kernel/bpf/memalloc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Copyright (c) 2022 Meta Platforms, Inc. and affiliates. */
   3 #include <linux/mm.h>
   4 #include <linux/llist.h>
   5 #include <linux/bpf.h>
   6 #include <linux/irq_work.h>
   7 #include <linux/bpf_mem_alloc.h>
   8 #include <linux/memcontrol.h>
   9 #include <asm/local.h>
  10
  11 /* Any context (including NMI) BPF specific memory allocator.
  12  *
  13  * Tracing BPF programs can attach to kprobe and fentry. Hence they
  14  * run in unknown context where calling plain kmalloc() might not be safe.
  15  *
  16  * Front-end kmalloc() with per-cpu per-bucket cache of free elements.
  17  * Refill this cache asynchronously from irq_work.
  18  *
  19  * CPU_0 buckets
  20  * 16 32 64 96 128 196 256 512 1024 2048 4096
  21  * ...
  22  * CPU_N buckets
  23  * 16 32 64 96 128 196 256 512 1024 2048 4096
  24  *
  25  * The buckets are prefilled at the start.
  26  * BPF programs always run with migration disabled.
  27  * It's safe to allocate from cache of the current cpu with irqs disabled.
  28  * Free-ing is always done into bucket of the current cpu as well.
  29  * irq_work trims extra free elements from buckets with kfree
  30  * and refills them with kmalloc, so global kmalloc logic takes care
  31  * of freeing objects allocated by one cpu and freed on another.
  32  *
  33  * Every allocated objected is padded with extra 8 bytes that contains
  34  * struct llist_node.
  35  */
  36 #define LLIST_NODE_SZ sizeof(struct llist_node)
  37
  38 /* similar to kmalloc, but sizeof == 8 bucket is gone */
  39 static u8 size_index[24] __ro_after_init = {
  40         3,      /* 8 */
  41         3,      /* 16 */
  42         4,      /* 24 */
  43         4,      /* 32 */
  44         5,      /* 40 */
  45         5,      /* 48 */
  46         5,      /* 56 */
  47         5,      /* 64 */
  48         1,      /* 72 */
  49         1,      /* 80 */
  50         1,      /* 88 */
  51         1,      /* 96 */
  52         6,      /* 104 */
  53         6,      /* 112 */
  54         6,      /* 120 */
  55         6,      /* 128 */
  56         2,      /* 136 */
  57         2,      /* 144 */
  58         2,      /* 152 */
  59         2,      /* 160 */
  60         2,      /* 168 */
  61         2,      /* 176 */
  62         2,      /* 184 */
  63         2       /* 192 */
  64 };
  65
  66 static int bpf_mem_cache_idx(size_t size)
  67 {
  68         if (!size || size > 4096)
  69                 return -1;
  70
  71         if (size <= 192)
  72                 return size_index[(size - 1) / 8] - 1;
  73
  74         return fls(size - 1) - 2;
  75 }
  76
  77 #define NUM_CACHES 11
  78
  79 struct bpf_mem_cache {
  80         /* per-cpu list of free objects of size 'unit_size'.
  81          * All accesses are done with interrupts disabled and 'active' counter
  82          * protection with __llist_add() and __llist_del_first().
  83          */
  84         struct llist_head free_llist;
  85         local_t active;
  86
  87         /* Operations on the free_list from unit_alloc/unit_free/bpf_mem_refill
  88          * are sequenced by per-cpu 'active' counter. But unit_free() cannot
  89          * fail. When 'active' is busy the unit_free() will add an object to
  90          * free_llist_extra.
  91          */
  92         struct llist_head free_llist_extra;
  93
  94         struct irq_work refill_work;
  95         struct obj_cgroup *objcg;
  96         int unit_size;
  97         /* count of objects in free_llist */
  98         int free_cnt;
  99         int low_watermark, high_watermark, batch;
 100         int percpu_size;
 101
 102         struct rcu_head rcu;
 103         struct llist_head free_by_rcu;
 104         struct llist_head waiting_for_gp;
 105         atomic_t call_rcu_in_progress;
 106 };
 107
 108 struct bpf_mem_caches {
 109         struct bpf_mem_cache cache[NUM_CACHES];
 110 };
 111
 112 static struct llist_node notrace *__llist_del_first(struct llist_head *head)
 113 {
 114         struct llist_node *entry, *next;
 115
 116         entry = head->first;
 117         if (!entry)
 118                 return NULL;
 119         next = entry->next;
 120         head->first = next;
 121         return entry;
 122 }
 123
 124 static void *__alloc(struct bpf_mem_cache *c, int node)
 125 {
 126         /* Allocate, but don't deplete atomic reserves that typical
 127          * GFP_ATOMIC would do. irq_work runs on this cpu and kmalloc
 128          * will allocate from the current numa node which is what we
 129          * want here.
 130          */
 131         gfp_t flags = GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN | __GFP_ACCOUNT;
 132
 133         if (c->percpu_size) {
 134                 void **obj = kmalloc_node(c->percpu_size, flags, node);
 135                 void *pptr = __alloc_percpu_gfp(c->unit_size, 8, flags);
 136
 137                 if (!obj || !pptr) {
 138                         free_percpu(pptr);
 139                         kfree(obj);
 140                         return NULL;
 141                 }
 142                 obj[1] = pptr;
 143                 return obj;
 144         }
 145
 146         return kmalloc_node(c->unit_size, flags | __GFP_ZERO, node);
 147 }
 148
 149 static struct mem_cgroup *get_memcg(const struct bpf_mem_cache *c)
 150 {
 151 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 152         if (c->objcg)
 153                 return get_mem_cgroup_from_objcg(c->objcg);
 154 #endif
 155
 156 #ifdef CONFIG_MEMCG
 157         return root_mem_cgroup;
 158 #else
 159         return NULL;
 160 #endif
 161 }
 162
 163 /* Mostly runs from irq_work except __init phase. */
 164 static void alloc_bulk(struct bpf_mem_cache *c, int cnt, int node)
 165 {
 166         struct mem_cgroup *memcg = NULL, *old_memcg;
 167         unsigned long flags;
 168         void *obj;
 169         int i;
 170
 171         memcg = get_memcg(c);
 172         old_memcg = set_active_memcg(memcg);
 173         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 174                 /*
 175                  * free_by_rcu is only manipulated by irq work refill_work().
 176                  * IRQ works on the same CPU are called sequentially, so it is
 177                  * safe to use __llist_del_first() here. If alloc_bulk() is
 178                  * invoked by the initial prefill, there will be no running
 179                  * refill_work(), so __llist_del_first() is fine as well.
 180                  *
 181                  * In most cases, objects on free_by_rcu are from the same CPU.
 182                  * If some objects come from other CPUs, it doesn't incur any
 183                  * harm because NUMA_NO_NODE means the preference for current
 184                  * numa node and it is not a guarantee.
 185                  */
 186                 obj = __llist_del_first(&c->free_by_rcu);
 187                 if (!obj) {
 188                         obj = __alloc(c, node);
 189                         if (!obj)
 190                                 break;
 191                 }
 192                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
 193                         /* In RT irq_work runs in per-cpu kthread, so disable
 194                          * interrupts to avoid preemption and interrupts and
 195                          * reduce the chance of bpf prog executing on this cpu
 196                          * when active counter is busy.
 197                          */
 198                         local_irq_save(flags);
 199                 /* alloc_bulk runs from irq_work which will not preempt a bpf
 200                  * program that does unit_alloc/unit_free since IRQs are
 201                  * disabled there. There is no race to increment 'active'
 202                  * counter. It protects free_llist from corruption in case NMI
 203                  * bpf prog preempted this loop.
 204                  */
 205                 WARN_ON_ONCE(local_inc_return(&c->active) != 1);
 206                 __llist_add(obj, &c->free_llist);
 207                 c->free_cnt++;
 208                 local_dec(&c->active);
 209                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
 210                         local_irq_restore(flags);
 211         }
 212         set_active_memcg(old_memcg);
 213         mem_cgroup_put(memcg);
 214 }
 215
 216 static void free_one(struct bpf_mem_cache *c, void *obj)
 217 {
 218         if (c->percpu_size) {
 219                 free_percpu(((void **)obj)[1]);
 220                 kfree(obj);
 221                 return;
 222         }
 223
 224         kfree(obj);
 225 }
 226
 227 static void __free_rcu(struct rcu_head *head)
 228 {
 229         struct bpf_mem_cache *c = container_of(head, struct bpf_mem_cache, rcu);
 230         struct llist_node *llnode = llist_del_all(&c->waiting_for_gp);
 231         struct llist_node *pos, *t;
 232
 233         llist_for_each_safe(pos, t, llnode)
 234                 free_one(c, pos);
 235         atomic_set(&c->call_rcu_in_progress, 0);
 236 }
 237
 238 static void __free_rcu_tasks_trace(struct rcu_head *head)
 239 {
 240         /* If RCU Tasks Trace grace period implies RCU grace period,
 241          * there is no need to invoke call_rcu().
 242          */
 243         if (rcu_trace_implies_rcu_gp())
 244                 __free_rcu(head);
 245         else
 246                 call_rcu(head, __free_rcu);
 247 }
 248
 249 static void enque_to_free(struct bpf_mem_cache *c, void *obj)
 250 {
 251         struct llist_node *llnode = obj;
 252
 253         /* bpf_mem_cache is a per-cpu object. Freeing happens in irq_work.
 254          * Nothing races to add to free_by_rcu list.
 255          */
 256         __llist_add(llnode, &c->free_by_rcu);
 257 }
 258
 259 static void do_call_rcu(struct bpf_mem_cache *c)
 260 {
 261         struct llist_node *llnode, *t;
 262
 263         if (atomic_xchg(&c->call_rcu_in_progress, 1))
 264                 return;
 265
 266         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&c->waiting_for_gp));
 267         llist_for_each_safe(llnode, t, __llist_del_all(&c->free_by_rcu))
 268                 /* There is no concurrent __llist_add(waiting_for_gp) access.
 269                  * It doesn't race with llist_del_all either.
 270                  * But there could be two concurrent llist_del_all(waiting_for_gp):
 271                  * from __free_rcu() and from drain_mem_cache().
 272                  */
 273                 __llist_add(llnode, &c->waiting_for_gp);
 274         /* Use call_rcu_tasks_trace() to wait for sleepable progs to finish.
 275          * If RCU Tasks Trace grace period implies RCU grace period, free
 276          * these elements directly, else use call_rcu() to wait for normal
 277          * progs to finish and finally do free_one() on each element.
 278          */
 279         call_rcu_tasks_trace(&c->rcu, __free_rcu_tasks_trace);
 280 }
 281
 282 static void free_bulk(struct bpf_mem_cache *c)
 283 {
 284         struct llist_node *llnode, *t;
 285         unsigned long flags;
 286         int cnt;
 287
 288         do {
 289                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
 290                         local_irq_save(flags);
 291                 WARN_ON_ONCE(local_inc_return(&c->active) != 1);
 292                 llnode = __llist_del_first(&c->free_llist);
 293                 if (llnode)
 294                         cnt = --c->free_cnt;
 295                 else
 296                         cnt = 0;
 297                 local_dec(&c->active);
 298                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
 299                         local_irq_restore(flags);
 300                 if (llnode)
 301                         enque_to_free(c, llnode);
 302         } while (cnt > (c->high_watermark + c->low_watermark) / 2);
 303
 304         /* and drain free_llist_extra */
 305         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&c->free_llist_extra))
 306                 enque_to_free(c, llnode);
 307         do_call_rcu(c);
 308 }
 309
 310 static void bpf_mem_refill(struct irq_work *work)
 311 {
 312         struct bpf_mem_cache *c = container_of(work, struct bpf_mem_cache, refill_work);
 313         int cnt;
 314
 315         /* Racy access to free_cnt. It doesn't need to be 100% accurate */
 316         cnt = c->free_cnt;
 317         if (cnt < c->low_watermark)
 318                 /* irq_work runs on this cpu and kmalloc will allocate
 319                  * from the current numa node which is what we want here.
 320                  */
 321                 alloc_bulk(c, c->batch, NUMA_NO_NODE);
 322         else if (cnt > c->high_watermark)
 323                 free_bulk(c);
 324 }
 325
 326 static void notrace irq_work_raise(struct bpf_mem_cache *c)
 327 {
 328         irq_work_queue(&c->refill_work);
 329 }
 330
 331 /* For typical bpf map case that uses bpf_mem_cache_alloc and single bucket
 332  * the freelist cache will be elem_size * 64 (or less) on each cpu.
 333  *
 334  * For bpf programs that don't have statically known allocation sizes and
 335  * assuming (low_mark + high_mark) / 2 as an average number of elements per
 336  * bucket and all buckets are used the total amount of memory in freelists
 337  * on each cpu will be:
 338  * 64*16 + 64*32 + 64*64 + 64*96 + 64*128 + 64*196 + 64*256 + 32*512 + 16*1024 + 8*2048 + 4*4096
 339  * == ~ 116 Kbyte using below heuristic.
 340  * Initialized, but unused bpf allocator (not bpf map specific one) will
 341  * consume ~ 11 Kbyte per cpu.
 342  * Typical case will be between 11K and 116K closer to 11K.
 343  * bpf progs can and should share bpf_mem_cache when possible.
 344  */
 345
 346 static void prefill_mem_cache(struct bpf_mem_cache *c, int cpu)
 347 {
 348         init_irq_work(&c->refill_work, bpf_mem_refill);
 349         if (c->unit_size <= 256) {
 350                 c->low_watermark = 32;
 351                 c->high_watermark = 96;
 352         } else {
 353                 /* When page_size == 4k, order-0 cache will have low_mark == 2
 354                  * and high_mark == 6 with batch alloc of 3 individual pages at
 355                  * a time.
 356                  * 8k allocs and above low == 1, high == 3, batch == 1.
 357                  */
 358                 c->low_watermark = max(32 * 256 / c->unit_size, 1);
 359                 c->high_watermark = max(96 * 256 / c->unit_size, 3);
 360         }
 361         c->batch = max((c->high_watermark - c->low_watermark) / 4 * 3, 1);
 362
 363         /* To avoid consuming memory assume that 1st run of bpf
 364          * prog won't be doing more than 4 map_update_elem from
 365          * irq disabled region
 366          */
 367         alloc_bulk(c, c->unit_size <= 256 ? 4 : 1, cpu_to_node(cpu));
 368 }
 369
 370 /* When size != 0 bpf_mem_cache for each cpu.
 371  * This is typical bpf hash map use case when all elements have equal size.
 372  *
 373  * When size == 0 allocate 11 bpf_mem_cache-s for each cpu, then rely on
 374  * kmalloc/kfree. Max allocation size is 4096 in this case.
 375  * This is bpf_dynptr and bpf_kptr use case.
 376  */
 377 int bpf_mem_alloc_init(struct bpf_mem_alloc *ma, int size, bool percpu)
 378 {
 379         static u16 sizes[NUM_CACHES] = {96, 192, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096};
 380         struct bpf_mem_caches *cc, __percpu *pcc;
 381         struct bpf_mem_cache *c, __percpu *pc;
 382         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
 383         int cpu, i, unit_size, percpu_size = 0;
 384
 385         if (size) {
 386                 pc = __alloc_percpu_gfp(sizeof(*pc), 8, GFP_KERNEL);
 387                 if (!pc)
 388                         return -ENOMEM;
 389
 390                 if (percpu)
 391                         /* room for llist_node and per-cpu pointer */
 392                         percpu_size = LLIST_NODE_SZ + sizeof(void *);
 393                 else
 394                         size += LLIST_NODE_SZ; /* room for llist_node */
 395                 unit_size = size;
 396
 397 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 398                 if (memcg_bpf_enabled())
 399                         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
 400 #endif
 401                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 402                         c = per_cpu_ptr(pc, cpu);
 403                         c->unit_size = unit_size;
 404                         c->objcg = objcg;
 405                         c->percpu_size = percpu_size;
 406                         prefill_mem_cache(c, cpu);
 407                 }
 408                 ma->cache = pc;
 409                 return 0;
 410         }
 411
 412         /* size == 0 && percpu is an invalid combination */
 413         if (WARN_ON_ONCE(percpu))
 414                 return -EINVAL;
 415
 416         pcc = __alloc_percpu_gfp(sizeof(*cc), 8, GFP_KERNEL);
 417         if (!pcc)
 418                 return -ENOMEM;
 419 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 420         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
 421 #endif
 422         for_each_possible_cpu(cpu) {
 423                 cc = per_cpu_ptr(pcc, cpu);
 424                 for (i = 0; i < NUM_CACHES; i++) {
 425                         c = &cc->cache[i];
 426                         c->unit_size = sizes[i];
 427                         c->objcg = objcg;
 428                         prefill_mem_cache(c, cpu);
 429                 }
 430         }
 431         ma->caches = pcc;
 432         return 0;
 433 }
 434
 435 static void drain_mem_cache(struct bpf_mem_cache *c)
 436 {
 437         struct llist_node *llnode, *t;
 438
 439         /* No progs are using this bpf_mem_cache, but htab_map_free() called
 440          * bpf_mem_cache_free() for all remaining elements and they can be in
 441          * free_by_rcu or in waiting_for_gp lists, so drain those lists now.
 442          *
 443          * Except for waiting_for_gp list, there are no concurrent operations
 444          * on these lists, so it is safe to use __llist_del_all().
 445          */
 446         llist_for_each_safe(llnode, t, __llist_del_all(&c->free_by_rcu))
 447                 free_one(c, llnode);
 448         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&c->waiting_for_gp))
 449                 free_one(c, llnode);
 450         llist_for_each_safe(llnode, t, __llist_del_all(&c->free_llist))
 451                 free_one(c, llnode);
 452         llist_for_each_safe(llnode, t, __llist_del_all(&c->free_llist_extra))
 453                 free_one(c, llnode);
 454 }
 455
 456 static void free_mem_alloc_no_barrier(struct bpf_mem_alloc *ma)
 457 {
 458         free_percpu(ma->cache);
 459         free_percpu(ma->caches);
 460         ma->cache = NULL;
 461         ma->caches = NULL;
 462 }
 463
 464 static void free_mem_alloc(struct bpf_mem_alloc *ma)
 465 {
 466         /* waiting_for_gp lists was drained, but __free_rcu might
 467          * still execute. Wait for it now before we freeing percpu caches.
 468          *
 469          * rcu_barrier_tasks_trace() doesn't imply synchronize_rcu_tasks_trace(),
 470          * but rcu_barrier_tasks_trace() and rcu_barrier() below are only used
 471          * to wait for the pending __free_rcu_tasks_trace() and __free_rcu(),
 472          * so if call_rcu(head, __free_rcu) is skipped due to
 473          * rcu_trace_implies_rcu_gp(), it will be OK to skip rcu_barrier() by
 474          * using rcu_trace_implies_rcu_gp() as well.
 475          */
 476         rcu_barrier_tasks_trace();
 477         if (!rcu_trace_implies_rcu_gp())
 478                 rcu_barrier();
 479         free_mem_alloc_no_barrier(ma);
 480 }
 481
 482 static void free_mem_alloc_deferred(struct work_struct *work)
 483 {
 484         struct bpf_mem_alloc *ma = container_of(work, struct bpf_mem_alloc, work);
 485
 486         free_mem_alloc(ma);
 487         kfree(ma);
 488 }
 489
 490 static void destroy_mem_alloc(struct bpf_mem_alloc *ma, int rcu_in_progress)
 491 {
 492         struct bpf_mem_alloc *copy;
 493
 494         if (!rcu_in_progress) {
 495                 /* Fast path. No callbacks are pending, hence no need to do
 496                  * rcu_barrier-s.
 497                  */
 498                 free_mem_alloc_no_barrier(ma);
 499                 return;
 500         }
 501
 502         copy = kmalloc(sizeof(*ma), GFP_KERNEL);
 503         if (!copy) {
 504                 /* Slow path with inline barrier-s */
 505                 free_mem_alloc(ma);
 506                 return;
 507         }
 508
 509         /* Defer barriers into worker to let the rest of map memory to be freed */
 510         copy->cache = ma->cache;
 511         ma->cache = NULL;
 512         copy->caches = ma->caches;
 513         ma->caches = NULL;
 514         INIT_WORK(&copy->work, free_mem_alloc_deferred);
 515         queue_work(system_unbound_wq, &copy->work);
 516 }
 517
 518 void bpf_mem_alloc_destroy(struct bpf_mem_alloc *ma)
 519 {
 520         struct bpf_mem_caches *cc;
 521         struct bpf_mem_cache *c;
 522         int cpu, i, rcu_in_progress;
 523
 524         if (ma->cache) {
 525                 rcu_in_progress = 0;
 526                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 527                         c = per_cpu_ptr(ma->cache, cpu);
 528                         /*
 529                          * refill_work may be unfinished for PREEMPT_RT kernel
 530                          * in which irq work is invoked in a per-CPU RT thread.
 531                          * It is also possible for kernel with
 532                          * arch_irq_work_has_interrupt() being false and irq
 533                          * work is invoked in timer interrupt. So waiting for
 534                          * the completion of irq work to ease the handling of
 535                          * concurrency.
 536                          */
 537                         irq_work_sync(&c->refill_work);
 538                         drain_mem_cache(c);
 539                         rcu_in_progress += atomic_read(&c->call_rcu_in_progress);
 540                 }
 541                 /* objcg is the same across cpus */
 542                 if (c->objcg)
 543                         obj_cgroup_put(c->objcg);
 544                 destroy_mem_alloc(ma, rcu_in_progress);
 545         }
 546         if (ma->caches) {
 547                 rcu_in_progress = 0;
 548                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 549                         cc = per_cpu_ptr(ma->caches, cpu);
 550                         for (i = 0; i < NUM_CACHES; i++) {
 551                                 c = &cc->cache[i];
 552                                 irq_work_sync(&c->refill_work);
 553                                 drain_mem_cache(c);
 554                                 rcu_in_progress += atomic_read(&c->call_rcu_in_progress);
 555                         }
 556                 }
 557                 if (c->objcg)
 558                         obj_cgroup_put(c->objcg);
 559                 destroy_mem_alloc(ma, rcu_in_progress);
 560         }
 561 }
 562
 563 /* notrace is necessary here and in other functions to make sure
 564  * bpf programs cannot attach to them and cause llist corruptions.
 565  */
 566 static void notrace *unit_alloc(struct bpf_mem_cache *c)
 567 {
 568         struct llist_node *llnode = NULL;
 569         unsigned long flags;
 570         int cnt = 0;
 571
 572         /* Disable irqs to prevent the following race for majority of prog types:
 573          * prog_A
 574          *   bpf_mem_alloc
 575          *      preemption or irq -> prog_B
 576          *        bpf_mem_alloc
 577          *
 578          * but prog_B could be a perf_event NMI prog.
 579          * Use per-cpu 'active' counter to order free_list access between
 580          * unit_alloc/unit_free/bpf_mem_refill.
 581          */
 582         local_irq_save(flags);
 583         if (local_inc_return(&c->active) == 1) {
 584                 llnode = __llist_del_first(&c->free_llist);
 585                 if (llnode)
 586                         cnt = --c->free_cnt;
 587         }
 588         local_dec(&c->active);
 589         local_irq_restore(flags);
 590
 591         WARN_ON(cnt < 0);
 592
 593         if (cnt < c->low_watermark)
 594                 irq_work_raise(c);
 595         return llnode;
 596 }
 597
 598 /* Though 'ptr' object could have been allocated on a different cpu
 599  * add it to the free_llist of the current cpu.
 600  * Let kfree() logic deal with it when it's later called from irq_work.
 601  */
 602 static void notrace unit_free(struct bpf_mem_cache *c, void *ptr)
 603 {
 604         struct llist_node *llnode = ptr - LLIST_NODE_SZ;
 605         unsigned long flags;
 606         int cnt = 0;
 607
 608         BUILD_BUG_ON(LLIST_NODE_SZ > 8);
 609
 610         local_irq_save(flags);
 611         if (local_inc_return(&c->active) == 1) {
 612                 __llist_add(llnode, &c->free_llist);
 613                 cnt = ++c->free_cnt;
 614         } else {
 615                 /* unit_free() cannot fail. Therefore add an object to atomic
 616                  * llist. free_bulk() will drain it. Though free_llist_extra is
 617                  * a per-cpu list we have to use atomic llist_add here, since
 618                  * it also can be interrupted by bpf nmi prog that does another
 619                  * unit_free() into the same free_llist_extra.
 620                  */
 621                 llist_add(llnode, &c->free_llist_extra);
 622         }
 623         local_dec(&c->active);
 624         local_irq_restore(flags);
 625
 626         if (cnt > c->high_watermark)
 627                 /* free few objects from current cpu into global kmalloc pool */
 628                 irq_work_raise(c);
 629 }
 630
 631 /* Called from BPF program or from sys_bpf syscall.
 632  * In both cases migration is disabled.
 633  */
 634 void notrace *bpf_mem_alloc(struct bpf_mem_alloc *ma, size_t size)
 635 {
 636         int idx;
 637         void *ret;
 638
 639         if (!size)
 640                 return ZERO_SIZE_PTR;
 641
 642         idx = bpf_mem_cache_idx(size + LLIST_NODE_SZ);
 643         if (idx < 0)
 644                 return NULL;
 645
 646         ret = unit_alloc(this_cpu_ptr(ma->caches)->cache + idx);
 647         return !ret ? NULL : ret + LLIST_NODE_SZ;
 648 }
 649
 650 void notrace bpf_mem_free(struct bpf_mem_alloc *ma, void *ptr)
 651 {
 652         int idx;
 653
 654         if (!ptr)
 655                 return;
 656
 657         idx = bpf_mem_cache_idx(ksize(ptr - LLIST_NODE_SZ));
 658         if (idx < 0)
 659                 return;
 660
 661         unit_free(this_cpu_ptr(ma->caches)->cache + idx, ptr);
 662 }
 663
 664 void notrace *bpf_mem_cache_alloc(struct bpf_mem_alloc *ma)
 665 {
 666         void *ret;
 667
 668         ret = unit_alloc(this_cpu_ptr(ma->cache));
 669         return !ret ? NULL : ret + LLIST_NODE_SZ;
 670 }
 671
 672 void notrace bpf_mem_cache_free(struct bpf_mem_alloc *ma, void *ptr)
 673 {
 674         if (!ptr)
 675                 return;
 676
 677         unit_free(this_cpu_ptr(ma->cache), ptr);
 678 }