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 hard_start_headroom;
 166         unsigned int frame_size;
 167         void *pkt_data_start;
 168         struct sk_buff *skb;
 169
 170         /* Part of headroom was reserved to xdpf */
 171         hard_start_headroom = sizeof(struct xdp_frame) +  xdpf->headroom;
 172
 173         /* build_skb need to place skb_shared_info after SKB end, and
 174          * also want to know the memory "truesize".  Thus, need to
 175          * know the memory frame size backing xdp_buff.
 176          *
 177          * XDP was designed to have PAGE_SIZE frames, but this
 178          * assumption is not longer true with ixgbe and i40e.  It
 179          * would be preferred to set frame_size to 2048 or 4096
 180          * depending on the driver.
 181          *   frame_size = 2048;
 182          *   frame_len  = frame_size - sizeof(*xdp_frame);
 183          *
 184          * Instead, with info avail, skb_shared_info in placed after
 185          * packet len.  This, unfortunately fakes the truesize.
 186          * Another disadvantage of this approach, the skb_shared_info
 187          * is not at a fixed memory location, with mixed length
 188          * packets, which is bad for cache-line hotness.
 189          */
 190         frame_size = SKB_DATA_ALIGN(xdpf->len + hard_start_headroom) +
 191                 SKB_DATA_ALIGN(sizeof(struct skb_shared_info));
 192
 193         pkt_data_start = xdpf->data - hard_start_headroom;
 194         skb = build_skb(pkt_data_start, frame_size);
 195         if (!skb)
 196                 return NULL;
 197
 198         skb_reserve(skb, hard_start_headroom);
 199         __skb_put(skb, xdpf->len);
 200         if (xdpf->metasize)
 201                 skb_metadata_set(skb, xdpf->metasize);
 202
 203         /* Essential SKB info: protocol and skb->dev */
 204         skb->protocol = eth_type_trans(skb, xdpf->dev_rx);
 205
 206         /* Optional SKB info, currently missing:
 207          * - HW checksum info           (skb->ip_summed)
 208          * - HW RX hash                 (skb_set_hash)
 209          * - RX ring dev queue index    (skb_record_rx_queue)
 210          */
 211
 212         /* Allow SKB to reuse area used by xdp_frame */
 213         xdp_scrub_frame(xdpf);
 214
 215         return skb;
 216 }
 217
 218 static void __cpu_map_ring_cleanup(struct ptr_ring *ring)
 219 {
 220         /* The tear-down procedure should have made sure that queue is
 221          * empty.  See __cpu_map_entry_replace() and work-queue
 222          * invoked cpu_map_kthread_stop(). Catch any broken behaviour
 223          * gracefully and warn once.
 224          */
 225         struct xdp_frame *xdpf;
 226
 227         while ((xdpf = ptr_ring_consume(ring)))
 228                 if (WARN_ON_ONCE(xdpf))
 229                         xdp_return_frame(xdpf);
 230 }
 231
 232 static void put_cpu_map_entry(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 233 {
 234         if (atomic_dec_and_test(&rcpu->refcnt)) {
 235                 /* The queue should be empty at this point */
 236                 __cpu_map_ring_cleanup(rcpu->queue);
 237                 ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 238                 kfree(rcpu->queue);
 239                 kfree(rcpu);
 240         }
 241 }
 242
 243 static int cpu_map_kthread_run(void *data)
 244 {
 245         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = data;
 246
 247         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 248
 249         /* When kthread gives stop order, then rcpu have been disconnected
 250          * from map, thus no new packets can enter. Remaining in-flight
 251          * per CPU stored packets are flushed to this queue.  Wait honoring
 252          * kthread_stop signal until queue is empty.
 253          */
 254         while (!kthread_should_stop() || !__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 255                 unsigned int processed = 0, drops = 0, sched = 0;
 256                 struct xdp_frame *xdpf;
 257
 258                 /* Release CPU reschedule checks */
 259                 if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 260                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 261                         /* Recheck to avoid lost wake-up */
 262                         if (__ptr_ring_empty(rcpu->queue)) {
 263                                 schedule();
 264                                 sched = 1;
 265                         } else {
 266                                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
 267                         }
 268                 } else {
 269                         sched = cond_resched();
 270                 }
 271
 272                 /* Process packets in rcpu->queue */
 273                 local_bh_disable();
 274                 /*
 275                  * The bpf_cpu_map_entry is single consumer, with this
 276                  * kthread CPU pinned. Lockless access to ptr_ring
 277                  * consume side valid as no-resize allowed of queue.
 278                  */
 279                 while ((xdpf = __ptr_ring_consume(rcpu->queue))) {
 280                         struct sk_buff *skb;
 281                         int ret;
 282
 283                         skb = cpu_map_build_skb(rcpu, xdpf);
 284                         if (!skb) {
 285                                 xdp_return_frame(xdpf);
 286                                 continue;
 287                         }
 288
 289                         /* Inject into network stack */
 290                         ret = netif_receive_skb_core(skb);
 291                         if (ret == NET_RX_DROP)
 292                                 drops++;
 293
 294                         /* Limit BH-disable period */
 295                         if (++processed == 8)
 296                                 break;
 297                 }
 298                 /* Feedback loop via tracepoint */
 299                 trace_xdp_cpumap_kthread(rcpu->map_id, processed, drops, sched);
 300
 301                 local_bh_enable(); /* resched point, may call do_softirq() */
 302         }
 303         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 304
 305         put_cpu_map_entry(rcpu);
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 static struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_entry_alloc(u32 qsize, u32 cpu,
 310                                                        int map_id)
 311 {
 312         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 313         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 314         int numa, err;
 315
 316         /* Have map->numa_node, but choose node of redirect target CPU */
 317         numa = cpu_to_node(cpu);
 318
 319         rcpu = kzalloc_node(sizeof(*rcpu), gfp, numa);
 320         if (!rcpu)
 321                 return NULL;
 322
 323         /* Alloc percpu bulkq */
 324         rcpu->bulkq = __alloc_percpu_gfp(sizeof(*rcpu->bulkq),
 325                                          sizeof(void *), gfp);
 326         if (!rcpu->bulkq)
 327                 goto free_rcu;
 328
 329         /* Alloc queue */
 330         rcpu->queue = kzalloc_node(sizeof(*rcpu->queue), gfp, numa);
 331         if (!rcpu->queue)
 332                 goto free_bulkq;
 333
 334         err = ptr_ring_init(rcpu->queue, qsize, gfp);
 335         if (err)
 336                 goto free_queue;
 337
 338         rcpu->cpu    = cpu;
 339         rcpu->map_id = map_id;
 340         rcpu->qsize  = qsize;
 341
 342         /* Setup kthread */
 343         rcpu->kthread = kthread_create_on_node(cpu_map_kthread_run, rcpu, numa,
 344                                                "cpumap/%d/map:%d", cpu, map_id);
 345         if (IS_ERR(rcpu->kthread))
 346                 goto free_ptr_ring;
 347
 348         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for being in cmap->cpu_map[] */
 349         get_cpu_map_entry(rcpu); /* 1-refcnt for kthread */
 350
 351         /* Make sure kthread runs on a single CPU */
 352         kthread_bind(rcpu->kthread, cpu);
 353         wake_up_process(rcpu->kthread);
 354
 355         return rcpu;
 356
 357 free_ptr_ring:
 358         ptr_ring_cleanup(rcpu->queue, NULL);
 359 free_queue:
 360         kfree(rcpu->queue);
 361 free_bulkq:
 362         free_percpu(rcpu->bulkq);
 363 free_rcu:
 364         kfree(rcpu);
 365         return NULL;
 366 }
 367
 368 static void __cpu_map_entry_free(struct rcu_head *rcu)
 369 {
 370         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 371         int cpu;
 372
 373         /* This cpu_map_entry have been disconnected from map and one
 374          * RCU graze-period have elapsed.  Thus, XDP cannot queue any
 375          * new packets and cannot change/set flush_needed that can
 376          * find this entry.
 377          */
 378         rcpu = container_of(rcu, struct bpf_cpu_map_entry, rcu);
 379
 380         /* Flush remaining packets in percpu bulkq */
 381         for_each_online_cpu(cpu) {
 382                 struct xdp_bulk_queue *bq = per_cpu_ptr(rcpu->bulkq, cpu);
 383
 384                 /* No concurrent bq_enqueue can run at this point */
 385                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq, false);
 386         }
 387         free_percpu(rcpu->bulkq);
 388         /* Cannot kthread_stop() here, last put free rcpu resources */
 389         put_cpu_map_entry(rcpu);
 390 }
 391
 392 /* After xchg pointer to bpf_cpu_map_entry, use the call_rcu() to
 393  * ensure any driver rcu critical sections have completed, but this
 394  * does not guarantee a flush has happened yet. Because driver side
 395  * rcu_read_lock/unlock only protects the running XDP program.  The
 396  * atomic xchg and NULL-ptr check in __cpu_map_flush() makes sure a
 397  * pending flush op doesn't fail.
 398  *
 399  * The bpf_cpu_map_entry is still used by the kthread, and there can
 400  * still be pending packets (in queue and percpu bulkq).  A refcnt
 401  * makes sure to last user (kthread_stop vs. call_rcu) free memory
 402  * resources.
 403  *
 404  * The rcu callback __cpu_map_entry_free flush remaining packets in
 405  * percpu bulkq to queue.  Due to caller map_delete_elem() disable
 406  * preemption, cannot call kthread_stop() to make sure queue is empty.
 407  * Instead a work_queue is started for stopping kthread,
 408  * cpu_map_kthread_stop, which waits for an RCU graze period before
 409  * stopping kthread, emptying the queue.
 410  */
 411 static void __cpu_map_entry_replace(struct bpf_cpu_map *cmap,
 412                                     u32 key_cpu, struct bpf_cpu_map_entry *rcpu)
 413 {
 414         struct bpf_cpu_map_entry *old_rcpu;
 415
 416         old_rcpu = xchg(&cmap->cpu_map[key_cpu], rcpu);
 417         if (old_rcpu) {
 418                 call_rcu(&old_rcpu->rcu, __cpu_map_entry_free);
 419                 INIT_WORK(&old_rcpu->kthread_stop_wq, cpu_map_kthread_stop);
 420                 schedule_work(&old_rcpu->kthread_stop_wq);
 421         }
 422 }
 423
 424 static int cpu_map_delete_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 425 {
 426         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 427         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 428
 429         if (key_cpu >= map->max_entries)
 430                 return -EINVAL;
 431
 432         /* notice caller map_delete_elem() use preempt_disable() */
 433         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, NULL);
 434         return 0;
 435 }
 436
 437 static int cpu_map_update_elem(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
 438                                u64 map_flags)
 439 {
 440         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 441         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 442
 443         /* Array index key correspond to CPU number */
 444         u32 key_cpu = *(u32 *)key;
 445         /* Value is the queue size */
 446         u32 qsize = *(u32 *)value;
 447
 448         if (unlikely(map_flags > BPF_EXIST))
 449                 return -EINVAL;
 450         if (unlikely(key_cpu >= cmap->map.max_entries))
 451                 return -E2BIG;
 452         if (unlikely(map_flags == BPF_NOEXIST))
 453                 return -EEXIST;
 454         if (unlikely(qsize > 16384)) /* sanity limit on qsize */
 455                 return -EOVERFLOW;
 456
 457         /* Make sure CPU is a valid possible cpu */
 458         if (key_cpu >= nr_cpumask_bits || !cpu_possible(key_cpu))
 459                 return -ENODEV;
 460
 461         if (qsize == 0) {
 462                 rcpu = NULL; /* Same as deleting */
 463         } else {
 464                 /* Updating qsize cause re-allocation of bpf_cpu_map_entry */
 465                 rcpu = __cpu_map_entry_alloc(qsize, key_cpu, map->id);
 466                 if (!rcpu)
 467                         return -ENOMEM;
 468         }
 469         rcu_read_lock();
 470         __cpu_map_entry_replace(cmap, key_cpu, rcpu);
 471         rcu_read_unlock();
 472         return 0;
 473 }
 474
 475 static void cpu_map_free(struct bpf_map *map)
 476 {
 477         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 478         int cpu;
 479         u32 i;
 480
 481         /* At this point bpf_prog->aux->refcnt == 0 and this map->refcnt == 0,
 482          * so the bpf programs (can be more than one that used this map) were
 483          * disconnected from events. Wait for outstanding critical sections in
 484          * these programs to complete. The rcu critical section only guarantees
 485          * no further "XDP/bpf-side" reads against bpf_cpu_map->cpu_map.
 486          * It does __not__ ensure pending flush operations (if any) are
 487          * complete.
 488          */
 489
 490         bpf_clear_redirect_map(map);
 491         synchronize_rcu();
 492
 493         /* To ensure all pending flush operations have completed wait for flush
 494          * bitmap to indicate all flush_needed bits to be zero on _all_ cpus.
 495          * Because the above synchronize_rcu() ensures the map is disconnected
 496          * from the program we can assume no new bits will be set.
 497          */
 498         for_each_online_cpu(cpu) {
 499                 unsigned long *bitmap = per_cpu_ptr(cmap->flush_needed, cpu);
 500
 501                 while (!bitmap_empty(bitmap, cmap->map.max_entries))
 502                         cond_resched();
 503         }
 504
 505         /* For cpu_map the remote CPUs can still be using the entries
 506          * (struct bpf_cpu_map_entry).
 507          */
 508         for (i = 0; i < cmap->map.max_entries; i++) {
 509                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 510
 511                 rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[i]);
 512                 if (!rcpu)
 513                         continue;
 514
 515                 /* bq flush and cleanup happens after RCU graze-period */
 516                 __cpu_map_entry_replace(cmap, i, NULL); /* call_rcu */
 517         }
 518         free_percpu(cmap->flush_needed);
 519         bpf_map_area_free(cmap->cpu_map);
 520         kfree(cmap);
 521 }
 522
 523 struct bpf_cpu_map_entry *__cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, u32 key)
 524 {
 525         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 526         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu;
 527
 528         if (key >= map->max_entries)
 529                 return NULL;
 530
 531         rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[key]);
 532         return rcpu;
 533 }
 534
 535 static void *cpu_map_lookup_elem(struct bpf_map *map, void *key)
 536 {
 537         struct bpf_cpu_map_entry *rcpu =
 538                 __cpu_map_lookup_elem(map, *(u32 *)key);
 539
 540         return rcpu ? &rcpu->qsize : NULL;
 541 }
 542
 543 static int cpu_map_get_next_key(struct bpf_map *map, void *key, void *next_key)
 544 {
 545         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 546         u32 index = key ? *(u32 *)key : U32_MAX;
 547         u32 *next = next_key;
 548
 549         if (index >= cmap->map.max_entries) {
 550                 *next = 0;
 551                 return 0;
 552         }
 553
 554         if (index == cmap->map.max_entries - 1)
 555                 return -ENOENT;
 556         *next = index + 1;
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 const struct bpf_map_ops cpu_map_ops = {
 561         .map_alloc              = cpu_map_alloc,
 562         .map_free               = cpu_map_free,
 563         .map_delete_elem        = cpu_map_delete_elem,
 564         .map_update_elem        = cpu_map_update_elem,
 565         .map_lookup_elem        = cpu_map_lookup_elem,
 566         .map_get_next_key       = cpu_map_get_next_key,
 567         .map_check_btf          = map_check_no_btf,
 568 };
 569
 570 static int bq_flush_to_queue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu,
 571                              struct xdp_bulk_queue *bq, bool in_napi_ctx)
 572 {
 573         unsigned int processed = 0, drops = 0;
 574         const int to_cpu = rcpu->cpu;
 575         struct ptr_ring *q;
 576         int i;
 577
 578         if (unlikely(!bq->count))
 579                 return 0;
 580
 581         q = rcpu->queue;
 582         spin_lock(&q->producer_lock);
 583
 584         for (i = 0; i < bq->count; i++) {
 585                 struct xdp_frame *xdpf = bq->q[i];
 586                 int err;
 587
 588                 err = __ptr_ring_produce(q, xdpf);
 589                 if (err) {
 590                         drops++;
 591                         if (likely(in_napi_ctx))
 592                                 xdp_return_frame_rx_napi(xdpf);
 593                         else
 594                                 xdp_return_frame(xdpf);
 595                 }
 596                 processed++;
 597         }
 598         bq->count = 0;
 599         spin_unlock(&q->producer_lock);
 600
 601         /* Feedback loop via tracepoints */
 602         trace_xdp_cpumap_enqueue(rcpu->map_id, processed, drops, to_cpu);
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 /* Runs under RCU-read-side, plus in softirq under NAPI protection.
 607  * Thus, safe percpu variable access.
 608  */
 609 static int bq_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_frame *xdpf)
 610 {
 611         struct xdp_bulk_queue *bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 612
 613         if (unlikely(bq->count == CPU_MAP_BULK_SIZE))
 614                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq, true);
 615
 616         /* Notice, xdp_buff/page MUST be queued here, long enough for
 617          * driver to code invoking us to finished, due to driver
 618          * (e.g. ixgbe) recycle tricks based on page-refcnt.
 619          *
 620          * Thus, incoming xdp_frame is always queued here (else we race
 621          * with another CPU on page-refcnt and remaining driver code).
 622          * Queue time is very short, as driver will invoke flush
 623          * operation, when completing napi->poll call.
 624          */
 625         bq->q[bq->count++] = xdpf;
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 int cpu_map_enqueue(struct bpf_cpu_map_entry *rcpu, struct xdp_buff *xdp,
 630                     struct net_device *dev_rx)
 631 {
 632         struct xdp_frame *xdpf;
 633
 634         xdpf = convert_to_xdp_frame(xdp);
 635         if (unlikely(!xdpf))
 636                 return -EOVERFLOW;
 637
 638         /* Info needed when constructing SKB on remote CPU */
 639         xdpf->dev_rx = dev_rx;
 640
 641         bq_enqueue(rcpu, xdpf);
 642         return 0;
 643 }
 644
 645 void __cpu_map_insert_ctx(struct bpf_map *map, u32 bit)
 646 {
 647         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 648         unsigned long *bitmap = this_cpu_ptr(cmap->flush_needed);
 649
 650         __set_bit(bit, bitmap);
 651 }
 652
 653 void __cpu_map_flush(struct bpf_map *map)
 654 {
 655         struct bpf_cpu_map *cmap = container_of(map, struct bpf_cpu_map, map);
 656         unsigned long *bitmap = this_cpu_ptr(cmap->flush_needed);
 657         u32 bit;
 658
 659         /* The napi->poll softirq makes sure __cpu_map_insert_ctx()
 660          * and __cpu_map_flush() happen on same CPU. Thus, the percpu
 661          * bitmap indicate which percpu bulkq have packets.
 662          */
 663         for_each_set_bit(bit, bitmap, map->max_entries) {
 664                 struct bpf_cpu_map_entry *rcpu = READ_ONCE(cmap->cpu_map[bit]);
 665                 struct xdp_bulk_queue *bq;
 666
 667                 /* This is possible if entry is removed by user space
 668                  * between xdp redirect and flush op.
 669                  */
 670                 if (unlikely(!rcpu))
 671                         continue;
 672
 673                 __clear_bit(bit, bitmap);
 674
 675                 /* Flush all frames in bulkq to real queue */
 676                 bq = this_cpu_ptr(rcpu->bulkq);
 677                 bq_flush_to_queue(rcpu, bq, true);
 678
 679                 /* If already running, costs spin_lock_irqsave + smb_mb */
 680                 wake_up_process(rcpu->kthread);
 681         }
 682 }