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_core */
  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 **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         u64 cost;
  88         int ret;
  89
  90         if (!bpf_capable())
  91                 return ERR_PTR(-EPERM);
  92
  93         /* check sanity of attributes */
  94         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
  95             (value_size != offsetofend(struct bpf_cpumap_val, qsize) &&
  96              value_size != offsetofend(struct bpf_cpumap_val, bpf_prog.fd)) ||
  97             attr->map_flags & ~BPF_F_NUMA_NODE)
  98                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  99
 100         cmap = kzalloc(sizeof(*cmap), GFP_USER);
 101         if (!cmap)
 102                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 103
 104         bpf_map_init_from_attr(&cmap->map, attr);
 105
 106         /* Pre-limit array size based on NR_CPUS, not final CPU check */
 107         if (cmap->map.max_entries > NR_CPUS) {
 108                 err = -E2BIG;
 109                 goto free_cmap;
 110         }
 111
 112         /* make sure page count doesn't overflow */
 113         cost = (u64) cmap->map.max_entries * sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *);
 114
 115         /* Notice returns -EPERM on if map size is larger than memlock limit */
 116         ret = bpf_map_charge_init(&cmap->map.memory, cost);
 117         if (ret) {
 118                 err = ret;
 119                 goto free_cmap;
 120         }
 121
 122         /* Alloc array for possible remote "destination" CPUs */
 123         cmap->cpu_map = bpf_map_area_alloc(cmap->map.max_entries *
 124                                            sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *),
 125                                            cmap->map.numa_node);
 126         if (!cmap->cpu_map)
 127                 goto free_charge;
 128
 129         return &cmap->map;
 130 free_charge:
 131         bpf_map_charge_finish(&cmap->map.memory);
 132 free_cmap:
 133         kfree(cmap);
 134         return ERR_PTR(err);
 135 }
 136
 137 static void get_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 138 {
 139         atomic_inc(&rcpu->refcnt);
 140 }
 141
 142 /* called from workqueue, to workaround syscall using preempt_disable */
 143 static void cpu_map_kthread_stop(struct work_struct *work)
 144 {
 145         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 146
 147         rcpu = container_of(work, struct bpf_cpu_map_entry, kthread_stop_wq);
 148
 149         /* Wait for flush in __cpu_map_entry_free(), via full RCU barrier,
 150          * as it waits until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
 151          */
 152         rcu_barrier();
 153
 154         /* kthread_stop will wake_up_process and wait for it to complete */
 155         kthread_stop(rcpu->kthread);
 156 }
 157
 158 static struct sk_buff *cpu_map_build_skb(struct xdp_frame *xdpf,
 159                                          struct sk_buff *skb)
 160 {
 161         unsigned int hard_start_headroom;
 162         unsigned int frame_size;
 163         void *pkt_data_start;
 164
 165         /* Part of headroom was reserved to xdpf */
 166         hard_start_headroom = sizeof(struct xdp_frame) +  xdpf->headroom;
 167
 168         /* Memory size backing xdp_frame data already have reserved
 169          * room for build_skb to place skb_shared_info in tailroom.
 170          */
 171         frame_size = xdpf->frame_sz;
 172
 173         pkt_data_start = xdpf->data - hard_start_headroom;
 174         skb = build_skb_around(skb, pkt_data_start, frame_size);
 175         if (unlikely(!skb))
 176                 return NULL;
 177
 178         skb_reserve(skb, hard_start_headroom);
 179         __skb_put(skb, xdpf->len);
 180         if (xdpf->metasize)
 181                 skb_metadata_set(skb, xdpf->metasize);
 182
 183         /* Essential SKB info: protocol and skb->dev */
 184         skb->protocol = eth_type_trans(skb, xdpf->dev_rx);
 185
 186         /* Optional SKB info, currently missing:
 187          * - HW checksum info           (skb->ip_summed)
 188          * - HW RX hash                 (skb_set_hash)
 189          * - RX ring dev queue index    (skb_record_rx_queue)
 190          */
 191
 192         /* Until page_pool get SKB return path, release DMA here */
 193         xdp_release_frame(xdpf);
 194
 195         /* Allow SKB to reuse area used by xdp_frame */
 196         xdp_scrub_frame(xdpf);
 197
 198         return skb;
 199 }
 200
 201 static void __cpu_map_ring_cleanup(struct ptr_ring *ring)
 202 {
 203         /* The tear-down procedure should have made sure that queue is
 204          * empty.  See __cpu_map_entry_replace() and work-queue
 205          * invoked cpu_map_kthread_stop(). Catch any broken behaviour
 206          * gracefully and warn once.
 207          */
 208         struct xdp_frame *xdpf;
 209
 210         while ((xdpf = ptr_ring_consume(ring)))
 211                 if (WARN_ON_ONCE(xdpf))
 212                         xdp_return_frame(xdpf);
 213 }
 214
 215 static void put_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 216 {
 217         if (atomic_dec_and_test(&rcpu->refcnt)) {
 218                 if (rcpu->prog)
 219                         bpf_prog_put(rcpu->prog);
 220                 /* The queue should be empty at this point */
 221                 __cpu_map_ring_cleanup(rcpu->queue);
 222                 ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 223                 kfree(rcpu->queue);
 224                 kfree(rcpu);
 225         }
 226 }
 227
 228 static int cpu_map_bpf_prog_run_xdp(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 229                                     void **frames, int n,
 230                                     struct xdp_cpumap_stats *stats)
 231 {
 232         struct xdp_rxq_info rxq;
 233         struct xdp_buff xdp;
 234         int i, nframes = 0;
 235
 236         if (!rcpu->prog)
 237                 return n;
 238
 239         rcu_read_lock_bh();
 240
 241         xdp_set_return_frame_no_direct();
 242         xdp.rxq = &rxq;
 243
 244         for (i = 0; i < n; i++) {
 245                 struct xdp_frame *xdpf = frames[i];
 246                 u32 act;
 247                 int err;
 248
 249                 rxq.dev = xdpf->dev_rx;
 250                 rxq.mem = xdpf->mem;
 251                 /* TODO: report queue_index to xdp_rxq_info */
 252
 253                 xdp_convert_frame_to_buff(xdpf, &xdp);
 254
 255                 act = bpf_prog_run_xdp(rcpu->prog, &xdp);
 256                 switch (act) {
 257                 case XDP_PASS:
 258                         err = xdp_update_frame_from_buff(&xdp, xdpf);
 259                         if (err < 0) {
 260                                 xdp_return_frame(xdpf);
 261                                 stats->drop++;
 262                         } else {
 263                                 frames[nframes++] = xdpf;
 264                                 stats->pass++;
 265                         }
 266                         break;
 267                 case XDP_REDIRECT:
 268                         err = xdp_do_redirect(xdpf->dev_rx, &xdp,
 269                                               rcpu->prog);
 270                         if (unlikely(err)) {
 271                                 xdp_return_frame(xdpf);
 272                                 stats->drop++;
 273                         } else {
 274                                 stats->redirect++;
 275                         }
 276                         break;
 277                 default:
 278                         bpf_warn_invalid_xdp_action(act);
 279                         fallthrough;
 280                 case XDP_DROP:
 281                         xdp_return_frame(xdpf);
 282                         stats->drop++;
 283                         break;
 284                 }
 285         }
 286
 287         if (stats->redirect)
 288                 xdp_do_flush_map();
 289
 290         xdp_clear_return_frame_no_direct();
 291
 292         rcu_read_unlock_bh(); /* resched point, may call do_softirq() */
 293
 294         return nframes;
 295 }
 296
 297 #define CPUMAP_BATCH 8
 298
 299 static int cpu_map_kthread_run(void *data)
 300 {
 301         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = data;
 302
 303         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 304
 305         /* When kthread gives stop order, then rcpu have been disconnected
 306          * from map, thus no new packets can enter. Remaining in-flight
 307          * per CPU stored packets are flushed to this queue.  Wait honoring
 308          * kthread_stop signal until queue is empty.
 309          */
 310         while (!kthread_should_stop() || !__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 311                 struct xdp_cpumap_stats stats = {}; /* zero stats */
 312                 gfp_t gfp = __GFP_ZERO | GFP_ATOMIC;
 313                 unsigned int drops = 0, sched = 0;
 314                 void *frames[CPUMAP_BATCH];
 315                 void *skbs[CPUMAP_BATCH];
 316                 int i, n, m, nframes;
 317
 318                 /* Release CPU reschedule checks */
 319                 if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 320                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 321                         /* Recheck to avoid lost wake-up */
 322                         if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 323                                 schedule();
 324                                 sched = 1;
 325                         } else {
 326                                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
 327                         }
 328                 } else {
 329                         sched = cond_resched();
 330                 }
 331
 332                 /*
 333                  * The bpf_cpu_map_entry is single consumer, with this
 334                  * kthread CPU pinned. Lockless access to ptr_ring
 335                  * consume side valid as no-resize allowed of queue.
 336                  */
 337                 n = __ptr_ring_consume_batched(rcpu->queue, frames,
 338                                                CPUMAP_BATCH);
 339                 for (i = 0; i < n; i++) {
 340                         void *f = frames[i];
 341                         struct page *page = virt_to_page(f);
 342
 343                         /* Bring struct page memory area to curr CPU. Read by
 344                          * build_skb_around via page_is_pfmemalloc(), and when
 345                          * freed written by page_frag_free call.
 346                          */
 347                         prefetchw(page);
 348                 }
 349
 350                 /* Support running another XDP prog on this CPU */
 351                 nframes = cpu_map_bpf_prog_run_xdp(rcpu, frames, n, &stats);
 352                 if (nframes) {
 353                         m = kmem_cache_alloc_bulk(skbuff_head_cache, gfp, nframes, skbs);
 354                         if (unlikely(m == 0)) {
 355                                 for (i = 0; i < nframes; i++)
 356                                         skbs[i] = NULL; /* effect: xdp_return_frame */
 357                                 drops += nframes;
 358                         }
 359                 }
 360
 361                 local_bh_disable();
 362                 for (i = 0; i < nframes; i++) {
 363                         struct xdp_frame *xdpf = frames[i];
 364                         struct sk_buff *skb = skbs[i];
 365                         int ret;
 366
 367                         skb = cpu_map_build_skb(xdpf, skb);
 368                         if (!skb) {
 369                                 xdp_return_frame(xdpf);
 370                                 continue;
 371                         }
 372
 373                         /* Inject into network stack */
 374                         ret = netif_receive_skb_core(skb);
 375                         if (ret == NET_RX_DROP)
 376                                 drops++;
 377                 }
 378                 /* Feedback loop via tracepoint */
 379                 trace_xdp_cpumap_kthread(rcpu->map_id, n, drops, sched, &stats);
 380
 381                 local_bh_enable(); /* resched point, may call do_softirq() */
 382         }
 383         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 384
 385         put_cpu_map_entry(rcpu);
 386         return 0;
 387 }
 388
 389 bool cpu_map_prog_allowed(struct bpf_map *map)
 390 {
 391         return map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
 392                map->value_size != offsetofend(struct bpf_cpumap_val, qsize);
 393 }
 394
 395 static int __cpu_map_load_bpf_program(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, int fd)
 396 {
 397         struct bpf_prog *prog;
 398
 399         prog = bpf_prog_get_type(fd, BPF_PROG_TYPE_XDP);
 400         if (IS_ERR(prog))
 401                 return PTR_ERR(prog);
 402
 403         if (prog->expected_attach_type != BPF_XDP_CPUMAP) {
 404                 bpf_prog_put(prog);
 405                 return -EINVAL;
 406         }
 407
 408         rcpu->value.bpf_prog.id = prog->aux->id;
 409         rcpu->prog = prog;
 410
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 static struct bpf_cpu_map_entry *
 415 __cpu_map_entry_alloc(struct bpf_cpumap_val *value, u32 cpu, int map_id)
 416 {
 417         int numa, err, i, fd = value->bpf_prog.fd;
 418         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 419         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 420         struct xdp_bulk_queue *bq;
 421
 422         /* Have map->numa_node, but choose node of redirect target CPU */
 423         numa = cpu_to_node(cpu);
 424
 425         rcpu = kzalloc_node(sizeof(*rcpu), gfp, numa);
 426         if (!rcpu)
 427                 return NULL;
 428
 429         /* Alloc percpu bulkq */
 430         rcpu->bulkq = __alloc_percpu_gfp(sizeof(*rcpu->bulkq),
 431                                          sizeof(void *), gfp);
 432         if (!rcpu->bulkq)
 433                 goto free_rcu;
 434
 435         for_each_possible_cpu(i) {
 436                 bq = per_cpu_ptr(rcpu->bulkq, i);
 437                 bq->obj = rcpu;
 438         }
 439
 440         /* Alloc queue */
 441         rcpu->queue = kzalloc_node(sizeof(*rcpu->queue), gfp, numa);
 442         if (!rcpu->queue)
 443                 goto free_bulkq;
 444
 445         err = ptr_ring_init(rcpu->queue, value->qsize, gfp);
 446         if (err)
 447                 goto free_queue;
 448
 449         rcpu->cpu    = cpu;
 450         rcpu->map_id = map_id;
 451         rcpu->value.qsize  = value->qsize;
 452
 453         if (fd > 0 && __cpu_map_load_bpf_program(rcpu, fd))
 454                 goto free_ptr_ring;
 455
 456         /* Setup kthread */
 457         rcpu->kthread = kthread_create_on_node(cpu_map_kthread_run, rcpu, numa,
 458                                                "cpumap/%d/map:%d", cpu, map_id);
 459         if (IS_ERR(rcpu->kthread))
 460                 goto free_prog;
 461
 462         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for being in cmap->cpu_map[] */
 463         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for kthread */
 464
 465         /* Make sure kthread runs on a single CPU */
 466         kthread_bind(rcpu->kthread, cpu);
 467         wake_up_process(rcpu->kthread);
 468
 469         return rcpu;
 470
 471 free_prog:
 472         if (rcpu->prog)
 473                 bpf_prog_put(rcpu->prog);
 474 free_ptr_ring:
 475         ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 476 free_queue:
 477         kfree(rcpu->queue);
 478 free_bulkq:
 479         free_percpu(rcpu->bulkq);
 480 free_rcu:
 481         kfree(rcpu);
 482         return NULL;
 483 }
 484
 485 static void __cpu_map_entry_free(struct rcu_head *rcu)
 486 {
 487         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 488
 489         /* This cpu_map_entry have been disconnected from map and one
 490          * RCU grace-period have elapsed.  Thus, XDP cannot queue any
 491          * new packets and cannot change/set flush_needed that can
 492          * find this entry.
 493          */
 494         rcpu = container_of(rcu, struct bpf_cpu_map_entry, rcu);
 495
 496         free_percpu(rcpu->bulkq);
 497         /* Cannot kthread_stop() here, last put free rcpu resources */
 498         put_cpu_map_entry(rcpu);
 499 }
 500
 501 /* After xchg pointer to bpf_cpu_map_entry, use the call_rcu() to
 502  * ensure any driver rcu critical sections have completed, but this
 503  * does not guarantee a flush has happened yet. Because driver side
 504  * rcu_read_lock/unlock only protects the running XDP program.  The
 505  * atomic xchg and NULL-ptr check in __cpu_map_flush() makes sure a
 506  * pending flush op doesn't fail.
 507  *
 508  * The bpf_cpu_map_entry is still used by the kthread, and there can
 509  * still be pending packets (in queue and percpu bulkq).  A refcnt
 510  * makes sure to last user (kthread_stop vs. call_rcu) free memory
 511  * resources.
 512  *
 513  * The rcu callback __cpu_map_entry_free flush remaining packets in
 514  * percpu bulkq to queue.  Due to caller map_delete_elem() disable
 515  * preemption, cannot call kthread_stop() to make sure queue is empty.
 516  * Instead a work_queue is started for stopping kthread,
 517  * cpu_map_kthread_stop, which waits for an RCU grace period before
 518  * stopping kthread, emptying the queue.
 519  */
 520 static void __cpu_map_entry_replace(struct bpf_cpu_map *cmap,
 521                                     u32 key_cpu, struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 522 {
 523         struct bpf_cpu_map_entry *old_rcpu;
 524
 525         old_rcpu = xchg(&cmap->cpu_map[key_cpu], rcpu);
 526         if (old_rcpu) {
 527                 call_rcu(&old_rcpu->rcu, __cpu_map_entry_free);
 528                 INIT_WORK(&old_rcpu->kthread_stop_wq, cpu_map_kthread_stop);
 529                 schedule_work(&old_rcpu->kthread_stop_wq);
 530         }
 531 }
 532
 533 static int cpu_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 534 {
 535         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 536         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 537
 538         if (key_cpu >= map->max_entries)
 539                 return -EINVAL;
 540
 541         /* notice caller map_delete_elem() use preempt_disable() */
 542         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, NULL);
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 static int cpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 547                                u64 map_flags)
 548 {
 549         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 550         struct bpf_cpumap_val cpumap_value = {};
 551         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 552         /* Array index key correspond to CPU number */
 553         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 554
 555         memcpy(&cpumap_value, value, map->value_size);
 556
 557         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 558                 return -EINVAL;
 559         if (unlikely(key_cpu >= cmap->map.max_entries))
 560                 return -E2BIG;
 561         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 562                 return -EEXIST;
 563         if (unlikely(cpumap_value.qsize > 16384)) /* sanity limit on qsize */
 564                 return -EOVERFLOW;
 565
 566         /* Make sure CPU is a valid possible cpu */
 567         if (key_cpu >= nr_cpumask_bits || !cpu_possible(key_cpu))
 568                 return -ENODEV;
 569
 570         if (cpumap_value.qsize == 0) {
 571                 rcpu = NULL; /* Same as deleting */
 572         } else {
 573                 /* Updating qsize cause re-allocation of bpf_cpu_map_entry */
 574                 rcpu = __cpu_map_entry_alloc(&cpumap_value, key_cpu, map->id);
 575                 if (!rcpu)
 576                         return -ENOMEM;
 577                 rcpu->cmap = cmap;
 578         }
 579         rcu_read_lock();
 580         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, rcpu);
 581         rcu_read_unlock();
 582         return 0;
 583 }
 584
 585 static void cpu_map_free(struct bpf_map *map)
 586 {
 587         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 588         u32 i;
 589
 590         /* At this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
 591          * so the bpf programs (can be more than one that used this map) were
 592          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
 593          * these programs to complete. The rcu critical section only guarantees
 594          * no further "XDP/bpf-side" reads against bpf_cpu_map->cpu_map.
 595          * It does __not__ ensure pending flush operations (if any) are
 596          * complete.
 597          */
 598
 599         bpf_clear_redirect_map(map);
 600         synchronize_rcu();
 601
 602         /* For cpu_map the remote CPUs can still be using the entries
 603          * (struct bpf_cpu_map_entry).
 604          */
 605         for (i = 0; i < cmap->map.max_entries; i++) {
 606                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 607
 608                 rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[i]);
 609                 if (!rcpu)
 610                         continue;
 611
 612                 /* bq flush and cleanup happens after RCU grace-period */
 613                 __cpu_map_entry_replace(cmap, i, NULL); /* call_rcu */
 614         }
 615         bpf_map_area_free(cmap->cpu_map);
 616         kfree(cmap);
 617 }
 618
 619 struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 620 {
 621         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 622         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 623
 624         if (key >= map->max_entries)
 625                 return NULL;
 626
 627         rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[key]);
 628         return rcpu;
 629 }
 630
 631 static void *cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 632 {
 633         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu =
 634                 __cpu_map_lookup_elem(map, *(u32 *)key);
 635
 636         return rcpu ? &rcpu->value : NULL;
 637 }
 638
 639 static int cpu_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 640 {
 641         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 642         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 643         u32 *next = next_key;
 644
 645         if (index >= cmap->map.max_entries) {
 646                 *next = 0;
 647                 return 0;
 648         }
 649
 650         if (index == cmap->map.max_entries - 1)
 651                 return -ENOENT;
 652         *next = index + 1;
 653         return 0;
 654 }
 655
 656 static int cpu_map_btf_id;
 657 const struct bpf_map_ops cpu_map_ops = {
 658         .map_meta_equal         = bpf_map_meta_equal,
 659         .map_alloc              = cpu_map_alloc,
 660         .map_free               = cpu_map_free,
 661         .map_delete_elem        = cpu_map_delete_elem,
 662         .map_update_elem        = cpu_map_update_elem,
 663         .map_lookup_elem        = cpu_map_lookup_elem,
 664         .map_get_next_key       = cpu_map_get_next_key,
 665         .map_check_btf          = map_check_no_btf,
 666         .map_btf_name           = "bpf_cpu_map",
 667         .map_btf_id             = &cpu_map_btf_id,
 668 };
 669
 670 static void bq_flush_to_queue(struct xdp_bulk_queue *bq)
 671 {
 672         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = bq->obj;
 673         unsigned int processed = 0, drops = 0;
 674         const int to_cpu = rcpu->cpu;
 675         struct ptr_ring *q;
 676         int i;
 677
 678         if (unlikely(!bq->count))
 679                 return;
 680
 681         q = rcpu->queue;
 682         spin_lock(&q->producer_lock);
 683
 684         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 685                 struct xdp_frame *xdpf = bq->q[i];
 686                 int err;
 687
 688                 err = __ptr_ring_produce(q, xdpf);
 689                 if (err) {
 690                         drops++;
 691                         xdp_return_frame_rx_napi(xdpf);
 692                 }
 693                 processed++;
 694         }
 695         bq->count = 0;
 696         spin_unlock(&q->producer_lock);
 697
 698         __list_del_clearprev(&bq->flush_node);
 699
 700         /* Feedback loop via tracepoints */
 701         trace_xdp_cpumap_enqueue(rcpu->map_id, processed, drops, to_cpu);
 702 }
 703
 704 /* Runs under RCU-read-side, plus in softirq under NAPI protection.
 705  * Thus, safe percpu variable access.
 706  */
 707 static void bq_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_frame *xdpf)
 708 {
 709         struct list_head *flush_list = this_cpu_ptr(&cpu_map_flush_list);
 710         struct xdp_bulk_queue *bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 711
 712         if (unlikely(bq->count == CPU_MAP_BULK_SIZE))
 713                 bq_flush_to_queue(bq);
 714
 715         /* Notice, xdp_buff/page MUST be queued here, long enough for
 716          * driver to code invoking us to finished, due to driver
 717          * (e.g. ixgbe) recycle tricks based on page-refcnt.
 718          *
 719          * Thus, incoming xdp_frame is always queued here (else we race
 720          * with another CPU on page-refcnt and remaining driver code).
 721          * Queue time is very short, as driver will invoke flush
 722          * operation, when completing napi->poll call.
 723          */
 724         bq->q[bq->count++] = xdpf;
 725
 726         if (!bq->flush_node.prev)
 727                 list_add(&bq->flush_node, flush_list);
 728 }
 729
 730 int cpu_map_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_buff *xdp,
 731                     struct net_device *dev_rx)
 732 {
 733         struct xdp_frame *xdpf;
 734
 735         xdpf = xdp_convert_buff_to_frame(xdp);
 736         if (unlikely(!xdpf))
 737                 return -EOVERFLOW;
 738
 739         /* Info needed when constructing SKB on remote CPU */
 740         xdpf->dev_rx = dev_rx;
 741
 742         bq_enqueue(rcpu, xdpf);
 743         return 0;
 744 }
 745
 746 void __cpu_map_flush(void)
 747 {
 748         struct list_head *flush_list = this_cpu_ptr(&cpu_map_flush_list);
 749         struct xdp_bulk_queue *bq, *tmp;
 750
 751         list_for_each_entry_safe(bq, tmp, flush_list, flush_node) {
 752                 bq_flush_to_queue(bq);
 753
 754                 /* If already running, costs spin_lock_irqsave + smb_mb */
 755                 wake_up_process(bq->obj->kthread);
 756         }
 757 }
 758
 759 static int __init cpu_map_init(void)
 760 {
 761         int cpu;
 762
 763         for_each_possible_cpu(cpu)
 764                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(cpu_map_flush_list, cpu));
 765         return 0;
 766 }
 767
 768 subsys_initcall(cpu_map_init);