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
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/workqueue.h>
  25 #include <linux/kthread.h>
  26 #include <linux/capability.h>
  27 #include <trace/events/xdp.h>
  28
  29 #include <linux/netdevice.h>   /* netif_receive_skb_core */
  30 #include <linux/etherdevice.h> /* eth_type_trans */
  31
  32 /* General idea: XDP packets getting XDP redirected to another CPU,
  33  * will maximum be stored/queued for one driver ->poll() call.  It is
  34  * guaranteed that setting flush bit and flush operation happen on
  35  * same CPU.  Thus, cpu_map_flush operation can deduct via this_cpu_ptr()
  36  * which queue in bpf_cpu_map_entry contains packets.
  37  */
  38
  39 #define CPU_MAP_BULK_SIZE 8  /* 8 == one cacheline on 64-bit archs */
  40 struct xdp_bulk_queue {
  41         void *q[CPU_MAP_BULK_SIZE];
  42         unsigned int count;
  43 };
  44
  45 /* Struct for every remote "destination" CPU in map */
  46 struct bpf_cpu_map_entry {
  47         u32 cpu;    /* kthread CPU and map index */
  48         int map_id; /* Back reference to map */
  49         u32 qsize;  /* Queue size placeholder for map lookup */
  50
  51         /* XDP can run multiple RX-ring queues, need __percpu enqueue store */
  52         struct xdp_bulk_queue __percpu *bulkq;
  53
  54         /* Queue with potential multi-producers, and single-consumer kthread */
  55         struct ptr_ring *queue;
  56         struct task_struct *kthread;
  57         struct work_struct kthread_stop_wq;
  58
  59         atomic_t refcnt; /* Control when this struct can be free'ed */
  60         struct rcu_head rcu;
  61 };
  62
  63 struct bpf_cpu_map {
  64         struct bpf_map map;
  65         /* Below members specific for map type */
  66         struct bpf_cpu_map_entry **cpu_map;
  67         unsigned long __percpu *flush_needed;
  68 };
  69
  70 static int bq_flush_to_queue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
  71                              struct xdp_bulk_queue *bq);
  72
  73 static u64 cpu_map_bitmap_size(const union bpf_attr *attr)
  74 {
  75         return BITS_TO_LONGS(attr->max_entries) * sizeof(unsigned long);
  76 }
  77
  78 static struct bpf_map *cpu_map_alloc(union bpf_attr *attr)
  79 {
  80         struct bpf_cpu_map *cmap;
  81         int err = -ENOMEM;
  82         u64 cost;
  83         int ret;
  84
  85         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
  86                 return ERR_PTR(-EPERM);
  87
  88         /* check sanity of attributes */
  89         if (attr->max_entries == 0 || attr->key_size != 4 ||
  90             attr->value_size != 4 || attr->map_flags & ~BPF_F_NUMA_NODE)
  91                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  92
  93         cmap = kzalloc(sizeof(*cmap), GFP_USER);
  94         if (!cmap)
  95                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  96
  97         bpf_map_init_from_attr(&cmap->map, attr);
  98
  99         /* Pre-limit array size based on NR_CPUS, not final CPU check */
 100         if (cmap->map.max_entries > NR_CPUS) {
 101                 err = -E2BIG;
 102                 goto free_cmap;
 103         }
 104
 105         /* make sure page count doesn't overflow */
 106         cost = (u64) cmap->map.max_entries * sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *);
 107         cost += cpu_map_bitmap_size(attr) * num_possible_cpus();
 108         if (cost >= U32_MAX - PAGE_SIZE)
 109                 goto free_cmap;
 110         cmap->map.pages = round_up(cost, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
 111
 112         /* Notice returns -EPERM on if map size is larger than memlock limit */
 113         ret = bpf_map_precharge_memlock(cmap->map.pages);
 114         if (ret) {
 115                 err = ret;
 116                 goto free_cmap;
 117         }
 118
 119         /* A per cpu bitfield with a bit per possible CPU in map  */
 120         cmap->flush_needed = __alloc_percpu(cpu_map_bitmap_size(attr),
 121                                             __alignof__(unsigned long));
 122         if (!cmap->flush_needed)
 123                 goto free_cmap;
 124
 125         /* Alloc array for possible remote "destination" CPUs */
 126         cmap->cpu_map = bpf_map_area_alloc(cmap->map.max_entries *
 127                                            sizeof(struct bpf_cpu_map_entry *),
 128                                            cmap->map.numa_node);
 129         if (!cmap->cpu_map)
 130                 goto free_percpu;
 131
 132         return &cmap->map;
 133 free_percpu:
 134         free_percpu(cmap->flush_needed);
 135 free_cmap:
 136         kfree(cmap);
 137         return ERR_PTR(err);
 138 }
 139
 140 static void __cpu_map_queue_destructor(void *ptr)
 141 {
 142         /* The tear-down procedure should have made sure that queue is
 143          * empty.  See __cpu_map_entry_replace() and work-queue
 144          * invoked cpu_map_kthread_stop(). Catch any broken behaviour
 145          * gracefully and warn once.
 146          */
 147         if (WARN_ON_ONCE(ptr))
 148                 page_frag_free(ptr);
 149 }
 150
 151 static void put_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 152 {
 153         if (atomic_dec_and_test(&rcpu->refcnt)) {
 154                 /* The queue should be empty at this point */
 155                 ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, __cpu_map_queue_destructor);
 156                 kfree(rcpu->queue);
 157                 kfree(rcpu);
 158         }
 159 }
 160
 161 static void get_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 162 {
 163         atomic_inc(&rcpu->refcnt);
 164 }
 165
 166 /* called from workqueue, to workaround syscall using preempt_disable */
 167 static void cpu_map_kthread_stop(struct work_struct *work)
 168 {
 169         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 170
 171         rcpu = container_of(work, struct bpf_cpu_map_entry, kthread_stop_wq);
 172
 173         /* Wait for flush in __cpu_map_entry_free(), via full RCU barrier,
 174          * as it waits until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
 175          */
 176         rcu_barrier();
 177
 178         /* kthread_stop will wake_up_process and wait for it to complete */
 179         kthread_stop(rcpu->kthread);
 180 }
 181
 182 /* For now, xdp_pkt is a cpumap internal data structure, with info
 183  * carried between enqueue to dequeue. It is mapped into the top
 184  * headroom of the packet, to avoid allocating separate mem.
 185  */
 186 struct xdp_pkt {
 187         void *data;
 188         u16 len;
 189         u16 headroom;
 190         u16 metasize;
 191         struct net_device *dev_rx;
 192 };
 193
 194 /* Convert xdp_buff to xdp_pkt */
 195 static struct xdp_pkt *convert_to_xdp_pkt(struct xdp_buff *xdp)
 196 {
 197         struct xdp_pkt *xdp_pkt;
 198         int metasize;
 199         int headroom;
 200
 201         /* Assure headroom is available for storing info */
 202         headroom = xdp->data - xdp->data_hard_start;
 203         metasize = xdp->data - xdp->data_meta;
 204         metasize = metasize > 0 ? metasize : 0;
 205         if (unlikely((headroom - metasize) < sizeof(*xdp_pkt)))
 206                 return NULL;
 207
 208         /* Store info in top of packet */
 209         xdp_pkt = xdp->data_hard_start;
 210
 211         xdp_pkt->data = xdp->data;
 212         xdp_pkt->len  = xdp->data_end - xdp->data;
 213         xdp_pkt->headroom = headroom - sizeof(*xdp_pkt);
 214         xdp_pkt->metasize = metasize;
 215
 216         return xdp_pkt;
 217 }
 218
 219 static struct sk_buff *cpu_map_build_skb(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 220                                          struct xdp_pkt *xdp_pkt)
 221 {
 222         unsigned int frame_size;
 223         void *pkt_data_start;
 224         struct sk_buff *skb;
 225
 226         /* build_skb need to place skb_shared_info after SKB end, and
 227          * also want to know the memory "truesize".  Thus, need to
 228          * know the memory frame size backing xdp_buff.
 229          *
 230          * XDP was designed to have PAGE_SIZE frames, but this
 231          * assumption is not longer true with ixgbe and i40e.  It
 232          * would be preferred to set frame_size to 2048 or 4096
 233          * depending on the driver.
 234          *   frame_size = 2048;
 235          *   frame_len  = frame_size - sizeof(*xdp_pkt);
 236          *
 237          * Instead, with info avail, skb_shared_info in placed after
 238          * packet len.  This, unfortunately fakes the truesize.
 239          * Another disadvantage of this approach, the skb_shared_info
 240          * is not at a fixed memory location, with mixed length
 241          * packets, which is bad for cache-line hotness.
 242          */
 243         frame_size = SKB_DATA_ALIGN(xdp_pkt->len) + xdp_pkt->headroom +
 244                 SKB_DATA_ALIGN(sizeof(struct skb_shared_info));
 245
 246         pkt_data_start = xdp_pkt->data - xdp_pkt->headroom;
 247         skb = build_skb(pkt_data_start, frame_size);
 248         if (!skb)
 249                 return NULL;
 250
 251         skb_reserve(skb, xdp_pkt->headroom);
 252         __skb_put(skb, xdp_pkt->len);
 253         if (xdp_pkt->metasize)
 254                 skb_metadata_set(skb, xdp_pkt->metasize);
 255
 256         /* Essential SKB info: protocol and skb->dev */
 257         skb->protocol = eth_type_trans(skb, xdp_pkt->dev_rx);
 258
 259         /* Optional SKB info, currently missing:
 260          * - HW checksum info           (skb->ip_summed)
 261          * - HW RX hash                 (skb_set_hash)
 262          * - RX ring dev queue index    (skb_record_rx_queue)
 263          */
 264
 265         return skb;
 266 }
 267
 268 static int cpu_map_kthread_run(void *data)
 269 {
 270         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = data;
 271
 272         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 273
 274         /* When kthread gives stop order, then rcpu have been disconnected
 275          * from map, thus no new packets can enter. Remaining in-flight
 276          * per CPU stored packets are flushed to this queue.  Wait honoring
 277          * kthread_stop signal until queue is empty.
 278          */
 279         while (!kthread_should_stop() || !__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 280                 unsigned int processed = 0, drops = 0, sched = 0;
 281                 struct xdp_pkt *xdp_pkt;
 282
 283                 /* Release CPU reschedule checks */
 284                 if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 285                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 286                         /* Recheck to avoid lost wake-up */
 287                         if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 288                                 schedule();
 289                                 sched = 1;
 290                         } else {
 291                                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
 292                         }
 293                 } else {
 294                         sched = cond_resched();
 295                 }
 296
 297                 /* Process packets in rcpu->queue */
 298                 local_bh_disable();
 299                 /*
 300                  * The bpf_cpu_map_entry is single consumer, with this
 301                  * kthread CPU pinned. Lockless access to ptr_ring
 302                  * consume side valid as no-resize allowed of queue.
 303                  */
 304                 while ((xdp_pkt = __ptr_ring_consume(rcpu->queue))) {
 305                         struct sk_buff *skb;
 306                         int ret;
 307
 308                         skb = cpu_map_build_skb(rcpu, xdp_pkt);
 309                         if (!skb) {
 310                                 page_frag_free(xdp_pkt);
 311                                 continue;
 312                         }
 313
 314                         /* Inject into network stack */
 315                         ret = netif_receive_skb_core(skb);
 316                         if (ret == NET_RX_DROP)
 317                                 drops++;
 318
 319                         /* Limit BH-disable period */
 320                         if (++processed == 8)
 321                                 break;
 322                 }
 323                 /* Feedback loop via tracepoint */
 324                 trace_xdp_cpumap_kthread(rcpu->map_id, processed, drops, sched);
 325
 326                 local_bh_enable(); /* resched point, may call do_softirq() */
 327         }
 328         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 329
 330         put_cpu_map_entry(rcpu);
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 static struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_entry_alloc(u32 qsize, u32 cpu,
 335                                                        int map_id)
 336 {
 337         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 338         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 339         int numa, err;
 340
 341         /* Have map->numa_node, but choose node of redirect target CPU */
 342         numa = cpu_to_node(cpu);
 343
 344         rcpu = kzalloc_node(sizeof(*rcpu), gfp, numa);
 345         if (!rcpu)
 346                 return NULL;
 347
 348         /* Alloc percpu bulkq */
 349         rcpu->bulkq = __alloc_percpu_gfp(sizeof(*rcpu->bulkq),
 350                                          sizeof(void *), gfp);
 351         if (!rcpu->bulkq)
 352                 goto free_rcu;
 353
 354         /* Alloc queue */
 355         rcpu->queue = kzalloc_node(sizeof(*rcpu->queue), gfp, numa);
 356         if (!rcpu->queue)
 357                 goto free_bulkq;
 358
 359         err = ptr_ring_init(rcpu->queue, qsize, gfp);
 360         if (err)
 361                 goto free_queue;
 362
 363         rcpu->cpu    = cpu;
 364         rcpu->map_id = map_id;
 365         rcpu->qsize  = qsize;
 366
 367         /* Setup kthread */
 368         rcpu->kthread = kthread_create_on_node(cpu_map_kthread_run, rcpu, numa,
 369                                                "cpumap/%d/map:%d", cpu, map_id);
 370         if (IS_ERR(rcpu->kthread))
 371                 goto free_ptr_ring;
 372
 373         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for being in cmap->cpu_map[] */
 374         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for kthread */
 375
 376         /* Make sure kthread runs on a single CPU */
 377         kthread_bind(rcpu->kthread, cpu);
 378         wake_up_process(rcpu->kthread);
 379
 380         return rcpu;
 381
 382 free_ptr_ring:
 383         ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 384 free_queue:
 385         kfree(rcpu->queue);
 386 free_bulkq:
 387         free_percpu(rcpu->bulkq);
 388 free_rcu:
 389         kfree(rcpu);
 390         return NULL;
 391 }
 392
 393 static void __cpu_map_entry_free(struct rcu_head *rcu)
 394 {
 395         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 396         int cpu;
 397
 398         /* This cpu_map_entry have been disconnected from map and one
 399          * RCU graze-period have elapsed.  Thus, XDP cannot queue any
 400          * new packets and cannot change/set flush_needed that can
 401          * find this entry.
 402          */
 403         rcpu = container_of(rcu, struct bpf_cpu_map_entry, rcu);
 404
 405         /* Flush remaining packets in percpu bulkq */
 406         for_each_online_cpu(cpu) {
 407                 struct xdp_bulk_queue *bq = per_cpu_ptr(rcpu->bulkq, cpu);
 408
 409                 /* No concurrent bq_enqueue can run at this point */
 410                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq);
 411         }
 412         free_percpu(rcpu->bulkq);
 413         /* Cannot kthread_stop() here, last put free rcpu resources */
 414         put_cpu_map_entry(rcpu);
 415 }
 416
 417 /* After xchg pointer to bpf_cpu_map_entry, use the call_rcu() to
 418  * ensure any driver rcu critical sections have completed, but this
 419  * does not guarantee a flush has happened yet. Because driver side
 420  * rcu_read_lock/unlock only protects the running XDP program.  The
 421  * atomic xchg and NULL-ptr check in __cpu_map_flush() makes sure a
 422  * pending flush op doesn't fail.
 423  *
 424  * The bpf_cpu_map_entry is still used by the kthread, and there can
 425  * still be pending packets (in queue and percpu bulkq).  A refcnt
 426  * makes sure to last user (kthread_stop vs. call_rcu) free memory
 427  * resources.
 428  *
 429  * The rcu callback __cpu_map_entry_free flush remaining packets in
 430  * percpu bulkq to queue.  Due to caller map_delete_elem() disable
 431  * preemption, cannot call kthread_stop() to make sure queue is empty.
 432  * Instead a work_queue is started for stopping kthread,
 433  * cpu_map_kthread_stop, which waits for an RCU graze period before
 434  * stopping kthread, emptying the queue.
 435  */
 436 static void __cpu_map_entry_replace(struct bpf_cpu_map *cmap,
 437                                     u32 key_cpu, struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 438 {
 439         struct bpf_cpu_map_entry *old_rcpu;
 440
 441         old_rcpu = xchg(&cmap->cpu_map[key_cpu], rcpu);
 442         if (old_rcpu) {
 443                 call_rcu(&old_rcpu->rcu, __cpu_map_entry_free);
 444                 INIT_WORK(&old_rcpu->kthread_stop_wq, cpu_map_kthread_stop);
 445                 schedule_work(&old_rcpu->kthread_stop_wq);
 446         }
 447 }
 448
 449 static int cpu_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 450 {
 451         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 452         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 453
 454         if (key_cpu >= map->max_entries)
 455                 return -EINVAL;
 456
 457         /* notice caller map_delete_elem() use preempt_disable() */
 458         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, NULL);
 459         return 0;
 460 }
 461
 462 static int cpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 463                                u64 map_flags)
 464 {
 465         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 466         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 467
 468         /* Array index key correspond to CPU number */
 469         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 470         /* Value is the queue size */
 471         u32 qsize = *(u32 *)value;
 472
 473         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 474                 return -EINVAL;
 475         if (unlikely(key_cpu >= cmap->map.max_entries))
 476                 return -E2BIG;
 477         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 478                 return -EEXIST;
 479         if (unlikely(qsize > 16384)) /* sanity limit on qsize */
 480                 return -EOVERFLOW;
 481
 482         /* Make sure CPU is a valid possible cpu */
 483         if (!cpu_possible(key_cpu))
 484                 return -ENODEV;
 485
 486         if (qsize == 0) {
 487                 rcpu = NULL; /* Same as deleting */
 488         } else {
 489                 /* Updating qsize cause re-allocation of bpf_cpu_map_entry */
 490                 rcpu = __cpu_map_entry_alloc(qsize, key_cpu, map->id);
 491                 if (!rcpu)
 492                         return -ENOMEM;
 493         }
 494         rcu_read_lock();
 495         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, rcpu);
 496         rcu_read_unlock();
 497         return 0;
 498 }
 499
 500 static void cpu_map_free(struct bpf_map *map)
 501 {
 502         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 503         int cpu;
 504         u32 i;
 505
 506         /* At this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
 507          * so the bpf programs (can be more than one that used this map) were
 508          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
 509          * these programs to complete. The rcu critical section only guarantees
 510          * no further "XDP/bpf-side" reads against bpf_cpu_map->cpu_map.
 511          * It does __not__ ensure pending flush operations (if any) are
 512          * complete.
 513          */
 514         synchronize_rcu();
 515
 516         /* To ensure all pending flush operations have completed wait for flush
 517          * bitmap to indicate all flush_needed bits to be zero on _all_ cpus.
 518          * Because the above synchronize_rcu() ensures the map is disconnected
 519          * from the program we can assume no new bits will be set.
 520          */
 521         for_each_online_cpu(cpu) {
 522                 unsigned long *bitmap = per_cpu_ptr(cmap->flush_needed, cpu);
 523
 524                 while (!bitmap_empty(bitmap, cmap->map.max_entries))
 525                         cond_resched();
 526         }
 527
 528         /* For cpu_map the remote CPUs can still be using the entries
 529          * (struct bpf_cpu_map_entry).
 530          */
 531         for (i = 0; i < cmap->map.max_entries; i++) {
 532                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 533
 534                 rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[i]);
 535                 if (!rcpu)
 536                         continue;
 537
 538                 /* bq flush and cleanup happens after RCU graze-period */
 539                 __cpu_map_entry_replace(cmap, i, NULL); /* call_rcu */
 540         }
 541         free_percpu(cmap->flush_needed);
 542         bpf_map_area_free(cmap->cpu_map);
 543         kfree(cmap);
 544 }
 545
 546 struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 547 {
 548         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 549         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 550
 551         if (key >= map->max_entries)
 552                 return NULL;
 553
 554         rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[key]);
 555         return rcpu;
 556 }
 557
 558 static void *cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 559 {
 560         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu =
 561                 __cpu_map_lookup_elem(map, *(u32 *)key);
 562
 563         return rcpu ? &rcpu->qsize : NULL;
 564 }
 565
 566 static int cpu_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 567 {
 568         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 569         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 570         u32 *next = next_key;
 571
 572         if (index >= cmap->map.max_entries) {
 573                 *next = 0;
 574                 return 0;
 575         }
 576
 577         if (index == cmap->map.max_entries - 1)
 578                 return -ENOENT;
 579         *next = index + 1;
 580         return 0;
 581 }
 582
 583 const struct bpf_map_ops cpu_map_ops = {
 584         .map_alloc              = cpu_map_alloc,
 585         .map_free               = cpu_map_free,
 586         .map_delete_elem        = cpu_map_delete_elem,
 587         .map_update_elem        = cpu_map_update_elem,
 588         .map_lookup_elem        = cpu_map_lookup_elem,
 589         .map_get_next_key       = cpu_map_get_next_key,
 590 };
 591
 592 static int bq_flush_to_queue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 593                              struct xdp_bulk_queue *bq)
 594 {
 595         unsigned int processed = 0, drops = 0;
 596         const int to_cpu = rcpu->cpu;
 597         struct ptr_ring *q;
 598         int i;
 599
 600         if (unlikely(!bq->count))
 601                 return 0;
 602
 603         q = rcpu->queue;
 604         spin_lock(&q->producer_lock);
 605
 606         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 607                 void *xdp_pkt = bq->q[i];
 608                 int err;
 609
 610                 err = __ptr_ring_produce(q, xdp_pkt);
 611                 if (err) {
 612                         drops++;
 613                         page_frag_free(xdp_pkt); /* Free xdp_pkt */
 614                 }
 615                 processed++;
 616         }
 617         bq->count = 0;
 618         spin_unlock(&q->producer_lock);
 619
 620         /* Feedback loop via tracepoints */
 621         trace_xdp_cpumap_enqueue(rcpu->map_id, processed, drops, to_cpu);
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 /* Runs under RCU-read-side, plus in softirq under NAPI protection.
 626  * Thus, safe percpu variable access.
 627  */
 628 static int bq_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_pkt *xdp_pkt)
 629 {
 630         struct xdp_bulk_queue *bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 631
 632         if (unlikely(bq->count == CPU_MAP_BULK_SIZE))
 633                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq);
 634
 635         /* Notice, xdp_buff/page MUST be queued here, long enough for
 636          * driver to code invoking us to finished, due to driver
 637          * (e.g. ixgbe) recycle tricks based on page-refcnt.
 638          *
 639          * Thus, incoming xdp_pkt is always queued here (else we race
 640          * with another CPU on page-refcnt and remaining driver code).
 641          * Queue time is very short, as driver will invoke flush
 642          * operation, when completing napi->poll call.
 643          */
 644         bq->q[bq->count++] = xdp_pkt;
 645         return 0;
 646 }
 647
 648 int cpu_map_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_buff *xdp,
 649                     struct net_device *dev_rx)
 650 {
 651         struct xdp_pkt *xdp_pkt;
 652
 653         xdp_pkt = convert_to_xdp_pkt(xdp);
 654         if (unlikely(!xdp_pkt))
 655                 return -EOVERFLOW;
 656
 657         /* Info needed when constructing SKB on remote CPU */
 658         xdp_pkt->dev_rx = dev_rx;
 659
 660         bq_enqueue(rcpu, xdp_pkt);
 661         return 0;
 662 }
 663
 664 void __cpu_map_insert_ctx(struct bpf_map *map, u32 bit)
 665 {
 666         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 667         unsigned long *bitmap = this_cpu_ptr(cmap->flush_needed);
 668
 669         __set_bit(bit, bitmap);
 670 }
 671
 672 void __cpu_map_flush(struct bpf_map *map)
 673 {
 674         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 675         unsigned long *bitmap = this_cpu_ptr(cmap->flush_needed);
 676         u32 bit;
 677
 678         /* The napi->poll softirq makes sure __cpu_map_insert_ctx()
 679          * and __cpu_map_flush() happen on same CPU. Thus, the percpu
 680          * bitmap indicate which percpu bulkq have packets.
 681          */
 682         for_each_set_bit(bit, bitmap, map->max_entries) {
 683                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[bit]);
 684                 struct xdp_bulk_queue *bq;
 685
 686                 /* This is possible if entry is removed by user space
 687                  * between xdp redirect and flush op.
 688                  */
 689                 if (unlikely(!rcpu))
 690                         continue;
 691
 692                 __clear_bit(bit, bitmap);
 693
 694                 /* Flush all frames in bulkq to real queue */
 695                 bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 696                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq);
 697
 698                 /* If already running, costs spin_lock_irqsave + smb_mb */
 699                 wake_up_process(rcpu->kthread);
 700         }
 701 }