include/net/xsk_buff_pool.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /* Copyright(c) 2020 Intel Corporation. */
   3
   4 #ifndef XSK_BUFF_POOL_H_
   5 #define XSK_BUFF_POOL_H_
   6
   7 #include <linux/if_xdp.h>
   8 #include <linux/types.h>
   9 #include <linux/dma-mapping.h>
  10 #include <linux/bpf.h>
  11 #include <net/xdp.h>
  12
  13 struct xsk_buff_pool;
  14 struct xdp_rxq_info;
  15 struct xsk_queue;
  16 struct xdp_desc;
  17 struct xdp_umem;
  18 struct xdp_sock;
  19 struct device;
  20 struct page;
  21
  22 struct xdp_buff_xsk {
  23         struct xdp_buff xdp;
  24         dma_addr_t dma;
  25         dma_addr_t frame_dma;
  26         struct xsk_buff_pool *pool;
  27         u64 orig_addr;
  28         struct list_head free_list_node;
  29 };
  30
  31 struct xsk_dma_map {
  32         dma_addr_t *dma_pages;
  33         struct device *dev;
  34         struct net_device *netdev;
  35         refcount_t users;
  36         struct list_head list; /* Protected by the RTNL_LOCK */
  37         u32 dma_pages_cnt;
  38         bool dma_need_sync;
  39 };
  40
  41 struct xsk_buff_pool {
  42         /* Members only used in the control path first. */
  43         struct device *dev;
  44         struct net_device *netdev;
  45         struct list_head xsk_tx_list;
  46         /* Protects modifications to the xsk_tx_list */
  47         spinlock_t xsk_tx_list_lock;
  48         refcount_t users;
  49         struct xdp_umem *umem;
  50         struct work_struct work;
  51         struct list_head free_list;
  52         u32 heads_cnt;
  53         u16 queue_id;
  54
  55         /* Data path members as close to free_heads at the end as possible. */
  56         struct xsk_queue *fq ____cacheline_aligned_in_smp;
  57         struct xsk_queue *cq;
  58         /* For performance reasons, each buff pool has its own array of dma_pages
  59          * even when they are identical.
  60          */
  61         dma_addr_t *dma_pages;
  62         struct xdp_buff_xsk *heads;
  63         struct xdp_desc *tx_descs;
  64         u64 chunk_mask;
  65         u64 addrs_cnt;
  66         u32 free_list_cnt;
  67         u32 dma_pages_cnt;
  68         u32 free_heads_cnt;
  69         u32 headroom;
  70         u32 chunk_size;
  71         u32 chunk_shift;
  72         u32 frame_len;
  73         u8 cached_need_wakeup;
  74         bool uses_need_wakeup;
  75         bool dma_need_sync;
  76         bool unaligned;
  77         void *addrs;
  78         /* Mutual exclusion of the completion ring in the SKB mode. Two cases to protect:
  79          * NAPI TX thread and sendmsg error paths in the SKB destructor callback and when
  80          * sockets share a single cq when the same netdev and queue id is shared.
  81          */
  82         spinlock_t cq_lock;
  83         struct xdp_buff_xsk *free_heads[];
  84 };
  85
  86 /* Masks for xdp_umem_page flags.
  87  * The low 12-bits of the addr will be 0 since this is the page address, so we
  88  * can use them for flags.
  89  */
  90 #define XSK_NEXT_PG_CONTIG_SHIFT 0
  91 #define XSK_NEXT_PG_CONTIG_MASK BIT_ULL(XSK_NEXT_PG_CONTIG_SHIFT)
  92
  93 /* AF_XDP core. */
  94 struct xsk_buff_pool *xp_create_and_assign_umem(struct xdp_sock *xs,
  95                                                 struct xdp_umem *umem);
  96 int xp_assign_dev(struct xsk_buff_pool *pool, struct net_device *dev,
  97                   u16 queue_id, u16 flags);
  98 int xp_assign_dev_shared(struct xsk_buff_pool *pool, struct xdp_umem *umem,
  99                          struct net_device *dev, u16 queue_id);
 100 void xp_destroy(struct xsk_buff_pool *pool);
 101 void xp_get_pool(struct xsk_buff_pool *pool);
 102 bool xp_put_pool(struct xsk_buff_pool *pool);
 103 void xp_clear_dev(struct xsk_buff_pool *pool);
 104 void xp_add_xsk(struct xsk_buff_pool *pool, struct xdp_sock *xs);
 105 void xp_del_xsk(struct xsk_buff_pool *pool, struct xdp_sock *xs);
 106
 107 /* AF_XDP, and XDP core. */
 108 void xp_free(struct xdp_buff_xsk *xskb);
 109
 110 static inline void xp_init_xskb_addr(struct xdp_buff_xsk *xskb, struct xsk_buff_pool *pool,
 111                                      u64 addr)
 112 {
 113         xskb->orig_addr = addr;
 114         xskb->xdp.data_hard_start = pool->addrs + addr + pool->headroom;
 115 }
 116
 117 static inline void xp_init_xskb_dma(struct xdp_buff_xsk *xskb, struct xsk_buff_pool *pool,
 118                                     dma_addr_t *dma_pages, u64 addr)
 119 {
 120         xskb->frame_dma = (dma_pages[addr >> PAGE_SHIFT] & ~XSK_NEXT_PG_CONTIG_MASK) +
 121                 (addr & ~PAGE_MASK);
 122         xskb->dma = xskb->frame_dma + pool->headroom + XDP_PACKET_HEADROOM;
 123 }
 124
 125 /* AF_XDP ZC drivers, via xdp_sock_buff.h */
 126 void xp_set_rxq_info(struct xsk_buff_pool *pool, struct xdp_rxq_info *rxq);
 127 int xp_dma_map(struct xsk_buff_pool *pool, struct device *dev,
 128                unsigned long attrs, struct page **pages, u32 nr_pages);
 129 void xp_dma_unmap(struct xsk_buff_pool *pool, unsigned long attrs);
 130 struct xdp_buff *xp_alloc(struct xsk_buff_pool *pool);
 131 u32 xp_alloc_batch(struct xsk_buff_pool *pool, struct xdp_buff **xdp, u32 max);
 132 bool xp_can_alloc(struct xsk_buff_pool *pool, u32 count);
 133 void *xp_raw_get_data(struct xsk_buff_pool *pool, u64 addr);
 134 dma_addr_t xp_raw_get_dma(struct xsk_buff_pool *pool, u64 addr);
 135 static inline dma_addr_t xp_get_dma(struct xdp_buff_xsk *xskb)
 136 {
 137         return xskb->dma;
 138 }
 139
 140 static inline dma_addr_t xp_get_frame_dma(struct xdp_buff_xsk *xskb)
 141 {
 142         return xskb->frame_dma;
 143 }
 144
 145 void xp_dma_sync_for_cpu_slow(struct xdp_buff_xsk *xskb);
 146 static inline void xp_dma_sync_for_cpu(struct xdp_buff_xsk *xskb)
 147 {
 148         xp_dma_sync_for_cpu_slow(xskb);
 149 }
 150
 151 void xp_dma_sync_for_device_slow(struct xsk_buff_pool *pool, dma_addr_t dma,
 152                                  size_t size);
 153 static inline void xp_dma_sync_for_device(struct xsk_buff_pool *pool,
 154                                           dma_addr_t dma, size_t size)
 155 {
 156         if (!pool->dma_need_sync)
 157                 return;
 158
 159         xp_dma_sync_for_device_slow(pool, dma, size);
 160 }
 161
 162 /* Masks for xdp_umem_page flags.
 163  * The low 12-bits of the addr will be 0 since this is the page address, so we
 164  * can use them for flags.
 165  */
 166 #define XSK_NEXT_PG_CONTIG_SHIFT 0
 167 #define XSK_NEXT_PG_CONTIG_MASK BIT_ULL(XSK_NEXT_PG_CONTIG_SHIFT)
 168
 169 static inline bool xp_desc_crosses_non_contig_pg(struct xsk_buff_pool *pool,
 170                                                  u64 addr, u32 len)
 171 {
 172         bool cross_pg = (addr & (PAGE_SIZE - 1)) + len > PAGE_SIZE;
 173
 174         if (likely(!cross_pg))
 175                 return false;
 176
 177         if (pool->dma_pages_cnt) {
 178                 return !(pool->dma_pages[addr >> PAGE_SHIFT] &
 179                          XSK_NEXT_PG_CONTIG_MASK);
 180         }
 181
 182         /* skb path */
 183         return addr + len > pool->addrs_cnt;
 184 }
 185
 186 static inline u64 xp_aligned_extract_addr(struct xsk_buff_pool *pool, u64 addr)
 187 {
 188         return addr & pool->chunk_mask;
 189 }
 190
 191 static inline u64 xp_unaligned_extract_addr(u64 addr)
 192 {
 193         return addr & XSK_UNALIGNED_BUF_ADDR_MASK;
 194 }
 195
 196 static inline u64 xp_unaligned_extract_offset(u64 addr)
 197 {
 198         return addr >> XSK_UNALIGNED_BUF_OFFSET_SHIFT;
 199 }
 200
 201 static inline u64 xp_unaligned_add_offset_to_addr(u64 addr)
 202 {
 203         return xp_unaligned_extract_addr(addr) +
 204                 xp_unaligned_extract_offset(addr);
 205 }
 206
 207 static inline u32 xp_aligned_extract_idx(struct xsk_buff_pool *pool, u64 addr)
 208 {
 209         return xp_aligned_extract_addr(pool, addr) >> pool->chunk_shift;
 210 }
 211
 212 static inline void xp_release(struct xdp_buff_xsk *xskb)
 213 {
 214         if (xskb->pool->unaligned)
 215                 xskb->pool->free_heads[xskb->pool->free_heads_cnt++] = xskb;
 216 }
 217
 218 static inline u64 xp_get_handle(struct xdp_buff_xsk *xskb)
 219 {
 220         u64 offset = xskb->xdp.data - xskb->xdp.data_hard_start;
 221
 222         offset += xskb->pool->headroom;
 223         if (!xskb->pool->unaligned)
 224                 return xskb->orig_addr + offset;
 225         return xskb->orig_addr + (offset << XSK_UNALIGNED_BUF_OFFSET_SHIFT);
 226 }
 227
 228 #endif /* XSK_BUFF_POOL_H_ */