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
 182         if (!TCF_EM_REL_VALID(em_hdr->flags))
 183                 goto errout;
 184
 185         if (em_hdr->kind == TCF_EM_CONTAINER) {
 186                 /* Special ematch called "container", carries an index
 187                  * referencing an external ematch sequence.
 188                  */
 189                 u32 ref;
 190
 191                 if (data_len < sizeof(ref))
 192                         goto errout;
 193                 ref = *(u32 *) data;
 194
 195                 if (ref >= tree_hdr->nmatches)
 196                         goto errout;
 197
 198                 /* We do not allow backward jumps to avoid loops and jumps
 199                  * to our own position are of course illegal.
 200                  */
 201                 if (ref <= idx)
 202                         goto errout;
 203
 204
 205                 em->data = ref;
 206         } else {
 207                 /* Note: This lookup will increase the module refcnt
 208                  * of the ematch module referenced. In case of a failure,
 209                  * a destroy function is called by the underlying layer
 210                  * which automatically releases the reference again, therefore
 211                  * the module MUST not be given back under any circumstances
 212                  * here. Be aware, the destroy function assumes that the
 213                  * module is held if the ops field is non zero.
 214                  */
 215                 em->ops = tcf_em_lookup(em_hdr->kind);
 216
 217                 if (em->ops == NULL) {
 218                         err = -ENOENT;
 219 #ifdef CONFIG_MODULES
 220                         __rtnl_unlock();
 221                         request_module("ematch-kind-%u", em_hdr->kind);
 222                         rtnl_lock();
 223                         em->ops = tcf_em_lookup(em_hdr->kind);
 224                         if (em->ops) {
 225                                 /* We dropped the RTNL mutex in order to
 226                                  * perform the module load. Tell the caller
 227                                  * to replay the request.
 228                                  */
 229                                 module_put(em->ops->owner);
 230                                 em->ops = NULL;
 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(tp, 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
 276         err = 0;
 277 errout:
 278         return err;
 279 }
 280
 281 static const struct nla_policy em_policy[TCA_EMATCH_TREE_MAX + 1] = {
 282         [TCA_EMATCH_TREE_HDR]   = { .len = sizeof(struct tcf_ematch_tree_hdr) },
 283         [TCA_EMATCH_TREE_LIST]  = { .type = NLA_NESTED },
 284 };
 285
 286 /**
 287  * tcf_em_tree_validate - validate ematch config TLV and build ematch tree
 288  *
 289  * @tp: classifier kind handle
 290  * @nla: ematch tree configuration TLV
 291  * @tree: destination ematch tree variable to store the resulting
 292  *        ematch tree.
 293  *
 294  * This function validates the given configuration TLV @nla and builds an
 295  * ematch tree in @tree. The resulting tree must later be copied into
 296  * the private classifier data using tcf_em_tree_change(). You MUST NOT
 297  * provide the ematch tree variable of the private classifier data directly,
 298  * the changes would not be locked properly.
 299  *
 300  * Returns a negative error code if the configuration TLV contains errors.
 301  */
 302 int tcf_em_tree_validate(struct tcf_proto *tp, struct nlattr *nla,
 303                          struct tcf_ematch_tree *tree)
 304 {
 305         int idx, list_len, matches_len, err;
 306         struct nlattr *tb[TCA_EMATCH_TREE_MAX + 1];
 307         struct nlattr *rt_match, *rt_hdr, *rt_list;
 308         struct tcf_ematch_tree_hdr *tree_hdr;
 309         struct tcf_ematch *em;
 310
 311         memset(tree, 0, sizeof(*tree));
 312         if (!nla)
 313                 return 0;
 314
 315         err = nla_parse_nested(tb, TCA_EMATCH_TREE_MAX, nla, em_policy);
 316         if (err < 0)
 317                 goto errout;
 318
 319         err = -EINVAL;
 320         rt_hdr = tb[TCA_EMATCH_TREE_HDR];
 321         rt_list = tb[TCA_EMATCH_TREE_LIST];
 322
 323         if (rt_hdr == NULL || rt_list == NULL)
 324                 goto errout;
 325
 326         tree_hdr = nla_data(rt_hdr);
 327         memcpy(&tree->hdr, tree_hdr, sizeof(*tree_hdr));
 328
 329         rt_match = nla_data(rt_list);
 330         list_len = nla_len(rt_list);
 331         matches_len = tree_hdr->nmatches * sizeof(*em);
 332
 333         tree->matches = kzalloc(matches_len, GFP_KERNEL);
 334         if (tree->matches == NULL)
 335                 goto errout;
 336
 337         /* We do not use nla_parse_nested here because the maximum
 338          * number of attributes is unknown. This saves us the allocation
 339          * for a tb buffer which would serve no purpose at all.
 340          *
 341          * The array of rt attributes is parsed in the order as they are
 342          * provided, their type must be incremental from 1 to n. Even
 343          * if it does not serve any real purpose, a failure of sticking
 344          * to this policy will result in parsing failure.
 345          */
 346         for (idx = 0; nla_ok(rt_match, list_len); idx++) {
 347                 err = -EINVAL;
 348
 349                 if (rt_match->nla_type != (idx + 1))
 350                         goto errout_abort;
 351
 352                 if (idx >= tree_hdr->nmatches)
 353                         goto errout_abort;
 354
 355                 if (nla_len(rt_match) < sizeof(struct tcf_ematch_hdr))
 356                         goto errout_abort;
 357
 358                 em = tcf_em_get_match(tree, idx);
 359
 360                 err = tcf_em_validate(tp, tree_hdr, em, rt_match, idx);
 361                 if (err < 0)
 362                         goto errout_abort;
 363
 364                 rt_match = nla_next(rt_match, &list_len);
 365         }
 366
 367         /* Check if the number of matches provided by userspace actually
 368          * complies with the array of matches. The number was used for
 369          * the validation of references and a mismatch could lead to
 370          * undefined references during the matching process.
 371          */
 372         if (idx != tree_hdr->nmatches) {
 373                 err = -EINVAL;
 374                 goto errout_abort;
 375         }
 376
 377         err = 0;
 378 errout:
 379         return err;
 380
 381 errout_abort:
 382         tcf_em_tree_destroy(tp, tree);
 383         return err;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_tree_validate);
 386
 387 /**
 388  * tcf_em_tree_destroy - destroy an ematch tree
 389  *
 390  * @tp: classifier kind handle
 391  * @tree: ematch tree to be deleted
 392  *
 393  * This functions destroys an ematch tree previously created by
 394  * tcf_em_tree_validate()/tcf_em_tree_change(). You must ensure that
 395  * the ematch tree is not in use before calling this function.
 396  */
 397 void tcf_em_tree_destroy(struct tcf_proto *tp, struct tcf_ematch_tree *tree)
 398 {
 399         int i;
 400
 401         if (tree->matches == NULL)
 402                 return;
 403
 404         for (i = 0; i < tree->hdr.nmatches; i++) {
 405                 struct tcf_ematch *em = tcf_em_get_match(tree, i);
 406
 407                 if (em->ops) {
 408                         if (em->ops->destroy)
 409                                 em->ops->destroy(tp, em);
 410                         else if (!tcf_em_is_simple(em))
 411                                 kfree((void *) em->data);
 412                         module_put(em->ops->owner);
 413                 }
 414         }
 415
 416         tree->hdr.nmatches = 0;
 417         kfree(tree->matches);
 418         tree->matches = NULL;
 419 }
 420 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_tree_destroy);
 421
 422 /**
 423  * tcf_em_tree_dump - dump ematch tree into a rtnl message
 424  *
 425  * @skb: skb holding the rtnl message
 426  * @t: ematch tree to be dumped
 427  * @tlv: TLV type to be used to encapsulate the tree
 428  *
 429  * This function dumps a ematch tree into a rtnl message. It is valid to
 430  * call this function while the ematch tree is in use.
 431  *
 432  * Returns -1 if the skb tailroom is insufficient.
 433  */
 434 int tcf_em_tree_dump(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch_tree *tree, int tlv)
 435 {
 436         int i;
 437         u8 *tail;
 438         struct nlattr *top_start;
 439         struct nlattr *list_start;
 440
 441         top_start = nla_nest_start(skb, tlv);
 442         if (top_start == NULL)
 443                 goto nla_put_failure;
 444
 445         NLA_PUT(skb, TCA_EMATCH_TREE_HDR, sizeof(tree->hdr), &tree->hdr);
 446
 447         list_start = nla_nest_start(skb, TCA_EMATCH_TREE_LIST);
 448         if (list_start == NULL)
 449                 goto nla_put_failure;
 450
 451         tail = skb_tail_pointer(skb);
 452         for (i = 0; i < tree->hdr.nmatches; i++) {
 453                 struct nlattr *match_start = (struct nlattr *)tail;
 454                 struct tcf_ematch *em = tcf_em_get_match(tree, i);
 455                 struct tcf_ematch_hdr em_hdr = {
 456                         .kind = em->ops ? em->ops->kind : TCF_EM_CONTAINER,
 457                         .matchid = em->matchid,
 458                         .flags = em->flags
 459                 };
 460
 461                 NLA_PUT(skb, i + 1, sizeof(em_hdr), &em_hdr);
 462
 463                 if (em->ops && em->ops->dump) {
 464                         if (em->ops->dump(skb, em) < 0)
 465                                 goto nla_put_failure;
 466                 } else if (tcf_em_is_container(em) || tcf_em_is_simple(em)) {
 467                         u32 u = em->data;
 468                         nla_put_nohdr(skb, sizeof(u), &u);
 469                 } else if (em->datalen > 0)
 470                         nla_put_nohdr(skb, em->datalen, (void *) em->data);
 471
 472                 tail = skb_tail_pointer(skb);
 473                 match_start->nla_len = tail - (u8 *)match_start;
 474         }
 475
 476         nla_nest_end(skb, list_start);
 477         nla_nest_end(skb, top_start);
 478
 479         return 0;
 480
 481 nla_put_failure:
 482         return -1;
 483 }
 484 EXPORT_SYMBOL(tcf_em_tree_dump);
 485
 486 static inline int tcf_em_match(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch *em,
 487                                struct tcf_pkt_info *info)
 488 {
 489         int r = em->ops->match(skb, em, info);
 490
 491         return tcf_em_is_inverted(em) ? !r : r;
 492 }
 493
 494 /* Do not use this function directly, use tcf_em_tree_match instead */
 495 int __tcf_em_tree_match(struct sk_buff *skb, struct tcf_ematch_tree *tree,
 496                         struct tcf_pkt_info *info)
 497 {
 498         int stackp = 0, match_idx = 0, res = 0;
 499         struct tcf_ematch *cur_match;
 500         int stack[CONFIG_NET_EMATCH_STACK];
 501
 502 proceed:
 503         while (match_idx < tree->hdr.nmatches) {
 504                 cur_match = tcf_em_get_match(tree, match_idx);
 505
 506                 if (tcf_em_is_container(cur_match)) {
 507                         if (unlikely(stackp >= CONFIG_NET_EMATCH_STACK))
 508                                 goto stack_overflow;
 509
 510                         stack[stackp++] = match_idx;
 511                         match_idx = cur_match->data;
 512                         goto proceed;
 513                 }
 514
 515                 res = tcf_em_match(skb, cur_match, info);
 516
 517                 if (tcf_em_early_end(cur_match, res))
 518                         break;
 519
 520                 match_idx++;
 521         }
 522
 523 pop_stack:
 524         if (stackp > 0) {
 525                 match_idx = stack[--stackp];
 526                 cur_match = tcf_em_get_match(tree, match_idx);
 527
 528                 if (tcf_em_early_end(cur_match, res))
 529                         goto pop_stack;
 530                 else {
 531                         match_idx++;
 532                         goto proceed;
 533                 }
 534         }
 535
 536         return res;
 537
 538 stack_overflow:
 539         if (net_ratelimit())
 540                 pr_warning("tc ematch: local stack overflow,"
 541                            " increase NET_EMATCH_STACK\n");
 542         return -1;
 543 }
 544 EXPORT_SYMBOL(__tcf_em_tree_match);