kernel/bpf/cpumap.c

   1 /* bpf/cpumap.c
   2  *
   3  * Copyright (c) 2017 Jesper Dangaard Brouer, Red Hat Inc.
   4  * Released under terms in GPL version 2.  See COPYING.
   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 setting flush bit and 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 xdp_bulk_queue {
  42         void *q[CPU_MAP_BULK_SIZE];
  43         unsigned int count;
  44 };
  45
  46 /* Struct for every remote "destination" CPU in map */
  47 struct bpf_cpu_map_entry {
  48         u32 cpu;    /* kthread CPU and map index */
  49         int map_id; /* Back reference to map */
  50         u32 qsize;  /* Queue size placeholder for map lookup */
  51
  52         /* XDP can run multiple RX-ring queues, need __percpu enqueue store */
  53         struct xdp_bulk_queue __percpu *bulkq;
  54
  55         /* Queue with potential multi-producers, and single-consumer kthread */
  56         struct ptr_ring *queue;
  57         struct task_struct *kthread;
  58         struct work_struct kthread_stop_wq;
  59
  60         atomic_t refcnt; /* Control when this struct can be free'ed */
  61         struct rcu_head rcu;
  62 };
  63
  64 struct bpf_cpu_map {
  65         struct bpf_map map;
  66         /* Below members specific for map type */
  67         struct bpf_cpu_map_entry **cpu_map;
  68         unsigned long __percpu *flush_needed;
  69 };
  70
  71 static int bq_flush_to_queue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
  72                              struct xdp_bulk_queue *bq, bool in_napi_ctx);
  73
  74 static u64 cpu_map_bitmap_size(const union bpf_attr *attr)
  75 {
  76         return BITS_TO_LONGS(attr->max_entries) * sizeof(unsigned long);
  77 }
  78
  79 static struct bpf_map *cpu_map_alloc(union bpf_attr *attr)
  80 {
  81         struct bpf_cpu_map *cmap;
  82         int err = -ENOMEM;
  83         u64 cost;
  84         int ret;
  85
  86         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
  87                 return ERR_PTR(-EPERM);
  88
  89         /* check sanity of attributes */
  90         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
  91             attr->value_size != 4 || attr->map_flags & ~BPF_F_NUMA_NODE)
  92                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  93
  94         cmap = kzalloc(sizeof(*cmap), GFP_USER);
  95         if (!cmap)
  96                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  97
  98         bpf_map_init_from_attr(&cmap->map, attr);
  99
 100         /* Pre-limit array size based on NR_CPUS, not final CPU check */
 101         if (cmap->map.max_entries > NR_CPUS) {
 102                 err = -E2BIG;
 103                 goto free_cmap;
 104         }
 105
 106         /* make sure page count doesn't overflow */
 107         cost = (u64) cmap->map.max_entries * sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *);
 108         cost += cpu_map_bitmap_size(attr) * num_possible_cpus();
 109
 110         /* Notice returns -EPERM on if map size is larger than memlock limit */
 111         ret = bpf_map_charge_init(&cmap->map.memory, cost);
 112         if (ret) {
 113                 err = ret;
 114                 goto free_cmap;
 115         }
 116
 117         /* A per cpu bitfield with a bit per possible CPU in map  */
 118         cmap->flush_needed = __alloc_percpu(cpu_map_bitmap_size(attr),
 119                                             __alignof__(unsigned long));
 120         if (!cmap->flush_needed)
 121                 goto free_charge;
 122
 123         /* Alloc array for possible remote "destination" CPUs */
 124         cmap->cpu_map = bpf_map_area_alloc(cmap->map.max_entries *
 125                                            sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *),
 126                                            cmap->map.numa_node);
 127         if (!cmap->cpu_map)
 128                 goto free_percpu;
 129
 130         return &cmap->map;
 131 free_percpu:
 132         free_percpu(cmap->flush_needed);
 133 free_charge:
 134         bpf_map_charge_finish(&cmap->map.memory);
 135 free_cmap:
 136         kfree(cmap);
 137         return ERR_PTR(err);
 138 }
 139
 140 static void get_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 141 {
 142         atomic_inc(&rcpu->refcnt);
 143 }
 144
 145 /* called from workqueue, to workaround syscall using preempt_disable */
 146 static void cpu_map_kthread_stop(struct work_struct *work)
 147 {
 148         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 149
 150         rcpu = container_of(work, struct bpf_cpu_map_entry, kthread_stop_wq);
 151
 152         /* Wait for flush in __cpu_map_entry_free(), via full RCU barrier,
 153          * as it waits until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
 154          */
 155         rcu_barrier();
 156
 157         /* kthread_stop will wake_up_process and wait for it to complete */
 158         kthread_stop(rcpu->kthread);
 159 }
 160
 161 static struct sk_buff *cpu_map_build_skb(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 162                                          struct xdp_frame *xdpf,
 163                                          struct sk_buff *skb)
 164 {
 165         unsigned int hard_start_headroom;
 166         unsigned int frame_size;
 167         void *pkt_data_start;
 168
 169         /* Part of headroom was reserved to xdpf */
 170         hard_start_headroom = sizeof(struct xdp_frame) +  xdpf->headroom;
 171
 172         /* build_skb need to place skb_shared_info after SKB end, and
 173          * also want to know the memory "truesize".  Thus, need to
 174          * know the memory frame size backing xdp_buff.
 175          *
 176          * XDP was designed to have PAGE_SIZE frames, but this
 177          * assumption is not longer true with ixgbe and i40e.  It
 178          * would be preferred to set frame_size to 2048 or 4096
 179          * depending on the driver.
 180          *   frame_size = 2048;
 181          *   frame_len  = frame_size - sizeof(*xdp_frame);
 182          *
 183          * Instead, with info avail, skb_shared_info in placed after
 184          * packet len.  This, unfortunately fakes the truesize.
 185          * Another disadvantage of this approach, the skb_shared_info
 186          * is not at a fixed memory location, with mixed length
 187          * packets, which is bad for cache-line hotness.
 188          */
 189         frame_size = SKB_DATA_ALIGN(xdpf->len + hard_start_headroom) +
 190                 SKB_DATA_ALIGN(sizeof(struct skb_shared_info));
 191
 192         pkt_data_start = xdpf->data - hard_start_headroom;
 193         skb = build_skb_around(skb, pkt_data_start, frame_size);
 194         if (unlikely(!skb))
 195                 return NULL;
 196
 197         skb_reserve(skb, hard_start_headroom);
 198         __skb_put(skb, xdpf->len);
 199         if (xdpf->metasize)
 200                 skb_metadata_set(skb, xdpf->metasize);
 201
 202         /* Essential SKB info: protocol and skb->dev */
 203         skb->protocol = eth_type_trans(skb, xdpf->dev_rx);
 204
 205         /* Optional SKB info, currently missing:
 206          * - HW checksum info           (skb->ip_summed)
 207          * - HW RX hash                 (skb_set_hash)
 208          * - RX ring dev queue index    (skb_record_rx_queue)
 209          */
 210
 211         /* Allow SKB to reuse area used by xdp_frame */
 212         xdp_scrub_frame(xdpf);
 213
 214         return skb;
 215 }
 216
 217 static void __cpu_map_ring_cleanup(struct ptr_ring *ring)
 218 {
 219         /* The tear-down procedure should have made sure that queue is
 220          * empty.  See __cpu_map_entry_replace() and work-queue
 221          * invoked cpu_map_kthread_stop(). Catch any broken behaviour
 222          * gracefully and warn once.
 223          */
 224         struct xdp_frame *xdpf;
 225
 226         while ((xdpf = ptr_ring_consume(ring)))
 227                 if (WARN_ON_ONCE(xdpf))
 228                         xdp_return_frame(xdpf);
 229 }
 230
 231 static void put_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 232 {
 233         if (atomic_dec_and_test(&rcpu->refcnt)) {
 234                 /* The queue should be empty at this point */
 235                 __cpu_map_ring_cleanup(rcpu->queue);
 236                 ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 237                 kfree(rcpu->queue);
 238                 kfree(rcpu);
 239         }
 240 }
 241
 242 #define CPUMAP_BATCH 8
 243
 244 static int cpu_map_kthread_run(void *data)
 245 {
 246         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = data;
 247
 248         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 249
 250         /* When kthread gives stop order, then rcpu have been disconnected
 251          * from map, thus no new packets can enter. Remaining in-flight
 252          * per CPU stored packets are flushed to this queue.  Wait honoring
 253          * kthread_stop signal until queue is empty.
 254          */
 255         while (!kthread_should_stop() || !__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 256                 unsigned int drops = 0, sched = 0;
 257                 void *frames[CPUMAP_BATCH];
 258                 void *skbs[CPUMAP_BATCH];
 259                 gfp_t gfp = __GFP_ZERO | GFP_ATOMIC;
 260                 int i, n, m;
 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, CPUMAP_BATCH);
 282
 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                 m = kmem_cache_alloc_bulk(skbuff_head_cache, gfp, n, skbs);
 295                 if (unlikely(m == 0)) {
 296                         for (i = 0; i < n; i++)
 297                                 skbs[i] = NULL; /* effect: xdp_return_frame */
 298                         drops = n;
 299                 }
 300
 301                 local_bh_disable();
 302                 for (i = 0; i < n; i++) {
 303                         struct xdp_frame *xdpf = frames[i];
 304                         struct sk_buff *skb = skbs[i];
 305                         int ret;
 306
 307                         skb = cpu_map_build_skb(rcpu, xdpf, skb);
 308                         if (!skb) {
 309                                 xdp_return_frame(xdpf);
 310                                 continue;
 311                         }
 312
 313                         /* Inject into network stack */
 314                         ret = netif_receive_skb_core(skb);
 315                         if (ret == NET_RX_DROP)
 316                                 drops++;
 317                 }
 318                 /* Feedback loop via tracepoint */
 319                 trace_xdp_cpumap_kthread(rcpu->map_id, n, drops, sched);
 320
 321                 local_bh_enable(); /* resched point, may call do_softirq() */
 322         }
 323         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 324
 325         put_cpu_map_entry(rcpu);
 326         return 0;
 327 }
 328
 329 static struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_entry_alloc(u32 qsize, u32 cpu,
 330                                                        int map_id)
 331 {
 332         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 333         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 334         int numa, err;
 335
 336         /* Have map->numa_node, but choose node of redirect target CPU */
 337         numa = cpu_to_node(cpu);
 338
 339         rcpu = kzalloc_node(sizeof(*rcpu), gfp, numa);
 340         if (!rcpu)
 341                 return NULL;
 342
 343         /* Alloc percpu bulkq */
 344         rcpu->bulkq = __alloc_percpu_gfp(sizeof(*rcpu->bulkq),
 345                                          sizeof(void *), gfp);
 346         if (!rcpu->bulkq)
 347                 goto free_rcu;
 348
 349         /* Alloc queue */
 350         rcpu->queue = kzalloc_node(sizeof(*rcpu->queue), gfp, numa);
 351         if (!rcpu->queue)
 352                 goto free_bulkq;
 353
 354         err = ptr_ring_init(rcpu->queue, qsize, gfp);
 355         if (err)
 356                 goto free_queue;
 357
 358         rcpu->cpu    = cpu;
 359         rcpu->map_id = map_id;
 360         rcpu->qsize  = qsize;
 361
 362         /* Setup kthread */
 363         rcpu->kthread = kthread_create_on_node(cpu_map_kthread_run, rcpu, numa,
 364                                                "cpumap/%d/map:%d", cpu, map_id);
 365         if (IS_ERR(rcpu->kthread))
 366                 goto free_ptr_ring;
 367
 368         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for being in cmap->cpu_map[] */
 369         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for kthread */
 370
 371         /* Make sure kthread runs on a single CPU */
 372         kthread_bind(rcpu->kthread, cpu);
 373         wake_up_process(rcpu->kthread);
 374
 375         return rcpu;
 376
 377 free_ptr_ring:
 378         ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 379 free_queue:
 380         kfree(rcpu->queue);
 381 free_bulkq:
 382         free_percpu(rcpu->bulkq);
 383 free_rcu:
 384         kfree(rcpu);
 385         return NULL;
 386 }
 387
 388 static void __cpu_map_entry_free(struct rcu_head *rcu)
 389 {
 390         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 391         int cpu;
 392
 393         /* This cpu_map_entry have been disconnected from map and one
 394          * RCU graze-period have elapsed.  Thus, XDP cannot queue any
 395          * new packets and cannot change/set flush_needed that can
 396          * find this entry.
 397          */
 398         rcpu = container_of(rcu, struct bpf_cpu_map_entry, rcu);
 399
 400         /* Flush remaining packets in percpu bulkq */
 401         for_each_online_cpu(cpu) {
 402                 struct xdp_bulk_queue *bq = per_cpu_ptr(rcpu->bulkq, cpu);
 403
 404                 /* No concurrent bq_enqueue can run at this point */
 405                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq, false);
 406         }
 407         free_percpu(rcpu->bulkq);
 408         /* Cannot kthread_stop() here, last put free rcpu resources */
 409         put_cpu_map_entry(rcpu);
 410 }
 411
 412 /* After xchg pointer to bpf_cpu_map_entry, use the call_rcu() to
 413  * ensure any driver rcu critical sections have completed, but this
 414  * does not guarantee a flush has happened yet. Because driver side
 415  * rcu_read_lock/unlock only protects the running XDP program.  The
 416  * atomic xchg and NULL-ptr check in __cpu_map_flush() makes sure a
 417  * pending flush op doesn't fail.
 418  *
 419  * The bpf_cpu_map_entry is still used by the kthread, and there can
 420  * still be pending packets (in queue and percpu bulkq).  A refcnt
 421  * makes sure to last user (kthread_stop vs. call_rcu) free memory
 422  * resources.
 423  *
 424  * The rcu callback __cpu_map_entry_free flush remaining packets in
 425  * percpu bulkq to queue.  Due to caller map_delete_elem() disable
 426  * preemption, cannot call kthread_stop() to make sure queue is empty.
 427  * Instead a work_queue is started for stopping kthread,
 428  * cpu_map_kthread_stop, which waits for an RCU graze period before
 429  * stopping kthread, emptying the queue.
 430  */
 431 static void __cpu_map_entry_replace(struct bpf_cpu_map *cmap,
 432                                     u32 key_cpu, struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 433 {
 434         struct bpf_cpu_map_entry *old_rcpu;
 435
 436         old_rcpu = xchg(&cmap->cpu_map[key_cpu], rcpu);
 437         if (old_rcpu) {
 438                 call_rcu(&old_rcpu->rcu, __cpu_map_entry_free);
 439                 INIT_WORK(&old_rcpu->kthread_stop_wq, cpu_map_kthread_stop);
 440                 schedule_work(&old_rcpu->kthread_stop_wq);
 441         }
 442 }
 443
 444 static int cpu_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 445 {
 446         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 447         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 448
 449         if (key_cpu >= map->max_entries)
 450                 return -EINVAL;
 451
 452         /* notice caller map_delete_elem() use preempt_disable() */
 453         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, NULL);
 454         return 0;
 455 }
 456
 457 static int cpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 458                                u64 map_flags)
 459 {
 460         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 461         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 462
 463         /* Array index key correspond to CPU number */
 464         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 465         /* Value is the queue size */
 466         u32 qsize = *(u32 *)value;
 467
 468         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 469                 return -EINVAL;
 470         if (unlikely(key_cpu >= cmap->map.max_entries))
 471                 return -E2BIG;
 472         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 473                 return -EEXIST;
 474         if (unlikely(qsize > 16384)) /* sanity limit on qsize */
 475                 return -EOVERFLOW;
 476
 477         /* Make sure CPU is a valid possible cpu */
 478         if (!cpu_possible(key_cpu))
 479                 return -ENODEV;
 480
 481         if (qsize == 0) {
 482                 rcpu = NULL; /* Same as deleting */
 483         } else {
 484                 /* Updating qsize cause re-allocation of bpf_cpu_map_entry */
 485                 rcpu = __cpu_map_entry_alloc(qsize, key_cpu, map->id);
 486                 if (!rcpu)
 487                         return -ENOMEM;
 488         }
 489         rcu_read_lock();
 490         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, rcpu);
 491         rcu_read_unlock();
 492         return 0;
 493 }
 494
 495 static void cpu_map_free(struct bpf_map *map)
 496 {
 497         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 498         int cpu;
 499         u32 i;
 500
 501         /* At this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
 502          * so the bpf programs (can be more than one that used this map) were
 503          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
 504          * these programs to complete. The rcu critical section only guarantees
 505          * no further "XDP/bpf-side" reads against bpf_cpu_map->cpu_map.
 506          * It does __not__ ensure pending flush operations (if any) are
 507          * complete.
 508          */
 509
 510         bpf_clear_redirect_map(map);
 511         synchronize_rcu();
 512
 513         /* To ensure all pending flush operations have completed wait for flush
 514          * bitmap to indicate all flush_needed bits to be zero on _all_ cpus.
 515          * Because the above synchronize_rcu() ensures the map is disconnected
 516          * from the program we can assume no new bits will be set.
 517          */
 518         for_each_online_cpu(cpu) {
 519                 unsigned long *bitmap = per_cpu_ptr(cmap->flush_needed, cpu);
 520
 521                 while (!bitmap_empty(bitmap, cmap->map.max_entries))
 522                         cond_resched();
 523         }
 524
 525         /* For cpu_map the remote CPUs can still be using the entries
 526          * (struct bpf_cpu_map_entry).
 527          */
 528         for (i = 0; i < cmap->map.max_entries; i++) {
 529                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 530
 531                 rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[i]);
 532                 if (!rcpu)
 533                         continue;
 534
 535                 /* bq flush and cleanup happens after RCU graze-period */
 536                 __cpu_map_entry_replace(cmap, i, NULL); /* call_rcu */
 537         }
 538         free_percpu(cmap->flush_needed);
 539         bpf_map_area_free(cmap->cpu_map);
 540         kfree(cmap);
 541 }
 542
 543 struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 544 {
 545         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 546         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 547
 548         if (key >= map->max_entries)
 549                 return NULL;
 550
 551         rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[key]);
 552         return rcpu;
 553 }
 554
 555 static void *cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 556 {
 557         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu =
 558                 __cpu_map_lookup_elem(map, *(u32 *)key);
 559
 560         return rcpu ? &rcpu->qsize : NULL;
 561 }
 562
 563 static int cpu_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 564 {
 565         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 566         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 567         u32 *next = next_key;
 568
 569         if (index >= cmap->map.max_entries) {
 570                 *next = 0;
 571                 return 0;
 572         }
 573
 574         if (index == cmap->map.max_entries - 1)
 575                 return -ENOENT;
 576         *next = index + 1;
 577         return 0;
 578 }
 579
 580 const struct bpf_map_ops cpu_map_ops = {
 581         .map_alloc              = cpu_map_alloc,
 582         .map_free               = cpu_map_free,
 583         .map_delete_elem        = cpu_map_delete_elem,
 584         .map_update_elem        = cpu_map_update_elem,
 585         .map_lookup_elem        = cpu_map_lookup_elem,
 586         .map_get_next_key       = cpu_map_get_next_key,
 587         .map_check_btf          = map_check_no_btf,
 588 };
 589
 590 static int bq_flush_to_queue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 591                              struct xdp_bulk_queue *bq, bool in_napi_ctx)
 592 {
 593         unsigned int processed = 0, drops = 0;
 594         const int to_cpu = rcpu->cpu;
 595         struct ptr_ring *q;
 596         int i;
 597
 598         if (unlikely(!bq->count))
 599                 return 0;
 600
 601         q = rcpu->queue;
 602         spin_lock(&q->producer_lock);
 603
 604         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 605                 struct xdp_frame *xdpf = bq->q[i];
 606                 int err;
 607
 608                 err = __ptr_ring_produce(q, xdpf);
 609                 if (err) {
 610                         drops++;
 611                         if (likely(in_napi_ctx))
 612                                 xdp_return_frame_rx_napi(xdpf);
 613                         else
 614                                 xdp_return_frame(xdpf);
 615                 }
 616                 processed++;
 617         }
 618         bq->count = 0;
 619         spin_unlock(&q->producer_lock);
 620
 621         /* Feedback loop via tracepoints */
 622         trace_xdp_cpumap_enqueue(rcpu->map_id, processed, drops, to_cpu);
 623         return 0;
 624 }
 625
 626 /* Runs under RCU-read-side, plus in softirq under NAPI protection.
 627  * Thus, safe percpu variable access.
 628  */
 629 static int bq_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_frame *xdpf)
 630 {
 631         struct xdp_bulk_queue *bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 632
 633         if (unlikely(bq->count == CPU_MAP_BULK_SIZE))
 634                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq, true);
 635
 636         /* Notice, xdp_buff/page MUST be queued here, long enough for
 637          * driver to code invoking us to finished, due to driver
 638          * (e.g. ixgbe) recycle tricks based on page-refcnt.
 639          *
 640          * Thus, incoming xdp_frame is always queued here (else we race
 641          * with another CPU on page-refcnt and remaining driver code).
 642          * Queue time is very short, as driver will invoke flush
 643          * operation, when completing napi->poll call.
 644          */
 645         bq->q[bq->count++] = xdpf;
 646         return 0;
 647 }
 648
 649 int cpu_map_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_buff *xdp,
 650                     struct net_device *dev_rx)
 651 {
 652         struct xdp_frame *xdpf;
 653
 654         xdpf = convert_to_xdp_frame(xdp);
 655         if (unlikely(!xdpf))
 656                 return -EOVERFLOW;
 657
 658         /* Info needed when constructing SKB on remote CPU */
 659         xdpf->dev_rx = dev_rx;
 660
 661         bq_enqueue(rcpu, xdpf);
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 void __cpu_map_insert_ctx(struct bpf_map *map, u32 bit)
 666 {
 667         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 668         unsigned long *bitmap = this_cpu_ptr(cmap->flush_needed);
 669
 670         __set_bit(bit, bitmap);
 671 }
 672
 673 void __cpu_map_flush(struct bpf_map *map)
 674 {
 675         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 676         unsigned long *bitmap = this_cpu_ptr(cmap->flush_needed);
 677         u32 bit;
 678
 679         /* The napi->poll softirq makes sure __cpu_map_insert_ctx()
 680          * and __cpu_map_flush() happen on same CPU. Thus, the percpu
 681          * bitmap indicate which percpu bulkq have packets.
 682          */
 683         for_each_set_bit(bit, bitmap, map->max_entries) {
 684                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[bit]);
 685                 struct xdp_bulk_queue *bq;
 686
 687                 /* This is possible if entry is removed by user space
 688                  * between xdp redirect and flush op.
 689                  */
 690                 if (unlikely(!rcpu))
 691                         continue;
 692
 693                 __clear_bit(bit, bitmap);
 694
 695                 /* Flush all frames in bulkq to real queue */
 696                 bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 697                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq, true);
 698
 699                 /* If already running, costs spin_lock_irqsave + smb_mb */
 700                 wake_up_process(rcpu->kthread);
 701         }
 702 }