net/sched/ematch.c

   1 /*
   2  * net/sched/ematch.c           Extended Match API
   3  *
   4  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  *              as published by the Free Software Foundation; either version
   7  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Authors:     Thomas Graf <tgraf@suug.ch>
  10  *
  11  * ==========================================================================
  12  *
  13  * An extended match (ematch) is a small classification tool not worth
  14  * writing a full classifier for. Ematches can be interconnected to form
  15  * a logic expression and get attached to classifiers to extend their
  16  * functionatlity.
  17  *
  18  * The userspace part transforms the logic expressions into an array
  19  * consisting of multiple sequences of interconnected ematches separated
  20  * by markers. Precedence is implemented by a special ematch kind
  21  * referencing a sequence beyond the marker of the current sequence
  22  * causing the current position in the sequence to be pushed onto a stack
  23  * to allow the current position to be overwritten by the position referenced
  24  * in the special ematch. Matching continues in the new sequence until a
  25  * marker is reached causing the position to be restored from the stack.
  26  *
  27  * Example:
  28  *          A AND (B1 OR B2) AND C AND D
  29  *
  30  *              ------->-PUSH-------
  31  *    -->--    /         -->--      \   -->--
  32  *   /     \  /         /     \      \ /     \
  33  * +-------+-------+-------+-------+-------+--------+
  34  * | A AND | B AND | C AND | D END | B1 OR | B2 END |
  35  * +-------+-------+-------+-------+-------+--------+
  36  *                    \                      /
  37  *                     --------<-POP---------
  38  *
  39  * where B is a virtual ematch referencing to sequence starting with B1.
  40  *
  41  * ==========================================================================
  42  *
  43  * How to write an ematch in 60 seconds
  44  * ------------------------------------
  45  *
  46  *   1) Provide a matcher function:
  47  *      static int my_match(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch *m,
  48  *                          struct tcf_pkt_info *info)
  49  *      {
  50  *              struct mydata *d = (struct mydata *) m->data;
  51  *
  52  *              if (...matching goes here...)
  53  *                      return 1;
  54  *              else
  55  *                      return 0;
  56  *      }
  57  *
  58  *   2) Fill out a struct tcf_ematch_ops:
  59  *      static struct tcf_ematch_ops my_ops = {
  60  *              .kind = unique id,
  61  *              .datalen = sizeof(struct mydata),
  62  *              .match = my_match,
  63  *              .owner = THIS_MODULE,
  64  *      };
  65  *
  66  *   3) Register/Unregister your ematch:
  67  *      static int __init init_my_ematch(void)
  68  *      {
  69  *              return tcf_em_register(&my_ops);
  70  *      }
  71  *
  72  *      static void __exit exit_my_ematch(void)
  73  *      {
  74  *              tcf_em_unregister(&my_ops);
  75  *      }
  76  *
  77  *      module_init(init_my_ematch);
  78  *      module_exit(exit_my_ematch);
  79  *
  80  *   4) By now you should have two more seconds left, barely enough to
  81  *      open up a beer to watch the compilation going.
  82  */
  83
  84 #include <linux/module.h>
  85 #include <linux/slab.h>
  86 #include <linux/types.h>
  87 #include <linux/kernel.h>
  88 #include <linux/errno.h>
  89 #include <linux/rtnetlink.h>
  90 #include <linux/skbuff.h>
  91 #include <net/pkt_cls.h>
  92
  93 static LIST_HEAD(ematch_ops);
  94 static DEFINE_RWLOCK(ematch_mod_lock);
  95
  96 static struct tcf_ematch_ops *tcf_em_lookup(u16 kind)
  97 {
  98         struct tcf_ematch_ops *e = NULL;
  99
 100         read_lock(&ematch_mod_lock);
 101         list_for_each_entry(e, &ematch_ops, link) {
 102                 if (kind == e->kind) {
 103                         if (!try_module_get(e->owner))
 104                                 e = NULL;
 105                         read_unlock(&ematch_mod_lock);
 106                         return e;
 107                 }
 108         }
 109         read_unlock(&ematch_mod_lock);
 110
 111         return NULL;
 112 }
 113
 114 /**
 115  * tcf_em_register - register an extended match
 116  *
 117  * @ops: ematch operations lookup table
 118  *
 119  * This function must be called by ematches to announce their presence.
 120  * The given @ops must have kind set to a unique identifier and the
 121  * callback match() must be implemented. All other callbacks are optional
 122  * and a fallback implementation is used instead.
 123  *
 124  * Returns -EEXISTS if an ematch of the same kind has already registered.
 125  */
 126 int tcf_em_register(struct tcf_ematch_ops *ops)
 127 {
 128         int err = -EEXIST;
 129         struct tcf_ematch_ops *e;
 130
 131         if (ops->match == NULL)
 132                 return -EINVAL;
 133
 134         write_lock(&ematch_mod_lock);
 135         list_for_each_entry(e, &ematch_ops, link)
 136                 if (ops->kind == e->kind)
 137                         goto errout;
 138
 139         list_add_tail(&ops->link, &ematch_ops);
 140         err = 0;
 141 errout:
 142         write_unlock(&ematch_mod_lock);
 143         return err;
 144 }
 145 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_register);
 146
 147 /**
 148  * tcf_em_unregister - unregster and extended match
 149  *
 150  * @ops: ematch operations lookup table
 151  *
 152  * This function must be called by ematches to announce their disappearance
 153  * for examples when the module gets unloaded. The @ops parameter must be
 154  * the same as the one used for registration.
 155  *
 156  * Returns -ENOENT if no matching ematch was found.
 157  */
 158 void tcf_em_unregister(struct tcf_ematch_ops *ops)
 159 {
 160         write_lock(&ematch_mod_lock);
 161         list_del(&ops->link);
 162         write_unlock(&ematch_mod_lock);
 163 }
 164 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_unregister);
 165
 166 static inline struct tcf_ematch *tcf_em_get_match(struct tcf_ematch_tree *tree,
 167                                                   int index)
 168 {
 169         return &tree->matches[index];
 170 }
 171
 172
 173 static int tcf_em_validate(struct tcf_proto *tp,
 174                            struct tcf_ematch_tree_hdr *tree_hdr,
 175                            struct tcf_ematch *em, struct nlattr *nla, int idx)
 176 {
 177         int err = -EINVAL;
 178         struct tcf_ematch_hdr *em_hdr = nla_data(nla);
 179         int data_len = nla_len(nla) - sizeof(*em_hdr);
 180         void *data = (void *) em_hdr + sizeof(*em_hdr);
 181         struct net *net = dev_net(qdisc_dev(tp->q));
 182
 183         if (!TCF_EM_REL_VALID(em_hdr->flags))
 184                 goto errout;
 185
 186         if (em_hdr->kind == TCF_EM_CONTAINER) {
 187                 /* Special ematch called "container", carries an index
 188                  * referencing an external ematch sequence.
 189                  */
 190                 u32 ref;
 191
 192                 if (data_len < sizeof(ref))
 193                         goto errout;
 194                 ref = *(u32 *) data;
 195
 196                 if (ref >= tree_hdr->nmatches)
 197                         goto errout;
 198
 199                 /* We do not allow backward jumps to avoid loops and jumps
 200                  * to our own position are of course illegal.
 201                  */
 202                 if (ref <= idx)
 203                         goto errout;
 204
 205
 206                 em->data = ref;
 207         } else {
 208                 /* Note: This lookup will increase the module refcnt
 209                  * of the ematch module referenced. In case of a failure,
 210                  * a destroy function is called by the underlying layer
 211                  * which automatically releases the reference again, therefore
 212                  * the module MUST not be given back under any circumstances
 213                  * here. Be aware, the destroy function assumes that the
 214                  * module is held if the ops field is non zero.
 215                  */
 216                 em->ops = tcf_em_lookup(em_hdr->kind);
 217
 218                 if (em->ops == NULL) {
 219                         err = -ENOENT;
 220 #ifdef CONFIG_MODULES
 221                         __rtnl_unlock();
 222                         request_module("ematch-kind-%u", em_hdr->kind);
 223                         rtnl_lock();
 224                         em->ops = tcf_em_lookup(em_hdr->kind);
 225                         if (em->ops) {
 226                                 /* We dropped the RTNL mutex in order to
 227                                  * perform the module load. Tell the caller
 228                                  * to replay the request.
 229                                  */
 230                                 module_put(em->ops->owner);
 231                                 err = -EAGAIN;
 232                         }
 233 #endif
 234                         goto errout;
 235                 }
 236
 237                 /* ematch module provides expected length of data, so we
 238                  * can do a basic sanity check.
 239                  */
 240                 if (em->ops->datalen && data_len < em->ops->datalen)
 241                         goto errout;
 242
 243                 if (em->ops->change) {
 244                         err = em->ops->change(net, data, data_len, em);
 245                         if (err < 0)
 246                                 goto errout;
 247                 } else if (data_len > 0) {
 248                         /* ematch module doesn't provide an own change
 249                          * procedure and expects us to allocate and copy
 250                          * the ematch data.
 251                          *
 252                          * TCF_EM_SIMPLE may be specified stating that the
 253                          * data only consists of a u32 integer and the module
 254                          * does not expected a memory reference but rather
 255                          * the value carried.
 256                          */
 257                         if (em_hdr->flags & TCF_EM_SIMPLE) {
 258                                 if (data_len < sizeof(u32))
 259                                         goto errout;
 260                                 em->data = *(u32 *) data;
 261                         } else {
 262                                 void *v = kmemdup(data, data_len, GFP_KERNEL);
 263                                 if (v == NULL) {
 264                                         err = -ENOBUFS;
 265                                         goto errout;
 266                                 }
 267                                 em->data = (unsigned long) v;
 268                         }
 269                 }
 270         }
 271
 272         em->matchid = em_hdr->matchid;
 273         em->flags = em_hdr->flags;
 274         em->datalen = data_len;
 275         em->net = net;
 276
 277         err = 0;
 278 errout:
 279         return err;
 280 }
 281
 282 static const struct nla_policy em_policy[TCA_EMATCH_TREE_MAX + 1] = {
 283         [TCA_EMATCH_TREE_HDR]   = { .len = sizeof(struct tcf_ematch_tree_hdr) },
 284         [TCA_EMATCH_TREE_LIST]  = { .type = NLA_NESTED },
 285 };
 286
 287 /**
 288  * tcf_em_tree_validate - validate ematch config TLV and build ematch tree
 289  *
 290  * @tp: classifier kind handle
 291  * @nla: ematch tree configuration TLV
 292  * @tree: destination ematch tree variable to store the resulting
 293  *        ematch tree.
 294  *
 295  * This function validates the given configuration TLV @nla and builds an
 296  * ematch tree in @tree. The resulting tree must later be copied into
 297  * the private classifier data using tcf_em_tree_change(). You MUST NOT
 298  * provide the ematch tree variable of the private classifier data directly,
 299  * the changes would not be locked properly.
 300  *
 301  * Returns a negative error code if the configuration TLV contains errors.
 302  */
 303 int tcf_em_tree_validate(struct tcf_proto *tp, struct nlattr *nla,
 304                          struct tcf_ematch_tree *tree)
 305 {
 306         int idx, list_len, matches_len, err;
 307         struct nlattr *tb[TCA_EMATCH_TREE_MAX + 1];
 308         struct nlattr *rt_match, *rt_hdr, *rt_list;
 309         struct tcf_ematch_tree_hdr *tree_hdr;
 310         struct tcf_ematch *em;
 311
 312         memset(tree, 0, sizeof(*tree));
 313         if (!nla)
 314                 return 0;
 315
 316         err = nla_parse_nested(tb, TCA_EMATCH_TREE_MAX, nla, em_policy);
 317         if (err < 0)
 318                 goto errout;
 319
 320         err = -EINVAL;
 321         rt_hdr = tb[TCA_EMATCH_TREE_HDR];
 322         rt_list = tb[TCA_EMATCH_TREE_LIST];
 323
 324         if (rt_hdr == NULL || rt_list == NULL)
 325                 goto errout;
 326
 327         tree_hdr = nla_data(rt_hdr);
 328         memcpy(&tree->hdr, tree_hdr, sizeof(*tree_hdr));
 329
 330         rt_match = nla_data(rt_list);
 331         list_len = nla_len(rt_list);
 332         matches_len = tree_hdr->nmatches * sizeof(*em);
 333
 334         tree->matches = kzalloc(matches_len, GFP_KERNEL);
 335         if (tree->matches == NULL)
 336                 goto errout;
 337
 338         /* We do not use nla_parse_nested here because the maximum
 339          * number of attributes is unknown. This saves us the allocation
 340          * for a tb buffer which would serve no purpose at all.
 341          *
 342          * The array of rt attributes is parsed in the order as they are
 343          * provided, their type must be incremental from 1 to n. Even
 344          * if it does not serve any real purpose, a failure of sticking
 345          * to this policy will result in parsing failure.
 346          */
 347         for (idx = 0; nla_ok(rt_match, list_len); idx++) {
 348                 err = -EINVAL;
 349
 350                 if (rt_match->nla_type != (idx + 1))
 351                         goto errout_abort;
 352
 353                 if (idx >= tree_hdr->nmatches)
 354                         goto errout_abort;
 355
 356                 if (nla_len(rt_match) < sizeof(struct tcf_ematch_hdr))
 357                         goto errout_abort;
 358
 359                 em = tcf_em_get_match(tree, idx);
 360
 361                 err = tcf_em_validate(tp, tree_hdr, em, rt_match, idx);
 362                 if (err < 0)
 363                         goto errout_abort;
 364
 365                 rt_match = nla_next(rt_match, &list_len);
 366         }
 367
 368         /* Check if the number of matches provided by userspace actually
 369          * complies with the array of matches. The number was used for
 370          * the validation of references and a mismatch could lead to
 371          * undefined references during the matching process.
 372          */
 373         if (idx != tree_hdr->nmatches) {
 374                 err = -EINVAL;
 375                 goto errout_abort;
 376         }
 377
 378         err = 0;
 379 errout:
 380         return err;
 381
 382 errout_abort:
 383         tcf_em_tree_destroy(tree);
 384         return err;
 385 }
 386 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_tree_validate);
 387
 388 /**
 389  * tcf_em_tree_destroy - destroy an ematch tree
 390  *
 391  * @tp: classifier kind handle
 392  * @tree: ematch tree to be deleted
 393  *
 394  * This functions destroys an ematch tree previously created by
 395  * tcf_em_tree_validate()/tcf_em_tree_change(). You must ensure that
 396  * the ematch tree is not in use before calling this function.
 397  */
 398 void tcf_em_tree_destroy(struct tcf_ematch_tree *tree)
 399 {
 400         int i;
 401
 402         if (tree->matches == NULL)
 403                 return;
 404
 405         for (i = 0; i < tree->hdr.nmatches; i++) {
 406                 struct tcf_ematch *em = tcf_em_get_match(tree, i);
 407
 408                 if (em->ops) {
 409                         if (em->ops->destroy)
 410                                 em->ops->destroy(em);
 411                         else if (!tcf_em_is_simple(em))
 412                                 kfree((void *) em->data);
 413                         module_put(em->ops->owner);
 414                 }
 415         }
 416
 417         tree->hdr.nmatches = 0;
 418         kfree(tree->matches);
 419         tree->matches = NULL;
 420 }
 421 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_tree_destroy);
 422
 423 /**
 424  * tcf_em_tree_dump - dump ematch tree into a rtnl message
 425  *
 426  * @skb: skb holding the rtnl message
 427  * @t: ematch tree to be dumped
 428  * @tlv: TLV type to be used to encapsulate the tree
 429  *
 430  * This function dumps a ematch tree into a rtnl message. It is valid to
 431  * call this function while the ematch tree is in use.
 432  *
 433  * Returns -1 if the skb tailroom is insufficient.
 434  */
 435 int tcf_em_tree_dump(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch_tree *tree, int tlv)
 436 {
 437         int i;
 438         u8 *tail;
 439         struct nlattr *top_start;
 440         struct nlattr *list_start;
 441
 442         top_start = nla_nest_start(skb, tlv);
 443         if (top_start == NULL)
 444                 goto nla_put_failure;
 445
 446         if (nla_put(skb, TCA_EMATCH_TREE_HDR, sizeof(tree->hdr), &tree->hdr))
 447                 goto nla_put_failure;
 448
 449         list_start = nla_nest_start(skb, TCA_EMATCH_TREE_LIST);
 450         if (list_start == NULL)
 451                 goto nla_put_failure;
 452
 453         tail = skb_tail_pointer(skb);
 454         for (i = 0; i < tree->hdr.nmatches; i++) {
 455                 struct nlattr *match_start = (struct nlattr *)tail;
 456                 struct tcf_ematch *em = tcf_em_get_match(tree, i);
 457                 struct tcf_ematch_hdr em_hdr = {
 458                         .kind = em->ops ? em->ops->kind : TCF_EM_CONTAINER,
 459                         .matchid = em->matchid,
 460                         .flags = em->flags
 461                 };
 462
 463                 if (nla_put(skb, i + 1, sizeof(em_hdr), &em_hdr))
 464                         goto nla_put_failure;
 465
 466                 if (em->ops && em->ops->dump) {
 467                         if (em->ops->dump(skb, em) < 0)
 468                                 goto nla_put_failure;
 469                 } else if (tcf_em_is_container(em) || tcf_em_is_simple(em)) {
 470                         u32 u = em->data;
 471                         nla_put_nohdr(skb, sizeof(u), &u);
 472                 } else if (em->datalen > 0)
 473                         nla_put_nohdr(skb, em->datalen, (void *) em->data);
 474
 475                 tail = skb_tail_pointer(skb);
 476                 match_start->nla_len = tail - (u8 *)match_start;
 477         }
 478
 479         nla_nest_end(skb, list_start);
 480         nla_nest_end(skb, top_start);
 481
 482         return 0;
 483
 484 nla_put_failure:
 485         return -1;
 486 }
 487 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_tree_dump);
 488
 489 static inline int tcf_em_match(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch *em,
 490                                struct tcf_pkt_info *info)
 491 {
 492         int r = em->ops->match(skb, em, info);
 493
 494         return tcf_em_is_inverted(em) ? !r : r;
 495 }
 496
 497 /* Do not use this function directly, use tcf_em_tree_match instead */
 498 int __tcf_em_tree_match(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch_tree *tree,
 499                         struct tcf_pkt_info *info)
 500 {
 501         int stackp = 0, match_idx = 0, res = 0;
 502         struct tcf_ematch *cur_match;
 503         int stack[CONFIG_NET_EMATCH_STACK];
 504
 505 proceed:
 506         while (match_idx < tree->hdr.nmatches) {
 507                 cur_match = tcf_em_get_match(tree, match_idx);
 508
 509                 if (tcf_em_is_container(cur_match)) {
 510                         if (unlikely(stackp >= CONFIG_NET_EMATCH_STACK))
 511                                 goto stack_overflow;
 512
 513                         stack[stackp++] = match_idx;
 514                         match_idx = cur_match->data;
 515                         goto proceed;
 516                 }
 517
 518                 res = tcf_em_match(skb, cur_match, info);
 519
 520                 if (tcf_em_early_end(cur_match, res))
 521                         break;
 522
 523                 match_idx++;
 524         }
 525
 526 pop_stack:
 527         if (stackp > 0) {
 528                 match_idx = stack[--stackp];
 529                 cur_match = tcf_em_get_match(tree, match_idx);
 530
 531                 if (tcf_em_is_inverted(cur_match))
 532                         res = !res;
 533
 534                 if (tcf_em_early_end(cur_match, res)) {
 535                         goto pop_stack;
 536                 } else {
 537                         match_idx++;
 538                         goto proceed;
 539                 }
 540         }
 541
 542         return res;
 543
 544 stack_overflow:
 545         net_warn_ratelimited("tc ematch: local stack overflow, increase NET_EMATCH_STACK\n");
 546         return -1;
 547 }
 548 EXPORT_SYMBOL(__tcf_em_tree_match);