1c0c77d8fSBjörn Töpel // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 2c0c77d8fSBjörn Töpel /* XDP user-space packet buffer 3c0c77d8fSBjörn Töpel * Copyright(c) 2018 Intel Corporation. 4c0c77d8fSBjörn Töpel * 5c0c77d8fSBjörn Töpel * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it 6c0c77d8fSBjörn Töpel * under the terms and conditions of the GNU General Public License, 7c0c77d8fSBjörn Töpel * version 2, as published by the Free Software Foundation. 8c0c77d8fSBjörn Töpel * 9c0c77d8fSBjörn Töpel * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT 10c0c77d8fSBjörn Töpel * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or 11c0c77d8fSBjörn Töpel * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for 12c0c77d8fSBjörn Töpel * more details. 13c0c77d8fSBjörn Töpel */ 14c0c77d8fSBjörn Töpel 15c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/init.h> 16c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/sched/mm.h> 17c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/sched/signal.h> 18c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/sched/task.h> 19c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/uaccess.h> 20c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/slab.h> 21c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/bpf.h> 22c0c77d8fSBjörn Töpel #include <linux/mm.h> 23c0c77d8fSBjörn Töpel 24c0c77d8fSBjörn Töpel #include "xdp_umem.h" 25c0c77d8fSBjörn Töpel 26c0c77d8fSBjörn Töpel #define XDP_UMEM_MIN_FRAME_SIZE 2048 27c0c77d8fSBjörn Töpel 28c0c77d8fSBjörn Töpel int xdp_umem_create(struct xdp_umem **umem) 29c0c77d8fSBjörn Töpel { 30c0c77d8fSBjörn Töpel *umem = kzalloc(sizeof(**umem), GFP_KERNEL); 31c0c77d8fSBjörn Töpel 32c0c77d8fSBjörn Töpel if (!(*umem)) 33c0c77d8fSBjörn Töpel return -ENOMEM; 34c0c77d8fSBjörn Töpel 35c0c77d8fSBjörn Töpel return 0; 36c0c77d8fSBjörn Töpel } 37c0c77d8fSBjörn Töpel 38c0c77d8fSBjörn Töpel static void xdp_umem_unpin_pages(struct xdp_umem *umem) 39c0c77d8fSBjörn Töpel { 40c0c77d8fSBjörn Töpel unsigned int i; 41c0c77d8fSBjörn Töpel 42c0c77d8fSBjörn Töpel if (umem->pgs) { 43c0c77d8fSBjörn Töpel for (i = 0; i < umem->npgs; i++) { 44c0c77d8fSBjörn Töpel struct page *page = umem->pgs[i]; 45c0c77d8fSBjörn Töpel 46c0c77d8fSBjörn Töpel set_page_dirty_lock(page); 47c0c77d8fSBjörn Töpel put_page(page); 48c0c77d8fSBjörn Töpel } 49c0c77d8fSBjörn Töpel 50c0c77d8fSBjörn Töpel kfree(umem->pgs); 51c0c77d8fSBjörn Töpel umem->pgs = NULL; 52c0c77d8fSBjörn Töpel } 53c0c77d8fSBjörn Töpel } 54c0c77d8fSBjörn Töpel 55c0c77d8fSBjörn Töpel static void xdp_umem_unaccount_pages(struct xdp_umem *umem) 56c0c77d8fSBjörn Töpel { 57c0c77d8fSBjörn Töpel if (umem->user) { 58c0c77d8fSBjörn Töpel atomic_long_sub(umem->npgs, &umem->user->locked_vm); 59c0c77d8fSBjörn Töpel free_uid(umem->user); 60c0c77d8fSBjörn Töpel } 61c0c77d8fSBjörn Töpel } 62c0c77d8fSBjörn Töpel 63c0c77d8fSBjörn Töpel static void xdp_umem_release(struct xdp_umem *umem) 64c0c77d8fSBjörn Töpel { 65c0c77d8fSBjörn Töpel struct task_struct *task; 66c0c77d8fSBjörn Töpel struct mm_struct *mm; 67c0c77d8fSBjörn Töpel 68423f3832SMagnus Karlsson if (umem->fq) { 69423f3832SMagnus Karlsson xskq_destroy(umem->fq); 70423f3832SMagnus Karlsson umem->fq = NULL; 71423f3832SMagnus Karlsson } 72423f3832SMagnus Karlsson 73c0c77d8fSBjörn Töpel if (umem->pgs) { 74c0c77d8fSBjörn Töpel xdp_umem_unpin_pages(umem); 75c0c77d8fSBjörn Töpel 76c0c77d8fSBjörn Töpel task = get_pid_task(umem->pid, PIDTYPE_PID); 77c0c77d8fSBjörn Töpel put_pid(umem->pid); 78c0c77d8fSBjörn Töpel if (!task) 79c0c77d8fSBjörn Töpel goto out; 80c0c77d8fSBjörn Töpel mm = get_task_mm(task); 81c0c77d8fSBjörn Töpel put_task_struct(task); 82c0c77d8fSBjörn Töpel if (!mm) 83c0c77d8fSBjörn Töpel goto out; 84c0c77d8fSBjörn Töpel 85c0c77d8fSBjörn Töpel mmput(mm); 86c0c77d8fSBjörn Töpel umem->pgs = NULL; 87c0c77d8fSBjörn Töpel } 88c0c77d8fSBjörn Töpel 89c0c77d8fSBjörn Töpel xdp_umem_unaccount_pages(umem); 90c0c77d8fSBjörn Töpel out: 91c0c77d8fSBjörn Töpel kfree(umem); 92c0c77d8fSBjörn Töpel } 93c0c77d8fSBjörn Töpel 94c0c77d8fSBjörn Töpel static void xdp_umem_release_deferred(struct work_struct *work) 95c0c77d8fSBjörn Töpel { 96c0c77d8fSBjörn Töpel struct xdp_umem *umem = container_of(work, struct xdp_umem, work); 97c0c77d8fSBjörn Töpel 98c0c77d8fSBjörn Töpel xdp_umem_release(umem); 99c0c77d8fSBjörn Töpel } 100c0c77d8fSBjörn Töpel 101c0c77d8fSBjörn Töpel void xdp_get_umem(struct xdp_umem *umem) 102c0c77d8fSBjörn Töpel { 103c0c77d8fSBjörn Töpel atomic_inc(&umem->users); 104c0c77d8fSBjörn Töpel } 105c0c77d8fSBjörn Töpel 106c0c77d8fSBjörn Töpel void xdp_put_umem(struct xdp_umem *umem) 107c0c77d8fSBjörn Töpel { 108c0c77d8fSBjörn Töpel if (!umem) 109c0c77d8fSBjörn Töpel return; 110c0c77d8fSBjörn Töpel 111c0c77d8fSBjörn Töpel if (atomic_dec_and_test(&umem->users)) { 112c0c77d8fSBjörn Töpel INIT_WORK(&umem->work, xdp_umem_release_deferred); 113c0c77d8fSBjörn Töpel schedule_work(&umem->work); 114c0c77d8fSBjörn Töpel } 115c0c77d8fSBjörn Töpel } 116c0c77d8fSBjörn Töpel 117c0c77d8fSBjörn Töpel static int xdp_umem_pin_pages(struct xdp_umem *umem) 118c0c77d8fSBjörn Töpel { 119c0c77d8fSBjörn Töpel unsigned int gup_flags = FOLL_WRITE; 120c0c77d8fSBjörn Töpel long npgs; 121c0c77d8fSBjörn Töpel int err; 122c0c77d8fSBjörn Töpel 123c0c77d8fSBjörn Töpel umem->pgs = kcalloc(umem->npgs, sizeof(*umem->pgs), GFP_KERNEL); 124c0c77d8fSBjörn Töpel if (!umem->pgs) 125c0c77d8fSBjörn Töpel return -ENOMEM; 126c0c77d8fSBjörn Töpel 127c0c77d8fSBjörn Töpel down_write(¤t->mm->mmap_sem); 128c0c77d8fSBjörn Töpel npgs = get_user_pages(umem->address, umem->npgs, 129c0c77d8fSBjörn Töpel gup_flags, &umem->pgs[0], NULL); 130c0c77d8fSBjörn Töpel up_write(¤t->mm->mmap_sem); 131c0c77d8fSBjörn Töpel 132c0c77d8fSBjörn Töpel if (npgs != umem->npgs) { 133c0c77d8fSBjörn Töpel if (npgs >= 0) { 134c0c77d8fSBjörn Töpel umem->npgs = npgs; 135c0c77d8fSBjörn Töpel err = -ENOMEM; 136c0c77d8fSBjörn Töpel goto out_pin; 137c0c77d8fSBjörn Töpel } 138c0c77d8fSBjörn Töpel err = npgs; 139c0c77d8fSBjörn Töpel goto out_pgs; 140c0c77d8fSBjörn Töpel } 141c0c77d8fSBjörn Töpel return 0; 142c0c77d8fSBjörn Töpel 143c0c77d8fSBjörn Töpel out_pin: 144c0c77d8fSBjörn Töpel xdp_umem_unpin_pages(umem); 145c0c77d8fSBjörn Töpel out_pgs: 146c0c77d8fSBjörn Töpel kfree(umem->pgs); 147c0c77d8fSBjörn Töpel umem->pgs = NULL; 148c0c77d8fSBjörn Töpel return err; 149c0c77d8fSBjörn Töpel } 150c0c77d8fSBjörn Töpel 151c0c77d8fSBjörn Töpel static int xdp_umem_account_pages(struct xdp_umem *umem) 152c0c77d8fSBjörn Töpel { 153c0c77d8fSBjörn Töpel unsigned long lock_limit, new_npgs, old_npgs; 154c0c77d8fSBjörn Töpel 155c0c77d8fSBjörn Töpel if (capable(CAP_IPC_LOCK)) 156c0c77d8fSBjörn Töpel return 0; 157c0c77d8fSBjörn Töpel 158c0c77d8fSBjörn Töpel lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT; 159c0c77d8fSBjörn Töpel umem->user = get_uid(current_user()); 160c0c77d8fSBjörn Töpel 161c0c77d8fSBjörn Töpel do { 162c0c77d8fSBjörn Töpel old_npgs = atomic_long_read(&umem->user->locked_vm); 163c0c77d8fSBjörn Töpel new_npgs = old_npgs + umem->npgs; 164c0c77d8fSBjörn Töpel if (new_npgs > lock_limit) { 165c0c77d8fSBjörn Töpel free_uid(umem->user); 166c0c77d8fSBjörn Töpel umem->user = NULL; 167c0c77d8fSBjörn Töpel return -ENOBUFS; 168c0c77d8fSBjörn Töpel } 169c0c77d8fSBjörn Töpel } while (atomic_long_cmpxchg(&umem->user->locked_vm, old_npgs, 170c0c77d8fSBjörn Töpel new_npgs) != old_npgs); 171c0c77d8fSBjörn Töpel return 0; 172c0c77d8fSBjörn Töpel } 173c0c77d8fSBjörn Töpel 174c0c77d8fSBjörn Töpel int xdp_umem_reg(struct xdp_umem *umem, struct xdp_umem_reg *mr) 175c0c77d8fSBjörn Töpel { 176c0c77d8fSBjörn Töpel u32 frame_size = mr->frame_size, frame_headroom = mr->frame_headroom; 177c0c77d8fSBjörn Töpel u64 addr = mr->addr, size = mr->len; 178c0c77d8fSBjörn Töpel unsigned int nframes, nfpp; 179c0c77d8fSBjörn Töpel int size_chk, err; 180c0c77d8fSBjörn Töpel 181c0c77d8fSBjörn Töpel if (!umem) 182c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 183c0c77d8fSBjörn Töpel 184c0c77d8fSBjörn Töpel if (frame_size < XDP_UMEM_MIN_FRAME_SIZE || frame_size > PAGE_SIZE) { 185c0c77d8fSBjörn Töpel /* Strictly speaking we could support this, if: 186c0c77d8fSBjörn Töpel * - huge pages, or* 187c0c77d8fSBjörn Töpel * - using an IOMMU, or 188c0c77d8fSBjörn Töpel * - making sure the memory area is consecutive 189c0c77d8fSBjörn Töpel * but for now, we simply say "computer says no". 190c0c77d8fSBjörn Töpel */ 191c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 192c0c77d8fSBjörn Töpel } 193c0c77d8fSBjörn Töpel 194c0c77d8fSBjörn Töpel if (!is_power_of_2(frame_size)) 195c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 196c0c77d8fSBjörn Töpel 197c0c77d8fSBjörn Töpel if (!PAGE_ALIGNED(addr)) { 198c0c77d8fSBjörn Töpel /* Memory area has to be page size aligned. For 199c0c77d8fSBjörn Töpel * simplicity, this might change. 200c0c77d8fSBjörn Töpel */ 201c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 202c0c77d8fSBjörn Töpel } 203c0c77d8fSBjörn Töpel 204c0c77d8fSBjörn Töpel if ((addr + size) < addr) 205c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 206c0c77d8fSBjörn Töpel 207c0c77d8fSBjörn Töpel nframes = size / frame_size; 208c0c77d8fSBjörn Töpel if (nframes == 0 || nframes > UINT_MAX) 209c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 210c0c77d8fSBjörn Töpel 211c0c77d8fSBjörn Töpel nfpp = PAGE_SIZE / frame_size; 212c0c77d8fSBjörn Töpel if (nframes < nfpp || nframes % nfpp) 213c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 214c0c77d8fSBjörn Töpel 215c0c77d8fSBjörn Töpel frame_headroom = ALIGN(frame_headroom, 64); 216c0c77d8fSBjörn Töpel 217c0c77d8fSBjörn Töpel size_chk = frame_size - frame_headroom - XDP_PACKET_HEADROOM; 218c0c77d8fSBjörn Töpel if (size_chk < 0) 219c0c77d8fSBjörn Töpel return -EINVAL; 220c0c77d8fSBjörn Töpel 221c0c77d8fSBjörn Töpel umem->pid = get_task_pid(current, PIDTYPE_PID); 222c0c77d8fSBjörn Töpel umem->size = (size_t)size; 223c0c77d8fSBjörn Töpel umem->address = (unsigned long)addr; 224c0c77d8fSBjörn Töpel umem->props.frame_size = frame_size; 225c0c77d8fSBjörn Töpel umem->props.nframes = nframes; 226c0c77d8fSBjörn Töpel umem->frame_headroom = frame_headroom; 227c0c77d8fSBjörn Töpel umem->npgs = size / PAGE_SIZE; 228c0c77d8fSBjörn Töpel umem->pgs = NULL; 229c0c77d8fSBjörn Töpel umem->user = NULL; 230c0c77d8fSBjörn Töpel 231c0c77d8fSBjörn Töpel umem->frame_size_log2 = ilog2(frame_size); 232c0c77d8fSBjörn Töpel umem->nfpp_mask = nfpp - 1; 233c0c77d8fSBjörn Töpel umem->nfpplog2 = ilog2(nfpp); 234c0c77d8fSBjörn Töpel atomic_set(&umem->users, 1); 235c0c77d8fSBjörn Töpel 236c0c77d8fSBjörn Töpel err = xdp_umem_account_pages(umem); 237c0c77d8fSBjörn Töpel if (err) 238c0c77d8fSBjörn Töpel goto out; 239c0c77d8fSBjörn Töpel 240c0c77d8fSBjörn Töpel err = xdp_umem_pin_pages(umem); 241c0c77d8fSBjörn Töpel if (err) 242c0c77d8fSBjörn Töpel goto out_account; 243c0c77d8fSBjörn Töpel return 0; 244c0c77d8fSBjörn Töpel 245c0c77d8fSBjörn Töpel out_account: 246c0c77d8fSBjörn Töpel xdp_umem_unaccount_pages(umem); 247c0c77d8fSBjörn Töpel out: 248c0c77d8fSBjörn Töpel put_pid(umem->pid); 249c0c77d8fSBjörn Töpel return err; 250c0c77d8fSBjörn Töpel } 251*965a9909SMagnus Karlsson 252*965a9909SMagnus Karlsson bool xdp_umem_validate_queues(struct xdp_umem *umem) 253*965a9909SMagnus Karlsson { 254*965a9909SMagnus Karlsson return umem->fq; 255*965a9909SMagnus Karlsson } 256