net/xdp/xsk.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /* XDP sockets
   3  *
   4  * AF_XDP sockets allows a channel between XDP programs and userspace
   5  * applications.
   6  * Copyright(c) 2018 Intel Corporation.
   7  *
   8  * Author(s): Björn Töpel <bjorn.topel@intel.com>
   9  *            Magnus Karlsson <magnus.karlsson@intel.com>
  10  */
  11
  12 #define pr_fmt(fmt) "AF_XDP: %s: " fmt, __func__
  13
  14 #include <linux/if_xdp.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/sched/mm.h>
  17 #include <linux/sched/signal.h>
  18 #include <linux/sched/task.h>
  19 #include <linux/socket.h>
  20 #include <linux/file.h>
  21 #include <linux/uaccess.h>
  22 #include <linux/net.h>
  23 #include <linux/netdevice.h>
  24 #include <linux/rculist.h>
  25 #include <net/xdp_sock.h>
  26 #include <net/xdp.h>
  27
  28 #include "xsk_queue.h"
  29 #include "xdp_umem.h"
  30 #include "xsk.h"
  31
  32 #define TX_BATCH_SIZE 16
  33
  34 bool xsk_is_setup_for_bpf_map(struct xdp_sock *xs)
  35 {
  36         return READ_ONCE(xs->rx) &&  READ_ONCE(xs->umem) &&
  37                 READ_ONCE(xs->umem->fq);
  38 }
  39
  40 bool xsk_umem_has_addrs(struct xdp_umem *umem, u32 cnt)
  41 {
  42         return xskq_has_addrs(umem->fq, cnt);
  43 }
  44 EXPORT_SYMBOL(xsk_umem_has_addrs);
  45
  46 u64 *xsk_umem_peek_addr(struct xdp_umem *umem, u64 *addr)
  47 {
  48         return xskq_peek_addr(umem->fq, addr);
  49 }
  50 EXPORT_SYMBOL(xsk_umem_peek_addr);
  51
  52 void xsk_umem_discard_addr(struct xdp_umem *umem)
  53 {
  54         xskq_discard_addr(umem->fq);
  55 }
  56 EXPORT_SYMBOL(xsk_umem_discard_addr);
  57
  58 static int __xsk_rcv(struct xdp_sock *xs, struct xdp_buff *xdp, u32 len)
  59 {
  60         void *to_buf, *from_buf;
  61         u32 metalen;
  62         u64 addr;
  63         int err;
  64
  65         if (!xskq_peek_addr(xs->umem->fq, &addr) ||
  66             len > xs->umem->chunk_size_nohr - XDP_PACKET_HEADROOM) {
  67                 xs->rx_dropped++;
  68                 return -ENOSPC;
  69         }
  70
  71         addr += xs->umem->headroom;
  72
  73         if (unlikely(xdp_data_meta_unsupported(xdp))) {
  74                 from_buf = xdp->data;
  75                 metalen = 0;
  76         } else {
  77                 from_buf = xdp->data_meta;
  78                 metalen = xdp->data - xdp->data_meta;
  79         }
  80
  81         to_buf = xdp_umem_get_data(xs->umem, addr);
  82         memcpy(to_buf, from_buf, len + metalen);
  83         addr += metalen;
  84         err = xskq_produce_batch_desc(xs->rx, addr, len);
  85         if (!err) {
  86                 xskq_discard_addr(xs->umem->fq);
  87                 xdp_return_buff(xdp);
  88                 return 0;
  89         }
  90
  91         xs->rx_dropped++;
  92         return err;
  93 }
  94
  95 static int __xsk_rcv_zc(struct xdp_sock *xs, struct xdp_buff *xdp, u32 len)
  96 {
  97         int err = xskq_produce_batch_desc(xs->rx, (u64)xdp->handle, len);
  98
  99         if (err)
 100                 xs->rx_dropped++;
 101
 102         return err;
 103 }
 104
 105 int xsk_rcv(struct xdp_sock *xs, struct xdp_buff *xdp)
 106 {
 107         u32 len;
 108
 109         if (xs->dev != xdp->rxq->dev || xs->queue_id != xdp->rxq->queue_index)
 110                 return -EINVAL;
 111
 112         len = xdp->data_end - xdp->data;
 113
 114         return (xdp->rxq->mem.type == MEM_TYPE_ZERO_COPY) ?
 115                 __xsk_rcv_zc(xs, xdp, len) : __xsk_rcv(xs, xdp, len);
 116 }
 117
 118 void xsk_flush(struct xdp_sock *xs)
 119 {
 120         xskq_produce_flush_desc(xs->rx);
 121         xs->sk.sk_data_ready(&xs->sk);
 122 }
 123
 124 int xsk_generic_rcv(struct xdp_sock *xs, struct xdp_buff *xdp)
 125 {
 126         u32 metalen = xdp->data - xdp->data_meta;
 127         u32 len = xdp->data_end - xdp->data;
 128         void *buffer;
 129         u64 addr;
 130         int err;
 131
 132         spin_lock_bh(&xs->rx_lock);
 133
 134         if (xs->dev != xdp->rxq->dev || xs->queue_id != xdp->rxq->queue_index) {
 135                 err = -EINVAL;
 136                 goto out_unlock;
 137         }
 138
 139         if (!xskq_peek_addr(xs->umem->fq, &addr) ||
 140             len > xs->umem->chunk_size_nohr - XDP_PACKET_HEADROOM) {
 141                 err = -ENOSPC;
 142                 goto out_drop;
 143         }
 144
 145         addr += xs->umem->headroom;
 146
 147         buffer = xdp_umem_get_data(xs->umem, addr);
 148         memcpy(buffer, xdp->data_meta, len + metalen);
 149         addr += metalen;
 150         err = xskq_produce_batch_desc(xs->rx, addr, len);
 151         if (err)
 152                 goto out_drop;
 153
 154         xskq_discard_addr(xs->umem->fq);
 155         xskq_produce_flush_desc(xs->rx);
 156
 157         spin_unlock_bh(&xs->rx_lock);
 158
 159         xs->sk.sk_data_ready(&xs->sk);
 160         return 0;
 161
 162 out_drop:
 163         xs->rx_dropped++;
 164 out_unlock:
 165         spin_unlock_bh(&xs->rx_lock);
 166         return err;
 167 }
 168
 169 void xsk_umem_complete_tx(struct xdp_umem *umem, u32 nb_entries)
 170 {
 171         xskq_produce_flush_addr_n(umem->cq, nb_entries);
 172 }
 173 EXPORT_SYMBOL(xsk_umem_complete_tx);
 174
 175 void xsk_umem_consume_tx_done(struct xdp_umem *umem)
 176 {
 177         struct xdp_sock *xs;
 178
 179         rcu_read_lock();
 180         list_for_each_entry_rcu(xs, &umem->xsk_list, list) {
 181                 xs->sk.sk_write_space(&xs->sk);
 182         }
 183         rcu_read_unlock();
 184 }
 185 EXPORT_SYMBOL(xsk_umem_consume_tx_done);
 186
 187 bool xsk_umem_consume_tx(struct xdp_umem *umem, struct xdp_desc *desc)
 188 {
 189         struct xdp_sock *xs;
 190
 191         rcu_read_lock();
 192         list_for_each_entry_rcu(xs, &umem->xsk_list, list) {
 193                 if (!xskq_peek_desc(xs->tx, desc))
 194                         continue;
 195
 196                 if (xskq_produce_addr_lazy(umem->cq, desc->addr))
 197                         goto out;
 198
 199                 xskq_discard_desc(xs->tx);
 200                 rcu_read_unlock();
 201                 return true;
 202         }
 203
 204 out:
 205         rcu_read_unlock();
 206         return false;
 207 }
 208 EXPORT_SYMBOL(xsk_umem_consume_tx);
 209
 210 static int xsk_zc_xmit(struct sock *sk)
 211 {
 212         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 213         struct net_device *dev = xs->dev;
 214
 215         return dev->netdev_ops->ndo_xsk_async_xmit(dev, xs->queue_id);
 216 }
 217
 218 static void xsk_destruct_skb(struct sk_buff *skb)
 219 {
 220         u64 addr = (u64)(long)skb_shinfo(skb)->destructor_arg;
 221         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(skb->sk);
 222         unsigned long flags;
 223
 224         spin_lock_irqsave(&xs->tx_completion_lock, flags);
 225         WARN_ON_ONCE(xskq_produce_addr(xs->umem->cq, addr));
 226         spin_unlock_irqrestore(&xs->tx_completion_lock, flags);
 227
 228         sock_wfree(skb);
 229 }
 230
 231 static int xsk_generic_xmit(struct sock *sk, struct msghdr *m,
 232                             size_t total_len)
 233 {
 234         u32 max_batch = TX_BATCH_SIZE;
 235         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 236         bool sent_frame = false;
 237         struct xdp_desc desc;
 238         struct sk_buff *skb;
 239         int err = 0;
 240
 241         mutex_lock(&xs->mutex);
 242
 243         while (xskq_peek_desc(xs->tx, &desc)) {
 244                 char *buffer;
 245                 u64 addr;
 246                 u32 len;
 247
 248                 if (max_batch-- == 0) {
 249                         err = -EAGAIN;
 250                         goto out;
 251                 }
 252
 253                 if (xskq_reserve_addr(xs->umem->cq))
 254                         goto out;
 255
 256                 if (xs->queue_id >= xs->dev->real_num_tx_queues)
 257                         goto out;
 258
 259                 len = desc.len;
 260                 skb = sock_alloc_send_skb(sk, len, 1, &err);
 261                 if (unlikely(!skb)) {
 262                         err = -EAGAIN;
 263                         goto out;
 264                 }
 265
 266                 skb_put(skb, len);
 267                 addr = desc.addr;
 268                 buffer = xdp_umem_get_data(xs->umem, addr);
 269                 err = skb_store_bits(skb, 0, buffer, len);
 270                 if (unlikely(err)) {
 271                         kfree_skb(skb);
 272                         goto out;
 273                 }
 274
 275                 skb->dev = xs->dev;
 276                 skb->priority = sk->sk_priority;
 277                 skb->mark = sk->sk_mark;
 278                 skb_shinfo(skb)->destructor_arg = (void *)(long)addr;
 279                 skb->destructor = xsk_destruct_skb;
 280
 281                 err = dev_direct_xmit(skb, xs->queue_id);
 282                 xskq_discard_desc(xs->tx);
 283                 /* Ignore NET_XMIT_CN as packet might have been sent */
 284                 if (err == NET_XMIT_DROP || err == NETDEV_TX_BUSY) {
 285                         /* SKB completed but not sent */
 286                         err = -EBUSY;
 287                         goto out;
 288                 }
 289
 290                 sent_frame = true;
 291         }
 292
 293 out:
 294         if (sent_frame)
 295                 sk->sk_write_space(sk);
 296
 297         mutex_unlock(&xs->mutex);
 298         return err;
 299 }
 300
 301 static int xsk_sendmsg(struct socket *sock, struct msghdr *m, size_t total_len)
 302 {
 303         bool need_wait = !(m->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 304         struct sock *sk = sock->sk;
 305         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 306
 307         if (unlikely(!xs->dev))
 308                 return -ENXIO;
 309         if (unlikely(!(xs->dev->flags & IFF_UP)))
 310                 return -ENETDOWN;
 311         if (unlikely(!xs->tx))
 312                 return -ENOBUFS;
 313         if (need_wait)
 314                 return -EOPNOTSUPP;
 315
 316         return (xs->zc) ? xsk_zc_xmit(sk) : xsk_generic_xmit(sk, m, total_len);
 317 }
 318
 319 static unsigned int xsk_poll(struct file *file, struct socket *sock,
 320                              struct poll_table_struct *wait)
 321 {
 322         unsigned int mask = datagram_poll(file, sock, wait);
 323         struct sock *sk = sock->sk;
 324         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 325
 326         if (xs->rx && !xskq_empty_desc(xs->rx))
 327                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
 328         if (xs->tx && !xskq_full_desc(xs->tx))
 329                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
 330
 331         return mask;
 332 }
 333
 334 static int xsk_init_queue(u32 entries, struct xsk_queue **queue,
 335                           bool umem_queue)
 336 {
 337         struct xsk_queue *q;
 338
 339         if (entries == 0 || *queue || !is_power_of_2(entries))
 340                 return -EINVAL;
 341
 342         q = xskq_create(entries, umem_queue);
 343         if (!q)
 344                 return -ENOMEM;
 345
 346         /* Make sure queue is ready before it can be seen by others */
 347         smp_wmb();
 348         *queue = q;
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 static void xsk_unbind_dev(struct xdp_sock *xs)
 353 {
 354         struct net_device *dev = xs->dev;
 355
 356         if (!dev || xs->state != XSK_BOUND)
 357                 return;
 358
 359         xs->state = XSK_UNBOUND;
 360
 361         /* Wait for driver to stop using the xdp socket. */
 362         xdp_del_sk_umem(xs->umem, xs);
 363         xs->dev = NULL;
 364         synchronize_net();
 365         dev_put(dev);
 366 }
 367
 368 static int xsk_release(struct socket *sock)
 369 {
 370         struct sock *sk = sock->sk;
 371         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 372         struct net *net;
 373
 374         if (!sk)
 375                 return 0;
 376
 377         net = sock_net(sk);
 378
 379         mutex_lock(&net->xdp.lock);
 380         sk_del_node_init_rcu(sk);
 381         mutex_unlock(&net->xdp.lock);
 382
 383         local_bh_disable();
 384         sock_prot_inuse_add(net, sk->sk_prot, -1);
 385         local_bh_enable();
 386
 387         xsk_unbind_dev(xs);
 388
 389         xskq_destroy(xs->rx);
 390         xskq_destroy(xs->tx);
 391
 392         sock_orphan(sk);
 393         sock->sk = NULL;
 394
 395         sk_refcnt_debug_release(sk);
 396         sock_put(sk);
 397
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 static struct socket *xsk_lookup_xsk_from_fd(int fd)
 402 {
 403         struct socket *sock;
 404         int err;
 405
 406         sock = sockfd_lookup(fd, &err);
 407         if (!sock)
 408                 return ERR_PTR(-ENOTSOCK);
 409
 410         if (sock->sk->sk_family != PF_XDP) {
 411                 sockfd_put(sock);
 412                 return ERR_PTR(-ENOPROTOOPT);
 413         }
 414
 415         return sock;
 416 }
 417
 418 static int xsk_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addr_len)
 419 {
 420         struct sockaddr_xdp *sxdp = (struct sockaddr_xdp *)addr;
 421         struct sock *sk = sock->sk;
 422         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 423         struct net_device *dev;
 424         u32 flags, qid;
 425         int err = 0;
 426
 427         if (addr_len < sizeof(struct sockaddr_xdp))
 428                 return -EINVAL;
 429         if (sxdp->sxdp_family != AF_XDP)
 430                 return -EINVAL;
 431
 432         flags = sxdp->sxdp_flags;
 433         if (flags & ~(XDP_SHARED_UMEM | XDP_COPY | XDP_ZEROCOPY))
 434                 return -EINVAL;
 435
 436         mutex_lock(&xs->mutex);
 437         if (xs->state != XSK_READY) {
 438                 err = -EBUSY;
 439                 goto out_release;
 440         }
 441
 442         dev = dev_get_by_index(sock_net(sk), sxdp->sxdp_ifindex);
 443         if (!dev) {
 444                 err = -ENODEV;
 445                 goto out_release;
 446         }
 447
 448         if (!xs->rx && !xs->tx) {
 449                 err = -EINVAL;
 450                 goto out_unlock;
 451         }
 452
 453         qid = sxdp->sxdp_queue_id;
 454
 455         if (flags & XDP_SHARED_UMEM) {
 456                 struct xdp_sock *umem_xs;
 457                 struct socket *sock;
 458
 459                 if ((flags & XDP_COPY) || (flags & XDP_ZEROCOPY)) {
 460                         /* Cannot specify flags for shared sockets. */
 461                         err = -EINVAL;
 462                         goto out_unlock;
 463                 }
 464
 465                 if (xs->umem) {
 466                         /* We have already our own. */
 467                         err = -EINVAL;
 468                         goto out_unlock;
 469                 }
 470
 471                 sock = xsk_lookup_xsk_from_fd(sxdp->sxdp_shared_umem_fd);
 472                 if (IS_ERR(sock)) {
 473                         err = PTR_ERR(sock);
 474                         goto out_unlock;
 475                 }
 476
 477                 umem_xs = xdp_sk(sock->sk);
 478                 if (!umem_xs->umem) {
 479                         /* No umem to inherit. */
 480                         err = -EBADF;
 481                         sockfd_put(sock);
 482                         goto out_unlock;
 483                 } else if (umem_xs->dev != dev || umem_xs->queue_id != qid) {
 484                         err = -EINVAL;
 485                         sockfd_put(sock);
 486                         goto out_unlock;
 487                 }
 488
 489                 xdp_get_umem(umem_xs->umem);
 490                 xs->umem = umem_xs->umem;
 491                 sockfd_put(sock);
 492         } else if (!xs->umem || !xdp_umem_validate_queues(xs->umem)) {
 493                 err = -EINVAL;
 494                 goto out_unlock;
 495         } else {
 496                 /* This xsk has its own umem. */
 497                 xskq_set_umem(xs->umem->fq, xs->umem->size,
 498                               xs->umem->chunk_mask);
 499                 xskq_set_umem(xs->umem->cq, xs->umem->size,
 500                               xs->umem->chunk_mask);
 501
 502                 err = xdp_umem_assign_dev(xs->umem, dev, qid, flags);
 503                 if (err)
 504                         goto out_unlock;
 505         }
 506
 507         xs->dev = dev;
 508         xs->zc = xs->umem->zc;
 509         xs->queue_id = qid;
 510         xskq_set_umem(xs->rx, xs->umem->size, xs->umem->chunk_mask);
 511         xskq_set_umem(xs->tx, xs->umem->size, xs->umem->chunk_mask);
 512         xdp_add_sk_umem(xs->umem, xs);
 513
 514 out_unlock:
 515         if (err)
 516                 dev_put(dev);
 517         else
 518                 xs->state = XSK_BOUND;
 519 out_release:
 520         mutex_unlock(&xs->mutex);
 521         return err;
 522 }
 523
 524 static int xsk_setsockopt(struct socket *sock, int level, int optname,
 525                           char __user *optval, unsigned int optlen)
 526 {
 527         struct sock *sk = sock->sk;
 528         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 529         int err;
 530
 531         if (level != SOL_XDP)
 532                 return -ENOPROTOOPT;
 533
 534         switch (optname) {
 535         case XDP_RX_RING:
 536         case XDP_TX_RING:
 537         {
 538                 struct xsk_queue **q;
 539                 int entries;
 540
 541                 if (optlen < sizeof(entries))
 542                         return -EINVAL;
 543                 if (copy_from_user(&entries, optval, sizeof(entries)))
 544                         return -EFAULT;
 545
 546                 mutex_lock(&xs->mutex);
 547                 if (xs->state != XSK_READY) {
 548                         mutex_unlock(&xs->mutex);
 549                         return -EBUSY;
 550                 }
 551                 q = (optname == XDP_TX_RING) ? &xs->tx : &xs->rx;
 552                 err = xsk_init_queue(entries, q, false);
 553                 mutex_unlock(&xs->mutex);
 554                 return err;
 555         }
 556         case XDP_UMEM_REG:
 557         {
 558                 struct xdp_umem_reg mr;
 559                 struct xdp_umem *umem;
 560
 561                 if (copy_from_user(&mr, optval, sizeof(mr)))
 562                         return -EFAULT;
 563
 564                 mutex_lock(&xs->mutex);
 565                 if (xs->state != XSK_READY || xs->umem) {
 566                         mutex_unlock(&xs->mutex);
 567                         return -EBUSY;
 568                 }
 569
 570                 umem = xdp_umem_create(&mr);
 571                 if (IS_ERR(umem)) {
 572                         mutex_unlock(&xs->mutex);
 573                         return PTR_ERR(umem);
 574                 }
 575
 576                 /* Make sure umem is ready before it can be seen by others */
 577                 smp_wmb();
 578                 xs->umem = umem;
 579                 mutex_unlock(&xs->mutex);
 580                 return 0;
 581         }
 582         case XDP_UMEM_FILL_RING:
 583         case XDP_UMEM_COMPLETION_RING:
 584         {
 585                 struct xsk_queue **q;
 586                 int entries;
 587
 588                 if (copy_from_user(&entries, optval, sizeof(entries)))
 589                         return -EFAULT;
 590
 591                 mutex_lock(&xs->mutex);
 592                 if (xs->state != XSK_READY) {
 593                         mutex_unlock(&xs->mutex);
 594                         return -EBUSY;
 595                 }
 596                 if (!xs->umem) {
 597                         mutex_unlock(&xs->mutex);
 598                         return -EINVAL;
 599                 }
 600
 601                 q = (optname == XDP_UMEM_FILL_RING) ? &xs->umem->fq :
 602                         &xs->umem->cq;
 603                 err = xsk_init_queue(entries, q, true);
 604                 mutex_unlock(&xs->mutex);
 605                 return err;
 606         }
 607         default:
 608                 break;
 609         }
 610
 611         return -ENOPROTOOPT;
 612 }
 613
 614 static int xsk_getsockopt(struct socket *sock, int level, int optname,
 615                           char __user *optval, int __user *optlen)
 616 {
 617         struct sock *sk = sock->sk;
 618         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 619         int len;
 620
 621         if (level != SOL_XDP)
 622                 return -ENOPROTOOPT;
 623
 624         if (get_user(len, optlen))
 625                 return -EFAULT;
 626         if (len < 0)
 627                 return -EINVAL;
 628
 629         switch (optname) {
 630         case XDP_STATISTICS:
 631         {
 632                 struct xdp_statistics stats;
 633
 634                 if (len < sizeof(stats))
 635                         return -EINVAL;
 636
 637                 mutex_lock(&xs->mutex);
 638                 stats.rx_dropped = xs->rx_dropped;
 639                 stats.rx_invalid_descs = xskq_nb_invalid_descs(xs->rx);
 640                 stats.tx_invalid_descs = xskq_nb_invalid_descs(xs->tx);
 641                 mutex_unlock(&xs->mutex);
 642
 643                 if (copy_to_user(optval, &stats, sizeof(stats)))
 644                         return -EFAULT;
 645                 if (put_user(sizeof(stats), optlen))
 646                         return -EFAULT;
 647
 648                 return 0;
 649         }
 650         case XDP_MMAP_OFFSETS:
 651         {
 652                 struct xdp_mmap_offsets off;
 653
 654                 if (len < sizeof(off))
 655                         return -EINVAL;
 656
 657                 off.rx.producer = offsetof(struct xdp_rxtx_ring, ptrs.producer);
 658                 off.rx.consumer = offsetof(struct xdp_rxtx_ring, ptrs.consumer);
 659                 off.rx.desc     = offsetof(struct xdp_rxtx_ring, desc);
 660                 off.tx.producer = offsetof(struct xdp_rxtx_ring, ptrs.producer);
 661                 off.tx.consumer = offsetof(struct xdp_rxtx_ring, ptrs.consumer);
 662                 off.tx.desc     = offsetof(struct xdp_rxtx_ring, desc);
 663
 664                 off.fr.producer = offsetof(struct xdp_umem_ring, ptrs.producer);
 665                 off.fr.consumer = offsetof(struct xdp_umem_ring, ptrs.consumer);
 666                 off.fr.desc     = offsetof(struct xdp_umem_ring, desc);
 667                 off.cr.producer = offsetof(struct xdp_umem_ring, ptrs.producer);
 668                 off.cr.consumer = offsetof(struct xdp_umem_ring, ptrs.consumer);
 669                 off.cr.desc     = offsetof(struct xdp_umem_ring, desc);
 670
 671                 len = sizeof(off);
 672                 if (copy_to_user(optval, &off, len))
 673                         return -EFAULT;
 674                 if (put_user(len, optlen))
 675                         return -EFAULT;
 676
 677                 return 0;
 678         }
 679         case XDP_OPTIONS:
 680         {
 681                 struct xdp_options opts = {};
 682
 683                 if (len < sizeof(opts))
 684                         return -EINVAL;
 685
 686                 mutex_lock(&xs->mutex);
 687                 if (xs->zc)
 688                         opts.flags |= XDP_OPTIONS_ZEROCOPY;
 689                 mutex_unlock(&xs->mutex);
 690
 691                 len = sizeof(opts);
 692                 if (copy_to_user(optval, &opts, len))
 693                         return -EFAULT;
 694                 if (put_user(len, optlen))
 695                         return -EFAULT;
 696
 697                 return 0;
 698         }
 699         default:
 700                 break;
 701         }
 702
 703         return -EOPNOTSUPP;
 704 }
 705
 706 static int xsk_mmap(struct file *file, struct socket *sock,
 707                     struct vm_area_struct *vma)
 708 {
 709         loff_t offset = (loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 710         unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 711         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sock->sk);
 712         struct xsk_queue *q = NULL;
 713         struct xdp_umem *umem;
 714         unsigned long pfn;
 715         struct page *qpg;
 716
 717         if (xs->state != XSK_READY)
 718                 return -EBUSY;
 719
 720         if (offset == XDP_PGOFF_RX_RING) {
 721                 q = READ_ONCE(xs->rx);
 722         } else if (offset == XDP_PGOFF_TX_RING) {
 723                 q = READ_ONCE(xs->tx);
 724         } else {
 725                 umem = READ_ONCE(xs->umem);
 726                 if (!umem)
 727                         return -EINVAL;
 728
 729                 /* Matches the smp_wmb() in XDP_UMEM_REG */
 730                 smp_rmb();
 731                 if (offset == XDP_UMEM_PGOFF_FILL_RING)
 732                         q = READ_ONCE(umem->fq);
 733                 else if (offset == XDP_UMEM_PGOFF_COMPLETION_RING)
 734                         q = READ_ONCE(umem->cq);
 735         }
 736
 737         if (!q)
 738                 return -EINVAL;
 739
 740         /* Matches the smp_wmb() in xsk_init_queue */
 741         smp_rmb();
 742         qpg = virt_to_head_page(q->ring);
 743         if (size > (PAGE_SIZE << compound_order(qpg)))
 744                 return -EINVAL;
 745
 746         pfn = virt_to_phys(q->ring) >> PAGE_SHIFT;
 747         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn,
 748                                size, vma->vm_page_prot);
 749 }
 750
 751 static int xsk_notifier(struct notifier_block *this,
 752                         unsigned long msg, void *ptr)
 753 {
 754         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
 755         struct net *net = dev_net(dev);
 756         struct sock *sk;
 757
 758         switch (msg) {
 759         case NETDEV_UNREGISTER:
 760                 mutex_lock(&net->xdp.lock);
 761                 sk_for_each(sk, &net->xdp.list) {
 762                         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 763
 764                         mutex_lock(&xs->mutex);
 765                         if (xs->dev == dev) {
 766                                 sk->sk_err = ENETDOWN;
 767                                 if (!sock_flag(sk, SOCK_DEAD))
 768                                         sk->sk_error_report(sk);
 769
 770                                 xsk_unbind_dev(xs);
 771
 772                                 /* Clear device references in umem. */
 773                                 xdp_umem_clear_dev(xs->umem);
 774                         }
 775                         mutex_unlock(&xs->mutex);
 776                 }
 777                 mutex_unlock(&net->xdp.lock);
 778                 break;
 779         }
 780         return NOTIFY_DONE;
 781 }
 782
 783 static struct proto xsk_proto = {
 784         .name =         "XDP",
 785         .owner =        THIS_MODULE,
 786         .obj_size =     sizeof(struct xdp_sock),
 787 };
 788
 789 static const struct proto_ops xsk_proto_ops = {
 790         .family         = PF_XDP,
 791         .owner          = THIS_MODULE,
 792         .release        = xsk_release,
 793         .bind           = xsk_bind,
 794         .connect        = sock_no_connect,
 795         .socketpair     = sock_no_socketpair,
 796         .accept         = sock_no_accept,
 797         .getname        = sock_no_getname,
 798         .poll           = xsk_poll,
 799         .ioctl          = sock_no_ioctl,
 800         .listen         = sock_no_listen,
 801         .shutdown       = sock_no_shutdown,
 802         .setsockopt     = xsk_setsockopt,
 803         .getsockopt     = xsk_getsockopt,
 804         .sendmsg        = xsk_sendmsg,
 805         .recvmsg        = sock_no_recvmsg,
 806         .mmap           = xsk_mmap,
 807         .sendpage       = sock_no_sendpage,
 808 };
 809
 810 static void xsk_destruct(struct sock *sk)
 811 {
 812         struct xdp_sock *xs = xdp_sk(sk);
 813
 814         if (!sock_flag(sk, SOCK_DEAD))
 815                 return;
 816
 817         xdp_put_umem(xs->umem);
 818
 819         sk_refcnt_debug_dec(sk);
 820 }
 821
 822 static int xsk_create(struct net *net, struct socket *sock, int protocol,
 823                       int kern)
 824 {
 825         struct sock *sk;
 826         struct xdp_sock *xs;
 827
 828         if (!ns_capable(net->user_ns, CAP_NET_RAW))
 829                 return -EPERM;
 830         if (sock->type != SOCK_RAW)
 831                 return -ESOCKTNOSUPPORT;
 832
 833         if (protocol)
 834                 return -EPROTONOSUPPORT;
 835
 836         sock->state = SS_UNCONNECTED;
 837
 838         sk = sk_alloc(net, PF_XDP, GFP_KERNEL, &xsk_proto, kern);
 839         if (!sk)
 840                 return -ENOBUFS;
 841
 842         sock->ops = &xsk_proto_ops;
 843
 844         sock_init_data(sock, sk);
 845
 846         sk->sk_family = PF_XDP;
 847
 848         sk->sk_destruct = xsk_destruct;
 849         sk_refcnt_debug_inc(sk);
 850
 851         sock_set_flag(sk, SOCK_RCU_FREE);
 852
 853         xs = xdp_sk(sk);
 854         xs->state = XSK_READY;
 855         mutex_init(&xs->mutex);
 856         spin_lock_init(&xs->rx_lock);
 857         spin_lock_init(&xs->tx_completion_lock);
 858
 859         mutex_lock(&net->xdp.lock);
 860         sk_add_node_rcu(sk, &net->xdp.list);
 861         mutex_unlock(&net->xdp.lock);
 862
 863         local_bh_disable();
 864         sock_prot_inuse_add(net, &xsk_proto, 1);
 865         local_bh_enable();
 866
 867         return 0;
 868 }
 869
 870 static const struct net_proto_family xsk_family_ops = {
 871         .family = PF_XDP,
 872         .create = xsk_create,
 873         .owner  = THIS_MODULE,
 874 };
 875
 876 static struct notifier_block xsk_netdev_notifier = {
 877         .notifier_call  = xsk_notifier,
 878 };
 879
 880 static int __net_init xsk_net_init(struct net *net)
 881 {
 882         mutex_init(&net->xdp.lock);
 883         INIT_HLIST_HEAD(&net->xdp.list);
 884         return 0;
 885 }
 886
 887 static void __net_exit xsk_net_exit(struct net *net)
 888 {
 889         WARN_ON_ONCE(!hlist_empty(&net->xdp.list));
 890 }
 891
 892 static struct pernet_operations xsk_net_ops = {
 893         .init = xsk_net_init,
 894         .exit = xsk_net_exit,
 895 };
 896
 897 static int __init xsk_init(void)
 898 {
 899         int err;
 900
 901         err = proto_register(&xsk_proto, 0 /* no slab */);
 902         if (err)
 903                 goto out;
 904
 905         err = sock_register(&xsk_family_ops);
 906         if (err)
 907                 goto out_proto;
 908
 909         err = register_pernet_subsys(&xsk_net_ops);
 910         if (err)
 911                 goto out_sk;
 912
 913         err = register_netdevice_notifier(&xsk_netdev_notifier);
 914         if (err)
 915                 goto out_pernet;
 916
 917         return 0;
 918
 919 out_pernet:
 920         unregister_pernet_subsys(&xsk_net_ops);
 921 out_sk:
 922         sock_unregister(PF_XDP);
 923 out_proto:
 924         proto_unregister(&xsk_proto);
 925 out:
 926         return err;
 927 }
 928
 929 fs_initcall(xsk_init);