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