kernel/bpf/cpumap.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* bpf/cpumap.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017 Jesper Dangaard Brouer, Red Hat Inc.
   5  */
   6
   7 /* The 'cpumap' is primarily used as a backend map for XDP BPF helper
   8  * call bpf_redirect_map() and XDP_REDIRECT action, like 'devmap'.
   9  *
  10  * Unlike devmap which redirects XDP frames out another NIC device,
  11  * this map type redirects raw XDP frames to another CPU.  The remote
  12  * CPU will do SKB-allocation and call the normal network stack.
  13  *
  14  * This is a scalability and isolation mechanism, that allow
  15  * separating the early driver network XDP layer, from the rest of the
  16  * netstack, and assigning dedicated CPUs for this stage.  This
  17  * basically allows for 10G wirespeed pre-filtering via bpf.
  18  */
  19 #include <linux/bpf.h>
  20 #include <linux/filter.h>
  21 #include <linux/ptr_ring.h>
  22 #include <net/xdp.h>
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/workqueue.h>
  26 #include <linux/kthread.h>
  27 #include <linux/capability.h>
  28 #include <trace/events/xdp.h>
  29
  30 #include <linux/netdevice.h>   /* netif_receive_skb_list */
  31 #include <linux/etherdevice.h> /* eth_type_trans */
  32
  33 /* General idea: XDP packets getting XDP redirected to another CPU,
  34  * will maximum be stored/queued for one driver ->poll() call.  It is
  35  * guaranteed that queueing the frame and the flush operation happen on
  36  * same CPU.  Thus, cpu_map_flush operation can deduct via this_cpu_ptr()
  37  * which queue in bpf_cpu_map_entry contains packets.
  38  */
  39
  40 #define CPU_MAP_BULK_SIZE 8  /* 8 == one cacheline on 64-bit archs */
  41 struct bpf_cpu_map_entry;
  42 struct bpf_cpu_map;
  43
  44 struct xdp_bulk_queue {
  45         void *q[CPU_MAP_BULK_SIZE];
  46         struct list_head flush_node;
  47         struct bpf_cpu_map_entry *obj;
  48         unsigned int count;
  49 };
  50
  51 /* Struct for every remote "destination" CPU in map */
  52 struct bpf_cpu_map_entry {
  53         u32 cpu;    /* kthread CPU and map index */
  54         int map_id; /* Back reference to map */
  55
  56         /* XDP can run multiple RX-ring queues, need __percpu enqueue store */
  57         struct xdp_bulk_queue __percpu *bulkq;
  58
  59         struct bpf_cpu_map *cmap;
  60
  61         /* Queue with potential multi-producers, and single-consumer kthread */
  62         struct ptr_ring *queue;
  63         struct task_struct *kthread;
  64
  65         struct bpf_cpumap_val value;
  66         struct bpf_prog *prog;
  67
  68         atomic_t refcnt; /* Control when this struct can be free'ed */
  69         struct rcu_head rcu;
  70
  71         struct work_struct kthread_stop_wq;
  72 };
  73
  74 struct bpf_cpu_map {
  75         struct bpf_map map;
  76         /* Below members specific for map type */
  77         struct bpf_cpu_map_entry __rcu **cpu_map;
  78 };
  79
  80 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, cpu_map_flush_list);
  81
  82 static struct bpf_map *cpu_map_alloc(union bpf_attr *attr)
  83 {
  84         u32 value_size = attr->value_size;
  85         struct bpf_cpu_map *cmap;
  86         int err = -ENOMEM;
  87
  88         if (!bpf_capable())
  89                 return ERR_PTR(-EPERM);
  90
  91         /* check sanity of attributes */
  92         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
  93             (value_size != offsetofend(struct bpf_cpumap_val, qsize) &&
  94              value_size != offsetofend(struct bpf_cpumap_val, bpf_prog.fd)) ||
  95             attr->map_flags & ~BPF_F_NUMA_NODE)
  96                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  97
  98         cmap = kzalloc(sizeof(*cmap), GFP_USER | __GFP_ACCOUNT);
  99         if (!cmap)
 100                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 101
 102         bpf_map_init_from_attr(&cmap->map, attr);
 103
 104         /* Pre-limit array size based on NR_CPUS, not final CPU check */
 105         if (cmap->map.max_entries > NR_CPUS) {
 106                 err = -E2BIG;
 107                 goto free_cmap;
 108         }
 109
 110         /* Alloc array for possible remote "destination" CPUs */
 111         cmap->cpu_map = bpf_map_area_alloc(cmap->map.max_entries *
 112                                            sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *),
 113                                            cmap->map.numa_node);
 114         if (!cmap->cpu_map)
 115                 goto free_cmap;
 116
 117         return &cmap->map;
 118 free_cmap:
 119         kfree(cmap);
 120         return ERR_PTR(err);
 121 }
 122
 123 static void get_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 124 {
 125         atomic_inc(&rcpu->refcnt);
 126 }
 127
 128 /* called from workqueue, to workaround syscall using preempt_disable */
 129 static void cpu_map_kthread_stop(struct work_struct *work)
 130 {
 131         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 132
 133         rcpu = container_of(work, struct bpf_cpu_map_entry, kthread_stop_wq);
 134
 135         /* Wait for flush in __cpu_map_entry_free(), via full RCU barrier,
 136          * as it waits until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
 137          */
 138         rcu_barrier();
 139
 140         /* kthread_stop will wake_up_process and wait for it to complete */
 141         kthread_stop(rcpu->kthread);
 142 }
 143
 144 static void __cpu_map_ring_cleanup(struct ptr_ring *ring)
 145 {
 146         /* The tear-down procedure should have made sure that queue is
 147          * empty.  See __cpu_map_entry_replace() and work-queue
 148          * invoked cpu_map_kthread_stop(). Catch any broken behaviour
 149          * gracefully and warn once.
 150          */
 151         struct xdp_frame *xdpf;
 152
 153         while ((xdpf = ptr_ring_consume(ring)))
 154                 if (WARN_ON_ONCE(xdpf))
 155                         xdp_return_frame(xdpf);
 156 }
 157
 158 static void put_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 159 {
 160         if (atomic_dec_and_test(&rcpu->refcnt)) {
 161                 if (rcpu->prog)
 162                         bpf_prog_put(rcpu->prog);
 163                 /* The queue should be empty at this point */
 164                 __cpu_map_ring_cleanup(rcpu->queue);
 165                 ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 166                 kfree(rcpu->queue);
 167                 kfree(rcpu);
 168         }
 169 }
 170
 171 static int cpu_map_bpf_prog_run_xdp(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 172                                     void **frames, int n,
 173                                     struct xdp_cpumap_stats *stats)
 174 {
 175         struct xdp_rxq_info rxq;
 176         struct xdp_buff xdp;
 177         int i, nframes = 0;
 178
 179         if (!rcpu->prog)
 180                 return n;
 181
 182         rcu_read_lock_bh();
 183
 184         xdp_set_return_frame_no_direct();
 185         xdp.rxq = &rxq;
 186
 187         for (i = 0; i < n; i++) {
 188                 struct xdp_frame *xdpf = frames[i];
 189                 u32 act;
 190                 int err;
 191
 192                 rxq.dev = xdpf->dev_rx;
 193                 rxq.mem = xdpf->mem;
 194                 /* TODO: report queue_index to xdp_rxq_info */
 195
 196                 xdp_convert_frame_to_buff(xdpf, &xdp);
 197
 198                 act = bpf_prog_run_xdp(rcpu->prog, &xdp);
 199                 switch (act) {
 200                 case XDP_PASS:
 201                         err = xdp_update_frame_from_buff(&xdp, xdpf);
 202                         if (err < 0) {
 203                                 xdp_return_frame(xdpf);
 204                                 stats->drop++;
 205                         } else {
 206                                 frames[nframes++] = xdpf;
 207                                 stats->pass++;
 208                         }
 209                         break;
 210                 case XDP_REDIRECT:
 211                         err = xdp_do_redirect(xdpf->dev_rx, &xdp,
 212                                               rcpu->prog);
 213                         if (unlikely(err)) {
 214                                 xdp_return_frame(xdpf);
 215                                 stats->drop++;
 216                         } else {
 217                                 stats->redirect++;
 218                         }
 219                         break;
 220                 default:
 221                         bpf_warn_invalid_xdp_action(act);
 222                         fallthrough;
 223                 case XDP_DROP:
 224                         xdp_return_frame(xdpf);
 225                         stats->drop++;
 226                         break;
 227                 }
 228         }
 229
 230         if (stats->redirect)
 231                 xdp_do_flush_map();
 232
 233         xdp_clear_return_frame_no_direct();
 234
 235         rcu_read_unlock_bh(); /* resched point, may call do_softirq() */
 236
 237         return nframes;
 238 }
 239
 240 #define CPUMAP_BATCH 8
 241
 242 static int cpu_map_kthread_run(void *data)
 243 {
 244         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = data;
 245
 246         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 247
 248         /* When kthread gives stop order, then rcpu have been disconnected
 249          * from map, thus no new packets can enter. Remaining in-flight
 250          * per CPU stored packets are flushed to this queue.  Wait honoring
 251          * kthread_stop signal until queue is empty.
 252          */
 253         while (!kthread_should_stop() || !__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 254                 struct xdp_cpumap_stats stats = {}; /* zero stats */
 255                 unsigned int kmem_alloc_drops = 0, sched = 0;
 256                 gfp_t gfp = __GFP_ZERO | GFP_ATOMIC;
 257                 void *frames[CPUMAP_BATCH];
 258                 void *skbs[CPUMAP_BATCH];
 259                 int i, n, m, nframes;
 260                 LIST_HEAD(list);
 261
 262                 /* Release CPU reschedule checks */
 263                 if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 264                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 265                         /* Recheck to avoid lost wake-up */
 266                         if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 267                                 schedule();
 268                                 sched = 1;
 269                         } else {
 270                                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
 271                         }
 272                 } else {
 273                         sched = cond_resched();
 274                 }
 275
 276                 /*
 277                  * The bpf_cpu_map_entry is single consumer, with this
 278                  * kthread CPU pinned. Lockless access to ptr_ring
 279                  * consume side valid as no-resize allowed of queue.
 280                  */
 281                 n = __ptr_ring_consume_batched(rcpu->queue, frames,
 282                                                CPUMAP_BATCH);
 283                 for (i = 0; i < n; i++) {
 284                         void *f = frames[i];
 285                         struct page *page = virt_to_page(f);
 286
 287                         /* Bring struct page memory area to curr CPU. Read by
 288                          * build_skb_around via page_is_pfmemalloc(), and when
 289                          * freed written by page_frag_free call.
 290                          */
 291                         prefetchw(page);
 292                 }
 293
 294                 /* Support running another XDP prog on this CPU */
 295                 nframes = cpu_map_bpf_prog_run_xdp(rcpu, frames, n, &stats);
 296                 if (nframes) {
 297                         m = kmem_cache_alloc_bulk(skbuff_head_cache, gfp, nframes, skbs);
 298                         if (unlikely(m == 0)) {
 299                                 for (i = 0; i < nframes; i++)
 300                                         skbs[i] = NULL; /* effect: xdp_return_frame */
 301                                 kmem_alloc_drops += nframes;
 302                         }
 303                 }
 304
 305                 local_bh_disable();
 306                 for (i = 0; i < nframes; i++) {
 307                         struct xdp_frame *xdpf = frames[i];
 308                         struct sk_buff *skb = skbs[i];
 309
 310                         skb = __xdp_build_skb_from_frame(xdpf, skb,
 311                                                          xdpf->dev_rx);
 312                         if (!skb) {
 313                                 xdp_return_frame(xdpf);
 314                                 continue;
 315                         }
 316
 317                         list_add_tail(&skb->list, &list);
 318                 }
 319                 netif_receive_skb_list(&list);
 320
 321                 /* Feedback loop via tracepoint */
 322                 trace_xdp_cpumap_kthread(rcpu->map_id, n, kmem_alloc_drops,
 323                                          sched, &stats);
 324
 325                 local_bh_enable(); /* resched point, may call do_softirq() */
 326         }
 327         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 328
 329         put_cpu_map_entry(rcpu);
 330         return 0;
 331 }
 332
 333 bool cpu_map_prog_allowed(struct bpf_map *map)
 334 {
 335         return map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
 336                map->value_size != offsetofend(struct bpf_cpumap_val, qsize);
 337 }
 338
 339 static int __cpu_map_load_bpf_program(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, int fd)
 340 {
 341         struct bpf_prog *prog;
 342
 343         prog = bpf_prog_get_type(fd, BPF_PROG_TYPE_XDP);
 344         if (IS_ERR(prog))
 345                 return PTR_ERR(prog);
 346
 347         if (prog->expected_attach_type != BPF_XDP_CPUMAP) {
 348                 bpf_prog_put(prog);
 349                 return -EINVAL;
 350         }
 351
 352         rcpu->value.bpf_prog.id = prog->aux->id;
 353         rcpu->prog = prog;
 354
 355         return 0;
 356 }
 357
 358 static struct bpf_cpu_map_entry *
 359 __cpu_map_entry_alloc(struct bpf_map *map, struct bpf_cpumap_val *value,
 360                       u32 cpu)
 361 {
 362         int numa, err, i, fd = value->bpf_prog.fd;
 363         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 364         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 365         struct xdp_bulk_queue *bq;
 366
 367         /* Have map->numa_node, but choose node of redirect target CPU */
 368         numa = cpu_to_node(cpu);
 369
 370         rcpu = bpf_map_kmalloc_node(map, sizeof(*rcpu), gfp | __GFP_ZERO, numa);
 371         if (!rcpu)
 372                 return NULL;
 373
 374         /* Alloc percpu bulkq */
 375         rcpu->bulkq = bpf_map_alloc_percpu(map, sizeof(*rcpu->bulkq),
 376                                            sizeof(void *), gfp);
 377         if (!rcpu->bulkq)
 378                 goto free_rcu;
 379
 380         for_each_possible_cpu(i) {
 381                 bq = per_cpu_ptr(rcpu->bulkq, i);
 382                 bq->obj = rcpu;
 383         }
 384
 385         /* Alloc queue */
 386         rcpu->queue = bpf_map_kmalloc_node(map, sizeof(*rcpu->queue), gfp,
 387                                            numa);
 388         if (!rcpu->queue)
 389                 goto free_bulkq;
 390
 391         err = ptr_ring_init(rcpu->queue, value->qsize, gfp);
 392         if (err)
 393                 goto free_queue;
 394
 395         rcpu->cpu    = cpu;
 396         rcpu->map_id = map->id;
 397         rcpu->value.qsize  = value->qsize;
 398
 399         if (fd > 0 && __cpu_map_load_bpf_program(rcpu, fd))
 400                 goto free_ptr_ring;
 401
 402         /* Setup kthread */
 403         rcpu->kthread = kthread_create_on_node(cpu_map_kthread_run, rcpu, numa,
 404                                                "cpumap/%d/map:%d", cpu,
 405                                                map->id);
 406         if (IS_ERR(rcpu->kthread))
 407                 goto free_prog;
 408
 409         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for being in cmap->cpu_map[] */
 410         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for kthread */
 411
 412         /* Make sure kthread runs on a single CPU */
 413         kthread_bind(rcpu->kthread, cpu);
 414         wake_up_process(rcpu->kthread);
 415
 416         return rcpu;
 417
 418 free_prog:
 419         if (rcpu->prog)
 420                 bpf_prog_put(rcpu->prog);
 421 free_ptr_ring:
 422         ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 423 free_queue:
 424         kfree(rcpu->queue);
 425 free_bulkq:
 426         free_percpu(rcpu->bulkq);
 427 free_rcu:
 428         kfree(rcpu);
 429         return NULL;
 430 }
 431
 432 static void __cpu_map_entry_free(struct rcu_head *rcu)
 433 {
 434         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 435
 436         /* This cpu_map_entry have been disconnected from map and one
 437          * RCU grace-period have elapsed.  Thus, XDP cannot queue any
 438          * new packets and cannot change/set flush_needed that can
 439          * find this entry.
 440          */
 441         rcpu = container_of(rcu, struct bpf_cpu_map_entry, rcu);
 442
 443         free_percpu(rcpu->bulkq);
 444         /* Cannot kthread_stop() here, last put free rcpu resources */
 445         put_cpu_map_entry(rcpu);
 446 }
 447
 448 /* After xchg pointer to bpf_cpu_map_entry, use the call_rcu() to
 449  * ensure any driver rcu critical sections have completed, but this
 450  * does not guarantee a flush has happened yet. Because driver side
 451  * rcu_read_lock/unlock only protects the running XDP program.  The
 452  * atomic xchg and NULL-ptr check in __cpu_map_flush() makes sure a
 453  * pending flush op doesn't fail.
 454  *
 455  * The bpf_cpu_map_entry is still used by the kthread, and there can
 456  * still be pending packets (in queue and percpu bulkq).  A refcnt
 457  * makes sure to last user (kthread_stop vs. call_rcu) free memory
 458  * resources.
 459  *
 460  * The rcu callback __cpu_map_entry_free flush remaining packets in
 461  * percpu bulkq to queue.  Due to caller map_delete_elem() disable
 462  * preemption, cannot call kthread_stop() to make sure queue is empty.
 463  * Instead a work_queue is started for stopping kthread,
 464  * cpu_map_kthread_stop, which waits for an RCU grace period before
 465  * stopping kthread, emptying the queue.
 466  */
 467 static void __cpu_map_entry_replace(struct bpf_cpu_map *cmap,
 468                                     u32 key_cpu, struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 469 {
 470         struct bpf_cpu_map_entry *old_rcpu;
 471
 472         old_rcpu = unrcu_pointer(xchg(&cmap->cpu_map[key_cpu], RCU_INITIALIZER(rcpu)));
 473         if (old_rcpu) {
 474                 call_rcu(&old_rcpu->rcu, __cpu_map_entry_free);
 475                 INIT_WORK(&old_rcpu->kthread_stop_wq, cpu_map_kthread_stop);
 476                 schedule_work(&old_rcpu->kthread_stop_wq);
 477         }
 478 }
 479
 480 static int cpu_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 481 {
 482         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 483         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 484
 485         if (key_cpu >= map->max_entries)
 486                 return -EINVAL;
 487
 488         /* notice caller map_delete_elem() use preempt_disable() */
 489         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, NULL);
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 static int cpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 494                                u64 map_flags)
 495 {
 496         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 497         struct bpf_cpumap_val cpumap_value = {};
 498         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 499         /* Array index key correspond to CPU number */
 500         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 501
 502         memcpy(&cpumap_value, value, map->value_size);
 503
 504         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 505                 return -EINVAL;
 506         if (unlikely(key_cpu >= cmap->map.max_entries))
 507                 return -E2BIG;
 508         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 509                 return -EEXIST;
 510         if (unlikely(cpumap_value.qsize > 16384)) /* sanity limit on qsize */
 511                 return -EOVERFLOW;
 512
 513         /* Make sure CPU is a valid possible cpu */
 514         if (key_cpu >= nr_cpumask_bits || !cpu_possible(key_cpu))
 515                 return -ENODEV;
 516
 517         if (cpumap_value.qsize == 0) {
 518                 rcpu = NULL; /* Same as deleting */
 519         } else {
 520                 /* Updating qsize cause re-allocation of bpf_cpu_map_entry */
 521                 rcpu = __cpu_map_entry_alloc(map, &cpumap_value, key_cpu);
 522                 if (!rcpu)
 523                         return -ENOMEM;
 524                 rcpu->cmap = cmap;
 525         }
 526         rcu_read_lock();
 527         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, rcpu);
 528         rcu_read_unlock();
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 static void cpu_map_free(struct bpf_map *map)
 533 {
 534         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 535         u32 i;
 536
 537         /* At this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
 538          * so the bpf programs (can be more than one that used this map) were
 539          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
 540          * these programs to complete. The rcu critical section only guarantees
 541          * no further "XDP/bpf-side" reads against bpf_cpu_map->cpu_map.
 542          * It does __not__ ensure pending flush operations (if any) are
 543          * complete.
 544          */
 545
 546         synchronize_rcu();
 547
 548         /* For cpu_map the remote CPUs can still be using the entries
 549          * (struct bpf_cpu_map_entry).
 550          */
 551         for (i = 0; i < cmap->map.max_entries; i++) {
 552                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 553
 554                 rcpu = rcu_dereference_raw(cmap->cpu_map[i]);
 555                 if (!rcpu)
 556                         continue;
 557
 558                 /* bq flush and cleanup happens after RCU grace-period */
 559                 __cpu_map_entry_replace(cmap, i, NULL); /* call_rcu */
 560         }
 561         bpf_map_area_free(cmap->cpu_map);
 562         kfree(cmap);
 563 }
 564
 565 /* Elements are kept alive by RCU; either by rcu_read_lock() (from syscall) or
 566  * by local_bh_disable() (from XDP calls inside NAPI). The
 567  * rcu_read_lock_bh_held() below makes lockdep accept both.
 568  */
 569 static void *__cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 570 {
 571         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 572         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 573
 574         if (key >= map->max_entries)
 575                 return NULL;
 576
 577         rcpu = rcu_dereference_check(cmap->cpu_map[key],
 578                                      rcu_read_lock_bh_held());
 579         return rcpu;
 580 }
 581
 582 static void *cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 583 {
 584         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu =
 585                 __cpu_map_lookup_elem(map, *(u32 *)key);
 586
 587         return rcpu ? &rcpu->value : NULL;
 588 }
 589
 590 static int cpu_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 591 {
 592         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 593         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 594         u32 *next = next_key;
 595
 596         if (index >= cmap->map.max_entries) {
 597                 *next = 0;
 598                 return 0;
 599         }
 600
 601         if (index == cmap->map.max_entries - 1)
 602                 return -ENOENT;
 603         *next = index + 1;
 604         return 0;
 605 }
 606
 607 static int cpu_map_redirect(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags)
 608 {
 609         return __bpf_xdp_redirect_map(map, ifindex, flags, 0,
 610                                       __cpu_map_lookup_elem);
 611 }
 612
 613 static int cpu_map_btf_id;
 614 const struct bpf_map_ops cpu_map_ops = {
 615         .map_meta_equal         = bpf_map_meta_equal,
 616         .map_alloc              = cpu_map_alloc,
 617         .map_free               = cpu_map_free,
 618         .map_delete_elem        = cpu_map_delete_elem,
 619         .map_update_elem        = cpu_map_update_elem,
 620         .map_lookup_elem        = cpu_map_lookup_elem,
 621         .map_get_next_key       = cpu_map_get_next_key,
 622         .map_check_btf          = map_check_no_btf,
 623         .map_btf_name           = "bpf_cpu_map",
 624         .map_btf_id             = &cpu_map_btf_id,
 625         .map_redirect           = cpu_map_redirect,
 626 };
 627
 628 static void bq_flush_to_queue(struct xdp_bulk_queue *bq)
 629 {
 630         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = bq->obj;
 631         unsigned int processed = 0, drops = 0;
 632         const int to_cpu = rcpu->cpu;
 633         struct ptr_ring *q;
 634         int i;
 635
 636         if (unlikely(!bq->count))
 637                 return;
 638
 639         q = rcpu->queue;
 640         spin_lock(&q->producer_lock);
 641
 642         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 643                 struct xdp_frame *xdpf = bq->q[i];
 644                 int err;
 645
 646                 err = __ptr_ring_produce(q, xdpf);
 647                 if (err) {
 648                         drops++;
 649                         xdp_return_frame_rx_napi(xdpf);
 650                 }
 651                 processed++;
 652         }
 653         bq->count = 0;
 654         spin_unlock(&q->producer_lock);
 655
 656         __list_del_clearprev(&bq->flush_node);
 657
 658         /* Feedback loop via tracepoints */
 659         trace_xdp_cpumap_enqueue(rcpu->map_id, processed, drops, to_cpu);
 660 }
 661
 662 /* Runs under RCU-read-side, plus in softirq under NAPI protection.
 663  * Thus, safe percpu variable access.
 664  */
 665 static void bq_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_frame *xdpf)
 666 {
 667         struct list_head *flush_list = this_cpu_ptr(&cpu_map_flush_list);
 668         struct xdp_bulk_queue *bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 669
 670         if (unlikely(bq->count == CPU_MAP_BULK_SIZE))
 671                 bq_flush_to_queue(bq);
 672
 673         /* Notice, xdp_buff/page MUST be queued here, long enough for
 674          * driver to code invoking us to finished, due to driver
 675          * (e.g. ixgbe) recycle tricks based on page-refcnt.
 676          *
 677          * Thus, incoming xdp_frame is always queued here (else we race
 678          * with another CPU on page-refcnt and remaining driver code).
 679          * Queue time is very short, as driver will invoke flush
 680          * operation, when completing napi->poll call.
 681          */
 682         bq->q[bq->count++] = xdpf;
 683
 684         if (!bq->flush_node.prev)
 685                 list_add(&bq->flush_node, flush_list);
 686 }
 687
 688 int cpu_map_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_buff *xdp,
 689                     struct net_device *dev_rx)
 690 {
 691         struct xdp_frame *xdpf;
 692
 693         xdpf = xdp_convert_buff_to_frame(xdp);
 694         if (unlikely(!xdpf))
 695                 return -EOVERFLOW;
 696
 697         /* Info needed when constructing SKB on remote CPU */
 698         xdpf->dev_rx = dev_rx;
 699
 700         bq_enqueue(rcpu, xdpf);
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 void __cpu_map_flush(void)
 705 {
 706         struct list_head *flush_list = this_cpu_ptr(&cpu_map_flush_list);
 707         struct xdp_bulk_queue *bq, *tmp;
 708
 709         list_for_each_entry_safe(bq, tmp, flush_list, flush_node) {
 710                 bq_flush_to_queue(bq);
 711
 712                 /* If already running, costs spin_lock_irqsave + smb_mb */
 713                 wake_up_process(bq->obj->kthread);
 714         }
 715 }
 716
 717 static int __init cpu_map_init(void)
 718 {
 719         int cpu;
 720
 721         for_each_possible_cpu(cpu)
 722                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(cpu_map_flush_list, cpu));
 723         return 0;
 724 }
 725
 726 subsys_initcall(cpu_map_init);