tls: Add opt-in zerocopy mode of sendfile()
authorBoris Pismenny <borisp@nvidia.com>
Wed, 18 May 2022 09:27:31 +0000 (12:27 +0300)
committerPaolo Abeni <pabeni@redhat.com>
Thu, 19 May 2022 10:14:11 +0000 (12:14 +0200)
commitc1318b39c7d36bd5139a9c71044ff2b2d3c6f9d8
treeab03a38f64254b0a40bcf4a6d1faef188e5a6fa0
parente43d940f480b69ab98dd5d14e9fefdef8851db1a
tls: Add opt-in zerocopy mode of sendfile()

TLS device offload copies sendfile data to a bounce buffer before
transmitting. It allows to maintain the valid MAC on TLS records when
the file contents change and a part of TLS record has to be
retransmitted on TCP level.

In many common use cases (like serving static files over HTTPS) the file
contents are not changed on the fly. In many use cases breaking the
connection is totally acceptable if the file is changed during
transmission, because it would be received corrupted in any case.

This commit allows to optimize performance for such use cases to
providing a new optional mode of TLS sendfile(), in which the extra copy
is skipped. Removing this copy improves performance significantly, as
TLS and TCP sendfile perform the same operations, and the only overhead
is TLS header/trailer insertion.

The new mode can only be enabled with the new socket option named
TLS_TX_ZEROCOPY_SENDFILE on per-socket basis. It preserves backwards
compatibility with existing applications that rely on the copying
behavior.

The new mode is safe, meaning that unsolicited modifications of the file
being sent can't break integrity of the kernel. The worst thing that can
happen is sending a corrupted TLS record, which is in any case not
forbidden when using regular TCP sockets.

Sockets other than TLS device offload are not affected by the new socket
option. The actual status of zerocopy sendfile can be queried with
sock_diag.

Performance numbers in a single-core test with 24 HTTPS streams on
nginx, under 100% CPU load:

* non-zerocopy: 33.6 Gbit/s
* zerocopy: 79.92 Gbit/s

CPU: Intel(R) Xeon(R) Platinum 8380 CPU @ 2.30GHz

Signed-off-by: Boris Pismenny <borisp@nvidia.com>
Signed-off-by: Tariq Toukan <tariqt@nvidia.com>
Signed-off-by: Maxim Mikityanskiy <maximmi@nvidia.com>
Reviewed-by: Jakub Kicinski <kuba@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20220518092731.1243494-1-maximmi@nvidia.com
Signed-off-by: Paolo Abeni <pabeni@redhat.com>
include/net/tls.h
include/uapi/linux/tls.h
net/tls/tls_device.c
net/tls/tls_main.c