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#include <linux/init.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/bpf_verifier.h>
#include <linux/bpf.h>
#include <linux/btf.h>
#include <linux/btf_ids.h>
#include <linux/filter.h>
#include <net/tcp.h>
#include <net/bpf_sk_storage.h>

/* "extern" is to avoid sparse warning.  It is only used in bpf_struct_ops.c. */
static struct bpf_struct_ops bpf_tcp_congestion_ops;

static const struct btf_type *tcp_sock_type;
static u32 tcp_sock_id, sock_id;
static const struct btf_type *tcp_congestion_ops_type;

static int bpf_tcp_ca_init(struct btf *btf)
{
 s32 type_id;

 type_id = btf_find_by_name_kind(btf, "sock", BTF_KIND_STRUCT);
 if (type_id < 0)
  return -EINVAL;
 sock_id = type_id;

 type_id = btf_find_by_name_kind(btf, "tcp_sock", BTF_KIND_STRUCT);
 if (type_id < 0)
  return -EINVAL;
 tcp_sock_id = type_id;
 tcp_sock_type = btf_type_by_id(btf, tcp_sock_id);

 type_id = btf_find_by_name_kind(btf, "tcp_congestion_ops", BTF_KIND_STRUCT);
 if (type_id < 0)
  return -EINVAL;
 tcp_congestion_ops_type = btf_type_by_id(btf, type_id);

 return 0;
}

static bool bpf_tcp_ca_is_valid_access(int off, int size,
           enum bpf_access_type type,
           const struct bpf_prog *prog,
           struct bpf_insn_access_aux *info)
{
 if (!bpf_tracing_btf_ctx_access(off, size, type, prog, info))
  return false;

 if (base_type(info->reg_type) == PTR_TO_BTF_ID &&
     !bpf_type_has_unsafe_modifiers(info->reg_type) &&
     info->btf_id == sock_id)
  /* promote it to tcp_sock */
  info->btf_id = tcp_sock_id;

 return true;
}

static int bpf_tcp_ca_btf_struct_access(struct bpf_verifier_log *log,
     const struct bpf_reg_state *reg,
     int off, int size)
{
 const struct btf_type *t;
 size_t end;

 t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
 if (t != tcp_sock_type) {
  bpf_log(log, "only read is supported\n");
  return -EACCES;
 }

 switch (off) {
 case offsetof(struct sock, sk_pacing_rate):
  end = offsetofend(struct sock, sk_pacing_rate);
  break;
 case offsetof(struct sock, sk_pacing_status):
  end = offsetofend(struct sock, sk_pacing_status);
  break;
 case bpf_ctx_range(struct inet_connection_sock, icsk_ca_priv):
  end = offsetofend(struct inet_connection_sock, icsk_ca_priv);
  break;
 case offsetof(struct inet_connection_sock, icsk_ack.pending):
  end = offsetofend(struct inet_connection_sock,
      icsk_ack.pending);
  break;
 case offsetof(struct tcp_sock, snd_cwnd):
  end = offsetofend(struct tcp_sock, snd_cwnd);
  break;
 case offsetof(struct tcp_sock, snd_cwnd_cnt):
  end = offsetofend(struct tcp_sock, snd_cwnd_cnt);
  break;
 case offsetof(struct tcp_sock, snd_cwnd_stamp):
  end = offsetofend(struct tcp_sock, snd_cwnd_stamp);
  break;
 case offsetof(struct tcp_sock, snd_ssthresh):
  end = offsetofend(struct tcp_sock, snd_ssthresh);
  break;
 case offsetof(struct tcp_sock, ecn_flags):
  end = offsetofend(struct tcp_sock, ecn_flags);
  break;
 case offsetof(struct tcp_sock, app_limited):
  end = offsetofend(struct tcp_sock, app_limited);
  break;
 default:
  bpf_log(log, "no write support to tcp_sock at off %d\n", off);
  return -EACCES;
 }

 if (off + size > end) {
  bpf_log(log,
   "write access at off %d with size %d beyond the member of tcp_sock ended at %zu\n",
   off, size, end);
  return -EACCES;
 }

 return 0;
}

BPF_CALL_2(bpf_tcp_send_ack, struct tcp_sock *, tp, u32, rcv_nxt)
{
 /* bpf_tcp_ca prog cannot have NULL tp */
 __tcp_send_ack((struct sock *)tp, rcv_nxt, 0);
 return 0;
}

static const struct bpf_func_proto bpf_tcp_send_ack_proto = {
 .func  = bpf_tcp_send_ack,
 .gpl_only = false,
 /* In case we want to report error later */
 .ret_type = RET_INTEGER,
 .arg1_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID,
 .arg1_btf_id = &tcp_sock_id,
 .arg2_type = ARG_ANYTHING,
};

static u32 prog_ops_moff(const struct bpf_prog *prog)
{
 const struct btf_member *m;
 const struct btf_type *t;
 u32 midx;

 midx = prog->expected_attach_type;
 t = tcp_congestion_ops_type;
 m = &btf_type_member(t)[midx];

 return __btf_member_bit_offset(t, m) / 8;
}

static const struct bpf_func_proto *
bpf_tcp_ca_get_func_proto(enum bpf_func_id func_id,
     const struct bpf_prog *prog)
{
 switch (func_id) {
 case BPF_FUNC_tcp_send_ack:
  return &bpf_tcp_send_ack_proto;
 case BPF_FUNC_sk_storage_get:
  return &bpf_sk_storage_get_proto;
 case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
  return &bpf_sk_storage_delete_proto;
 case BPF_FUNC_setsockopt:
  /* Does not allow release() to call setsockopt.
   * release() is called when the current bpf-tcp-cc
   * is retiring.  It is not allowed to call
   * setsockopt() to make further changes which
   * may potentially allocate new resources.
 */
  if (prog_ops_moff(prog) !=
      offsetof(struct tcp_congestion_ops, release))
   return &bpf_sk_setsockopt_proto;
  return NULL;
 case BPF_FUNC_getsockopt:
  /* Since get/setsockopt is usually expected to
   * be available together, disable getsockopt for
   * release also to avoid usage surprise.
   * The bpf-tcp-cc already has a more powerful way
   * to read tcp_sock from the PTR_TO_BTF_ID.
 */
  if (prog_ops_moff(prog) !=
      offsetof(struct tcp_congestion_ops, release))
   return &bpf_sk_getsockopt_proto;
  return NULL;
 case BPF_FUNC_ktime_get_coarse_ns:
  return &bpf_ktime_get_coarse_ns_proto;
 default:
  return bpf_base_func_proto(func_id, prog);
 }
}

BTF_KFUNCS_START(bpf_tcp_ca_check_kfunc_ids)
BTF_ID_FLAGS(func, tcp_reno_ssthresh)
BTF_ID_FLAGS(func, tcp_reno_cong_avoid)
BTF_ID_FLAGS(func, tcp_reno_undo_cwnd)
BTF_ID_FLAGS(func, tcp_slow_start)
BTF_ID_FLAGS(func, tcp_cong_avoid_ai)
BTF_KFUNCS_END(bpf_tcp_ca_check_kfunc_ids)

static const struct btf_kfunc_id_set bpf_tcp_ca_kfunc_set = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .set   = &bpf_tcp_ca_check_kfunc_ids,
};

static const struct bpf_verifier_ops bpf_tcp_ca_verifier_ops = {
 .get_func_proto  = bpf_tcp_ca_get_func_proto,
 .is_valid_access = bpf_tcp_ca_is_valid_access,
 .btf_struct_access = bpf_tcp_ca_btf_struct_access,
};

static int bpf_tcp_ca_init_member(const struct btf_type *t,
      const struct btf_member *member,
      void *kdata, const void *udata)
{
 const struct tcp_congestion_ops *utcp_ca;
 struct tcp_congestion_ops *tcp_ca;
 u32 moff;

 utcp_ca = (const struct tcp_congestion_ops *)udata;
 tcp_ca = (struct tcp_congestion_ops *)kdata;

 moff = __btf_member_bit_offset(t, member) / 8;
 switch (moff) {
 case offsetof(struct tcp_congestion_ops, flags):
  if (utcp_ca->flags & ~TCP_CONG_MASK)
   return -EINVAL;
  tcp_ca->flags = utcp_ca->flags;
  return 1;
 case offsetof(struct tcp_congestion_ops, name):
  if (bpf_obj_name_cpy(tcp_ca->name, utcp_ca->name,
         sizeof(tcp_ca->name)) <= 0)
   return -EINVAL;
  return 1;
 }

 return 0;
}

static int bpf_tcp_ca_reg(void *kdata, struct bpf_link *link)
{
 return tcp_register_congestion_control(kdata);
}

static void bpf_tcp_ca_unreg(void *kdata, struct bpf_link *link)
{
 tcp_unregister_congestion_control(kdata);
}

static int bpf_tcp_ca_update(void *kdata, void *old_kdata, struct bpf_link *link)
{
 return tcp_update_congestion_control(kdata, old_kdata);
}

static int bpf_tcp_ca_validate(void *kdata)
{
 return tcp_validate_congestion_control(kdata);
}

static u32 bpf_tcp_ca_ssthresh(struct sock *sk)
{
 return 0;
}

static void bpf_tcp_ca_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked)
{
}

static void bpf_tcp_ca_set_state(struct sock *sk, u8 new_state)
{
}

static void bpf_tcp_ca_cwnd_event(struct sock *sk, enum tcp_ca_event ev)
{
}

static void bpf_tcp_ca_in_ack_event(struct sock *sk, u32 flags)
{
}

static void bpf_tcp_ca_pkts_acked(struct sock *sk, const struct ack_sample *sample)
{
}

static u32 bpf_tcp_ca_min_tso_segs(struct sock *sk)
{
 return 0;
}

static void bpf_tcp_ca_cong_control(struct sock *sk, u32 ack, int flag,
        const struct rate_sample *rs)
{
}

static u32 bpf_tcp_ca_undo_cwnd(struct sock *sk)
{
 return 0;
}

static u32 bpf_tcp_ca_sndbuf_expand(struct sock *sk)
{
 return 0;
}

static void __bpf_tcp_ca_init(struct sock *sk)
{
}

static void __bpf_tcp_ca_release(struct sock *sk)
{
}

static struct tcp_congestion_ops __bpf_ops_tcp_congestion_ops = {
 .ssthresh = bpf_tcp_ca_ssthresh,
 .cong_avoid = bpf_tcp_ca_cong_avoid,
 .set_state = bpf_tcp_ca_set_state,
 .cwnd_event = bpf_tcp_ca_cwnd_event,
 .in_ack_event = bpf_tcp_ca_in_ack_event,
 .pkts_acked = bpf_tcp_ca_pkts_acked,
 .min_tso_segs = bpf_tcp_ca_min_tso_segs,
 .cong_control = bpf_tcp_ca_cong_control,
 .undo_cwnd = bpf_tcp_ca_undo_cwnd,
 .sndbuf_expand = bpf_tcp_ca_sndbuf_expand,

 .init = __bpf_tcp_ca_init,
 .release = __bpf_tcp_ca_release,
};

static struct bpf_struct_ops bpf_tcp_congestion_ops = {
 .verifier_ops = &bpf_tcp_ca_verifier_ops,
 .reg = bpf_tcp_ca_reg,
 .unreg = bpf_tcp_ca_unreg,
 .update = bpf_tcp_ca_update,
 .init_member = bpf_tcp_ca_init_member,
 .init = bpf_tcp_ca_init,
 .validate = bpf_tcp_ca_validate,
 .name = "tcp_congestion_ops",
 .cfi_stubs = &__bpf_ops_tcp_congestion_ops,
 .owner = THIS_MODULE,
};

static int __init bpf_tcp_ca_kfunc_init(void)
{
 int ret;

 ret = register_btf_kfunc_id_set(BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS, &bpf_tcp_ca_kfunc_set);
 ret = ret ?: register_bpf_struct_ops(&bpf_tcp_congestion_ops, tcp_congestion_ops);

 return ret;
}
late_initcall(bpf_tcp_ca_kfunc_init);