488fd9e53SKP Singh static struct bpf_tramp_progs *
17588fd9e53SKP Singh bpf_trampoline_get_progs(const struct bpf_trampoline *tr, int *total)
17688fd9e53SKP Singh {
17788fd9e53SKP Singh 	const struct bpf_prog_aux *aux;
17888fd9e53SKP Singh 	struct bpf_tramp_progs *tprogs;
17988fd9e53SKP Singh 	struct bpf_prog **progs;
18088fd9e53SKP Singh 	int kind;
18188fd9e53SKP Singh 
18288fd9e53SKP Singh 	*total = 0;
18388fd9e53SKP Singh 	tprogs = kcalloc(BPF_TRAMP_MAX, sizeof(*tprogs), GFP_KERNEL);
18488fd9e53SKP Singh 	if (!tprogs)
18588fd9e53SKP Singh 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
18688fd9e53SKP Singh 
18788fd9e53SKP Singh 	for (kind = 0; kind < BPF_TRAMP_MAX; kind++) {
18888fd9e53SKP Singh 		tprogs[kind].nr_progs = tr->progs_cnt[kind];
18988fd9e53SKP Singh 		*total += tr->progs_cnt[kind];
19088fd9e53SKP Singh 		progs = tprogs[kind].progs;
19188fd9e53SKP Singh 
19288fd9e53SKP Singh 		hlist_for_each_entry(aux, &tr->progs_hlist[kind], tramp_hlist)
19388fd9e53SKP Singh 			*progs++ = aux->prog;
19488fd9e53SKP Singh 	}
19588fd9e53SKP Singh 	return tprogs;
19688fd9e53SKP Singh }
197fec56f58SAlexei Starovoitov 
198e21aa341SAlexei Starovoitov static void __bpf_tramp_image_put_deferred(struct work_struct *work)
199e21aa341SAlexei Starovoitov {
200e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_tramp_image *im;
201e21aa341SAlexei Starovoitov 
202e21aa341SAlexei Starovoitov 	im = container_of(work, struct bpf_tramp_image, work);
203e21aa341SAlexei Starovoitov 	bpf_image_ksym_del(&im->ksym);
204e21aa341SAlexei Starovoitov 	bpf_jit_free_exec(im->image);
205e21aa341SAlexei Starovoitov 	bpf_jit_uncharge_modmem(1);
206e21aa341SAlexei Starovoitov 	percpu_ref_exit(&im->pcref);
207e21aa341SAlexei Starovoitov 	kfree_rcu(im, rcu);
208e21aa341SAlexei Starovoitov }
209e21aa341SAlexei Starovoitov 
210e21aa341SAlexei Starovoitov /* callback, fexit step 3 or fentry step 2 */
211e21aa341SAlexei Starovoitov static void __bpf_tramp_image_put_rcu(struct rcu_head *rcu)
212e21aa341SAlexei Starovoitov {
213e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_tramp_image *im;
214e21aa341SAlexei Starovoitov 
215e21aa341SAlexei Starovoitov 	im = container_of(rcu, struct bpf_tramp_image, rcu);
216e21aa341SAlexei Starovoitov 	INIT_WORK(&im->work, __bpf_tramp_image_put_deferred);
217e21aa341SAlexei Starovoitov 	schedule_work(&im->work);
218e21aa341SAlexei Starovoitov }
219e21aa341SAlexei Starovoitov 
220e21aa341SAlexei Starovoitov /* callback, fexit step 2. Called after percpu_ref_kill confirms. */
221e21aa341SAlexei Starovoitov static void __bpf_tramp_image_release(struct percpu_ref *pcref)
222e21aa341SAlexei Starovoitov {
223e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_tramp_image *im;
224e21aa341SAlexei Starovoitov 
225e21aa341SAlexei Starovoitov 	im = container_of(pcref, struct bpf_tramp_image, pcref);
226e21aa341SAlexei Starovoitov 	call_rcu_tasks(&im->rcu, __bpf_tramp_image_put_rcu);
227e21aa341SAlexei Starovoitov }
228e21aa341SAlexei Starovoitov 
229e21aa341SAlexei Starovoitov /* callback, fexit or fentry step 1 */
230e21aa341SAlexei Starovoitov static void __bpf_tramp_image_put_rcu_tasks(struct rcu_head *rcu)
231e21aa341SAlexei Starovoitov {
232e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_tramp_image *im;
233e21aa341SAlexei Starovoitov 
234e21aa341SAlexei Starovoitov 	im = container_of(rcu, struct bpf_tramp_image, rcu);
235e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (im->ip_after_call)
236e21aa341SAlexei Starovoitov 		/* the case of fmod_ret/fexit trampoline and CONFIG_PREEMPTION=y */
237e21aa341SAlexei Starovoitov 		percpu_ref_kill(&im->pcref);
238e21aa341SAlexei Starovoitov 	else
239e21aa341SAlexei Starovoitov 		/* the case of fentry trampoline */
240e21aa341SAlexei Starovoitov 		call_rcu_tasks(&im->rcu, __bpf_tramp_image_put_rcu);
241e21aa341SAlexei Starovoitov }
242e21aa341SAlexei Starovoitov 
243e21aa341SAlexei Starovoitov static void bpf_tramp_image_put(struct bpf_tramp_image *im)
244e21aa341SAlexei Starovoitov {
245e21aa341SAlexei Starovoitov 	/* The trampoline image that calls original function is using:
246e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * rcu_read_lock_trace to protect sleepable bpf progs
247e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * rcu_read_lock to protect normal bpf progs
248e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * percpu_ref to protect trampoline itself
249e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * rcu tasks to protect trampoline asm not covered by percpu_ref
250e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * (which are few asm insns before __bpf_tramp_enter and
251e21aa341SAlexei Starovoitov 	 *  after __bpf_tramp_exit)
252e21aa341SAlexei Starovoitov 	 *
253e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * The trampoline is unreachable before bpf_tramp_image_put().
254e21aa341SAlexei Starovoitov 	 *
255e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * First, patch the trampoline to avoid calling into fexit progs.
256e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * The progs will be freed even if the original function is still
257e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * executing or sleeping.
258e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * In case of CONFIG_PREEMPT=y use call_rcu_tasks() to wait on
259e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * first few asm instructions to execute and call into
260e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * __bpf_tramp_enter->percpu_ref_get.
261e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * Then use percpu_ref_kill to wait for the trampoline and the original
262e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * function to finish.
263e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * Then use call_rcu_tasks() to make sure few asm insns in
264e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * the trampoline epilogue are done as well.
265e21aa341SAlexei Starovoitov 	 *
266e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * In !PREEMPT case the task that got interrupted in the first asm
267e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * insns won't go through an RCU quiescent state which the
268e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * percpu_ref_kill will be waiting for. Hence the first
269e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * call_rcu_tasks() is not necessary.
270e21aa341SAlexei Starovoitov 	 */
271e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (im->ip_after_call) {
272e21aa341SAlexei Starovoitov 		int err = bpf_arch_text_poke(im->ip_after_call, BPF_MOD_JUMP,
273e21aa341SAlexei Starovoitov 					     NULL, im->ip_epilogue);
274e21aa341SAlexei Starovoitov 		WARN_ON(err);
275e21aa341SAlexei Starovoitov 		if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
276e21aa341SAlexei Starovoitov 			call_rcu_tasks(&im->rcu, __bpf_tramp_image_put_rcu_tasks);
277e21aa341SAlexei Starovoitov 		else
278e21aa341SAlexei Starovoitov 			percpu_ref_kill(&im->pcref);
279e21aa341SAlexei Starovoitov 		return;
280e21aa341SAlexei Starovoitov 	}
281e21aa341SAlexei Starovoitov 
282e21aa341SAlexei Starovoitov 	/* The trampoline without fexit and fmod_ret progs doesn't call original
283e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * function and doesn't use percpu_ref.
284e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * Use call_rcu_tasks_trace() to wait for sleepable progs to finish.
285e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * Then use call_rcu_tasks() to wait for the rest of trampoline asm
286e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * and normal progs.
287e21aa341SAlexei Starovoitov 	 */
288e21aa341SAlexei Starovoitov 	call_rcu_tasks_trace(&im->rcu, __bpf_tramp_image_put_rcu_tasks);
289e21aa341SAlexei Starovoitov }
290e21aa341SAlexei Starovoitov 
291e21aa341SAlexei Starovoitov static struct bpf_tramp_image *bpf_tramp_image_alloc(u64 key, u32 idx)
292e21aa341SAlexei Starovoitov {
293e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_tramp_image *im;
294e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_ksym *ksym;
295e21aa341SAlexei Starovoitov 	void *image;
296e21aa341SAlexei Starovoitov 	int err = -ENOMEM;
297e21aa341SAlexei Starovoitov 
298e21aa341SAlexei Starovoitov 	im = kzalloc(sizeof(*im), GFP_KERNEL);
299e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (!im)
300e21aa341SAlexei Starovoitov 		goto out;
301e21aa341SAlexei Starovoitov 
302e21aa341SAlexei Starovoitov 	err = bpf_jit_charge_modmem(1);
303e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (err)
304e21aa341SAlexei Starovoitov 		goto out_free_im;
305e21aa341SAlexei Starovoitov 
306e21aa341SAlexei Starovoitov 	err = -ENOMEM;
307e21aa341SAlexei Starovoitov 	im->image = image = bpf_jit_alloc_exec_page();
308e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (!image)
309e21aa341SAlexei Starovoitov 		goto out_uncharge;
310e21aa341SAlexei Starovoitov 
311e21aa341SAlexei Starovoitov 	err = percpu_ref_init(&im->pcref, __bpf_tramp_image_release, 0, GFP_KERNEL);
312e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (err)
313e21aa341SAlexei Starovoitov 		goto out_free_image;
314e21aa341SAlexei Starovoitov 
315e21aa341SAlexei Starovoitov 	ksym = &im->ksym;
316e21aa341SAlexei Starovoitov 	INIT_LIST_HEAD_RCU(&ksym->lnode);
317e21aa341SAlexei Starovoitov 	snprintf(ksym->name, KSYM_NAME_LEN, "bpf_trampoline_%llu_%u", key, idx);
318e21aa341SAlexei Starovoitov 	bpf_image_ksym_add(image, ksym);
319e21aa341SAlexei Starovoitov 	return im;
320e21aa341SAlexei Starovoitov 
321e21aa341SAlexei Starovoitov out_free_image:
322e21aa341SAlexei Starovoitov 	bpf_jit_free_exec(im->image);
323e21aa341SAlexei Starovoitov out_uncharge:
324e21aa341SAlexei Starovoitov 	bpf_jit_uncharge_modmem(1);
325e21aa341SAlexei Starovoitov out_free_im:
326e21aa341SAlexei Starovoitov 	kfree(im);
327e21aa341SAlexei Starovoitov out:
328e21aa341SAlexei Starovoitov 	return ERR_PTR(err);
329e21aa341SAlexei Starovoitov }
330e21aa341SAlexei Starovoitov 
331fec56f58SAlexei Starovoitov static int bpf_trampoline_update(struct bpf_trampoline *tr)
332fec56f58SAlexei Starovoitov {
333e21aa341SAlexei Starovoitov 	struct bpf_tramp_image *im;
33488fd9e53SKP Singh 	struct bpf_tramp_progs *tprogs;
335fec56f58SAlexei Starovoitov 	u32 flags = BPF_TRAMP_F_RESTORE_REGS;
33688fd9e53SKP Singh 	int err, total;
337fec56f58SAlexei Starovoitov 
33888fd9e53SKP Singh 	tprogs = bpf_trampoline_get_progs(tr, &total);
33988fd9e53SKP Singh 	if (IS_ERR(tprogs))
34088fd9e53SKP Singh 		return PTR_ERR(tprogs);
34188fd9e53SKP Singh 
34288fd9e53SKP Singh 	if (total == 0) {
343e21aa341SAlexei Starovoitov 		err = unregister_fentry(tr, tr->cur_image->image);
344e21aa341SAlexei Starovoitov 		bpf_tramp_image_put(tr->cur_image);
345e21aa341SAlexei Starovoitov 		tr->cur_image = NULL;
346fec56f58SAlexei Starovoitov 		tr->selector = 0;
347fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
348fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
349fec56f58SAlexei Starovoitov 
350e21aa341SAlexei Starovoitov 	im = bpf_tramp_image_alloc(tr->key, tr->selector);
351e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (IS_ERR(im)) {
352e21aa341SAlexei Starovoitov 		err = PTR_ERR(im);
353e21aa341SAlexei Starovoitov 		goto out;
354e21aa341SAlexei Starovoitov 	}
355e21aa341SAlexei Starovoitov 
356ae240823SKP Singh 	if (tprogs[BPF_TRAMP_FEXIT].nr_progs ||
357ae240823SKP Singh 	    tprogs[BPF_TRAMP_MODIFY_RETURN].nr_progs)
358fec56f58SAlexei Starovoitov 		flags = BPF_TRAMP_F_CALL_ORIG | BPF_TRAMP_F_SKIP_FRAME;
359fec56f58SAlexei Starovoitov 
360e21aa341SAlexei Starovoitov 	err = arch_prepare_bpf_trampoline(im, im->image, im->image + PAGE_SIZE,
36188fd9e53SKP Singh 					  &tr->func.model, flags, tprogs,
362fec56f58SAlexei Starovoitov 					  tr->func.addr);
36385d33df3SMartin KaFai Lau 	if (err < 0)
364fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
365fec56f58SAlexei Starovoitov 
366e21aa341SAlexei Starovoitov 	WARN_ON(tr->cur_image && tr->selector == 0);
367e21aa341SAlexei Starovoitov 	WARN_ON(!tr->cur_image && tr->selector);
368e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (tr->cur_image)
369fec56f58SAlexei Starovoitov 		/* progs already running at this address */
370e21aa341SAlexei Starovoitov 		err = modify_fentry(tr, tr->cur_image->image, im->image);
371fec56f58SAlexei Starovoitov 	else
372fec56f58SAlexei Starovoitov 		/* first time registering */
373e21aa341SAlexei Starovoitov 		err = register_fentry(tr, im->image);
374fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (err)
375fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
376e21aa341SAlexei Starovoitov 	if (tr->cur_image)
377e21aa341SAlexei Starovoitov 		bpf_tramp_image_put(tr->cur_image);
378e21aa341SAlexei Starovoitov 	tr->cur_image = im;
379fec56f58SAlexei Starovoitov 	tr->selector++;
380fec56f58SAlexei Starovoitov out:
38188fd9e53SKP Singh 	kfree(tprogs);
382fec56f58SAlexei Starovoitov 	return err;
383fec56f58SAlexei Starovoitov }
384fec56f58SAlexei Starovoitov 
3859e4e01dfSKP Singh static enum bpf_tramp_prog_type bpf_attach_type_to_tramp(struct bpf_prog *prog)
386fec56f58SAlexei Starovoitov {
3879e4e01dfSKP Singh 	switch (prog->expected_attach_type) {
388fec56f58SAlexei Starovoitov 	case BPF_TRACE_FENTRY:
389fec56f58SAlexei Starovoitov 		return BPF_TRAMP_FENTRY;
390ae240823SKP Singh 	case BPF_MODIFY_RETURN:
391ae240823SKP Singh 		return BPF_TRAMP_MODIFY_RETURN;
392be8704ffSAlexei Starovoitov 	case BPF_TRACE_FEXIT:
393fec56f58SAlexei Starovoitov 		return BPF_TRAMP_FEXIT;
3949e4e01dfSKP Singh 	case BPF_LSM_MAC:
3959e4e01dfSKP Singh 		if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
3969e4e01dfSKP Singh 			/* The function returns void, we cannot modify its
3979e4e01dfSKP Singh 			 * return value.
3989e4e01dfSKP Singh 			 */
3999e4e01dfSKP Singh 			return BPF_TRAMP_FEXIT;
4009e4e01dfSKP Singh 		else
4019e4e01dfSKP Singh 			return BPF_TRAMP_MODIFY_RETURN;
402be8704ffSAlexei Starovoitov 	default:
403be8704ffSAlexei Starovoitov 		return BPF_TRAMP_REPLACE;
404fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
405fec56f58SAlexei Starovoitov }
406fec56f58SAlexei Starovoitov 
4073aac1eadSToke Høiland-Jørgensen int bpf_trampoline_link_prog(struct bpf_prog *prog, struct bpf_trampoline *tr)
408fec56f58SAlexei Starovoitov {
409fec56f58SAlexei Starovoitov 	enum bpf_tramp_prog_type kind;
410fec56f58SAlexei Starovoitov 	int err = 0;
411be8704ffSAlexei Starovoitov 	int cnt;
412fec56f58SAlexei Starovoitov 
4139e4e01dfSKP Singh 	kind = bpf_attach_type_to_tramp(prog);
414fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_lock(&tr->mutex);
415be8704ffSAlexei Starovoitov 	if (tr->extension_prog) {
416be8704ffSAlexei Starovoitov 		/* cannot attach fentry/fexit if extension prog is attached.
417be8704ffSAlexei Starovoitov 		 * cannot overwrite extension prog either.
418be8704ffSAlexei Starovoitov 		 */
419be8704ffSAlexei Starovoitov 		err = -EBUSY;
420be8704ffSAlexei Starovoitov 		goto out;
421be8704ffSAlexei Starovoitov 	}
422be8704ffSAlexei Starovoitov 	cnt = tr->progs_cnt[BPF_TRAMP_FENTRY] + tr->progs_cnt[BPF_TRAMP_FEXIT];
423be8704ffSAlexei Starovoitov 	if (kind == BPF_TRAMP_REPLACE) {
424be8704ffSAlexei Starovoitov 		/* Cannot attach extension if fentry/fexit are in use. */
425be8704ffSAlexei Starovoitov 		if (cnt) {
426be8704ffSAlexei Starovoitov 			err = -EBUSY;
427be8704ffSAlexei Starovoitov 			goto out;
428be8704ffSAlexei Starovoitov 		}
429be8704ffSAlexei Starovoitov 		tr->extension_prog = prog;
430be8704ffSAlexei Starovoitov 		err = bpf_arch_text_poke(tr->func.addr, BPF_MOD_JUMP, NULL,
431be8704ffSAlexei Starovoitov 					 prog->bpf_func);
432be8704ffSAlexei Starovoitov 		goto out;
433be8704ffSAlexei Starovoitov 	}
434be8704ffSAlexei Starovoitov 	if (cnt >= BPF_MAX_TRAMP_PROGS) {
435fec56f58SAlexei Starovoitov 		err = -E2BIG;
436fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
437fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
438fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (!hlist_unhashed(&prog->aux->tramp_hlist)) {
439fec56f58SAlexei Starovoitov 		/* prog already linked */
440fec56f58SAlexei Starovoitov 		err = -EBUSY;
441fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
442fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
443fec56f58SAlexei Starovoitov 	hlist_add_head(&prog->aux->tramp_hlist, &tr->progs_hlist[kind]);
444fec56f58SAlexei Starovoitov 	tr->progs_cnt[kind]++;
4453aac1eadSToke Høiland-Jørgensen 	err = bpf_trampoline_update(tr);
446fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (err) {
447f3a95075SJiri Olsa 		hlist_del_init(&prog->aux->tramp_hlist);
448fec56f58SAlexei Starovoitov 		tr->progs_cnt[kind]--;
449fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
450fec56f58SAlexei Starovoitov out:
451fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_unlock(&tr->mutex);
452fec56f58SAlexei Starovoitov 	return err;
453fec56f58SAlexei Starovoitov }
454fec56f58SAlexei Starovoitov 
455fec56f58SAlexei Starovoitov /* bpf_trampoline_unlink_prog() should never fail. */
4563aac1eadSToke Høiland-Jørgensen int bpf_trampoline_unlink_prog(struct bpf_prog *prog, struct bpf_trampoline *tr)
457fec56f58SAlexei Starovoitov {
458fec56f58SAlexei Starovoitov 	enum bpf_tramp_prog_type kind;
459fec56f58SAlexei Starovoitov 	int err;
460fec56f58SAlexei Starovoitov 
4619e4e01dfSKP Singh 	kind = bpf_attach_type_to_tramp(prog);
462fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_lock(&tr->mutex);
463be8704ffSAlexei Starovoitov 	if (kind == BPF_TRAMP_REPLACE) {
464be8704ffSAlexei Starovoitov 		WARN_ON_ONCE(!tr->extension_prog);
465be8704ffSAlexei Starovoitov 		err = bpf_arch_text_poke(tr->func.addr, BPF_MOD_JUMP,
466be8704ffSAlexei Starovoitov 					 tr->extension_prog->bpf_func, NULL);
467be8704ffSAlexei Starovoitov 		tr->extension_prog = NULL;
468be8704ffSAlexei Starovoitov 		goto out;
469be8704ffSAlexei Starovoitov 	}
470f3a95075SJiri Olsa 	hlist_del_init(&prog->aux->tramp_hlist);
471fec56f58SAlexei Starovoitov 	tr->progs_cnt[kind]--;
4723aac1eadSToke Høiland-Jørgensen 	err = bpf_trampoline_update(tr);
473be8704ffSAlexei Starovoitov out:
474fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_unlock(&tr->mutex);
475fec56f58SAlexei Starovoitov 	return err;
476fec56f58SAlexei Starovoitov }
477fec56f58SAlexei Starovoitov 
478f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen struct bpf_trampoline *bpf_trampoline_get(u64 key,
479f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 					  struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
480f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen {
481f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	struct bpf_trampoline *tr;
482f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 
483f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	tr = bpf_trampoline_lookup(key);
484f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	if (!tr)
485f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 		return NULL;
486f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 
487f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	mutex_lock(&tr->mutex);
488f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	if (tr->func.addr)
489f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 		goto out;
490f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 
491f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	memcpy(&tr->func.model, &tgt_info->fmodel, sizeof(tgt_info->fmodel));
492f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	tr->func.addr = (void *)tgt_info->tgt_addr;
493f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen out:
494f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	mutex_unlock(&tr->mutex);
495f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 	return tr;
496f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen }
497f7b12b6fSToke Høiland-Jørgensen 
498fec56f58SAlexei Starovoitov void bpf_trampoline_put(struct bpf_trampoline *tr)
499fec56f58SAlexei Starovoitov {
500fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (!tr)
501fec56f58SAlexei Starovoitov 		return;
502fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_lock(&trampoline_mutex);
503fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (!refcount_dec_and_test(&tr->refcnt))
504fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
505fec56f58SAlexei Starovoitov 	WARN_ON_ONCE(mutex_is_locked(&tr->mutex));
506fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (WARN_ON_ONCE(!hlist_empty(&tr->progs_hlist[BPF_TRAMP_FENTRY])))
507fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
508fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (WARN_ON_ONCE(!hlist_empty(&tr->progs_hlist[BPF_TRAMP_FEXIT])))
509fec56f58SAlexei Starovoitov 		goto out;
510e21aa341SAlexei Starovoitov 	/* This code will be executed even when the last bpf_tramp_image
511e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * is alive. All progs are detached from the trampoline and the
512e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * trampoline image is patched with jmp into epilogue to skip
513e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * fexit progs. The fentry-only trampoline will be freed via
514e21aa341SAlexei Starovoitov 	 * multiple rcu callbacks.
5151e6c62a8SAlexei Starovoitov 	 */
516fec56f58SAlexei Starovoitov 	hlist_del(&tr->hlist);
517fec56f58SAlexei Starovoitov 	kfree(tr);
518fec56f58SAlexei Starovoitov out:
519fec56f58SAlexei Starovoitov 	mutex_unlock(&trampoline_mutex);
520fec56f58SAlexei Starovoitov }
521fec56f58SAlexei Starovoitov 
522ca06f55bSAlexei Starovoitov #define NO_START_TIME 1
523f2dd3b39SAlexei Starovoitov static u64 notrace bpf_prog_start_time(void)
524f2dd3b39SAlexei Starovoitov {
525f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	u64 start = NO_START_TIME;
526f2dd3b39SAlexei Starovoitov 
527ca06f55bSAlexei Starovoitov 	if (static_branch_unlikely(&bpf_stats_enabled_key)) {
528f2dd3b39SAlexei Starovoitov 		start = sched_clock();
529ca06f55bSAlexei Starovoitov 		if (unlikely(!start))
530ca06f55bSAlexei Starovoitov 			start = NO_START_TIME;
531ca06f55bSAlexei Starovoitov 	}
532f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	return start;
533f2dd3b39SAlexei Starovoitov }
534f2dd3b39SAlexei Starovoitov 
5359ed9e9baSAlexei Starovoitov static void notrace inc_misses_counter(struct bpf_prog *prog)
5369ed9e9baSAlexei Starovoitov {
5379ed9e9baSAlexei Starovoitov 	struct bpf_prog_stats *stats;
5389ed9e9baSAlexei Starovoitov 
5399ed9e9baSAlexei Starovoitov 	stats = this_cpu_ptr(prog->stats);
5409ed9e9baSAlexei Starovoitov 	u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
5419ed9e9baSAlexei Starovoitov 	stats->misses++;
5429ed9e9baSAlexei Starovoitov 	u64_stats_update_end(&stats->syncp);
5439ed9e9baSAlexei Starovoitov }
5449ed9e9baSAlexei Starovoitov 
54502ad0596SDavid Miller /* The logic is similar to BPF_PROG_RUN, but with an explicit
54602ad0596SDavid Miller  * rcu_read_lock() and migrate_disable() which are required
54702ad0596SDavid Miller  * for the trampoline. The macro is split into
548f2dd3b39SAlexei Starovoitov  * call __bpf_prog_enter
549fec56f58SAlexei Starovoitov  * call prog->bpf_func
550fec56f58SAlexei Starovoitov  * call __bpf_prog_exit
551ca06f55bSAlexei Starovoitov  *
552ca06f55bSAlexei Starovoitov  * __bpf_prog_enter returns:
553ca06f55bSAlexei Starovoitov  * 0 - skip execution of the bpf prog
554ca06f55bSAlexei Starovoitov  * 1 - execute bpf prog
555*8fb33b60SZhen Lei  * [2..MAX_U64] - execute bpf prog and record execution time.
556ca06f55bSAlexei Starovoitov  *     This is start time.
557fec56f58SAlexei Starovoitov  */
558ca06f55bSAlexei Starovoitov u64 notrace __bpf_prog_enter(struct bpf_prog *prog)
559dcce11d5SJules Irenge 	__acquires(RCU)
560fec56f58SAlexei Starovoitov {
561fec56f58SAlexei Starovoitov 	rcu_read_lock();
56202ad0596SDavid Miller 	migrate_disable();
5639ed9e9baSAlexei Starovoitov 	if (unlikely(__this_cpu_inc_return(*(prog->active)) != 1)) {
5649ed9e9baSAlexei Starovoitov 		inc_misses_counter(prog);
565ca06f55bSAlexei Starovoitov 		return 0;
5669ed9e9baSAlexei Starovoitov 	}
567f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	return bpf_prog_start_time();
568fec56f58SAlexei Starovoitov }
569fec56f58SAlexei Starovoitov 
570f2dd3b39SAlexei Starovoitov static void notrace update_prog_stats(struct bpf_prog *prog,
571f2dd3b39SAlexei Starovoitov 				      u64 start)
572fec56f58SAlexei Starovoitov {
573fec56f58SAlexei Starovoitov 	struct bpf_prog_stats *stats;
574fec56f58SAlexei Starovoitov 
575fec56f58SAlexei Starovoitov 	if (static_branch_unlikely(&bpf_stats_enabled_key) &&
576f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	    /* static_key could be enabled in __bpf_prog_enter*
577f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	     * and disabled in __bpf_prog_exit*.
578fec56f58SAlexei Starovoitov 	     * And vice versa.
579f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	     * Hence check that 'start' is valid.
580fec56f58SAlexei Starovoitov 	     */
581f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	    start > NO_START_TIME) {
582700d4796SAlexei Starovoitov 		stats = this_cpu_ptr(prog->stats);
583fec56f58SAlexei Starovoitov 		u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
584fec56f58SAlexei Starovoitov 		stats->cnt++;
585fec56f58SAlexei Starovoitov 		stats->nsecs += sched_clock() - start;
586fec56f58SAlexei Starovoitov 		u64_stats_update_end(&stats->syncp);
587fec56f58SAlexei Starovoitov 	}
588f2dd3b39SAlexei Starovoitov }
589f2dd3b39SAlexei Starovoitov 
590f2dd3b39SAlexei Starovoitov void notrace __bpf_prog_exit(struct bpf_prog *prog, u64 start)
591f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	__releases(RCU)
592f2dd3b39SAlexei Starovoitov {
593f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	update_prog_stats(prog, start);
594ca06f55bSAlexei Starovoitov 	__this_cpu_dec(*(prog->active));
59502ad0596SDavid Miller 	migrate_enable();
596fec56f58SAlexei Starovoitov 	rcu_read_unlock();
597fec56f58SAlexei Starovoitov }
598fec56f58SAlexei Starovoitov 
599ca06f55bSAlexei Starovoitov u64 notrace __bpf_prog_enter_sleepable(struct bpf_prog *prog)
6001e6c62a8SAlexei Starovoitov {
6011e6c62a8SAlexei Starovoitov 	rcu_read_lock_trace();
602031d6e02SAlexei Starovoitov 	migrate_disable();
603f56407faSAlexei Starovoitov 	might_fault();
6049ed9e9baSAlexei Starovoitov 	if (unlikely(__this_cpu_inc_return(*(prog->active)) != 1)) {
6059ed9e9baSAlexei Starovoitov 		inc_misses_counter(prog);
606ca06f55bSAlexei Starovoitov 		return 0;
6079ed9e9baSAlexei Starovoitov 	}
608f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	return bpf_prog_start_time();
6091e6c62a8SAlexei Starovoitov }
6101e6c62a8SAlexei Starovoitov 
611f2dd3b39SAlexei Starovoitov void notrace __bpf_prog_exit_sleepable(struct bpf_prog *prog, u64 start)
6121e6c62a8SAlexei Starovoitov {
613f2dd3b39SAlexei Starovoitov 	update_prog_stats(prog, start);
614ca06f55bSAlexei Starovoitov 	__this_cpu_dec(*(prog->active));
615031d6e02SAlexei Starovoitov 	migrate_enable();
6161e6c62a8SAlexei Starovoitov 	rcu_read_unlock_trace();
6171e6c62a8SAlexei Starovoitov }
6181e6c62a8SAlexei Starovoitov 
619e21aa341SAlexei Starovoitov void notrace __bpf_tramp_enter(struct bpf_tramp_image *tr)
620e21aa341SAlexei Starovoitov {
621e21aa341SAlexei Starovoitov 	percpu_ref_get(&tr->pcref);
622e21aa341SAlexei Starovoitov }
623e21aa341SAlexei Starovoitov 
624e21aa341SAlexei Starovoitov void notrace __bpf_tramp_exit(struct bpf_tramp_image *tr)
625e21aa341SAlexei Starovoitov {
626e21aa341SAlexei Starovoitov 	percpu_ref_put(&tr->pcref);
627e21aa341SAlexei Starovoitov }
628e21aa341SAlexei Starovoitov 
629fec56f58SAlexei Starovoitov int __weak
630e21aa341SAlexei Starovoitov arch_prepare_bpf_trampoline(struct bpf_tramp_image *tr, void *image, void *image_end,
63185d33df3SMartin KaFai Lau 			    const struct btf_func_model *m, u32 flags,
63288fd9e53SKP Singh 			    struct bpf_tramp_progs *tprogs,
633fec56f58SAlexei Starovoitov 			    void *orig_call)
634fec56f58SAlexei Starovoitov {
635fec56f58SAlexei Starovoitov 	return -ENOTSUPP;
636fec56f58SAlexei Starovoitov }
637fec56f58SAlexei Starovoitov 
638fec56f58SAlexei Starovoitov static int __init init_trampolines(void)
639fec56f58SAlexei Starovoitov {
640fec56f58SAlexei Starovoitov 	int i;
641fec56f58SAlexei Starovoitov 
642fec56f58SAlexei Starovoitov 	for (i = 0; i < TRAMPOLINE_TABLE_SIZE; i++)
643fec56f58SAlexei Starovoitov 		INIT_HLIST_HEAD(&trampoline_table[i]);
644fec56f58SAlexei Starovoitov 	return 0;
645fec56f58SAlexei Starovoitov }
646fec56f58SAlexei Starovoitov late_initcall(init_trampolines);
647