bpf: Introduce bpf_sk_{, ancestor_}cgroup_id helpers

With having ability to lookup sockets in cgroup skb programs it becomes
useful to access cgroup id of retrieved sockets so that policies can be
implemented based on origin cgroup of such socket.

For example, a container running in a cgroup can have cgroup skb ingress
program that can lookup peer socket that is sending packets to a process
inside the container and decide whether those packets should be allowed
or denied based on cgroup id of the peer.

More specifically such ingress program can implement intra-host policy
"allow incoming packets only from this same container and not from any
other container on same host" w/o relying on source IP addresses since
quite often it can be the case that containers share same IP address on
the host.

Introduce two new helpers for this use-case: bpf_sk_cgroup_id() and
bpf_sk_ancestor_cgroup_id().

These helpers are similar to existing bpf_skb_{,ancestor_}cgroup_id
helpers with the only difference that sk is used to get cgroup id
instead of skb, and share code with them.

See documentation in UAPI for more details.

Signed-off-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/f5884981249ce911f63e9b57ecd5d7d19154ff39.1589486450.git.rdna@fb.com

bpf: Allow skb_ancestor_cgroup_id helper in cgroup skb

cgroup skb programs already can use bpf_skb_cgroup_id. Allow
bpf_skb_ancestor_cgroup_id as well so that container policies can be
implemented for a container that can have sub-cgroups dynamically
created, but policies should still be implemented based on cgroup id of
container itself not on an id of a sub-cgroup.

Signed-off-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/8874194d6041eba190356453ea9f6071edf5f658.1589486450.git.rdna@fb.com

bpf: Allow sk lookup helpers in cgroup skb

Currently sk lookup helpers are allowed in tc, xdp, sk skb, and cgroup
sock_addr programs.

But they would be useful in cgroup skb as well so that for example
cgroup skb ingress program can lookup a peer socket a packet comes from
on same host and make a decision whether to allow or deny this packet
based on the properties of that socket, e.g. cgroup that peer socket
belongs to.

Allow the following sk lookup helpers in cgroup skb:
* bpf_sk_lookup_tcp;
* bpf_sk_lookup_udp;
* bpf_sk_release;
* bpf_skc_lookup_tcp.

Signed-off-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/f8c7ee280f1582b586629436d777b6db00597d63.1589486450.git.rdna@fb.com

selftest/bpf: Fix spelling mistake "SIGALARM" -> "SIGALRM"

There is a spelling mistake in an error message, fix it.

Signed-off-by: Colin Ian King <colin.king@canonical.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200514121529.259668-1-colin.king@canonical.com

bpf: Fix bpf_iter's task iterator logic

task_seq_get_next might stop prematurely if get_pid_task() fails to get
task_struct. Failure to do so doesn't mean that there are no more tasks with
higher pids. Procfs's iteration algorithm (see next_tgid in fs/proc/base.c)
does a retry in such case. After this fix, instead of stopping prematurely
after about 300 tasks on my server, bpf_iter program now returns >4000, which
sounds much closer to reality.

Fixes: eaaacd23910f ("bpf: Add task and task/file iterator targets")
Signed-off-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200514055137.1564581-1-andriin@fb.com

selftests/bpf: Test narrow loads for bpf_sock_addr.user_port

Test 1,2,4-byte loads from bpf_sock_addr.user_port in sock_addr
programs.

Signed-off-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/e5c734a58cca4041ab30cb5471e644246f8cdb5a.1589420814.git.rdna@fb.com

bpf: Support narrow loads from bpf_sock_addr.user_port

bpf_sock_addr.user_port supports only 4-byte load and it leads to ugly
code in BPF programs, like:

volatile __u32 user_port = ctx->user_port;
__u16 port = bpf_ntohs(user_port);

Since otherwise clang may optimize the load to be 2-byte and it's
rejected by verifier.

Add support for 1- and 2-byte loads same way as it's supported for other
fields in bpf_sock_addr like user_ip4, msg_src_ip4, etc.

Signed-off-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/c1e983f4c17573032601d0b2b1f9d1274f24bc16.1589420814.git.rdna@fb.com

samples/bpf: xdp_redirect_cpu: Set MAX_CPUS according to NR_CPUS

xdp_redirect_cpu is currently failing in bpf_prog_load_xattr()
allocating cpu_map map if CONFIG_NR_CPUS is less than 64 since
cpu_map_alloc() requires max_entries to be less than NR_CPUS.
Set cpu_map max_entries according to NR_CPUS in xdp_redirect_cpu_kern.c
and get currently running cpus in xdp_redirect_cpu_user.c

Signed-off-by: Lorenzo Bianconi <lorenzo@kernel.org>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/374472755001c260158c4e4b22f193bdd3c56fb7.1589300442.git.lorenzo@kernel.org

Merge branch 'bpf_iter-fixes'

Yonghong Song says:

====================
Commit ae24345da54e ("bpf: Implement an interface to register
bpf_iter targets") and its subsequent commits in the same patch set
introduced bpf iterator, a way to run bpf program when iterating
kernel data structures.

This patch set addressed some followup issues. One big change
is to allow target to pass ctx arg register types to verifier
for verification purpose. Please see individual patch for details.

Changelogs:
  v1 -> v2:
    . add "const" qualifier to struct bpf_iter_reg for
      bpf_iter_[un]reg_target, and this results in
      additional "const" qualifiers in some other places
    . drop the patch which will issue WARN_ONCE if
      seq_ops->show() returns a positive value.
      If this does happen, code review should spot
      this or author does know what he is doing.
      In the future, we do want to implement a
      mechanism to find out all registered targets
      so we will be aware of new additions.
====================

Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>

samples/bpf: Remove compiler warnings

Commit 5fbc220862fc ("tools/libpf: Add offsetof/container_of macro
in bpf_helpers.h") added macros offsetof/container_of to
bpf_helpers.h. Unfortunately, it caused compilation warnings
below for a few samples/bpf programs:
  In file included from /data/users/yhs/work/net-next/samples/bpf/sockex2_kern.c:4:
  In file included from /data/users/yhs/work/net-next/include/uapi/linux/in.h:24:
  In file included from /data/users/yhs/work/net-next/include/linux/socket.h:8:
  In file included from /data/users/yhs/work/net-next/include/linux/uio.h:8:
  /data/users/yhs/work/net-next/include/linux/kernel.h:992:9: warning: 'container_of' macro redefined [-Wmacro-redefined]
          ^
  /data/users/yhs/work/net-next/tools/lib/bpf/bpf_helpers.h:46:9: note: previous definition is here
          ^
  1 warning generated.
    CLANG-bpf  samples/bpf/sockex3_kern.o

In all these cases, bpf_helpers.h is included first, followed by other
standard headers. The macro container_of is defined unconditionally
in kernel.h, causing the compiler warning.

The fix is to move bpf_helpers.h after standard headers.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180223.2949987-1-yhs@fb.com

bpf: Enable bpf_iter targets registering ctx argument types

Commit b121b341e598 ("bpf: Add PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL
support") adds a field btf_id_or_null_non0_off to
bpf_prog->aux structure to indicate that the
first ctx argument is PTR_TO_BTF_ID reg_type and
all others are PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL.
This approach does not really scale if we have
other different reg types in the future, e.g.,
a pointer to a buffer.

This patch enables bpf_iter targets registering ctx argument
reg types which may be different from the default one.
For example, for pointers to structures, the default reg_type
is PTR_TO_BTF_ID for tracing program. The target can register
a particular pointer type as PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL which can
be used by the verifier to enforce accesses.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180221.2949882-1-yhs@fb.com

bpf: Change func bpf_iter_unreg_target() signature

Change func bpf_iter_unreg_target() parameter from target
name to target reg_info, similar to bpf_iter_reg_target().

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180220.2949737-1-yhs@fb.com

bpf: net: Refactor bpf_iter target registration

Currently bpf_iter_reg_target takes parameters from target
and allocates memory to save them. This is really not
necessary, esp. in the future we may grow information
passed from targets to bpf_iter manager.

The patch refactors the code so target reg_info
becomes static and bpf_iter manager can just take
a reference to it.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180219.2949605-1-yhs@fb.com

bpf: Add comments to interpret bpf_prog return values

Add a short comment in bpf_iter_run_prog() function to
explain how bpf_prog return value is converted to
seq_ops->show() return value:
  bpf_prog return           seq_ops()->show() return
     0                         0
     1                         -EAGAIN

When show() return value is -EAGAIN, the current
bpf_seq_read() will end. If the current seq_file buffer
is empty, -EAGAIN will return to user space. Otherwise,
the buffer will be copied to user space.
In both cases, the next bpf_seq_read() call will
try to show the same object which returned -EAGAIN
previously.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180218.2949517-1-yhs@fb.com

bpf: Change btf_iter func proto prefix to "bpf_iter_"

This is to be consistent with tracing and lsm programs
which have prefix "bpf_trace_" and "bpf_lsm_" respectively.

Suggested-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180216.2949387-1-yhs@fb.com

tools/bpf: selftests : Explain bpf_iter test failures with llvm 10.0.0

Commit 6879c042e105 ("tools/bpf: selftests: Add bpf_iter selftests")
added self tests for bpf_iter feature. But two subtests
ipv6_route and netlink needs llvm latest 10.x release branch
or trunk due to a bug in llvm BPF backend. This patch added
the file README.rst to document these two failures
so people using llvm 10.0.0 can be aware of them.

Suggested-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513180215.2949237-1-yhs@fb.com

Merge branch 'benchmark-runner'

Andrii Nakryiko says:

====================
Add generic benchmark runner framework which simplifies writing various
performance benchmarks in a consistent fashion.  This framework will be used
in follow up patches to test performance of perf buffer and ring buffer as
well.

Patch #1 extracts parse_num_list to be re-used between test_progs and bench.

Patch #2 adds generic runner implementation and atomic counter benchmarks to
validate benchmark runner's behavior.

Patch #3 implements test_overhead benchmark as part of bench runner. It also
add fmod_ret BPF program type to a set of benchmarks.

Patch #4 tests faster alternatives to set_task_comm() approach, tested in
test_overhead, in search for minimal-overhead way to trigger BPF program
execution from user-space on demand.

v2->v3:
  - added --prod-affinity and --cons-affinity (Yonghong);
  - removed ringbuf-related options leftovers (Yonghong);
  - added more benchmarking results for test_overhead performance discrepancies;
v1->v2:
  - moved benchmarks into benchs/ subdir (John);
  - added benchmark "suite" scripts (John);
  - few small clean ups, change defaults, etc.
====================

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>

selftest/bpf: Add BPF triggering benchmark

It is sometimes desirable to be able to trigger BPF program from user-space
with minimal overhead. sys_enter would seem to be a good candidate, yet in
a lot of cases there will be a lot of noise from syscalls triggered by other
processes on the system. So while searching for low-overhead alternative, I've
stumbled upon getpgid() syscall, which seems to be specific enough to not
suffer from accidental syscall by other apps.

This set of benchmarks compares tp, raw_tp w/ filtering by syscall ID, kprobe,
fentry and fmod_ret with returning error (so that syscall would not be
executed), to determine the lowest-overhead way. Here are results on my
machine (using benchs/run_bench_trigger.sh script):

  base      :    9.200 ± 0.319M/s
  tp        :    6.690 ± 0.125M/s
  rawtp     :    8.571 ± 0.214M/s
  kprobe    :    6.431 ± 0.048M/s
  fentry    :    8.955 ± 0.241M/s
  fmodret   :    8.903 ± 0.135M/s

So it seems like fmodret doesn't give much benefit for such lightweight
syscall. Raw tracepoint is pretty decent despite additional filtering logic,
but it will be called for any other syscall in the system, which rules it out.
Fentry, though, seems to be adding the least amoung of overhead and achieves
97.3% of performance of baseline no-BPF-attached syscall.

Using getpgid() seems to be preferable to set_task_comm() approach from
test_overhead, as it's about 2.35x faster in a baseline performance.

Signed-off-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200512192445.2351848-5-andriin@fb.com

selftest/bpf: Fmod_ret prog and implement test_overhead as part of bench

Add fmod_ret BPF program to existing test_overhead selftest. Also re-implement
user-space benchmarking part into benchmark runner to compare results. Results
with ./bench are consistently somewhat lower than test_overhead's, but relative
performance of various types of BPF programs stay consisten (e.g., kretprobe is
noticeably slower). This slowdown seems to be coming from the fact that
test_overhead is single-threaded, while benchmark always spins off at least
one thread for producer. This has been confirmed by hacking multi-threaded
test_overhead variant and also single-threaded bench variant. Resutls are
below. run_bench_rename.sh script from benchs/ subdirectory was used to
produce results for ./bench.

Single-threaded implementations
===============================

/* bench: single-threaded, atomics */
base      :    4.622 ± 0.049M/s
kprobe    :    3.673 ± 0.052M/s
kretprobe :    2.625 ± 0.052M/s
rawtp     :    4.369 ± 0.089M/s
fentry    :    4.201 ± 0.558M/s
fexit     :    4.309 ± 0.148M/s
fmodret   :    4.314 ± 0.203M/s

/* selftest: single-threaded, no atomics */
task_rename base        4555K events per sec
task_rename kprobe      3643K events per sec
task_rename kretprobe   2506K events per sec
task_rename raw_tp      4303K events per sec
task_rename fentry      4307K events per sec
task_rename fexit       4010K events per sec
task_rename fmod_ret    3984K events per sec

Multi-threaded implementations
==============================

/* bench: multi-threaded w/ atomics */
base      :    3.910 ± 0.023M/s
kprobe    :    3.048 ± 0.037M/s
kretprobe :    2.300 ± 0.015M/s
rawtp     :    3.687 ± 0.034M/s
fentry    :    3.740 ± 0.087M/s
fexit     :    3.510 ± 0.009M/s
fmodret   :    3.485 ± 0.050M/s

/* selftest: multi-threaded w/ atomics */
task_rename base        3872K events per sec
task_rename kprobe      3068K events per sec
task_rename kretprobe   2350K events per sec
task_rename raw_tp      3731K events per sec
task_rename fentry      3639K events per sec
task_rename fexit       3558K events per sec
task_rename fmod_ret    3511K events per sec

/* selftest: multi-threaded, no atomics */
task_rename base        3945K events per sec
task_rename kprobe      3298K events per sec
task_rename kretprobe   2451K events per sec
task_rename raw_tp      3718K events per sec
task_rename fentry      3782K events per sec
task_rename fexit       3543K events per sec
task_rename fmod_ret    3526K events per sec

Note that the fact that ./bench benchmark always uses atomic increments for
counting, while test_overhead doesn't, doesn't influence test results all that
much.

Signed-off-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200512192445.2351848-4-andriin@fb.com

selftests/bpf: Add benchmark runner infrastructure

While working on BPF ringbuf implementation, testing, and benchmarking, I've
developed a pretty generic and modular benchmark runner, which seems to be
generically useful, as I've already used it for one more purpose (testing
fastest way to trigger BPF program, to minimize overhead of in-kernel code).

This patch adds generic part of benchmark runner and sets up Makefile for
extending it with more sets of benchmarks.

Benchmarker itself operates by spinning up specified number of producer and
consumer threads, setting up interval timer sending SIGALARM signal to
application once a second. Every second, current snapshot with hits/drops
counters are collected and stored in an array. Drops are useful for
producer/consumer benchmarks in which producer might overwhelm consumers.

Once test finishes after given amount of warm-up and testing seconds, mean and
stddev are calculated (ignoring warm-up results) and is printed out to stdout.
This setup seems to give consistent and accurate results.

To validate behavior, I added two atomic counting tests: global and local.
For global one, all the producer threads are atomically incrementing same
counter as fast as possible. This, of course, leads to huge drop of
performance once there is more than one producer thread due to CPUs fighting
for the same memory location.

Local counting, on the other hand, maintains one counter per each producer
thread, incremented independently. Once per second, all counters are read and
added together to form final "counting throughput" measurement. As expected,
such setup demonstrates linear scalability with number of producers (as long
as there are enough physical CPU cores, of course). See example output below.
Also, this setup can nicely demonstrate disastrous effects of false sharing,
if care is not taken to take those per-producer counters apart into
independent cache lines.

Demo output shows global counter first with 1 producer, then with 4. Both
total and per-producer performance significantly drop. The last run is local
counter with 4 producers, demonstrating near-perfect scalability.

$ ./bench -a -w1 -d2 -p1 count-global
Setting up benchmark 'count-global'...
Benchmark 'count-global' started.
Iter   0 ( 24.822us): hits  148.179M/s (148.179M/prod), drops    0.000M/s
Iter   1 ( 37.939us): hits  149.308M/s (149.308M/prod), drops    0.000M/s
Iter   2 (-10.774us): hits  150.717M/s (150.717M/prod), drops    0.000M/s
Iter   3 (  3.807us): hits  151.435M/s (151.435M/prod), drops    0.000M/s
Summary: hits  150.488 ± 1.079M/s (150.488M/prod), drops    0.000 ± 0.000M/s

$ ./bench -a -w1 -d2 -p4 count-global
Setting up benchmark 'count-global'...
Benchmark 'count-global' started.
Iter   0 ( 60.659us): hits   53.910M/s ( 13.477M/prod), drops    0.000M/s
Iter   1 (-17.658us): hits   53.722M/s ( 13.431M/prod), drops    0.000M/s
Iter   2 (  5.865us): hits   53.495M/s ( 13.374M/prod), drops    0.000M/s
Iter   3 (  0.104us): hits   53.606M/s ( 13.402M/prod), drops    0.000M/s
Summary: hits   53.608 ± 0.113M/s ( 13.402M/prod), drops    0.000 ± 0.000M/s

$ ./bench -a -w1 -d2 -p4 count-local
Setting up benchmark 'count-local'...
Benchmark 'count-local' started.
Iter   0 ( 23.388us): hits  640.450M/s (160.113M/prod), drops    0.000M/s
Iter   1 (  2.291us): hits  605.661M/s (151.415M/prod), drops    0.000M/s
Iter   2 ( -6.415us): hits  607.092M/s (151.773M/prod), drops    0.000M/s
Iter   3 ( -1.361us): hits  601.796M/s (150.449M/prod), drops    0.000M/s
Summary: hits  604.849 ± 2.739M/s (151.212M/prod), drops    0.000 ± 0.000M/s

Benchmark runner supports setting thread affinity for producer and consumer
threads. You can use -a flag for default CPU selection scheme, where first
consumer gets CPU #0, next one gets CPU #1, and so on. Then producer threads
pick up next CPU and increment one-by-one as well. But user can also specify
a set of CPUs independently for producers and consumers with --prod-affinity
1,2-10,15 and --cons-affinity <set-of-cpus>. The latter allows to force
producers and consumers to share same set of CPUs, if necessary.

Signed-off-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200512192445.2351848-3-andriin@fb.com

selftests/bpf: Extract parse_num_list into generic testing_helpers.c

Add testing_helpers.c, which will contain generic helpers for test runners and
tests needing some common generic functionality, like parsing a set of
numbers.

Signed-off-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200512192445.2351848-2-andriin@fb.com

libbpf: Fix probe code to return EPERM if encountered

When the probe code was failing for any reason ENOTSUP was returned, even
if this was due to not having enough lock space. This patch fixes this by
returning EPERM to the user application, so it can respond and increase
the RLIMIT_MEMLOCK size.

Signed-off-by: Eelco Chaudron <echaudro@redhat.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/158927424896.2342.10402475603585742943.stgit@ebuild

selftests/bpf: Install generated test progs

Before commit 74b5a5968fe8 ("selftests/bpf: Replace test_progs and
test_maps w/ general rule") selftests/bpf used generic install
target from selftests/lib.mk to install generated bpf test progs
by mentioning them in TEST_GEN_FILES variable.

Take that functionality back.

Fixes: 74b5a5968fe8 ("selftests/bpf: Replace test_progs and test_maps w/ general rule")
Signed-off-by: Yauheni Kaliuta <yauheni.kaliuta@redhat.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200513021722.7787-1-yauheni.kaliuta@redhat.com

tools, bpf: Synchronise BPF UAPI header with tools

Synchronise the bpf.h header under tools, to report the fixes recently
brought to the documentation for the BPF helpers.

Signed-off-by: Quentin Monnet <quentin@isovalent.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200511161536.29853-5-quentin@isovalent.com

bpf: Minor fixes to BPF helpers documentation

Minor improvements to the documentation for BPF helpers:

* Fix formatting for the description of "bpf_socket" for
  bpf_getsockopt() and bpf_setsockopt(), thus suppressing two warnings
  from rst2man about "Unexpected indentation".
* Fix formatting for return values for bpf_sk_assign() and seq_file
  helpers.
* Fix and harmonise formatting, in particular for function/struct names.
* Remove blank lines before "Return:" sections.
* Replace tabs found in the middle of text lines.
* Fix typos.
* Add a note to the footer (in Python script) about "bpftool feature
  probe", including for listing features available to unprivileged
  users, and add a reference to bpftool man page.

Thanks to Florian for reporting two typos (duplicated words).

Signed-off-by: Quentin Monnet <quentin@isovalent.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200511161536.29853-4-quentin@isovalent.com

tools, bpftool: Minor fixes for documentation

Bring minor improvements to bpftool documentation. Fix or harmonise
formatting, update map types (including in interactive help), improve
description for "map create", fix a build warning due to a missing line
after the double-colon for the "bpftool prog profile" example,
complete/harmonise/sort the list of related bpftool man pages in
footers.

v2:
- Remove (instead of changing) mark-up on "value" in bpftool-map.rst,
  when it does not refer to something passed on the command line.
- Fix an additional typo ("hexadeximal") in the same file.

Signed-off-by: Quentin Monnet <quentin@isovalent.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200511161536.29853-3-quentin@isovalent.com

tools, bpftool: Poison and replace kernel integer typedefs

Replace the use of kernel-only integer typedefs (u8, u32, etc.) by their
user space counterpart (__u8, __u32, etc.).

Similarly to what libbpf does, poison the typedefs to avoid introducing
them again in the future.

Signed-off-by: Quentin Monnet <quentin@isovalent.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200511161536.29853-2-quentin@isovalent.com

bpf, libbpf: Replace zero-length array with flexible-array

The current codebase makes use of the zero-length array language
extension to the C90 standard, but the preferred mechanism to declare
variable-length types such as these ones is a flexible array member[1][2],
introduced in C99:

struct foo {
        int stuff;
        struct boo array[];
};

By making use of the mechanism above, we will get a compiler warning
in case the flexible array does not occur last in the structure, which
will help us prevent some kind of undefined behavior bugs from being
inadvertently introduced[3] to the codebase from now on.

Also, notice that, dynamic memory allocations won't be affected by
this change:

"Flexible array members have incomplete type, and so the sizeof operator
may not be applied. As a quirk of the original implementation of
zero-length arrays, sizeof evaluates to zero."[1]

sizeof(flexible-array-member) triggers a warning because flexible array
members have incomplete type[1]. There are some instances of code in
which the sizeof operator is being incorrectly/erroneously applied to
zero-length arrays and the result is zero. Such instances may be hiding
some bugs. So, this work (flexible-array member conversions) will also
help to get completely rid of those sorts of issues.

This issue was found with the help of Coccinelle.

[1] https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html
[2] https://github.com/KSPP/linux/issues/21
[3] commit 76497732932f ("cxgb3/l2t: Fix undefined behaviour")

Signed-off-by: Gustavo A. R. Silva <gustavoars@kernel.org>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200507185057.GA13981@embeddedor

bpf, runqslower: include proper uapi/bpf.h

runqslower doesn't specify include path for uapi/bpf.h. This causes the
following warning:

In file included from runqslower.c:10:
.../tools/testing/selftests/bpf/tools/include/bpf/bpf.h:234:38:
warning: 'enum bpf_stats_type' declared inside parameter list will not
be visible outside of this definition or declaration
  234 | LIBBPF_API int bpf_enable_stats(enum bpf_stats_type type);

Fix this by adding -I tools/includ/uapi to the Makefile.

Reported-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Signed-off-by: Song Liu <songliubraving@fb.com>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>

Merge branch 'bpf_iter'

Yonghong Song says:

====================
Motivation:
  The current way to dump kernel data structures mostly:
    1. /proc system
    2. various specific tools like "ss" which requires kernel support.
    3. drgn
  The dropback for the first two is that whenever you want to dump more, you
  need change the kernel. For example, Martin wants to dump socket local
  storage with "ss". Kernel change is needed for it to work ([1]).
  This is also the direct motivation for this work.

  drgn ([2]) solves this proble nicely and no kernel change is not needed.
  But since drgn is not able to verify the validity of a particular pointer value,
  it might present the wrong results in rare cases.

  In this patch set, we introduce bpf iterator. Initial kernel changes are
  still needed for interested kernel data, but a later data structure change
  will not require kernel changes any more. bpf program itself can adapt
  to new data structure changes. This will give certain flexibility with
  guaranteed correctness.

  In this patch set, kernel seq_ops is used to facilitate iterating through
  kernel data, similar to current /proc and many other lossless kernel
  dumping facilities. In the future, different iterators can be
  implemented to trade off losslessness for other criteria e.g. no
  repeated object visits, etc.

User Interface:
  1. Similar to prog/map/link, the iterator can be pinned into a
     path within a bpffs mount point.
  2. The bpftool command can pin an iterator to a file
         bpftool iter pin <bpf_prog.o> <path>
  3. Use `cat <path>` to dump the contents.
     Use `rm -f <path>` to remove the pinned iterator.
  4. The anonymous iterator can be created as well.

  Please see patch #19 andd #20 for bpf programs and bpf iterator
  output examples.

  Note that certain iterators are namespace aware. For example,
  task and task_file targets only iterate through current pid namespace.
  ipv6_route and netlink will iterate through current net namespace.

  Please see individual patches for implementation details.

Performance:
  The bpf iterator provides in-kernel aggregation abilities
  for kernel data. This can greatly improve performance
  compared to e.g., iterating all process directories under /proc.
  For example, I did an experiment on my VM with an application forking
  different number of tasks and each forked process opening various number
  of files. The following is the result with the latency with unit of microseconds:

    # of forked tasks   # of open files    # of bpf_prog calls  # latency (us)
    100                 100                11503                7586
    1000                1000               1013203              709513
    10000               100                1130203              764519

  The number of bpf_prog calls may be more than forked tasks multipled by
  open files since there are other tasks running on the system.
  The bpf program is a do-nothing program. One millions of bpf calls takes
  less than one second.

  Although the initial motivation is from Martin's sk_local_storage,
  this patch didn't implement tcp6 sockets and sk_local_storage.
  The /proc/net/tcp6 involves three types of sockets, timewait,
  request and tcp6 sockets. Some kind of type casting or other
  mechanism is needed to handle all these socket types in one
  bpf program. This will be addressed in future work.

  Currently, we do not support kernel data generated under module.
  This requires some BTF work.

  More work for more iterators, e.g., tcp, udp, bpf_map elements, etc.

Changelog:
  v3 -> v4:
    - in bpf_seq_read(), if start() failed with an error, return that
      error to user space (Andrii)
    - in bpf_seq_printf(), if reading kernel memory failed for
      %s and %p{i,I}{4,6}, set buffer to empty string or address 0.
      Documented this behavior in uapi header (Andrii)
    - fix a few error handling issues for bpftool (Andrii)
    - A few other minor fixes and cosmetic changes.
  v2 -> v3:
    - add bpf_iter_unreg_target() to unregister a target, used in the
      error path of the __init functions.
    - handle err != 0 before handling overflow (Andrii)
    - reference count "task" for task_file target (Andrii)
    - remove some redundancy for bpf_map/task/task_file targets
    - add bpf_iter_unreg_target() in ip6_route_cleanup()
    - Handling "%%" format in bpf_seq_printf() (Andrii)
    - implement auto-attach for bpf_iter in libbpf (Andrii)
    - add macros offsetof and container_of in bpf_helpers.h (Andrii)
    - add tests for auto-attach and program-return-1 cases
    - some other minor fixes
  v1 -> v2:
    - removed target_feature, using callback functions instead
    - checking target to ensure program specified btf_id supported (Martin)
    - link_create change with new changes from Andrii
    - better handling of btf_iter vs. seq_file private data (Martin, Andrii)
    - implemented bpf_seq_read() (Andrii, Alexei)
    - percpu buffer for bpf_seq_printf() (Andrii)
    - better syntax for BPF_SEQ_PRINTF macro (Andrii)
    - bpftool fixes (Quentin)
    - a lot of other fixes
  RFC v2 -> v1:
    - rename bpfdump to bpf_iter
    - use bpffs instead of a new file system
    - use bpf_link to streamline and simplify iterator creation.

References:
  [1]: https://lore.kernel.org/bpf/20200225230427.1976129-1-kafai@fb.com
  [2]: https://github.com/osandov/drgn
====================

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>

tools/bpf: selftests: Add bpf_iter selftests

The added test includes the following subtests:
  - test verifier change for btf_id_or_null
  - test load/create_iter/read for
    ipv6_route/netlink/bpf_map/task/task_file
  - test anon bpf iterator
  - test anon bpf iterator reading one char at a time
  - test file bpf iterator
  - test overflow (single bpf program output not overflow)
  - test overflow (single bpf program output overflows)
  - test bpf prog returning 1

The ipv6_route tests the following verifier change
  - access fields in the variable length array of the structure.

The netlink load tests the following verifier change
  - put a btf_id ptr value in a stack and accessible to
    tracing/iter programs.

The anon bpf iterator also tests link auto attach through skeleton.

  $ test_progs -n 2
  #2/1 btf_id_or_null:OK
  #2/2 ipv6_route:OK
  #2/3 netlink:OK
  #2/4 bpf_map:OK
  #2/5 task:OK
  #2/6 task_file:OK
  #2/7 anon:OK
  #2/8 anon-read-one-char:OK
  #2/9 file:OK
  #2/10 overflow:OK
  #2/11 overflow-e2big:OK
  #2/12 prog-ret-1:OK
  #2 bpf_iter:OK
  Summary: 1/12 PASSED, 0 SKIPPED, 0 FAILED

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175923.2477637-1-yhs@fb.com

tools/bpf: selftests: Add iter progs for bpf_map/task/task_file

The implementation is arbitrary, just to show how the bpf programs
can be written for bpf_map/task/task_file. They can be costomized
for specific needs.

For example, for bpf_map, the iterator prints out:
  $ cat /sys/fs/bpf/my_bpf_map
      id   refcnt  usercnt  locked_vm
       3        2        0         20
       6        2        0         20
       9        2        0         20
      12        2        0         20
      13        2        0         20
      16        2        0         20
      19        2        0         20
      %%% END %%%

For task, the iterator prints out:
  $ cat /sys/fs/bpf/my_task
    tgid      gid
       1        1
       2        2
    ....
    1944     1944
    1948     1948
    1949     1949
    1953     1953
    === END ===

For task/file, the iterator prints out:
  $ cat /sys/fs/bpf/my_task_file
    tgid      gid       fd      file
       1        1        0 ffffffff95c97600
       1        1        1 ffffffff95c97600
       1        1        2 ffffffff95c97600
    ....
    1895     1895      255 ffffffff95c8fe00
    1932     1932        0 ffffffff95c8fe00
    1932     1932        1 ffffffff95c8fe00
    1932     1932        2 ffffffff95c8fe00
    1932     1932        3 ffffffff95c185c0

This is able to print out all open files (fd and file->f_op), so user can compare
f_op against a particular kernel file operations to find what it is.
For example, from /proc/kallsyms, we can find
  ffffffff95c185c0 r eventfd_fops
so we will know tgid 1932 fd 3 is an eventfd file descriptor.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175922.2477576-1-yhs@fb.com

tools/bpf: selftests: Add iterator programs for ipv6_route and netlink

Two bpf programs are added in this patch for netlink and ipv6_route
target. On my VM, I am able to achieve identical
results compared to /proc/net/netlink and /proc/net/ipv6_route.

  $ cat /proc/net/netlink
  sk               Eth Pid        Groups   Rmem     Wmem     Dump  Locks    Drops    Inode
  000000002c42d58b 0   0          00000000 0        0        0     2        0        7
  00000000a4e8b5e1 0   1          00000551 0        0        0     2        0        18719
  00000000e1b1c195 4   0          00000000 0        0        0     2        0        16422
  000000007e6b29f9 6   0          00000000 0        0        0     2        0        16424
  ....
  00000000159a170d 15  1862       00000002 0        0        0     2        0        1886
  000000009aca4bc9 15  3918224839 00000002 0        0        0     2        0        19076
  00000000d0ab31d2 15  1          00000002 0        0        0     2        0        18683
  000000008398fb08 16  0          00000000 0        0        0     2        0        27
  $ cat /sys/fs/bpf/my_netlink
  sk               Eth Pid        Groups   Rmem     Wmem     Dump  Locks    Drops    Inode
  000000002c42d58b 0   0          00000000 0        0        0     2        0        7
  00000000a4e8b5e1 0   1          00000551 0        0        0     2        0        18719
  00000000e1b1c195 4   0          00000000 0        0        0     2        0        16422
  000000007e6b29f9 6   0          00000000 0        0        0     2        0        16424
  ....
  00000000159a170d 15  1862       00000002 0        0        0     2        0        1886
  000000009aca4bc9 15  3918224839 00000002 0        0        0     2        0        19076
  00000000d0ab31d2 15  1          00000002 0        0        0     2        0        18683
  000000008398fb08 16  0          00000000 0        0        0     2        0        27

  $ cat /proc/net/ipv6_route
  fe800000000000000000000000000000 40 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000100 00000001 00000000 00000001     eth0
  00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 ffffffff 00000001 00000000 00200200       lo
  00000000000000000000000000000001 80 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000000 00000003 00000000 80200001       lo
  fe80000000000000c04b03fffe7827ce 80 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000000 00000002 00000000 80200001     eth0
  ff000000000000000000000000000000 08 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000100 00000003 00000000 00000001     eth0
  00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 ffffffff 00000001 00000000 00200200       lo
  $ cat /sys/fs/bpf/my_ipv6_route
  fe800000000000000000000000000000 40 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000100 00000001 00000000 00000001     eth0
  00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 ffffffff 00000001 00000000 00200200       lo
  00000000000000000000000000000001 80 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000000 00000003 00000000 80200001       lo
  fe80000000000000c04b03fffe7827ce 80 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000000 00000002 00000000 80200001     eth0
  ff000000000000000000000000000000 08 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00000100 00000003 00000000 00000001     eth0
  00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 ffffffff 00000001 00000000 00200200       lo

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175921.2477493-1-yhs@fb.com

tools/bpftool: Add bpf_iter support for bptool

Currently, only one command is supported
  bpftool iter pin <bpf_prog.o> <path>

It will pin the trace/iter bpf program in
the object file <bpf_prog.o> to the <path>
where <path> should be on a bpffs mount.

For example,
  $ bpftool iter pin ./bpf_iter_ipv6_route.o \
    /sys/fs/bpf/my_route
User can then do a `cat` to print out the results:
  $ cat /sys/fs/bpf/my_route
    fe800000000000000000000000000000 40 00000000000000000000000000000000 ...
    00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 ...
    00000000000000000000000000000001 80 00000000000000000000000000000000 ...
    fe800000000000008c0162fffebdfd57 80 00000000000000000000000000000000 ...
    ff000000000000000000000000000000 08 00000000000000000000000000000000 ...
    00000000000000000000000000000000 00 00000000000000000000000000000000 ...

The implementation for ipv6_route iterator is in one of subsequent
patches.

This patch also added BPF_LINK_TYPE_ITER to link query.

In the future, we may add additional parameters to pin command
by parameterizing the bpf iterator. For example, a map_id or pid
may be added to let bpf program only traverses a single map or task,
similar to kernel seq_file single_open().

We may also add introspection command for targets/iterators by
leveraging the bpf_iter itself.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175920.2477247-1-yhs@fb.com

tools/libpf: Add offsetof/container_of macro in bpf_helpers.h

These two helpers will be used later in bpf_iter bpf program
bpf_iter_netlink.c. Put them in bpf_helpers.h since they could
be useful in other cases.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175919.2477104-1-yhs@fb.com

tools/libbpf: Add bpf_iter support

Two new libbpf APIs are added to support bpf_iter:
  - bpf_program__attach_iter
    Given a bpf program and additional parameters, which is
    none now, returns a bpf_link.
  - bpf_iter_create
    syscall level API to create a bpf iterator.

The macro BPF_SEQ_PRINTF are also introduced. The format
looks like:
  BPF_SEQ_PRINTF(seq, "task id %d\n", pid);

This macro can help bpf program writers with
nicer bpf_seq_printf syntax similar to the kernel one.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175917.2476936-1-yhs@fb.com

bpf: Support variable length array in tracing programs

In /proc/net/ipv6_route, we have
  struct fib6_info {
    struct fib6_table *fib6_table;
    ...
    struct fib6_nh fib6_nh[0];
  }
  struct fib6_nh {
    struct fib_nh_common nh_common;
    struct rt6_info **rt6i_pcpu;
    struct rt6_exception_bucket *rt6i_exception_bucket;
  };
  struct fib_nh_common {
    ...
    u8 nhc_gw_family;
    ...
  }

The access:
  struct fib6_nh *fib6_nh = &rt->fib6_nh;
  ... fib6_nh->nh_common.nhc_gw_family ...

This patch ensures such an access is handled properly.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175916.2476853-1-yhs@fb.com

bpf: Handle spilled PTR_TO_BTF_ID properly when checking stack_boundary

This specifically to handle the case like below:
   // ptr below is a socket ptr identified by PTR_TO_BTF_ID
   u64 param[2] = { ptr, val };
   bpf_seq_printf(seq, fmt, sizeof(fmt), param, sizeof(param));

In this case, the 16 bytes stack for "param" contains:
   8 bytes for ptr with spilled PTR_TO_BTF_ID
   8 bytes for val as STACK_MISC

The current verifier will complain the ptr should not be visible
to the helper.
   ...
   16: (7b) *(u64 *)(r10 -64) = r2
   18: (7b) *(u64 *)(r10 -56) = r1
   19: (bf) r4 = r10
   ;
   20: (07) r4 += -64
   ; BPF_SEQ_PRINTF(seq, fmt1, (long)s, s->sk_protocol);
   21: (bf) r1 = r6
   22: (18) r2 = 0xffffa8d00018605a
   24: (b4) w3 = 10
   25: (b4) w5 = 16
   26: (85) call bpf_seq_printf#125
    R0=inv(id=0) R1_w=ptr_seq_file(id=0,off=0,imm=0)
    R2_w=map_value(id=0,off=90,ks=4,vs=144,imm=0) R3_w=inv10
    R4_w=fp-64 R5_w=inv16 R6=ptr_seq_file(id=0,off=0,imm=0)
    R7=ptr_netlink_sock(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0 fp-56_w=mmmmmmmm
    fp-64_w=ptr_
   last_idx 26 first_idx 13
   regs=8 stack=0 before 25: (b4) w5 = 16
   regs=8 stack=0 before 24: (b4) w3 = 10
   invalid indirect read from stack off -64+0 size 16

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175915.2476783-1-yhs@fb.com

bpf: Add bpf_seq_printf and bpf_seq_write helpers

Two helpers bpf_seq_printf and bpf_seq_write, are added for
writing data to the seq_file buffer.

bpf_seq_printf supports common format string flag/width/type
fields so at least I can get identical results for
netlink and ipv6_route targets.

For bpf_seq_printf and bpf_seq_write, return value -EOVERFLOW
specifically indicates a write failure due to overflow, which
means the object will be repeated in the next bpf invocation
if object collection stays the same. Note that if the object
collection is changed, depending how collection traversal is
done, even if the object still in the collection, it may not
be visited.

For bpf_seq_printf, format %s, %p{i,I}{4,6} needs to
read kernel memory. Reading kernel memory may fail in
the following two cases:
  - invalid kernel address, or
  - valid kernel address but requiring a major fault
If reading kernel memory failed, the %s string will be
an empty string and %p{i,I}{4,6} will be all 0.
Not returning error to bpf program is consistent with
what bpf_trace_printk() does for now.

bpf_seq_printf may return -EBUSY meaning that internal percpu
buffer for memory copy of strings or other pointees is
not available. Bpf program can return 1 to indicate it
wants the same object to be repeated. Right now, this should not
happen on no-RT kernels since migrate_disable(), which guards
bpf prog call, calls preempt_disable().

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175914.2476661-1-yhs@fb.com

bpf: Add PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL support

Add bpf_reg_type PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL support.
For tracing/iter program, the bpf program context
definition, e.g., for previous bpf_map target, looks like
  struct bpf_iter__bpf_map {
    struct bpf_iter_meta *meta;
    struct bpf_map *map;
  };

The kernel guarantees that meta is not NULL, but
map pointer maybe NULL. The NULL map indicates that all
objects have been traversed, so bpf program can take
proper action, e.g., do final aggregation and/or send
final report to user space.

Add btf_id_or_null_non0_off to prog->aux structure, to
indicate that if the context access offset is not 0,
set to PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL instead of PTR_TO_BTF_ID.
This bit is set for tracing/iter program.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175912.2476576-1-yhs@fb.com

bpf: Add task and task/file iterator targets

Only the tasks belonging to "current" pid namespace
are enumerated.

For task/file target, the bpf program will have access to
  struct task_struct *task
  u32 fd
  struct file *file
where fd/file is an open file for the task.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175911.2476407-1-yhs@fb.com

net: bpf: Add netlink and ipv6_route bpf_iter targets

This patch added netlink and ipv6_route targets, using
the same seq_ops (except show() and minor changes for stop())
for /proc/net/{netlink,ipv6_route}.

The net namespace for these targets are the current net
namespace at file open stage, similar to
/proc/net/{netlink,ipv6_route} reference counting
the net namespace at seq_file open stage.

Since module is not supported for now, ipv6_route is
supported only if the IPV6 is built-in, i.e., not compiled
as a module. The restriction can be lifted once module
is properly supported for bpf_iter.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175910.2476329-1-yhs@fb.com

bpf: Add bpf_map iterator

Implement seq_file operations to traverse all bpf_maps.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175909.2476096-1-yhs@fb.com

bpf: Implement common macros/helpers for target iterators

Macro DEFINE_BPF_ITER_FUNC is implemented so target
can define an init function to capture the BTF type
which represents the target.

The bpf_iter_meta is a structure holding meta data, common
to all targets in the bpf program.

Additional marker functions are called before or after
bpf_seq_read() show()/next()/stop() callback functions
to help calculate precise seq_num and whether call bpf_prog
inside stop().

Two functions, bpf_iter_get_info() and bpf_iter_run_prog(),
are implemented so target can get needed information from
bpf_iter infrastructure and can run the program.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175907.2475956-1-yhs@fb.com

bpf: Create file bpf iterator

To produce a file bpf iterator, the fd must be
corresponding to a link_fd assocciated with a
trace/iter program. When the pinned file is
opened, a seq_file will be generated.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175906.2475893-1-yhs@fb.com

bpf: Create anonymous bpf iterator

A new bpf command BPF_ITER_CREATE is added.

The anonymous bpf iterator is seq_file based.
The seq_file private data are referenced by targets.
The bpf_iter infrastructure allocated additional space
at seq_file->private before the space used by targets
to store some meta data, e.g.,
  prog:       prog to run
  session_id: an unique id for each opened seq_file
  seq_num:    how many times bpf programs are queried in this session
  done_stop:  an internal state to decide whether bpf program
              should be called in seq_ops->stop() or not

The seq_num will start from 0 for valid objects.
The bpf program may see the same seq_num more than once if
 - seq_file buffer overflow happens and the same object
   is retried by bpf_seq_read(), or
 - the bpf program explicitly requests a retry of the
   same object

Since module is not supported for bpf_iter, all target
registeration happens at __init time, so there is no
need to change bpf_iter_unreg_target() as it is used
mostly in error path of the init function at which time
no bpf iterators have been created yet.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175905.2475770-1-yhs@fb.com

bpf: Implement bpf_seq_read() for bpf iterator

bpf iterator uses seq_file to provide a lossless
way to transfer data to user space. But we want to call
bpf program after all objects have been traversed, and
bpf program may write additional data to the
seq_file buffer. The current seq_read() does not work
for this use case.

Besides allowing stop() function to write to the buffer,
the bpf_seq_read() also fixed the buffer size to one page.
If any single call of show() or stop() will emit data
more than one page to cause overflow, -E2BIG error code
will be returned to user space.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175904.2475468-1-yhs@fb.com

bpf: Support bpf tracing/iter programs for BPF_LINK_UPDATE

Added BPF_LINK_UPDATE support for tracing/iter programs.
This way, a file based bpf iterator, which holds a reference
to the link, can have its bpf program updated without
creating new files.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175902.2475262-1-yhs@fb.com

bpf: Support bpf tracing/iter programs for BPF_LINK_CREATE

Given a bpf program, the step to create an anonymous bpf iterator is:
  - create a bpf_iter_link, which combines bpf program and the target.
    In the future, there could be more information recorded in the link.
    A link_fd will be returned to the user space.
  - create an anonymous bpf iterator with the given link_fd.

The bpf_iter_link can be pinned to bpffs mount file system to
create a file based bpf iterator as well.

The benefit to use of bpf_iter_link:
  - using bpf link simplifies design and implementation as bpf link
    is used for other tracing bpf programs.
  - for file based bpf iterator, bpf_iter_link provides a standard
    way to replace underlying bpf programs.
  - for both anonymous and free based iterators, bpf link query
    capability can be leveraged.

The patch added support of tracing/iter programs for BPF_LINK_CREATE.
A new link type BPF_LINK_TYPE_ITER is added to facilitate link
querying. Currently, only prog_id is needed, so there is no
additional in-kernel show_fdinfo() and fill_link_info() hook
is needed for BPF_LINK_TYPE_ITER link.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175901.2475084-1-yhs@fb.com

bpf: Allow loading of a bpf_iter program

A bpf_iter program is a tracing program with attach type
BPF_TRACE_ITER. The load attribute
  attach_btf_id
is used by the verifier against a particular kernel function,
which represents a target, e.g., __bpf_iter__bpf_map
for target bpf_map which is implemented later.

The program return value must be 0 or 1 for now.
  0 : successful, except potential seq_file buffer overflow
      which is handled by seq_file reader.
  1 : request to restart the same object

In the future, other return values may be used for filtering or
teminating the iterator.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175900.2474947-1-yhs@fb.com

bpf: Implement an interface to register bpf_iter targets

The target can call bpf_iter_reg_target() to register itself.
The needed information:
  target:           target name
  seq_ops:          the seq_file operations for the target
  init_seq_private  target callback to initialize seq_priv during file open
  fini_seq_private  target callback to clean up seq_priv during file release
  seq_priv_size:    the private_data size needed by the seq_file
                    operations

The target name represents a target which provides a seq_ops
for iterating objects.

The target can provide two callback functions, init_seq_private
and fini_seq_private, called during file open/release time.
For example, /proc/net/{tcp6, ipv6_route, netlink, ...}, net
name space needs to be setup properly during file open and
released properly during file release.

Function bpf_iter_unreg_target() is also implemented to unregister
a particular target.

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: Andrii Nakryiko <andriin@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200509175859.2474669-1-yhs@fb.com

bpf: Allow any port in bpf_bind helper

We want to have a tighter control on what ports we bind to in
the BPF_CGROUP_INET{4,6}_CONNECT hooks even if it means
connect() becomes slightly more expensive. The expensive part
comes from the fact that we now need to call inet_csk_get_port()
that verifies that the port is not used and allocates an entry
in the hash table for it.

Since we can't rely on "snum || !bind_address_no_port" to prevent
us from calling POST_BIND hook anymore, let's add another bind flag
to indicate that the call site is BPF program.

v5:
* fix wrong AF_INET (should be AF_INET6) in the bpf program for v6

v3:
* More bpf_bind documentation refinements (Martin KaFai Lau)
* Add UDP tests as well (Martin KaFai Lau)
* Don't start the thread, just do socket+bind+listen (Martin KaFai Lau)

v2:
* Update documentation (Andrey Ignatov)
* Pass BIND_FORCE_ADDRESS_NO_PORT conditionally (Andrey Ignatov)

Signed-off-by: Stanislav Fomichev <sdf@google.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Acked-by: Martin KaFai Lau <kafai@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200508174611.228805-5-sdf@google.com

net: Refactor arguments of inet{,6}_bind

The intent is to add an additional bind parameter in the next commit.
Instead of adding another argument, let's convert all existing
flag arguments into an extendable bit field.

No functional changes.

Signed-off-by: Stanislav Fomichev <sdf@google.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Acked-by: Martin KaFai Lau <kafai@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200508174611.228805-4-sdf@google.com

selftests/bpf: Move existing common networking parts into network_helpers

1. Move pkt_v4 and pkt_v6 into network_helpers and adjust the users.
2. Copy-paste spin_lock_thread into two tests that use it.

Signed-off-by: Stanislav Fomichev <sdf@google.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Martin KaFai Lau <kafai@fb.com>
Acked-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200508174611.228805-3-sdf@google.com

selftests/bpf: Generalize helpers to control background listener

Move the following routines that let us start a background listener
thread and connect to a server by fd to the test_prog:
* start_server - socket+bind+listen
* connect_to_fd - connect to the server identified by fd

These will be used in the next commit.

Also, extend these helpers to support AF_INET6 and accept the family
as an argument.

v5:
* drop pthread.h (Martin KaFai Lau)
* add SO_SNDTIMEO (Martin KaFai Lau)

v4:
* export extra helper to start server without a thread (Martin KaFai Lau)
* tcp_rtt is no longer starting background thread (Martin KaFai Lau)

v2:
* put helpers into network_helpers.c (Andrii Nakryiko)

Signed-off-by: Stanislav Fomichev <sdf@google.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Andrey Ignatov <rdna@fb.com>
Acked-by: Martin KaFai Lau <kafai@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200508174611.228805-2-sdf@google.com

bpf, i386: Remove unneeded conversion to bool

The '==' expression itself is bool, no need to convert it to bool again.
This fixes the following coccicheck warning:

  arch/x86/net/bpf_jit_comp32.c:1478:50-55: WARNING: conversion to bool not needed here
  arch/x86/net/bpf_jit_comp32.c:1479:50-55: WARNING: conversion to bool not needed here

Signed-off-by: Jason Yan <yanaijie@huawei.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Martin KaFai Lau <kafai@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200506140352.37154-1-yanaijie@huawei.com

Merge tag 'perf-for-bpf-2020-05-06' of git://git./linux/kernel/git/tip/tip into bpf-next

CAP_PERFMON for BPF

Merge branch 'bpf-rv64-jit'

Luke Nelson says:

====================
This patch series introduces a set of optimizations to the BPF JIT
on RV64. The optimizations are related to the verifier zero-extension
optimization and BPF_JMP BPF_K.

We tested the optimizations on a QEMU riscv64 virt machine, using
lib/test_bpf and test_verifier, and formally verified their correctness
using Serval.
====================

Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>

bpf, riscv: Optimize BPF_JSET BPF_K using andi on RV64

This patch optimizes BPF_JSET BPF_K by using a RISC-V andi instruction
when the BPF immediate fits in 12 bits, instead of first loading the
immediate to a temporary register.

Examples of generated code with and without this optimization:

BPF_JMP_IMM(BPF_JSET, R1, 2, 1) without optimization:

  20: li    t1,2
  24: and   t1,a0,t1
  28: bnez  t1,0x30

BPF_JMP_IMM(BPF_JSET, R1, 2, 1) with optimization:

  20: andi  t1,a0,2
  24: bnez  t1,0x2c

BPF_JMP32_IMM(BPF_JSET, R1, 2, 1) without optimization:

  20: li    t1,2
  24: mv    t2,a0
  28: slli  t2,t2,0x20
  2c: srli  t2,t2,0x20
  30: slli  t1,t1,0x20
  34: srli  t1,t1,0x20
  38: and   t1,t2,t1
  3c: bnez  t1,0x44

BPF_JMP32_IMM(BPF_JSET, R1, 2, 1) with optimization:

  20: andi  t1,a0,2
  24: bnez  t1,0x2c

In these examples, because the upper 32 bits of the sign-extended
immediate are 0, BPF_JMP BPF_JSET and BPF_JMP32 BPF_JSET are equivalent
and therefore the JIT produces identical code for them.

Co-developed-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Reviewed-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Acked-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200506000320.28965-5-luke.r.nels@gmail.com

bpf, riscv: Optimize BPF_JMP BPF_K when imm == 0 on RV64

This patch adds an optimization to BPF_JMP (32- and 64-bit) BPF_K for
when the BPF immediate is zero.

When the immediate is zero, the code can directly use the RISC-V zero
register instead of loading a zero immediate to a temporary register
first.

Co-developed-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Reviewed-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Acked-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200506000320.28965-4-luke.r.nels@gmail.com

bpf, riscv: Optimize FROM_LE using verifier_zext on RV64

This patch adds two optimizations for BPF_ALU BPF_END BPF_FROM_LE in
the RV64 BPF JIT.

First, it enables the verifier zero-extension optimization to avoid zero
extension when imm == 32. Second, it avoids generating code for imm ==
64, since it is equivalent to a no-op.

Co-developed-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Reviewed-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Acked-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200506000320.28965-3-luke.r.nels@gmail.com

bpf, riscv: Enable missing verifier_zext optimizations on RV64

Commit 66d0d5a854a6 ("riscv: bpf: eliminate zero extension code-gen")
added support for the verifier zero-extension optimization on RV64 and
commit 46dd3d7d287b ("bpf, riscv: Enable zext optimization for more
RV64G ALU ops") enabled it for more instruction cases.

However, BPF_LSH BPF_X and BPF_{LSH,RSH,ARSH} BPF_K are still missing
the optimization.

This patch enables the zero-extension optimization for these remaining
cases.

Co-developed-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Reviewed-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Acked-by: Björn Töpel <bjorn.topel@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200506000320.28965-2-luke.r.nels@gmail.com

sysctl: Fix unused function warning

The newly added bpf_stats_handler function has the wrong #ifdef
check around it, leading to an unused-function warning when
CONFIG_SYSCTL is disabled:

kernel/sysctl.c:205:12: error: unused function 'bpf_stats_handler' [-Werror,-Wunused-function]
static int bpf_stats_handler(struct ctl_table *table, int write,

Fix the check to match the reference.

Fixes: d46edd671a14 ("bpf: Sharing bpf runtime stats with BPF_ENABLE_STATS")
Signed-off-by: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Reviewed-by: Luis Chamberlain <mcgrof@kernel.org>
Acked-by: Martin KaFai Lau <kafai@fb.com>
Acked-by: Song Liu <songliubraving@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200505140734.503701-1-arnd@arndb.de

xsk: Remove unnecessary member in xdp_umem

Remove the unnecessary member of address in struct xdp_umem as it is
only used during the umem registration. No need to carry this around
as it is not used during run-time nor when unregistering the umem.

Signed-off-by: Magnus Karlsson <magnus.karlsson@intel.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Jonathan Lemon <jonathan.lemon@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/1588599232-24897-3-git-send-email-magnus.karlsson@intel.com

xsk: Change two variable names for increased clarity

Change two variables names so that it is clearer what they
represent. The first one is xsk_list that in fact only contains the
list of AF_XDP sockets with a Tx component. Change this to xsk_tx_list
for improved clarity. The second variable is size in the ring
structure. One might think that this is the size of the ring, but it
is in fact the size of the umem, copied into the ring structure to
improve performance. Rename this variable umem_size to avoid any
confusion.

Signed-off-by: Magnus Karlsson <magnus.karlsson@intel.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Acked-by: Jonathan Lemon <jonathan.lemon@gmail.com>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/1588599232-24897-2-git-send-email-magnus.karlsson@intel.com

bpf: Avoid gcc-10 stringop-overflow warning in struct bpf_prog

gcc-10 warns about accesses to zero-length arrays:

kernel/bpf/core.c: In function 'bpf_patch_insn_single':
cc1: warning: writing 8 bytes into a region of size 0 [-Wstringop-overflow=]
In file included from kernel/bpf/core.c:21:
include/linux/filter.h:550:20: note: at offset 0 to object 'insnsi' with size 0 declared here
  550 |   struct bpf_insn  insnsi[0];
      |                    ^~~~~~

In this case, we really want to have two flexible-array members,
but that is not possible. Removing the union to make insnsi a
flexible-array member while leaving insns as a zero-length array
fixes the warning, as nothing writes to the other one in that way.

This trick only works on linux-3.18 or higher, as older versions
had additional members in the union.

Fixes: 60a3b2253c41 ("net: bpf: make eBPF interpreter images read-only")
Signed-off-by: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200430213101.135134-6-arnd@arndb.de

bpf, arm: Optimize ALU ARSH K using asr immediate instruction

This patch adds an optimization that uses the asr immediate instruction
for BPF_ALU BPF_ARSH BPF_K, rather than loading the immediate to
a temporary register. This is similar to existing code for handling
BPF_ALU BPF_{LSH,RSH} BPF_K. This optimization saves two instructions
and is more consistent with LSH and RSH.

Example of the code generated for BPF_ALU32_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_0, 5)
before the optimization:

  2c:  mov    r8, #5
  30:  mov    r9, #0
  34:  asr    r0, r0, r8

and after optimization:

  2c:  asr    r0, r0, #5

Tested on QEMU using lib/test_bpf and test_verifier.

Co-developed-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200501020210.32294-3-luke.r.nels@gmail.com

bpf, arm: Optimize ALU64 ARSH X using orrpl conditional instruction

This patch optimizes the code generated by emit_a32_arsh_r64, which
handles the BPF_ALU64 BPF_ARSH BPF_X instruction.

The original code uses a conditional B followed by an unconditional ORR.
The optimization saves one instruction by removing the B instruction
and using a conditional ORR (with an inverted condition).

Example of the code generated for BPF_ALU64_REG(BPF_ARSH, BPF_REG_0,
BPF_REG_1), before optimization:

  34:  rsb    ip, r2, #32
  38:  subs   r9, r2, #32
  3c:  lsr    lr, r0, r2
  40:  orr    lr, lr, r1, lsl ip
  44:  bmi    0x4c
  48:  orr    lr, lr, r1, asr r9
  4c:  asr    ip, r1, r2
  50:  mov    r0, lr
  54:  mov    r1, ip

and after optimization:

  34:  rsb    ip, r2, #32
  38:  subs   r9, r2, #32
  3c:  lsr    lr, r0, r2
  40:  orr    lr, lr, r1, lsl ip
  44:  orrpl  lr, lr, r1, asr r9
  48:  asr    ip, r1, r2
  4c:  mov    r0, lr
  50:  mov    r1, ip

Tested on QEMU using lib/test_bpf and test_verifier.

Co-developed-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Xi Wang <xi.wang@gmail.com>
Signed-off-by: Luke Nelson <luke.r.nels@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Link: https://lore.kernel.org/bpf/20200501020210.32294-2-luke.r.nels@gmail.com

Merge branch 'net-smc-add-and-delete-link-processing'

Karsten Graul says:

====================
net/smc: add and delete link processing

These patches add the 'add link' and 'delete link' processing as
SMC server and client. This processing allows to establish and
remove links of a link group dynamically.

v2: Fix mess up with unused static functions. Merge patch 8 into patch 4.
    Postpone patch 13 to next series.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: enqueue local LLC messages

As SMC server, when a second link was deleted, trigger the setup of an
asymmetric link. Do this by enqueueing a local ADD_LINK message which
is processed by the LLC layer as if it were received from peer. Do the
same when a new IB port became active and a new link could be created.
smc_llc_srv_add_link_local() enqueues a local ADD_LINK message.
And smc_llc_srv_delete_link_local() is used the same way to enqueue a
local DELETE_LINK message. This is used when an IB port is no longer
active.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: delete link processing as SMC server

Add smc_llc_process_srv_delete_link() to process a DELETE_LINK request
as SMC server. When the request is to delete ALL links then terminate
the whole link group. If not, find the link to delete by its link_id,
send the DELETE_LINK request LLC message and wait for the response.
No matter if a response was received, clear the deleted link and update
the link group state.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: delete link processing as SMC client

Add smc_llc_process_cli_delete_link() to process a DELETE_LINK request
as SMC client. When the request is to delete ALL links then terminate
the whole link group. If not, find the link to delete by its link_id,
send the DELETE_LINK response LLC message and then clear the deleted
link. Finally determine and update the link group state.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: llc_del_link_work and use the LLC flow for delete link

Introduce a work that is scheduled when a new DELETE_LINK LLC request is
received. The work will call either the SMC client or SMC server
DELETE_LINK processing.
And use the LLC flow framework to process incoming DELETE_LINK LLC
messages, scheduling the llc_del_link_work for those events.
With these changes smc_lgr_forget() is only called by one function and
can be migrated into smc_lgr_cleanup_early().

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: delete an asymmetric link as SMC server

When a link group moved from asymmetric to symmetric state then the
dangling asymmetric link can be deleted. Add smc_llc_find_asym_link() to
find the respective link and add smc_llc_delete_asym_link() to delete
it.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: final part of add link processing as SMC server

This patch finalizes the ADD_LINK processing of new links. Send the
CONFIRM_LINK request to the peer, receive the response and set link
state to ACTIVE.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: rkey processing for a new link as SMC server

Part of SMC server new link establishment is the exchange of rkeys for
used buffers.
Loop over all used RMB buffers and send ADD_LINK_CONTINUE LLC messages
to the peer.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: first part of add link processing as SMC server

First set of functions to process an ADD_LINK LLC request as an SMC
server. Find an alternate IB device, determine the new link group type
and get the index for the new link. Then initialize the link and send
the ADD_LINK LLC message to the peer. Save the contents of the response,
ready the link, map all used buffers and register the buffers with the
IB device. If any error occurs, stop the processing and clear the link.
And call smc_llc_srv_add_link() in af_smc.c to start second link
establishment after the initial link of a link group was created.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: final part of add link processing as SMC client

This patch finalizes the ADD_LINK processing of new links. Receive the
CONFIRM_LINK request from peer, complete the link initialization,
register all used buffers with the IB device and finally send the
CONFIRM_LINK response, which completes the ADD_LINK processing.
And activate smc_llc_cli_add_link() in af_smc.c.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: rkey processing for a new link as SMC client

Part of the SMC client new link establishment process is the exchange of
rkeys for all used buffers.
Add new LLC message type ADD_LINK_CONTINUE which is used to exchange
rkeys of all current RMB buffers. Add functions to iterate over all
used RMB buffers of the link group, and implement the ADD_LINK_CONTINUE
processing.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/smc: first part of add link processing as SMC client

First set of functions to process an ADD_LINK LLC request as an SMC
client. Find an alternate IB device, determine the new link group type
and get the index for the new link. Then ready the link, map the buffers
and send an ADD_LINK LLC response. If any error occurs, send a reject
LLC message and terminate the processing.
Add smc_llc_alloc_alt_link() to find a free link index for a new link,
depending on the new link group type.

Signed-off-by: Karsten Graul <kgraul@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ursula Braun <ubraun@linux.ibm.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'Enhance-current-features-in-ena-driver'

Sameeh Jubran says:

====================
Enhance current features in ena driver

Difference from v2:
* dropped patch "net: ena: move llq configuration from ena_probe to ena_device_init()"
* reworked patch ""net: ena: implement ena_com_get_admin_polling_mode() to drop the prototype

Difference from v1:
* reodered paches #01 and #02.
* dropped adding Rx/Tx drops to ethtool in patch #08

V1:
This patchset introduces the following:
* minor changes to RSS feature
* add total rx and tx drop counter
* add unmask_interrupt counter for ethtool statistics
* add missing implementation for ena_com_get_admin_polling_mode()
* some minor code clean-up and cosmetics
* use SHUTDOWN as reset reason when closing interface
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: cosmetic: extract code to ena_indirection_table_set()

Extract code to ena_indirection_table_set() to make
the code cleaner.

Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: cosmetic: remove unnecessary spaces and tabs in ena_com.h macros

The macros in ena_com.h have inconsistent spaces between
the macro name and it's value.

This commit sets all the macros to have a single space between
the name and value.

Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: use SHUTDOWN as reset reason when closing interface

The 'ENA_REGS_RESET_SHUTDOWN' enum indicates a normal driver
shutdown / removal procedure.

Also, a comment is added to one of the reset reason assignments for
code clarity.

Signed-off-by: Shay Agroskin <shayagr@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: drop superfluous prototype

Before this commit there was a function prototype named
ena_com_get_ena_admin_polling_mode() that was never implemented.

This patch simply deletes it.

Signed-off-by: Igor Chauskin <igorch@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: add support for reporting of packet drops

1. Add support for getting tx drops from the device and saving them
in the driver.
2. Report tx via netdev stats.

Signed-off-by: Igor Chauskin <igorch@amazon.com>
Signed-off-by: Guy Tzalik <gtzalik@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: add unmask interrupts statistics to ethtool

Add unmask interrupts statistics to ethtool.

Signed-off-by: Netanel Belgazal <netanel@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: remove code that does nothing

Both key and func parameters are pointers on the stack.
Setting them to NULL does nothing.
The original intent was to leave the key and func unset in this case,
but for this to happen nothing needs to be done as the calling
function ethtool_get_rxfh() already clears key and func.

This commit removes the above described useless code.

Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: changes to RSS hash key allocation

This commit contains 2 cosmetic changes:

1. Use ena_com_check_supported_feature_id() in
   ena_com_hash_key_fill_default_key() instead of rewriting
   its implementation. This also saves us a superfluous admin
   command by using the cached value.

2. Change if conditions in ena_com_rss_init() to be clearer.

Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: change default RSS hash function to Toeplitz

Currently in the driver we are setting the hash function to be CRC32.
Starting with this commit we want to change the default behaviour so that
we set the hash function to be Toeplitz instead.

Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: allow setting the hash function without changing the key

Current code does not allow setting the hash function without
changing the key. This commit enables it.

To achieve this we separate ena_com_get_hash_function() to 2 functions:
ena_com_get_hash_function() - which gets only the hash function, and
ena_com_get_hash_key() - which gets only the hash key.

Also return 0 instead of rc at the end of ena_get_rxfh() since all
previous operations succeeded.

Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: fix error returning in ena_com_get_hash_function()

In case the "func" parameter is NULL we now return "-EINVAL".
This shouldn't happen in general, but when it does happen, this is the
proper way to handle it.

We also check func for NULL in the beginning of the function, as there
is no reason to do all the work and realize in the end of the function
it was useless.

Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: ena: avoid unnecessary admin command when RSS function set fails

Currently when ena_set_hash_function() fails the hash function is
restored to the previous value by calling an admin command to get
the hash function from the device.

In this commit we avoid the admin command, by saving the previous
hash function before calling ena_set_hash_function() and using this
previous value to restore the hash function in case of failure of
ena_set_hash_function().

Signed-off-by: Sameeh Jubran <sameehj@amazon.com>
Signed-off-by: Arthur Kiyanovski <akiyano@amazon.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'sch_fq-optimizations'

Eric Dumazet says:

====================
net_sched: sch_fq: round of optimizations

This series is focused on better layout of struct fq_flow to
reduce number of cache line misses in fq_enqueue() and dequeue operations.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: sch_fq: perform a prefetch() earlier

The prefetch() done in fq_dequeue() can be done a bit earlier
after the refactoring of the code done in the prior patch.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: sch_fq: do not call fq_peek() twice per packet

This refactors the code to not call fq_peek() from fq_dequeue_head()
since the caller can provide the skb.

Also rename fq_dequeue_head() to fq_dequeue_skb() because 'head' is
a bit vague, given the skb could come from t_root rb-tree.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: sch_fq: use bulk freeing in fq_gc()

fq_gc() already builds a small array of pointers, so using
kmem_cache_free_bulk() needs very little change.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: sch_fq: change fq_flow size/layout

sizeof(struct fq_flow) is 112 bytes on 64bit arches.

This means that half of them use two cache lines, but 50% use
three cache lines.

This patch adds cache line alignment, and makes sure that only
the first cache line is touched by fq_enqueue(), which is more
expensive that fq_dequeue() in general.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: sch_fq: avoid touching f->next from fq_gc()

A significant amount of cpu cycles is spent in fq_gc()

When fq_gc() does its lookup in the rb-tree, it needs the
following fields from struct fq_flow :

f->sk       (lookup key in the rb-tree)
f->fq_node  (anchor in the rb-tree)
f->next     (used to determine if the flow is detached)
f->age      (used to determine if the flow is candidate for gc)

This unfortunately spans two cache lines (assuming 64 bytes cache lines)

We can avoid using f->next, if we use the low order bit of f->{age|tail}

This low order bit is 0, if f->tail points to an sk_buff.
We set the low order bit to 1, if the union contains a jiffies value.

Combined with the following patch, this makes sure we only need
to bring into cpu caches one cache line per flow.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

inet_diag: bc: read cgroup id only for full sockets

Fix bug introduced by commit b1f3e43dbfac ("inet_diag: add support for
cgroup filter").

Signed-off-by: Dmitry Yakunin <zeil@yandex-team.ru>
Reported-by: syzbot+ee80f840d9bf6893223b@syzkaller.appspotmail.com
Reported-by: syzbot+13bef047dbfffa5cd1af@syzkaller.appspotmail.com
Fixes: b1f3e43dbfac ("inet_diag: add support for cgroup filter")
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>