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