Quelle  offload.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0-only OR BSD-2-Clause)
/* Copyright (C) 2016-2018 Netronome Systems, Inc. */

/*
 * nfp_net_offload.c
 * Netronome network device driver: TC offload functions for PF and VF
 */

#define pr_fmt(fmt) "NFP net bpf: " fmt

#include <linux/bpf.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/pci.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/mm.h>

#include <net/pkt_cls.h>
#include <net/tc_act/tc_gact.h>
#include <net/tc_act/tc_mirred.h>

#include "main.h"
#include "../ccm.h"
#include "../nfp_app.h"
#include "../nfp_net_ctrl.h"
#include "../nfp_net.h"

static int
nfp_map_ptr_record(struct nfp_app_bpf *bpf, struct nfp_prog *nfp_prog,
     struct bpf_map *map)
{
 struct nfp_bpf_neutral_map *record;
 int err;

 /* Reuse path - other offloaded program is already tracking this map. */
 record = rhashtable_lookup_fast(&bpf->maps_neutral, &map->id,
     nfp_bpf_maps_neutral_params);
 if (record) {
  nfp_prog->map_records[nfp_prog->map_records_cnt++] = record;
  record->count++;
  return 0;
 }

 /* Grab a single ref to the map for our record.  The prog destroy ndo
 * happens after free_used_maps().
 */
 bpf_map_inc(map);

 record = kmalloc(sizeof(*record), GFP_KERNEL);
 if (!record) {
  err = -ENOMEM;
  goto err_map_put;
 }

 record->ptr = map;
 record->map_id = map->id;
 record->count = 1;

 err = rhashtable_insert_fast(&bpf->maps_neutral, &record->l,
         nfp_bpf_maps_neutral_params);
 if (err)
  goto err_free_rec;

 nfp_prog->map_records[nfp_prog->map_records_cnt++] = record;

 return 0;

err_free_rec:
 kfree(record);
err_map_put:
 bpf_map_put(map);
 return err;
}

static void
nfp_map_ptrs_forget(struct nfp_app_bpf *bpf, struct nfp_prog *nfp_prog)
{
 bool freed = false;
 int i;

 for (i = 0; i < nfp_prog->map_records_cnt; i++) {
  if (--nfp_prog->map_records[i]->count) {
   nfp_prog->map_records[i] = NULL;
   continue;
  }

  WARN_ON(rhashtable_remove_fast(&bpf->maps_neutral,
            &nfp_prog->map_records[i]->l,
            nfp_bpf_maps_neutral_params));
  freed = true;
 }

 if (freed) {
  synchronize_rcu();

  for (i = 0; i < nfp_prog->map_records_cnt; i++)
   if (nfp_prog->map_records[i]) {
    bpf_map_put(nfp_prog->map_records[i]->ptr);
    kfree(nfp_prog->map_records[i]);
   }
 }

 kfree(nfp_prog->map_records);
 nfp_prog->map_records = NULL;
 nfp_prog->map_records_cnt = 0;
}

static int
nfp_map_ptrs_record(struct nfp_app_bpf *bpf, struct nfp_prog *nfp_prog,
      struct bpf_prog *prog)
{
 int i, cnt, err = 0;

 mutex_lock(&prog->aux->used_maps_mutex);

 /* Quickly count the maps we will have to remember */
 cnt = 0;
 for (i = 0; i < prog->aux->used_map_cnt; i++)
  if (bpf_map_offload_neutral(prog->aux->used_maps[i]))
   cnt++;
 if (!cnt)
  goto out;

 nfp_prog->map_records = kmalloc_array(cnt,
           sizeof(nfp_prog->map_records[0]),
           GFP_KERNEL);
 if (!nfp_prog->map_records) {
  err = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 for (i = 0; i < prog->aux->used_map_cnt; i++)
  if (bpf_map_offload_neutral(prog->aux->used_maps[i])) {
   err = nfp_map_ptr_record(bpf, nfp_prog,
       prog->aux->used_maps[i]);
   if (err) {
    nfp_map_ptrs_forget(bpf, nfp_prog);
    goto out;
   }
  }
 WARN_ON(cnt != nfp_prog->map_records_cnt);

out:
 mutex_unlock(&prog->aux->used_maps_mutex);
 return err;
}

static int
nfp_prog_prepare(struct nfp_prog *nfp_prog, const struct bpf_insn *prog,
   unsigned int cnt)
{
 struct nfp_insn_meta *meta;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < cnt; i++) {
  meta = kzalloc(sizeof(*meta), GFP_KERNEL);
  if (!meta)
   return -ENOMEM;

  meta->insn = prog[i];
  meta->n = i;
  if (is_mbpf_alu(meta)) {
   meta->umin_src = U64_MAX;
   meta->umin_dst = U64_MAX;
  }

  list_add_tail(&meta->l, &nfp_prog->insns);
 }
 nfp_prog->n_insns = cnt;

 nfp_bpf_jit_prepare(nfp_prog);

 return 0;
}

static void nfp_prog_free(struct nfp_prog *nfp_prog)
{
 struct nfp_insn_meta *meta, *tmp;

 kfree(nfp_prog->subprog);

 list_for_each_entry_safe(meta, tmp, &nfp_prog->insns, l) {
  list_del(&meta->l);
  kfree(meta);
 }
 kfree(nfp_prog);
}

static int nfp_bpf_verifier_prep(struct bpf_prog *prog)
{
 struct nfp_prog *nfp_prog;
 int ret;

 nfp_prog = kzalloc(sizeof(*nfp_prog), GFP_KERNEL);
 if (!nfp_prog)
  return -ENOMEM;
 prog->aux->offload->dev_priv = nfp_prog;

 INIT_LIST_HEAD(&nfp_prog->insns);
 nfp_prog->type = prog->type;
 nfp_prog->bpf = bpf_offload_dev_priv(prog->aux->offload->offdev);

 ret = nfp_prog_prepare(nfp_prog, prog->insnsi, prog->len);
 if (ret)
  goto err_free;

 nfp_prog->verifier_meta = nfp_prog_first_meta(nfp_prog);

 return 0;

err_free:
 nfp_prog_free(nfp_prog);

 return ret;
}

static int nfp_bpf_translate(struct bpf_prog *prog)
{
 struct nfp_net *nn = netdev_priv(prog->aux->offload->netdev);
 struct nfp_prog *nfp_prog = prog->aux->offload->dev_priv;
 unsigned int max_instr;
 int err;

 /* We depend on dead code elimination succeeding */
 if (prog->aux->offload->opt_failed)
  return -EINVAL;

 max_instr = nn_readw(nn, NFP_NET_CFG_BPF_MAX_LEN);
 nfp_prog->__prog_alloc_len = max_instr * sizeof(u64);

 nfp_prog->prog = kvmalloc(nfp_prog->__prog_alloc_len, GFP_KERNEL);
 if (!nfp_prog->prog)
  return -ENOMEM;

 err = nfp_bpf_jit(nfp_prog);
 if (err)
  return err;

 prog->aux->offload->jited_len = nfp_prog->prog_len * sizeof(u64);
 prog->aux->offload->jited_image = nfp_prog->prog;

 return nfp_map_ptrs_record(nfp_prog->bpf, nfp_prog, prog);
}

static void nfp_bpf_destroy(struct bpf_prog *prog)
{
 struct nfp_prog *nfp_prog = prog->aux->offload->dev_priv;

 kvfree(nfp_prog->prog);
 nfp_map_ptrs_forget(nfp_prog->bpf, nfp_prog);
 nfp_prog_free(nfp_prog);
}

/* Atomic engine requires values to be in big endian, we need to byte swap
 * the value words used with xadd.
 */
static void nfp_map_bpf_byte_swap(struct nfp_bpf_map *nfp_map, void *value)
{
 u32 *word = value;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < DIV_ROUND_UP(nfp_map->offmap->map.value_size, 4); i++)
  if (nfp_map->use_map[i].type == NFP_MAP_USE_ATOMIC_CNT)
   word[i] = (__force u32)cpu_to_be32(word[i]);
}

/* Mark value as unsafely initialized in case it becomes atomic later
 * and we didn't byte swap something non-byte swap neutral.
 */
static void
nfp_map_bpf_byte_swap_record(struct nfp_bpf_map *nfp_map, void *value)
{
 u32 *word = value;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < DIV_ROUND_UP(nfp_map->offmap->map.value_size, 4); i++)
  if (nfp_map->use_map[i].type == NFP_MAP_UNUSED &&
      word[i] != (__force u32)cpu_to_be32(word[i]))
   nfp_map->use_map[i].non_zero_update = 1;
}

static int
nfp_bpf_map_lookup_entry(struct bpf_offloaded_map *offmap,
    void *key, void *value)
{
 int err;

 err = nfp_bpf_ctrl_lookup_entry(offmap, key, value);
 if (err)
  return err;

 nfp_map_bpf_byte_swap(offmap->dev_priv, value);
 return 0;
}

static int
nfp_bpf_map_update_entry(struct bpf_offloaded_map *offmap,
    void *key, void *value, u64 flags)
{
 nfp_map_bpf_byte_swap(offmap->dev_priv, value);
 nfp_map_bpf_byte_swap_record(offmap->dev_priv, value);
 return nfp_bpf_ctrl_update_entry(offmap, key, value, flags);
}

static int
nfp_bpf_map_get_next_key(struct bpf_offloaded_map *offmap,
    void *key, void *next_key)
{
 if (!key)
  return nfp_bpf_ctrl_getfirst_entry(offmap, next_key);
 return nfp_bpf_ctrl_getnext_entry(offmap, key, next_key);
}

static int
nfp_bpf_map_delete_elem(struct bpf_offloaded_map *offmap, void *key)
{
 if (offmap->map.map_type == BPF_MAP_TYPE_ARRAY)
  return -EINVAL;
 return nfp_bpf_ctrl_del_entry(offmap, key);
}

static const struct bpf_map_dev_ops nfp_bpf_map_ops = {
 .map_get_next_key = nfp_bpf_map_get_next_key,
 .map_lookup_elem = nfp_bpf_map_lookup_entry,
 .map_update_elem = nfp_bpf_map_update_entry,
 .map_delete_elem = nfp_bpf_map_delete_elem,
};

static int
nfp_bpf_map_alloc(struct nfp_app_bpf *bpf, struct bpf_offloaded_map *offmap)
{
 struct nfp_bpf_map *nfp_map;
 unsigned int use_map_size;
 long long int res;

 if (!bpf->maps.types)
  return -EOPNOTSUPP;

 if (offmap->map.map_flags ||
     offmap->map.numa_node != NUMA_NO_NODE) {
  pr_info("map flags are not supported\n");
  return -EINVAL;
 }

 if (!(bpf->maps.types & 1 << offmap->map.map_type)) {
  pr_info("map type not supported\n");
  return -EOPNOTSUPP;
 }
 if (bpf->maps.max_maps == bpf->maps_in_use) {
  pr_info("too many maps for a device\n");
  return -ENOMEM;
 }
 if (bpf->maps.max_elems - bpf->map_elems_in_use <
     offmap->map.max_entries) {
  pr_info("map with too many elements: %u, left: %u\n",
   offmap->map.max_entries,
   bpf->maps.max_elems - bpf->map_elems_in_use);
  return -ENOMEM;
 }

 if (round_up(offmap->map.key_size, 8) +
     round_up(offmap->map.value_size, 8) > bpf->maps.max_elem_sz) {
  pr_info("map elements too large: %u, FW max element size (key+value): %u\n",
   round_up(offmap->map.key_size, 8) +
   round_up(offmap->map.value_size, 8),
   bpf->maps.max_elem_sz);
  return -ENOMEM;
 }
 if (offmap->map.key_size > bpf->maps.max_key_sz) {
  pr_info("map key size %u, FW max is %u\n",
   offmap->map.key_size, bpf->maps.max_key_sz);
  return -ENOMEM;
 }
 if (offmap->map.value_size > bpf->maps.max_val_sz) {
  pr_info("map value size %u, FW max is %u\n",
   offmap->map.value_size, bpf->maps.max_val_sz);
  return -ENOMEM;
 }

 use_map_size = DIV_ROUND_UP(offmap->map.value_size, 4) *
         sizeof_field(struct nfp_bpf_map, use_map[0]);

 nfp_map = kzalloc(sizeof(*nfp_map) + use_map_size, GFP_USER);
 if (!nfp_map)
  return -ENOMEM;

 offmap->dev_priv = nfp_map;
 nfp_map->offmap = offmap;
 nfp_map->bpf = bpf;
 spin_lock_init(&nfp_map->cache_lock);

 res = nfp_bpf_ctrl_alloc_map(bpf, &offmap->map);
 if (res < 0) {
  kfree(nfp_map);
  return res;
 }

 nfp_map->tid = res;
 offmap->dev_ops = &nfp_bpf_map_ops;
 bpf->maps_in_use++;
 bpf->map_elems_in_use += offmap->map.max_entries;
 list_add_tail(&nfp_map->l, &bpf->map_list);

 return 0;
}

static int
nfp_bpf_map_free(struct nfp_app_bpf *bpf, struct bpf_offloaded_map *offmap)
{
 struct nfp_bpf_map *nfp_map = offmap->dev_priv;

 nfp_bpf_ctrl_free_map(bpf, nfp_map);
 dev_consume_skb_any(nfp_map->cache);
 WARN_ON_ONCE(nfp_map->cache_blockers);
 list_del_init(&nfp_map->l);
 bpf->map_elems_in_use -= offmap->map.max_entries;
 bpf->maps_in_use--;
 kfree(nfp_map);

 return 0;
}

int nfp_ndo_bpf(struct nfp_app *app, struct nfp_net *nn, struct netdev_bpf *bpf)
{
 switch (bpf->command) {
 case BPF_OFFLOAD_MAP_ALLOC:
  return nfp_bpf_map_alloc(app->priv, bpf->offmap);
 case BPF_OFFLOAD_MAP_FREE:
  return nfp_bpf_map_free(app->priv, bpf->offmap);
 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static unsigned long
nfp_bpf_perf_event_copy(void *dst, const void *src,
   unsigned long off, unsigned long len)
{
 memcpy(dst, src + off, len);
 return 0;
}

int nfp_bpf_event_output(struct nfp_app_bpf *bpf, const void *data,
    unsigned int len)
{
 struct cmsg_bpf_event *cbe = (void *)data;
 struct nfp_bpf_neutral_map *record;
 u32 pkt_size, data_size, map_id;
 u64 map_id_full;

 if (len < sizeof(struct cmsg_bpf_event))
  return -EINVAL;

 pkt_size = be32_to_cpu(cbe->pkt_size);
 data_size = be32_to_cpu(cbe->data_size);
 map_id_full = be64_to_cpu(cbe->map_ptr);
 map_id = map_id_full;

 if (size_add(pkt_size, data_size) > INT_MAX ||
     len < sizeof(struct cmsg_bpf_event) + pkt_size + data_size)
  return -EINVAL;
 if (cbe->hdr.ver != NFP_CCM_ABI_VERSION)
  return -EINVAL;

 rcu_read_lock();
 record = rhashtable_lookup(&bpf->maps_neutral, &map_id,
       nfp_bpf_maps_neutral_params);
 if (!record || map_id_full > U32_MAX) {
  rcu_read_unlock();
  cmsg_warn(bpf, "perf event: map id %lld (0x%llx) not recognized, dropping event\n",
     map_id_full, map_id_full);
  return -EINVAL;
 }

 bpf_event_output(record->ptr, be32_to_cpu(cbe->cpu_id),
    &cbe->data[round_up(pkt_size, 4)], data_size,
    cbe->data, pkt_size, nfp_bpf_perf_event_copy);
 rcu_read_unlock();

 return 0;
}

bool nfp_bpf_offload_check_mtu(struct nfp_net *nn, struct bpf_prog *prog,
          unsigned int mtu)
{
 unsigned int fw_mtu, pkt_off;

 fw_mtu = nn_readb(nn, NFP_NET_CFG_BPF_INL_MTU) * 64 - 32;
 pkt_off = min(prog->aux->max_pkt_offset, mtu);

 return fw_mtu < pkt_off;
}

static int
nfp_net_bpf_load(struct nfp_net *nn, struct bpf_prog *prog,
   struct netlink_ext_ack *extack)
{
 struct nfp_prog *nfp_prog = prog->aux->offload->dev_priv;
 unsigned int max_stack, max_prog_len;
 dma_addr_t dma_addr;
 void *img;
 int err;

 if (nfp_bpf_offload_check_mtu(nn, prog, nn->dp.netdev->mtu)) {
  NL_SET_ERR_MSG_MOD(extack, "BPF offload not supported with potential packet access beyond HW packet split boundary");
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 max_stack = nn_readb(nn, NFP_NET_CFG_BPF_STACK_SZ) * 64;
 if (nfp_prog->stack_size > max_stack) {
  NL_SET_ERR_MSG_MOD(extack, "stack too large");
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 max_prog_len = nn_readw(nn, NFP_NET_CFG_BPF_MAX_LEN);
 if (nfp_prog->prog_len > max_prog_len) {
  NL_SET_ERR_MSG_MOD(extack, "program too long");
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 img = nfp_bpf_relo_for_vnic(nfp_prog, nn->app_priv);
 if (IS_ERR(img))
  return PTR_ERR(img);

 dma_addr = dma_map_single(nn->dp.dev, img,
      nfp_prog->prog_len * sizeof(u64),
      DMA_TO_DEVICE);
 if (dma_mapping_error(nn->dp.dev, dma_addr)) {
  kfree(img);
  return -ENOMEM;
 }

 nn_writew(nn, NFP_NET_CFG_BPF_SIZE, nfp_prog->prog_len);
 nn_writeq(nn, NFP_NET_CFG_BPF_ADDR, dma_addr);

 /* Load up the JITed code */
 err = nfp_net_reconfig(nn, NFP_NET_CFG_UPDATE_BPF);
 if (err)
  NL_SET_ERR_MSG_MOD(extack,
       "FW command error while loading BPF");

 dma_unmap_single(nn->dp.dev, dma_addr, nfp_prog->prog_len * sizeof(u64),
    DMA_TO_DEVICE);
 kfree(img);

 return err;
}

static void
nfp_net_bpf_start(struct nfp_net *nn, struct netlink_ext_ack *extack)
{
 int err;

 /* Enable passing packets through BPF function */
 nn->dp.ctrl |= NFP_NET_CFG_CTRL_BPF;
 nn_writel(nn, NFP_NET_CFG_CTRL, nn->dp.ctrl);
 err = nfp_net_reconfig(nn, NFP_NET_CFG_UPDATE_GEN);
 if (err)
  NL_SET_ERR_MSG_MOD(extack,
       "FW command error while enabling BPF");
}

static int nfp_net_bpf_stop(struct nfp_net *nn)
{
 if (!(nn->dp.ctrl & NFP_NET_CFG_CTRL_BPF))
  return 0;

 nn->dp.ctrl &= ~NFP_NET_CFG_CTRL_BPF;
 nn_writel(nn, NFP_NET_CFG_CTRL, nn->dp.ctrl);

 return nfp_net_reconfig(nn, NFP_NET_CFG_UPDATE_GEN);
}

int nfp_net_bpf_offload(struct nfp_net *nn, struct bpf_prog *prog,
   bool old_prog, struct netlink_ext_ack *extack)
{
 int err;

 if (prog && !bpf_offload_dev_match(prog, nn->dp.netdev))
  return -EINVAL;

 if (prog && old_prog) {
  u8 cap;

  cap = nn_readb(nn, NFP_NET_CFG_BPF_CAP);
  if (!(cap & NFP_NET_BPF_CAP_RELO)) {
   NL_SET_ERR_MSG_MOD(extack,
        "FW does not support live reload");
   return -EBUSY;
  }
 }

 /* Something else is loaded, different program type? */
 if (!old_prog && nn->dp.ctrl & NFP_NET_CFG_CTRL_BPF)
  return -EBUSY;

 if (old_prog && !prog)
  return nfp_net_bpf_stop(nn);

 err = nfp_net_bpf_load(nn, prog, extack);
 if (err)
  return err;

 if (!old_prog)
  nfp_net_bpf_start(nn, extack);

 return 0;
}

const struct bpf_prog_offload_ops nfp_bpf_dev_ops = {
 .insn_hook = nfp_verify_insn,
 .finalize = nfp_bpf_finalize,
 .replace_insn = nfp_bpf_opt_replace_insn,
 .remove_insns = nfp_bpf_opt_remove_insns,
 .prepare = nfp_bpf_verifier_prep,
 .translate = nfp_bpf_translate,
 .destroy = nfp_bpf_destroy,
};