ARCNET: add support for multi interfaces on com20020

The com20020-pci driver is currently designed to instance
one netdev with one pci device. This patch adds support to
instance many cards with one pci device, depending on the device
data in the private data.

Signed-off-by: Michael Grzeschik <m.grzeschik@pengutronix.de>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

ARCNET: add com20020 PCI IDs with metadata

This patch adds metadata for the com20020 to prepare for devices with
multiple io address areas with multi card interfaces.

Signed-off-by: Michael Grzeschik <m.grzeschik@pengutronix.de>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

ARCNET: add com20020_set_hwddr to change address

This patch adds com20020_set_hwaddr to make
it possible to change the hwaddr on runtime.

Signed-off-by: Michael Grzeschik <m.grzeschik@pengutronix.de>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

ARCNET: return IRQ_NONE if the interface isn't running

The interrupt handler needs to return IRQ_NONE in case
two devices are used with the shared interrupt handler.
Otherwise it could steal interrupts from the other
interface.

Signed-off-by: Michael Grzeschik <m.grzeschik@pengutronix.de>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

tcp: remove unnecessary assignment.

This variable i is overwritten to 0 by following code

Signed-off-by: Li RongQing <roy.qing.li@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: reorganize sk_buff for faster __copy_skb_header()

With proliferation of bit fields in sk_buff, __copy_skb_header() became
quite expensive, showing as the most expensive function in a GSO
workload.

__copy_skb_header() performance is also critical for non GSO TCP
operations, as it is used from skb_clone()

This patch carefully moves all the fields that were not copied in a
separate zone : cloned, nohdr, fclone, peeked, head_frag, xmit_more

Then I moved all other fields and all other copied fields in a section
delimited by headers_start[0]/headers_end[0] section so that we
can use a single memcpy() call, inlined by compiler using long
word load/stores.

I also tried to make all copies in the natural orders of sk_buff,
to help hardware prefetching.

I made sure sk_buff size did not change.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'qca7000_spi'

Stefan Wahren says:

====================
add Qualcomm QCA7000 ethernet driver

This patch series adds support for the Qualcomm QCA7000 Homeplug GreenPHY.
The QCA7000 is serial-to-powerline bridge with two interfaces: UART and SPI.
These patches handles only the last one, with an Ethernet over SPI protocol
driver.

This driver based on the Qualcomm code [1], but contains a lot of changes
since last year:

* devicetree support
* DebugFS support
* ethtool support
* better error handling
* performance improvements
* code cleanup
* some bugfixes

The code has been tested only on Freescale i.MX28 boards, but should work
on other platforms.

[1] - https://github.com/IoE/qca7000

Changes in V3:
- Use ether_addr_copy instead of memcpy
- Remove qcaspi_set_mac_address
- Improve DT parsing
- replace OF_GPIO dependancy with OF
- fix compile error caused by SET_ETHTOOL_OPS
- fix possible endless loop when spi read fails
- fix DT documentation
- fix coding style
- fix sparse warnings

Changes in V2:
- replace in DT the SPI intr GPIO with pure interrupt
- make legacy mode a boolean DT property and remove it as module parameter
- make burst length a module parameter instead of DT property
- make pluggable a module parameter instead of DT property
- improve DT documentation
- replace debugFS register dump with ethtool function
- replace debugFS stats with ethtool function
- implement function to get ring parameter via ethtool
- implement function to set TX ring count via ethtool
- fix TX ring state in debugFS
- optimize tx ring flush
- add byte limit for TX ring to avoid bufferbloat
- fix TX queue full and write buffer miss counter
- fix SPI clk speed module parameter
- fix possible packet loss
- fix possible race during transmit
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: qualcomm: new Ethernet over SPI driver for QCA7000

This patch adds the Ethernet over SPI driver for the
Qualcomm QCA7000 HomePlug GreenPHY.

Signed-off-by: Stefan Wahren <stefan.wahren@i2se.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Documentation: add Device tree bindings for QCA7000

This patch adds the Device tree bindings for the
Ethernet over SPI protocol driver of the Qualcomm
QCA7000 HomePlug GreenPHY.

Signed-off-by: Stefan Wahren <stefan.wahren@i2se.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'dctcp'

Daniel Borkmann says:

====================
net: tcp: DCTCP congestion control algorithm

This patch series adds support for the DataCenter TCP (DCTCP) congestion
control algorithm. Please see individual patches for the details.

The last patch adds DCTCP as a congestion control module, and previous
ones add needed infrastructure to extend the congestion control framework.

Joint work between Florian Westphal, Daniel Borkmann and Glenn Judd.

v3 -> v2:
 - No changes anywhere, just a resend as requested by Dave
 - Added Stephen's ACK
v1 -> v2:
 - Rebased to latest net-next
 - Addressed Eric's feedback, thanks!
  - Update stale comment wrt. DCTCP ECN usage
  - Don't call INET_ECN_xmit for every packet
 - Add dctcp ss/inetdiag support to expose internal stats to userspace
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: tcp: add DCTCP congestion control algorithm

This work adds the DataCenter TCP (DCTCP) congestion control
algorithm [1], which has been first published at SIGCOMM 2010 [2],
resp. follow-up analysis at SIGMETRICS 2011 [3] (and also, more
recently as an informational IETF draft available at [4]).

DCTCP is an enhancement to the TCP congestion control algorithm for
data center networks. Typical data center workloads are i.e.
i) partition/aggregate (queries; bursty, delay sensitive), ii) short
messages e.g. 50KB-1MB (for coordination and control state; delay
sensitive), and iii) large flows e.g. 1MB-100MB (data update;
throughput sensitive). DCTCP has therefore been designed for such
environments to provide/achieve the following three requirements:

  * High burst tolerance (incast due to partition/aggregate)
  * Low latency (short flows, queries)
  * High throughput (continuous data updates, large file
    transfers) with commodity, shallow buffered switches

The basic idea of its design consists of two fundamentals: i) on the
switch side, packets are being marked when its internal queue
length > threshold K (K is chosen so that a large enough headroom
for marked traffic is still available in the switch queue); ii) the
sender/host side maintains a moving average of the fraction of marked
packets, so each RTT, F is being updated as follows:

 F := X / Y, where X is # of marked ACKs, Y is total # of ACKs
 alpha := (1 - g) * alpha + g * F, where g is a smoothing constant

The resulting alpha (iow: probability that switch queue is congested)
is then being used in order to adaptively decrease the congestion
window W:

 W := (1 - (alpha / 2)) * W

The means for receiving marked packets resp. marking them on switch
side in DCTCP is the use of ECN.

RFC3168 describes a mechanism for using Explicit Congestion Notification
from the switch for early detection of congestion, rather than waiting
for segment loss to occur.

However, this method only detects the presence of congestion, not
the *extent*. In the presence of mild congestion, it reduces the TCP
congestion window too aggressively and unnecessarily affects the
throughput of long flows [4].

DCTCP, as mentioned, enhances Explicit Congestion Notification (ECN)
processing to estimate the fraction of bytes that encounter congestion,
rather than simply detecting that some congestion has occurred. DCTCP
then scales the TCP congestion window based on this estimate [4],
thus it can derive multibit feedback from the information present in
the single-bit sequence of marks in its control law. And thus act in
*proportion* to the extent of congestion, not its *presence*.

Switches therefore set the Congestion Experienced (CE) codepoint in
packets when internal queue lengths exceed threshold K. Resulting,
DCTCP delivers the same or better throughput than normal TCP, while
using 90% less buffer space.

It was found in [2] that DCTCP enables the applications to handle 10x
the current background traffic, without impacting foreground traffic.
Moreover, a 10x increase in foreground traffic did not cause any
timeouts, and thus largely eliminates TCP incast collapse problems.

The algorithm itself has already seen deployments in large production
data centers since then.

We did a long-term stress-test and analysis in a data center, short
summary of our TCP incast tests with iperf compared to cubic:

This test measured DCTCP throughput and latency and compared it with
CUBIC throughput and latency for an incast scenario. In this test, 19
senders sent at maximum rate to a single receiver. The receiver simply
ran iperf -s.

The senders ran iperf -c <receiver> -t 30. All senders started
simultaneously (using local clocks synchronized by ntp).

This test was repeated multiple times. Below shows the results from a
single test. Other tests are similar. (DCTCP results were extremely
consistent, CUBIC results show some variance induced by the TCP timeouts
that CUBIC encountered.)

For this test, we report statistics on the number of TCP timeouts,
flow throughput, and traffic latency.

1) Timeouts (total over all flows, and per flow summaries):

            CUBIC            DCTCP
  Total     3227             25
  Mean       169.842          1.316
  Median     183              1
  Max        207              5
  Min        123              0
  Stddev      28.991          1.600

Timeout data is taken by measuring the net change in netstat -s
"other TCP timeouts" reported. As a result, the timeout measurements
above are not restricted to the test traffic, and we believe that it
is likely that all of the "DCTCP timeouts" are actually timeouts for
non-test traffic. We report them nevertheless. CUBIC will also include
some non-test timeouts, but they are drawfed by bona fide test traffic
timeouts for CUBIC. Clearly DCTCP does an excellent job of preventing
TCP timeouts. DCTCP reduces timeouts by at least two orders of
magnitude and may well have eliminated them in this scenario.

2) Throughput (per flow in Mbps):

            CUBIC            DCTCP
  Mean      521.684          521.895
  Median    464              523
  Max       776              527
  Min       403              519
  Stddev    105.891            2.601
  Fairness    0.962            0.999

Throughput data was simply the average throughput for each flow
reported by iperf. By avoiding TCP timeouts, DCTCP is able to
achieve much better per-flow results. In CUBIC, many flows
experience TCP timeouts which makes flow throughput unpredictable and
unfair. DCTCP, on the other hand, provides very clean predictable
throughput without incurring TCP timeouts. Thus, the standard deviation
of CUBIC throughput is dramatically higher than the standard deviation
of DCTCP throughput.

Mean throughput is nearly identical because even though cubic flows
suffer TCP timeouts, other flows will step in and fill the unused
bandwidth. Note that this test is something of a best case scenario
for incast under CUBIC: it allows other flows to fill in for flows
experiencing a timeout. Under situations where the receiver is issuing
requests and then waiting for all flows to complete, flows cannot fill
in for timed out flows and throughput will drop dramatically.

3) Latency (in ms):

            CUBIC            DCTCP
  Mean      4.0088           0.04219
  Median    4.055            0.0395
  Max       4.2              0.085
  Min       3.32             0.028
  Stddev    0.1666           0.01064

Latency for each protocol was computed by running "ping -i 0.2
<receiver>" from a single sender to the receiver during the incast
test. For DCTCP, "ping -Q 0x6 -i 0.2 <receiver>" was used to ensure
that traffic traversed the DCTCP queue and was not dropped when the
queue size was greater than the marking threshold. The summary
statistics above are over all ping metrics measured between the single
sender, receiver pair.

The latency results for this test show a dramatic difference between
CUBIC and DCTCP. CUBIC intentionally overflows the switch buffer
which incurs the maximum queue latency (more buffer memory will lead
to high latency.) DCTCP, on the other hand, deliberately attempts to
keep queue occupancy low. The result is a two orders of magnitude
reduction of latency with DCTCP - even with a switch with relatively
little RAM. Switches with larger amounts of RAM will incur increasing
amounts of latency for CUBIC, but not for DCTCP.

4) Convergence and stability test:

This test measured the time that DCTCP took to fairly redistribute
bandwidth when a new flow commences. It also measured DCTCP's ability
to remain stable at a fair bandwidth distribution. DCTCP is compared
with CUBIC for this test.

At the commencement of this test, a single flow is sending at maximum
rate (near 10 Gbps) to a single receiver. One second after that first
flow commences, a new flow from a distinct server begins sending to
the same receiver as the first flow. After the second flow has sent
data for 10 seconds, the second flow is terminated. The first flow
sends for an additional second. Ideally, the bandwidth would be evenly
shared as soon as the second flow starts, and recover as soon as it
stops.

The results of this test are shown below. Note that the flow bandwidth
for the two flows was measured near the same time, but not
simultaneously.

DCTCP performs nearly perfectly within the measurement limitations
of this test: bandwidth is quickly distributed fairly between the two
flows, remains stable throughout the duration of the test, and
recovers quickly. CUBIC, in contrast, is slow to divide the bandwidth
fairly, and has trouble remaining stable.

  CUBIC                      DCTCP

  Seconds  Flow 1  Flow 2    Seconds  Flow 1  Flow 2
   0       9.93    0          0       9.92    0
   0.5     9.87    0          0.5     9.86    0
   1       8.73    2.25       1       6.46    4.88
   1.5     7.29    2.8        1.5     4.9     4.99
   2       6.96    3.1        2       4.92    4.94
   2.5     6.67    3.34       2.5     4.93    5
   3       6.39    3.57       3       4.92    4.99
   3.5     6.24    3.75       3.5     4.94    4.74
   4       6       3.94       4       5.34    4.71
   4.5     5.88    4.09       4.5     4.99    4.97
   5       5.27    4.98       5       4.83    5.01
   5.5     4.93    5.04       5.5     4.89    4.99
   6       4.9     4.99       6       4.92    5.04
   6.5     4.93    5.1        6.5     4.91    4.97
   7       4.28    5.8        7       4.97    4.97
   7.5     4.62    4.91       7.5     4.99    4.82
   8       5.05    4.45       8       5.16    4.76
   8.5     5.93    4.09       8.5     4.94    4.98
   9       5.73    4.2        9       4.92    5.02
   9.5     5.62    4.32       9.5     4.87    5.03
  10       6.12    3.2       10       4.91    5.01
  10.5     6.91    3.11      10.5     4.87    5.04
  11       8.48    0         11       8.49    4.94
  11.5     9.87    0         11.5     9.9     0

SYN/ACK ECT test:

This test demonstrates the importance of ECT on SYN and SYN-ACK packets
by measuring the connection probability in the presence of competing
flows for a DCTCP connection attempt *without* ECT in the SYN packet.
The test was repeated five times for each number of competing flows.

              Competing Flows  1 |    2 |    4 |    8 |   16
                               ------------------------------
Mean Connection Probability    1 | 0.67 | 0.45 | 0.28 |    0
Median Connection Probability  1 | 0.65 | 0.45 | 0.25 |    0

As the number of competing flows moves beyond 1, the connection
probability drops rapidly.

Enabling DCTCP with this patch requires the following steps:

DCTCP must be running both on the sender and receiver side in your
data center, i.e.:

  sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=dctcp

Also, ECN functionality must be enabled on all switches in your
data center for DCTCP to work. The default ECN marking threshold (K)
heuristic on the switch for DCTCP is e.g., 20 packets (30KB) at
1Gbps, and 65 packets (~100KB) at 10Gbps (K > 1/7 * C * RTT, [4]).

In above tests, for each switch port, traffic was segregated into two
queues. For any packet with a DSCP of 0x01 - or equivalently a TOS of
0x04 - the packet was placed into the DCTCP queue. All other packets
were placed into the default drop-tail queue. For the DCTCP queue,
RED/ECN marking was enabled, here, with a marking threshold of 75 KB.
More details however, we refer you to the paper [2] under section 3).

There are no code changes required to applications running in user
space. DCTCP has been implemented in full *isolation* of the rest of
the TCP code as its own congestion control module, so that it can run
without a need to expose code to the core of the TCP stack, and thus
nothing changes for non-DCTCP users.

Changes in the CA framework code are minimal, and DCTCP algorithm
operates on mechanisms that are already available in most Silicon.
The gain (dctcp_shift_g) is currently a fixed constant (1/16) from
the paper, but we leave the option that it can be chosen carefully
to a different value by the user.

In case DCTCP is being used and ECN support on peer site is off,
DCTCP falls back after 3WHS to operate in normal TCP Reno mode.

ss {-4,-6} -t -i diag interface:

  ... dctcp wscale:7,7 rto:203 rtt:2.349/0.026 mss:1448 cwnd:2054
  ssthresh:1102 ce_state 0 alpha 15 ab_ecn 0 ab_tot 735584
  send 10129.2Mbps pacing_rate 20254.1Mbps unacked:1822 retrans:0/15
  reordering:101 rcv_space:29200

  ... dctcp-reno wscale:7,7 rto:201 rtt:0.711/1.327 ato:40 mss:1448
  cwnd:10 ssthresh:1102 fallback_mode send 162.9Mbps pacing_rate
  325.5Mbps rcv_rtt:1.5 rcv_space:29200

More information about DCTCP can be found in [1-4].

  [1] http://simula.stanford.edu/~alizade/Site/DCTCP.html
  [2] http://simula.stanford.edu/~alizade/Site/DCTCP_files/dctcp-final.pdf
  [3] http://simula.stanford.edu/~alizade/Site/DCTCP_files/dctcp_analysis-full.pdf
  [4] http://tools.ietf.org/html/draft-bensley-tcpm-dctcp-00

Joint work with Florian Westphal and Glenn Judd.

Signed-off-by: Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
Signed-off-by: Florian Westphal <fw@strlen.de>
Signed-off-by: Glenn Judd <glenn.judd@morganstanley.com>
Acked-by: Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: tcp: more detailed ACK events and events for CE marked packets

DataCenter TCP (DCTCP) determines cwnd growth based on ECN information
and ACK properties, e.g. ACK that updates window is treated differently
than DUPACK.

Also DCTCP needs information whether ACK was delayed ACK. Furthermore,
DCTCP also implements a CE state machine that keeps track of CE markings
of incoming packets.

Therefore, extend the congestion control framework to provide these
event types, so that DCTCP can be properly implemented as a normal
congestion algorithm module outside of the core stack.

Joint work with Daniel Borkmann and Glenn Judd.

Signed-off-by: Florian Westphal <fw@strlen.de>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
Signed-off-by: Glenn Judd <glenn.judd@morganstanley.com>
Acked-by: Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: tcp: split ack slow/fast events from cwnd_event

The congestion control ops "cwnd_event" currently supports
CA_EVENT_FAST_ACK and CA_EVENT_SLOW_ACK events (among others).
Both FAST and SLOW_ACK are only used by Westwood congestion
control algorithm.

This removes both flags from cwnd_event and adds a new
in_ack_event callback for this. The goal is to be able to
provide more detailed information about ACKs, such as whether
ECE flag was set, or whether the ACK resulted in a window
update.

It is required for DataCenter TCP (DCTCP) congestion control
algorithm as it makes a different choice depending on ECE being
set or not.

Joint work with Daniel Borkmann and Glenn Judd.

Signed-off-by: Florian Westphal <fw@strlen.de>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
Signed-off-by: Glenn Judd <glenn.judd@morganstanley.com>
Acked-by: Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: tcp: add flag for ca to indicate that ECN is required

This patch adds a flag to TCP congestion algorithms that allows
for requesting to mark IPv4/IPv6 sockets with transport as ECN
capable, that is, ECT(0), when required by a congestion algorithm.

It is currently used and needed in DataCenter TCP (DCTCP), as it
requires both peers to assert ECT on all IP packets sent - it
uses ECN feedback (i.e. CE, Congestion Encountered information)
from switches inside the data center to derive feedback to the
end hosts.

Therefore, simply add a new flag to icsk_ca_ops. Note that DCTCP's
algorithm/behaviour slightly diverges from RFC3168, therefore this
is only (!) enabled iff the assigned congestion control ops module
has requested this. By that, we can tightly couple this logic really
only to the provided congestion control ops.

Joint work with Florian Westphal and Glenn Judd.

Signed-off-by: Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
Signed-off-by: Florian Westphal <fw@strlen.de>
Signed-off-by: Glenn Judd <glenn.judd@morganstanley.com>
Acked-by: Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: tcp: assign tcp cong_ops when tcp sk is created

Split assignment and initialization from one into two functions.

This is required by followup patches that add Datacenter TCP
(DCTCP) congestion control algorithm - we need to be able to
determine if the connection is moderated by DCTCP before the
3WHS has finished.

As we walk the available congestion control list during the
assignment, we are always guaranteed to have Reno present as
it's fixed compiled-in. Therefore, since we're doing the
early assignment, we don't have a real use for the Reno alias
tcp_init_congestion_ops anymore and can thus remove it.

Actual usage of the congestion control operations are being
made after the 3WHS has finished, in some cases however we
can access get_info() via diag if implemented, therefore we
need to zero out the private area for those modules.

Joint work with Daniel Borkmann and Glenn Judd.

Signed-off-by: Florian Westphal <fw@strlen.de>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
Signed-off-by: Glenn Judd <glenn.judd@morganstanley.com>
Acked-by: Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: sched: cls_rcvp, complete rcu conversion

This completes the cls_rsvp conversion to RCU safe
copy, update semantics.

As a result all cases of tcf_exts_change occur on
empty lists now.

Signed-off-by: John Fastabend <john.r.fastabend@intel.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

dql: dql_queued() should write first to reduce bus transactions

While doing high throughput test on a BQL enabled NIC,
I found a very high cost in ndo_start_xmit() when accessing BQL data.

It turned out the problem was caused by compiler trying to be
smart, but involving a bad MESI transaction :

  0.05 │  mov    0xc0(%rax),%edi    // LOAD dql->num_queued
  0.48 │  mov    %edx,0xc8(%rax)    // STORE dql->last_obj_cnt = count
 58.23 │  add    %edx,%edi
  0.58 │  cmp    %edi,0xc4(%rax)
  0.76 │  mov    %edi,0xc0(%rax)    // STORE dql->num_queued += count
  0.72 │  js     bd8

I got an incredible 10 % gain [1] by making sure cpu do not attempt
to get the cache line in Shared mode, but directly requests for
ownership.

New code :
mov    %edx,0xc8(%rax)  // STORE dql->last_obj_cnt = count
add    %edx,0xc0(%rax)  // RMW   dql->num_queued += count
mov    0xc4(%rax),%ecx  // LOAD dql->adj_limit
mov    0xc0(%rax),%edx  // LOAD dql->num_queued
cmp    %edx,%ecx

The TX completion was running from another cpu, with high interrupts
rate.

Note that I am using barrier() as a soft hint, as mb() here could be
too heavy cost.

[1] This was a netperf TCP_STREAM with TSO disabled, but GSO enabled.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Acked-by: Jesper Dangaard Brouer <brouer@redhat.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: fix another regression in cls_tcindex

Clearly the following change is not expected:

-       if (!cp.perfect && !cp.h)
-               cp.alloc_hash = cp.hash;
+       if (!cp->perfect && cp->h)
+               cp->alloc_hash = cp->hash;

Fixes: commit 331b72922c5f58d48fd ("net: sched: RCU cls_tcindex")
Cc: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
Signed-off-by: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Acked-by: John Fastabend <john.r.fastabend@intel.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: fix errno in tcindex_set_parms()

When kmemdup() fails, we should return -ENOMEM.

Cc: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
Signed-off-by: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Acked-by: John Fastabend <john.r.fastabend@intel.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'cxgb4-next'

Hariprasad Shenai says:

====================
cxgb4: Use new BAR2 GTS for T5, adds adaptive rx and few Device ID's

This patch series adds support to use new BAR2 GTS for T5 adapter.
Adds support for adaptive rx. Remove redundant variable from a macro of
cxgb4vf driver. Adds Device ID for new adapters.

The patches series is created against 'net-next' tree.
And includes patches on cxgb4 and cxgb4vf driver.

We have included all the maintainers of respective drivers. Kindly review the
change and let us know in case of any review comments.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

cxgb4: Add support for adaptive rx

Based on original work by Kumar Sanghvi <kumaras@chelsio.com>

Signed-off-by: Hariprasad Shenai <hariprasad@chelsio.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

cxgb4/cxgb4vf: Add Devicde ID for two more adapter

Signed-off-by: Hariprasad Shenai <hariprasad@chelsio.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

cxgb4vf: Remove superfluous "idx" parameter of CH_DEVICE() macro.

Remove redundant idx parameter of CH_DEVICE() macro, its always zero.

Signed-off-by: Hariprasad Shenai <hariprasad@chelsio.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

cxgb4: Use BAR2 Going To Sleep (GTS) for T5 and later.

Use BAR2 GTS for T5. If we are on T4 use the old doorbell mechanism;
otherwise ue the new BAR2 mechanism. Use BAR2 doorbells for refilling FL's.

Based on original work by Casey Leedom <leedom@chelsio.com>

Signed-off-by: Hariprasad Shenai <hariprasad@chelsio.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

arp: Do not perturb drop profiles with ignored ARP packets

We do not wish to disturb dropwatch or perf drop profiles with an ARP
we will ignore.

Signed-off-by: Rick Jones <rick.jones2@hp.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net_sched: remove the first parameter from tcf_exts_destroy()

Cc: Jamal Hadi Salim <jhs@mojatatu.com>
Signed-off-by: Cong Wang <xiyou.wangcong@gmail.com>
Acked-by: Jamal Hadi Salim <hadi@mojatatu.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

mlx4: exploit skb->xmit_more to conditionally send doorbell

skb->xmit_more tells us if another skb is coming next.

We need to send doorbell when : xmit_more is not set,
or txqueue is stopped (preventing next skb to come immediately)

Tested with a modified pktgen version, I got a 40% increase of
throughput.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'r8152'

Hayes Wang says:

====================
r8152: support setting eee by ethtool

Modify some definitions about EEE, and add the support of setting
the EEE through ethtool.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

r8152: support ethtool eee

Support get_eee() and set_eee() of ethtool_ops.

Signed-off-by: Hayes Wang <hayeswang@realtek.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

r8152: add functions to set EEE

Add functions to enable EEE and set EEE advertisement.

Signed-off-by: Hayes Wang <hayeswang@realtek.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

r8152: change the EEE definition

Replace the EEE definitions with the ones which is declared
in "mdio.h".

Chage some definitions to make them readable.

Signed-off-by: Hayes Wang <hayeswang@realtek.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'defxx-next'

Maciej W. Rozycki says:

====================
defxx: DEFEA fixes and updates

 I have finally got my hands on an EISA variation of the board (DEC
FDDIcontroller/EISA aka DEFEA) and was able to do some testing.  Here are
initial updates to the driver that address problems I encountered so far.
More to come later on as I get back to the system that I have in a remote
location -- I need to double-check MMIO support and see what might have
been causing spurious interrupts I saw with the 8259A PIC the board's
interrupt line has been routed to.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

defxx: DEFEA's ESIC port I/O decoding cleanup

Use the slot-specific I/O range for decoding accesses to PDQ ASIC
registers (IOCS0) and the discrete Burst Holdoff register (IOCS1) as per
the "HD64981F EISA Slave Interface Controller (ESIC)" datasheet.  Use
disjoint decode ranges now that the assignment of chip selects is known.
Update the span of the port I/O resource requested accordingly.

Signed-off-by: Maciej W. Rozycki <macro@linux-mips.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

defxx: DEFEA's Burst Holdoff register initialization fix

Use the mask rather than bit number macro to initialize the chip select
control bit for PDQ register space decoding in the Burst Holdoff register.

Signed-off-by: Maciej W. Rozycki <macro@linux-mips.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

defxx: Correct DEFEA's ESIC port I/O accesses

Reverse the order of arguments to `outb', data to write comes first.

Signed-off-by: Maciej W. Rozycki <macro@linux-mips.org>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'master' of git://git./linux/kernel/git/klassert/ipsec-next

Steffen Klassert says:

====================
pull request (net-next): ipsec-next 2014-09-25

1) Remove useless hash_resize_mutex in xfrm_hash_resize().
   This mutex is used only there, but xfrm_hash_resize()
   can't be called concurrently at all. From Ying Xue.

2) Extend policy hashing to prefixed policies based on
   prefix lenght thresholds. From Christophe Gouault.

3) Make the policy hash table thresholds configurable
   via netlink. From Christophe Gouault.

4) Remove the maximum authentication length for AH.
   This was needed to limit stack usage. We switched
   already to allocate space, so no need to keep the
   limit. From Herbert Xu.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'dsa_eee'

Florian Fainelli says:

====================
net: dsa: EEE and other PM features

This patch set allows DSA switch drivers to enable/disable/query EEE on a
per-port level, as well as control precisely which switch ports are
enable/disabled.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: dsa: bcm_sf2: add support for controlling EEE

When EEE is enabled, negotiate this feature with the PHY and make sure
that the capability checking, local EEE advertisement, link partner EEE
advertisement and auto-negotiation resolution returned by phy_init_eee()
is positive, and enable EEE at the switch level.

While querying the current EEE settings, verify the low-power indication
and indicate its status.

Signed-off-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: dsa: allow switches driver to implement get/set EEE

Allow switches driver to query and enable/disable EEE on a per-port
basis by implementing the ethtool_{get,set}_eee settings and delegating
these operations to the switch driver.

set_eee() will need to coordinate with the PHY driver to make sure that
EEE is enabled, the link-partner supports it and the auto-negotiation
result is satisfactory.

Signed-off-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: dsa: bcm_sf2: add port_enable/disable callbacks

The SF2 switch driver is already architected around per-port
enable/disable callbacks, so we just need a slight update to our
existing bcm_sf2_port_setup() resp. bcm_sf2_port_disable() functions to
be suitable as callbacks for port_enable/port_disable.

We need to shuffle a little the code that does the per-port VLAN
configuration/isolation since ports can now be brought up/down
separately, so we need to make sure that IMP (CPU, management) port is
always included in that specific port setup.

Signed-off-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: dsa: bcm_sf2: disable RGMII interface(s) when link is down

When the link is down, disable the RGMII interface to conserve as much
power as possible. We re-enable the RGMII interface whenever the link is
detected.

Signed-off-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: dsa: allow enabling and disable switch ports

Whenever a per-port network device is used/unused, invoke the switch
driver port_enable/port_disable callbacks to allow saving as much power
as possible by disabling unused parts of the switch (RX/TX logic, memory
arrays, PHYs...). We supply a PHY device argument to make sure the
switch driver can act on the PHY device if needed (like putting/taking
the PHY out of deep low power mode).

Signed-off-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: dsa: start and stop the PHY state machine

dsa_slave_open() should start the PHY library state machine for its PHY
interface, and dsa_slave_close() should stop the PHY library state
machine accordingly.

Signed-off-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

tcp: use tcp_flags in tcp_data_queue()

This patch is a cleanup which follows the idea in commit e11ecddf5128 (tcp: use
TCP_SKB_CB(skb)->tcp_flags in input path),
and it may reduce register pressure since skb->cb[] access is fast,
bacause skb is probably in a register.

v2: remove variable th
v3: reword the changelog

Signed-off-by: Weiping Pan <panweiping3@gmail.com>
Acked-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

tcp: change tcp_skb_pcount() location

Our goal is to access no more than one cache line access per skb in
a write or receive queue when doing the various walks.

After recent TCP_SKB_CB() reorganizations, it is almost done.

Last part is tcp_skb_pcount() which currently uses
skb_shinfo(skb)->gso_segs, which is a terrible choice, because it needs
3 cache lines in current kernel (skb->head, skb->end, and
shinfo->gso_segs are all in 3 different cache lines, far from skb->cb)

This very simple patch reuses space currently taken by tcp_tw_isn
only in input path, as tcp_skb_pcount is only needed for skb stored in
write queue.

This considerably speeds up tcp_ack(), granted we avoid shinfo->tx_flags
to get SKBTX_ACK_TSTAMP, which seems possible.

This also speeds up all sack processing in general.

This speeds up tcp_sendmsg() because it no longer has to access/dirty
shinfo.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'tcp_skb_cb'

Eric Dumazet says:

====================
tcp: better TCP_SKB_CB layout

TCP had the assumption that IPCB and IP6CB are first members of skb->cb[]

This is fine, except that IPCB/IP6CB are used in TCP for a very short time
in input path.

What really matters for TCP stack is to get skb->next,
TCP_SKB_CB(skb)->seq, and TCP_SKB_CB(skb)->end_seq in the same cache line.

skb that are immediately consumed do not care because whole skb->cb[] is
hot in cpu cache, while skb that sit in wocket write queue or receive queues
do not need TCP_SKB_CB(skb)->header at all.

This patch set implements the prereq for IPv4, IPv6, and TCP to make this
possible. This makes TCP more efficient.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

tcp: better TCP_SKB_CB layout to reduce cache line misses

TCP maintains lists of skb in write queue, and in receive queues
(in order and out of order queues)

Scanning these lists both in input and output path usually requires
access to skb->next, TCP_SKB_CB(skb)->seq, and TCP_SKB_CB(skb)->end_seq

These fields are currently in two different cache lines, meaning we
waste lot of memory bandwidth when these queues are big and flows
have either packet drops or packet reorders.

We can move TCP_SKB_CB(skb)->header at the end of TCP_SKB_CB, because
this header is not used in fast path. This allows TCP to search much faster
in the skb lists.

Even with regular flows, we save one cache line miss in fast path.

Thanks to Christoph Paasch for noticing we need to cleanup
skb->cb[] (IPCB/IP6CB) before entering IP stack in tx path,
and that I forgot IPCB use in tcp_v4_hnd_req() and tcp_v4_save_options().

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

ipv6: add a struct inet6_skb_parm param to ipv6_opt_accepted()

ipv6_opt_accepted() assumes IP6CB(skb) holds the struct inet6_skb_parm
that it needs. Lets not assume this, as TCP stack might use a different
place.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

ipv4: rename ip_options_echo to __ip_options_echo()

ip_options_echo() assumes struct ip_options is provided in &IPCB(skb)->opt
Lets break this assumption, but provide a helper to not change all call points.

ip_send_unicast_reply() gets a new struct ip_options pointer.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net : optimize skb_release_data()

Cache skb_shinfo(skb) in a variable to avoid computing it multiple
times.

Reorganize the tests to remove one indentation level.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

sparc: bpf_jit: add support for BPF_LD(X) | BPF_LEN instructions

BPF_LD | BPF_W | BPF_LEN instruction is occasionally used by tcpdump
and present in 11 tests in lib/test_bpf.c
Teach sparc JIT compiler to emit it.

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: bcmgenet: Fix compile warning

bcmgenet_wol_resume() is only used in bcmgenet_resume(), which is only
defined when CONFIG_PM_SLEEP is enabled. This leads to the following
compile warning when building with !CONFIG_PM_SLEEP:

drivers/net/ethernet/broadcom/genet/bcmgenet.c:1967:12: warning: ‘bcmgenet_wol_resume’ defined but not used [-Wunused-function]

Since bcmgenet_resume() is the only user of bcmgenet_wol_resume(), fix
this by directly inlining the function there.

Reported-by: Geert Uytterhoeven <geert@linux-m68k.org>
Signed-off-by: Tobias Klauser <tklauser@distanz.ch>
Acked-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net/openvswitch: remove dup comment in vport.h

Remove the duplicated comment
"/* The following definitions are for users of the vport subsytem: */"
in vport.h

Signed-off-by: Wang Sheng-Hui <shhuiw@gmail.com>
Acked-by: Pravin B Shelar <pshelar@nicira.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'master' of git://git./linux/kernel/git/jkirsher/net-next

Jeff Kirsher says:

====================
Intel Wired LAN Driver Updates 2014-09-23

This patch series adds support for the FM10000 Ethernet switch host
interface.  The Intel FM10000 Ethernet Switch is a 48-port Ethernet switch
supporting both Ethernet ports and PCI Express host interfaces.  The fm10k
driver provides support for the host interface portion of the switch, both
PF and VF.

As the host interfaces are directly connected to the switch this results in
some significant differences versus a standard network driver.  For example
there is no PHY or MII on the device.  Since packets are delivered directly
from the switch to the host interface these are unnecessary.  Otherwise most
of the functionality is very similar to our other network drivers such as
ixgbe or igb.  For example we support all the standard network offloads,
jumbo frames, SR-IOV (64 VFS), PTP, and some VXLAN and NVGRE offloads.

v2: converted dev_consume_skb_any() to dev_kfree_skb_any()
    fix up PTP code based on feedback from the community
v3: converted the use of smb_mb__before_clear_bit() to smb_mb__before_atomic()
    added vmalloc header to patch 15
    added prefetch header to patch 16
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: optimise inet_proto_csum_replace4()

csum_partial() is a generic function which is not optimised for small fixed
length calculations, and its use requires to store "from" and "to" values in
memory while we already have them available in registers. This also has impact,
especially on RISC processors. In the same spirit as the change done by
Eric Dumazet on csum_replace2(), this patch rewrites inet_proto_csum_replace4()
taking into account RFC1624.

I spotted during a NATted tcp transfert that csum_partial() is one of top 5
consuming functions (around 8%), and the second user of csum_partial() is
inet_proto_csum_replace4().

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Acked-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: optimise csum_replace4()

csum_partial() is a generic function which is not optimised for small fixed
length calculations, and its use requires to store "from" and "to" values in
memory while we already have them available in registers. This also has impact,
especially on RISC processors. In the same spirit as the change done by
Eric Dumazet on csum_replace2(), this patch rewrites inet_proto_csum_replace4()
taking into account RFC1624.

I spotted during a NATted tcp transfert that csum_partial() is one of top 5
consuming functions (around 8%), and the second user of csum_partial() is
inet_proto_csum_replace4().

I have proposed the same modification to inet_proto_csum_replace4() in another
patch.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Acked-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'fec'

Fugang Duan says:

====================
net: fec: Code cleanup

This patches does several things:
  - Fixing multiqueue issue.
  - Removing the unnecessary errata workaround.
  - Aligning the data buffer dma map/unmap size.
  - Freeing resource after probe failed.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: fec: free resource after phy probe failed

Free memory and disable all related clocks when there has no phy
connection or phy probe failed.

Signed-off-by: Fugang Duan <B38611@freescale.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: fec: align rx data buffer size for dma map/unmap

Align allocated rx data buffer size for dma map/unmap, otherwise
kernel print warning when enable DMA_API_DEBUG.

Signed-off-by: Fugang Duan <B38611@freescale.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: fec: remove the ERR006358 workaround for imx6sx enet

Remove the ERR006358 workaround for imx6sx enet since the hw issue
was fixed on the SOC.

Signed-off-by: Fugang Duan <B38611@freescale.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: fec: Add Ftype to BD to distiguish three tx queues for AVB

The current driver loss Ftype field init for BD, which cause tx
queue #1 and #2 cannot work well.

Add Ftype field to BD to distiguish three queues for AVB:
0 -> Best Effort
1 -> ClassA
2 -> ClassB

Signed-off-by: Fugang Duan <B38611@freescale.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: introduce __skb_header_release()

While profiling TCP stack, I noticed one useless atomic operation
in tcp_sendmsg(), caused by skb_header_release().

It turns out all current skb_header_release() users have a fresh skb,
that no other user can see, so we can avoid one atomic operation.

Introduce __skb_header_release() to clearly document this.

This gave me a 1.5 % improvement on TCP_RR workload.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

fec: Remove fec_enet_select_queue()

Sparse complains about fec_enet_select_queue() not being static.

Feedback from David Miller [1] was to remove this function instead of making it
static:

"Please just delete this function.

It's overriding code which does exactly the same thing.

Actually, more precisely, this code is duplicating code in a way that
bypasses many core facilitites of the networking.  For example, this
override means that socket based flow steering, XPS, etc. are all
not happening on these devices.

Without ->ndo_select_queue(), the flow dissector does __netdev_pick_tx
which is exactly what you want to happen."

[1] http://www.spinics.net/lists/netdev/msg297653.html

Signed-off-by: Fabio Estevam <fabio.estevam@freescale.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge tag 'master-2014-09-16' of git://git./linux/kernel/git/linville/wireless-next

John W. Linville says:

====================
pull request: wireless-next 2014-09-22

Please pull this batch of updates intended for the 3.18 stream...

For the mac80211 bits, Johannes says:

"This time, I have some rate minstrel improvements, support for a very
small feature from CCX that Steinar reverse-engineered, dynamic ACK
timeout support, a number of changes for TDLS, early support for radio
resource measurement and many fixes. Also, I'm changing a number of
places to clear key memory when it's freed and Intel claims copyright
for code they developed."

For the bluetooth bits, Johan says:

"Here are some more patches intended for 3.18. Most of them are cleanups
or fixes for SMP. The only exception is a fix for BR/EDR L2CAP fixed
channels which should now work better together with the L2CAP
information request procedure."

For the iwlwifi bits, Emmanuel says:

"I fix here dvm which was broken by my last pull request. Arik
continues to work on TDLS and Luca solved a few issues in CT-Kill. Eyal
keeps digging into rate scaling code, more to come soon. Besides this,
nothing really special here."

Beyond that, there are the usual big batches of updates to ath9k, b43,
mwifiex, and wil6210 as well as a handful of other bits here and there.
Also, rtlwifi gets some btcoexist attention from Larry.

Please let me know if there are problems!
====================

Had to adjust the wil6210 code to comply with Joe Perches's recent
change in net-next to make the netdev_*() routines return void instead
of 'int'.

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: Change netdev_<level> logging functions to return void

No caller or macro uses the return value so make all
the functions return void.

Signed-off-by: Joe Perches <joe@perches.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

mellanox: Change en_print to return void

No caller or macro uses the return value so make it void.

Signed-off-by: Joe Perches <joe@perches.com>
Acked-By: Amir Vadai <amirv@mellanox.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'bpf-next'

Alexei Starovoitov says:

====================
eBPF syscall, verifier, testsuite

v14 -> v15:
- got rid of macros with hidden control flow (suggested by David)
  replaced macro with explicit goto or return and simplified
  where possible (affected patches #9 and #10)
- rebased, retested

v13 -> v14:
- small change to 1st patch to ease 'new userspace with old kernel'
  problem (done similar to perf_copy_attr()) (suggested by Daniel)
- the rest unchanged

v12 -> v13:
- replaced 'foo __user *' pointers with __aligned_u64 (suggested by David)
- added __attribute__((aligned(8)) to 'union bpf_attr' to keep
  constant alignment between patches
- updated manpage and syscall wrappers due to __aligned_u64
- rebased, retested on x64 with 32-bit and 64-bit userspace and on i386,
  build tested on arm32,sparc64

v11 -> v12:
- dropped patch 11 and copied few macros to libbpf.h (suggested by Daniel)
- replaced 'enum bpf_prog_type' with u32 to be safe in compat (.. Andy)
- implemented and tested compat support (not part of this set) (.. Daniel)
- changed 'void *log_buf' to 'char *' (.. Daniel)
- combined struct bpf_work_struct and bpf_prog_info (.. Daniel)
- added better return value explanation to manpage (.. Andy)
- added log_buf/log_size explanation to manpage (.. Andy & Daniel)
- added a lot more info about prog_type and map_type to manpage (.. Andy)
- rebased, tweaked test_stubs

Patches 1-4 establish BPF syscall shell for maps and programs.
Patches 5-10 add verifier step by step
Patch 11 adds test stubs for 'unspec' program type and verifier testsuite
  from user space

Note that patches 1,3,4,7 add commands and attributes to the syscall
while being backwards compatible from each other, which should demonstrate
how other commands can be added in the future.

After this set the programs can be loaded for testing only. They cannot
be attached to any events. Though manpage talks about tracing and sockets,
it will be a subject of future patches.

Please take a look at manpage:

BPF(2)                     Linux Programmer's Manual                    BPF(2)

NAME
       bpf - perform a command on eBPF map or program

SYNOPSIS
       #include <linux/bpf.h>

       int bpf(int cmd, union bpf_attr *attr, unsigned int size);

DESCRIPTION
       bpf()  syscall  is a multiplexor for a range of different operations on
       eBPF  which  can  be  characterized  as  "universal  in-kernel  virtual
       machine".  eBPF  is  similar  to  original  Berkeley  Packet Filter (or
       "classic BPF") used to filter network packets. Both statically  analyze
       the  programs  before  loading  them  into  the  kernel  to ensure that
       programs cannot harm the running system.

       eBPF extends classic BPF in multiple ways including ability to call in-
       kernel  helper  functions  and  access shared data structures like eBPF
       maps.  The programs can be written in a restricted C that  is  compiled
       into  eBPF  bytecode  and executed on the eBPF virtual machine or JITed
       into native instruction set.

   eBPF Design/Architecture
       eBPF maps is a generic storage of different types.   User  process  can
       create  multiple  maps  (with key/value being opaque bytes of data) and
       access them via file descriptor. In parallel eBPF programs  can  access
       maps  from inside the kernel.  It's up to user process and eBPF program
       to decide what they store inside maps.

       eBPF programs are similar to kernel modules. They  are  loaded  by  the
       user  process  and automatically unloaded when process exits. Each eBPF
       program is a safe run-to-completion set of instructions. eBPF  verifier
       statically  determines  that  the  program  terminates  and  is safe to
       execute. During verification the program takes a hold of maps  that  it
       intends to use, so selected maps cannot be removed until the program is
       unloaded. The program can be attached to different events. These events
       can  be packets, tracepoint events and other types in the future. A new
       event triggers execution of the program  which  may  store  information
       about the event in the maps.  Beyond storing data the programs may call
       into in-kernel helper functions which may, for example, dump stack,  do
       trace_printk  or other forms of live kernel debugging. The same program
       can be attached to multiple events. Different programs can  access  the
       same map:
         tracepoint  tracepoint  tracepoint    sk_buff    sk_buff
          event A     event B     event C      on eth0    on eth1
           |             |          |            |          |
           |             |          |            |          |
           --> tracing <--      tracing       socket      socket
                prog_1           prog_2       prog_3      prog_4
                |  |               |            |
             |---  -----|  |-------|           map_3
           map_1       map_2

   Syscall Arguments
       bpf()  syscall  operation  is determined by cmd which can be one of the
       following:

       BPF_MAP_CREATE
              Create a map with given type and attributes and return map FD

       BPF_MAP_LOOKUP_ELEM
              Lookup element by key in a given map and return its value

       BPF_MAP_UPDATE_ELEM
              Create or update element (key/value pair) in a given map

       BPF_MAP_DELETE_ELEM
              Lookup and delete element by key in a given map

       BPF_MAP_GET_NEXT_KEY
              Lookup element by key in a given map  and  return  key  of  next
              element

       BPF_PROG_LOAD
              Verify and load eBPF program

       attr   is a pointer to a union of type bpf_attr as defined below.

       size   is the size of the union.

       union bpf_attr {
           struct { /* anonymous struct used by BPF_MAP_CREATE command */
               __u32             map_type;
               __u32             key_size;    /* size of key in bytes */
               __u32             value_size;  /* size of value in bytes */
               __u32             max_entries; /* max number of entries in a map */
           };

           struct { /* anonymous struct used by BPF_MAP_*_ELEM commands */
               __u32             map_fd;
               __aligned_u64     key;
               union {
                   __aligned_u64 value;
                   __aligned_u64 next_key;
               };
           };

           struct { /* anonymous struct used by BPF_PROG_LOAD command */
               __u32         prog_type;
               __u32         insn_cnt;
               __aligned_u64 insns;     /* 'const struct bpf_insn *' */
               __aligned_u64 license;   /* 'const char *' */
               __u32         log_level; /* verbosity level of eBPF verifier */
               __u32         log_size;  /* size of user buffer */
               __aligned_u64 log_buf;   /* user supplied 'char *' buffer */
           };
       } __attribute__((aligned(8)));

   eBPF maps
       maps  is  a generic storage of different types for sharing data between
       kernel and userspace.

       Any map type has the following attributes:
         . type
         . max number of elements
         . key size in bytes
         . value size in bytes

       The following wrapper functions demonstrate how  this  syscall  can  be
       used  to  access the maps. The functions use the cmd argument to invoke
       different operations.

       BPF_MAP_CREATE
              int bpf_create_map(enum bpf_map_type map_type, int key_size,
                                 int value_size, int max_entries)
              {
                  union bpf_attr attr = {
                      .map_type = map_type,
                      .key_size = key_size,
                      .value_size = value_size,
                      .max_entries = max_entries
                  };

                  return bpf(BPF_MAP_CREATE, &attr, sizeof(attr));
              }
              bpf()  syscall  creates  a  map  of  map_type  type  and   given
              attributes  key_size,  value_size,  max_entries.   On success it
              returns process-local file descriptor. On error, -1 is  returned
              and errno is set to EINVAL or EPERM or ENOMEM.

              The  attributes key_size and value_size will be used by verifier
              during  program  loading  to  check  that  program  is   calling
              bpf_map_*_elem() helper functions with correctly initialized key
              and  that  program  doesn't  access  map  element  value  beyond
              specified  value_size.   For  example,  when map is created with
              key_size = 8 and program does:
              bpf_map_lookup_elem(map_fd, fp - 4)
              such program will be rejected, since in-kernel  helper  function
              bpf_map_lookup_elem(map_fd,  void  *key) expects to read 8 bytes
              from 'key' pointer, but 'fp - 4' starting address will cause out
              of bounds stack access.

              Similarly,  when  map is created with value_size = 1 and program
              does:
              value = bpf_map_lookup_elem(...);
              *(u32 *)value = 1;
              such program will be rejected, since it accesses  value  pointer
              beyond specified 1 byte value_size limit.

              Currently only hash table map_type is supported:
              enum bpf_map_type {
                 BPF_MAP_TYPE_UNSPEC,
                 BPF_MAP_TYPE_HASH,
              };
              map_type  selects  one  of  the available map implementations in
              kernel. For all map_types eBPF programs  access  maps  with  the
              same      bpf_map_lookup_elem()/bpf_map_update_elem()     helper
              functions.

       BPF_MAP_LOOKUP_ELEM
              int bpf_lookup_elem(int fd, void *key, void *value)
              {
                  union bpf_attr attr = {
                      .map_fd = fd,
                      .key = ptr_to_u64(key),
                      .value = ptr_to_u64(value),
                  };

                  return bpf(BPF_MAP_LOOKUP_ELEM, &attr, sizeof(attr));
              }
              bpf() syscall looks up an element with given key in  a  map  fd.
              If  element  is found it returns zero and stores element's value
              into value.  If element is not found  it  returns  -1  and  sets
              errno to ENOENT.

       BPF_MAP_UPDATE_ELEM
              int bpf_update_elem(int fd, void *key, void *value)
              {
                  union bpf_attr attr = {
                      .map_fd = fd,
                      .key = ptr_to_u64(key),
                      .value = ptr_to_u64(value),
                  };

                  return bpf(BPF_MAP_UPDATE_ELEM, &attr, sizeof(attr));
              }
              The  call  creates  or updates element with given key/value in a
              map fd.  On success it returns zero.  On error, -1  is  returned
              and  errno  is set to EINVAL or EPERM or ENOMEM or E2BIG.  E2BIG
              indicates that number of elements in the map reached max_entries
              limit specified at map creation time.

       BPF_MAP_DELETE_ELEM
              int bpf_delete_elem(int fd, void *key)
              {
                  union bpf_attr attr = {
                      .map_fd = fd,
                      .key = ptr_to_u64(key),
                  };

                  return bpf(BPF_MAP_DELETE_ELEM, &attr, sizeof(attr));
              }
              The call deletes an element in a map fd with given key.  Returns
              zero on success. If element is not found it returns -1 and  sets
              errno to ENOENT.

       BPF_MAP_GET_NEXT_KEY
              int bpf_get_next_key(int fd, void *key, void *next_key)
              {
                  union bpf_attr attr = {
                      .map_fd = fd,
                      .key = ptr_to_u64(key),
                      .next_key = ptr_to_u64(next_key),
                  };

                  return bpf(BPF_MAP_GET_NEXT_KEY, &attr, sizeof(attr));
              }
              The  call  looks  up  an  element  by  key in a given map fd and
              returns key of the next element into next_key pointer. If key is
              not  found,  it return zero and returns key of the first element
              into next_key. If key is the last element,  it  returns  -1  and
              sets  errno  to  ENOENT. Other possible errno values are ENOMEM,
              EFAULT, EPERM, EINVAL.  This method can be used to iterate  over
              all elements of the map.

       close(map_fd)
              will  delete  the  map  map_fd.  Exiting process will delete all
              maps automatically.

   eBPF programs
       BPF_PROG_LOAD
              This cmd is used to load eBPF program into the kernel.

              char bpf_log_buf[LOG_BUF_SIZE];

              int bpf_prog_load(enum bpf_prog_type prog_type,
                                const struct bpf_insn *insns, int insn_cnt,
                                const char *license)
              {
                  union bpf_attr attr = {
                      .prog_type = prog_type,
                      .insns = ptr_to_u64(insns),
                      .insn_cnt = insn_cnt,
                      .license = ptr_to_u64(license),
                      .log_buf = ptr_to_u64(bpf_log_buf),
                      .log_size = LOG_BUF_SIZE,
                      .log_level = 1,
                  };

                  return bpf(BPF_PROG_LOAD, &attr, sizeof(attr));
              }
              prog_type is one of the available program types:
              enum bpf_prog_type {
                      BPF_PROG_TYPE_UNSPEC,
                      BPF_PROG_TYPE_SOCKET,
                      BPF_PROG_TYPE_TRACING,
              };
              By picking prog_type program author  selects  a  set  of  helper
              functions callable from eBPF program and corresponding format of
              struct bpf_context (which is  the  data  blob  passed  into  the
              program  as  the  first  argument).   For  example, the programs
              loaded with  prog_type  =  TYPE_TRACING  may  call  bpf_printk()
              helper,  whereas  TYPE_SOCKET  programs  may  not.   The  set of
              functions  available  to  the  programs  under  given  type  may
              increase in the future.

              Currently the set of functions for TYPE_TRACING is:
              bpf_map_lookup_elem(map_fd, void *key)              // lookup key in a map_fd
              bpf_map_update_elem(map_fd, void *key, void *value) // update key/value
              bpf_map_delete_elem(map_fd, void *key)              // delete key in a map_fd
              bpf_ktime_get_ns(void)                              // returns current ktime
              bpf_printk(char *fmt, int fmt_size, ...)            // prints into trace buffer
              bpf_memcmp(void *ptr1, void *ptr2, int size)        // non-faulting memcmp
              bpf_fetch_ptr(void *ptr)    // non-faulting load pointer from any address
              bpf_fetch_u8(void *ptr)     // non-faulting 1 byte load
              bpf_fetch_u16(void *ptr)    // other non-faulting loads
              bpf_fetch_u32(void *ptr)
              bpf_fetch_u64(void *ptr)

              and bpf_context is defined as:
              struct bpf_context {
                  /* argN fields match one to one to arguments passed to trace events */
                  u64 arg1, arg2, arg3, arg4, arg5, arg6;
                  /* return value from kretprobe event or from syscall_exit event */
                  u64 ret;
              };

              The set of helper functions for TYPE_SOCKET is TBD.

              More   program   types   may   be  added  in  the  future.  Like
              BPF_PROG_TYPE_USER_TRACING for unprivileged programs.

              BPF_PROG_TYPE_UNSPEC is used for  testing  only.  Such  programs
              cannot be attached to events.

              insns array of "struct bpf_insn" instructions

              insn_cnt number of instructions in the program

              license  license  string,  which  must be GPL compatible to call
              helper functions marked gpl_only

              log_buf user supplied buffer that in-kernel verifier is using to
              store  verification  log. Log is a multi-line string that should
              be used by program author to understand  how  verifier  came  to
              conclusion  that program is unsafe. The format of the output can
              change at any time as verifier evolves.

              log_size size of user buffer. If size of the buffer is not large
              enough  to store all verifier messages, -1 is returned and errno
              is set to ENOSPC.

              log_level verbosity level of eBPF verifier, where zero means  no
              logs provided

       close(prog_fd)
              will unload eBPF program

       The  maps  are  accesible  from  programs  and  generally  tie  the two
       together.  Programs process various events  (like  tracepoint,  kprobe,
       packets)  and  store  the  data into maps. User space fetches data from
       maps.  Either the same or a different map may be used by user space  as
       configuration space to alter program behavior on the fly.

   Events
       Once an eBPF program is loaded, it can be attached to an event. Various
       kernel subsystems have different ways to do so. For example:

       setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_BPF, &prog_fd, sizeof(prog_fd));
       will attach the program prog_fd to socket sock which  was  received  by
       prior call to socket().

       ioctl(event_fd, PERF_EVENT_IOC_SET_BPF, prog_fd);
       will  attach  the  program  prog_fd  to  perf  event event_fd which was
       received by prior call to perf_event_open().

       Another way to attach the program to a tracing event is:
       event_fd = open("/sys/kernel/debug/tracing/events/skb/kfree_skb/filter");
       write(event_fd, "bpf-123"); /* where 123 is eBPF program FD */
       /* here program is attached and will be triggered by events */
       close(event_fd); /* to detach from event */

EXAMPLES
       /* eBPF+sockets example:
        * 1. create map with maximum of 2 elements
        * 2. set map[6] = 0 and map[17] = 0
        * 3. load eBPF program that counts number of TCP and UDP packets received
        *    via map[skb->ip->proto]++
        * 4. attach prog_fd to raw socket via setsockopt()
        * 5. print number of received TCP/UDP packets every second
        */
       int main(int ac, char **av)
       {
           int sock, map_fd, prog_fd, key;
           long long value = 0, tcp_cnt, udp_cnt;

           map_fd = bpf_create_map(BPF_MAP_TYPE_HASH, sizeof(key), sizeof(value), 2);
           if (map_fd < 0) {
               printf("failed to create map '%s'\n", strerror(errno));
               /* likely not run as root */
               return 1;
           }

           key = 6; /* ip->proto == tcp */
           assert(bpf_update_elem(map_fd, &key, &value) == 0);

           key = 17; /* ip->proto == udp */
           assert(bpf_update_elem(map_fd, &key, &value) == 0);

           struct bpf_insn prog[] = {
               BPF_MOV64_REG(BPF_REG_6, BPF_REG_1),          /* r6 = r1 */
               BPF_LD_ABS(BPF_B, 14 + 9),                    /* r0 = ip->proto */
               BPF_STX_MEM(BPF_W, BPF_REG_10, BPF_REG_0, -4),/* *(u32 *)(fp - 4) = r0 */
               BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),         /* r2 = fp */
               BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4),        /* r2 = r2 - 4 */
               BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),             /* r1 = map_fd */
               BPF_CALL_FUNC(BPF_FUNC_map_lookup_elem),      /* r0 = map_lookup(r1, r2) */
               BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, 2),        /* if (r0 == 0) goto pc+2 */
               BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, 1),                  /* r1 = 1 */
               BPF_XADD(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, 0, 0), /* lock *(u64 *)r0 += r1 */
               BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0),                  /* r0 = 0 */
               BPF_EXIT_INSN(),                              /* return r0 */
           };
           prog_fd = bpf_prog_load(BPF_PROG_TYPE_SOCKET, prog, sizeof(prog), "GPL");
           assert(prog_fd >= 0);

           sock = open_raw_sock("lo");

           assert(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_BPF, &prog_fd,
                             sizeof(prog_fd)) == 0);

           for (;;) {
               key = 6;
               assert(bpf_lookup_elem(map_fd, &key, &tcp_cnt) == 0);
               key = 17;
               assert(bpf_lookup_elem(map_fd, &key, &udp_cnt) == 0);
               printf("TCP %lld UDP %lld packets0, tcp_cnt, udp_cnt);
               sleep(1);
           }

           return 0;
       }

RETURN VALUE
       For a successful call, the return value depends on the operation:

       BPF_MAP_CREATE
              The new file descriptor associated with eBPF map.

       BPF_PROG_LOAD
              The new file descriptor associated with eBPF program.

       All other commands
              Zero.

       On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.

ERRORS
       EPERM  bpf() syscall was made without sufficient privilege (without the
              CAP_SYS_ADMIN capability).

       ENOMEM Cannot allocate sufficient memory.

       EBADF  fd is not an open file descriptor

       EFAULT One  of  the  pointers  (  key or value or log_buf or insns ) is
              outside accessible address space.

       EINVAL The value specified in cmd is not recognized by this kernel.

       EINVAL For BPF_MAP_CREATE, either map_type or attributes are invalid.

       EINVAL For BPF_MAP_*_ELEM  commands,  some  of  the  fields  of  "union
              bpf_attr" unused by this command are not set to zero.

       EINVAL For BPF_PROG_LOAD, attempt to load invalid program (unrecognized
              instruction or uses reserved fields or jumps  out  of  range  or
              loop detected or calls unknown function).

       EACCES For BPF_PROG_LOAD, though program has valid instructions, it was
              rejected, since it was  deemed  unsafe  (may  access  disallowed
              memory   region  or  uninitialized  stack/register  or  function
              constraints don't match actual types or misaligned  access).  In
              such case it is recommended to call bpf() again with log_level =
              1 and examine log_buf for specific reason provided by verifier.

       ENOENT For BPF_MAP_LOOKUP_ELEM or BPF_MAP_DELETE_ELEM,  indicates  that
              element with given key was not found.

       E2BIG  program  is  too  large  or a map reached max_entries limit (max
              number of elements).

NOTES
       These commands may be used only by a privileged process (one having the
       CAP_SYS_ADMIN capability).

SEE ALSO
       eBPF    architecture    and    instruction    set   is   explained   in
       Documentation/networking/filter.txt

Linux                             2014-09-16                            BPF(2)
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: mini eBPF library, test stubs and verifier testsuite

1.
the library includes a trivial set of BPF syscall wrappers:
int bpf_create_map(int key_size, int value_size, int max_entries);
int bpf_update_elem(int fd, void *key, void *value);
int bpf_lookup_elem(int fd, void *key, void *value);
int bpf_delete_elem(int fd, void *key);
int bpf_get_next_key(int fd, void *key, void *next_key);
int bpf_prog_load(enum bpf_prog_type prog_type,
  const struct sock_filter_int *insns, int insn_len,
  const char *license);
bpf_prog_load() stores verifier log into global bpf_log_buf[] array

and BPF_*() macros to build instructions

2.
test stubs configure eBPF infra with 'unspec' map and program types.
These are fake types used by user space testsuite only.

3.
verifier tests valid and invalid programs and expects predefined
error log messages from kernel.
40 tests so far.

$ sudo ./test_verifier
 #0 add+sub+mul OK
 #1 unreachable OK
 #2 unreachable2 OK
 #3 out of range jump OK
 #4 out of range jump2 OK
 #5 test1 ld_imm64 OK
 ...

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: verifier (add verifier core)

This patch adds verifier core which simulates execution of every insn and
records the state of registers and program stack. Every branch instruction seen
during simulation is pushed into state stack. When verifier reaches BPF_EXIT,
it pops the state from the stack and continues until it reaches BPF_EXIT again.
For program:
1: bpf_mov r1, xxx
2: if (r1 == 0) goto 5
3: bpf_mov r0, 1
4: goto 6
5: bpf_mov r0, 2
6: bpf_exit
The verifier will walk insns: 1, 2, 3, 4, 6
then it will pop the state recorded at insn#2 and will continue: 5, 6

This way it walks all possible paths through the program and checks all
possible values of registers. While doing so, it checks for:
- invalid instructions
- uninitialized register access
- uninitialized stack access
- misaligned stack access
- out of range stack access
- invalid calling convention
- instruction encoding is not using reserved fields

Kernel subsystem configures the verifier with two callbacks:

- bool (*is_valid_access)(int off, int size, enum bpf_access_type type);
  that provides information to the verifer which fields of 'ctx'
  are accessible (remember 'ctx' is the first argument to eBPF program)

- const struct bpf_func_proto *(*get_func_proto)(enum bpf_func_id func_id);
  returns argument constraints of kernel helper functions that eBPF program
  may call, so that verifier can checks that R1-R5 types match the prototype

More details in Documentation/networking/filter.txt and in kernel/bpf/verifier.c

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: verifier (add branch/goto checks)

check that control flow graph of eBPF program is a directed acyclic graph

check_cfg() does:
- detect loops
- detect unreachable instructions
- check that program terminates with BPF_EXIT insn
- check that all branches are within program boundary

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: handle pseudo BPF_LD_IMM64 insn

eBPF programs passed from userspace are using pseudo BPF_LD_IMM64 instructions
to refer to process-local map_fd. Scan the program for such instructions and
if FDs are valid, convert them to 'struct bpf_map' pointers which will be used
by verifier to check access to maps in bpf_map_lookup/update() calls.
If program passes verifier, convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic by dropping
BPF_PSEUDO_MAP_FD flag.

Note that eBPF interpreter is generic and knows nothing about pseudo insns.

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: verifier (add ability to receive verification log)

add optional attributes for BPF_PROG_LOAD syscall:
union bpf_attr {
    struct {
...
__u32         log_level; /* verbosity level of eBPF verifier */
__u32         log_size;  /* size of user buffer */
__aligned_u64 log_buf;   /* user supplied 'char *buffer' */
    };
};

when log_level > 0 the verifier will return its verification log in the user
supplied buffer 'log_buf' which can be used by program author to analyze why
verifier rejected given program.

'Understanding eBPF verifier messages' section of Documentation/networking/filter.txt
provides several examples of these messages, like the program:

  BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, -8, 0),
  BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),
  BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -8),
  BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, 0),
  BPF_CALL_FUNC(BPF_FUNC_map_lookup_elem),
  BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, 1),
  BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, 4, 0),
  BPF_EXIT_INSN(),

will be rejected with the following multi-line message in log_buf:

  0: (7a) *(u64 *)(r10 -8) = 0
  1: (bf) r2 = r10
  2: (07) r2 += -8
  3: (b7) r1 = 0
  4: (85) call 1
  5: (15) if r0 == 0x0 goto pc+1
   R0=map_ptr R10=fp
  6: (7a) *(u64 *)(r0 +4) = 0
  misaligned access off 4 size 8

The format of the output can change at any time as verifier evolves.

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: verifier (add docs)

this patch adds all of eBPF verfier documentation and empty bpf_check()

The end goal for the verifier is to statically check safety of the program.

Verifier will catch:
- loops
- out of range jumps
- unreachable instructions
- invalid instructions
- uninitialized register access
- uninitialized stack access
- misaligned stack access
- out of range stack access
- invalid calling convention

More details in Documentation/networking/filter.txt

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: handle pseudo BPF_CALL insn

in native eBPF programs userspace is using pseudo BPF_CALL instructions
which encode one of 'enum bpf_func_id' inside insn->imm field.
Verifier checks that program using correct function arguments to given func_id.
If all checks passed, kernel needs to fixup BPF_CALL->imm fields by
replacing func_id with in-kernel function pointer.
eBPF interpreter just calls the function.

In-kernel eBPF users continue to use generic BPF_CALL.

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: expand BPF syscall with program load/unload

eBPF programs are similar to kernel modules. They are loaded by the user
process and automatically unloaded when process exits. Each eBPF program is
a safe run-to-completion set of instructions. eBPF verifier statically
determines that the program terminates and is safe to execute.

The following syscall wrapper can be used to load the program:
int bpf_prog_load(enum bpf_prog_type prog_type,
                  const struct bpf_insn *insns, int insn_cnt,
                  const char *license)
{
    union bpf_attr attr = {
        .prog_type = prog_type,
        .insns = ptr_to_u64(insns),
        .insn_cnt = insn_cnt,
        .license = ptr_to_u64(license),
    };

    return bpf(BPF_PROG_LOAD, &attr, sizeof(attr));
}
where 'insns' is an array of eBPF instructions and 'license' is a string
that must be GPL compatible to call helper functions marked gpl_only

Upon succesful load the syscall returns prog_fd.
Use close(prog_fd) to unload the program.

User space tests and examples follow in the later patches

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: add lookup/update/delete/iterate methods to BPF maps

'maps' is a generic storage of different types for sharing data between kernel
and userspace.

The maps are accessed from user space via BPF syscall, which has commands:

- create a map with given type and attributes
  fd = bpf(BPF_MAP_CREATE, union bpf_attr *attr, u32 size)
  returns fd or negative error

- lookup key in a given map referenced by fd
  err = bpf(BPF_MAP_LOOKUP_ELEM, union bpf_attr *attr, u32 size)
  using attr->map_fd, attr->key, attr->value
  returns zero and stores found elem into value or negative error

- create or update key/value pair in a given map
  err = bpf(BPF_MAP_UPDATE_ELEM, union bpf_attr *attr, u32 size)
  using attr->map_fd, attr->key, attr->value
  returns zero or negative error

- find and delete element by key in a given map
  err = bpf(BPF_MAP_DELETE_ELEM, union bpf_attr *attr, u32 size)
  using attr->map_fd, attr->key

- iterate map elements (based on input key return next_key)
  err = bpf(BPF_MAP_GET_NEXT_KEY, union bpf_attr *attr, u32 size)
  using attr->map_fd, attr->key, attr->next_key

- close(fd) deletes the map

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: enable bpf syscall on x64 and i386

done as separate commit to ease conflict resolution

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

bpf: introduce BPF syscall and maps

BPF syscall is a multiplexor for a range of different operations on eBPF.
This patch introduces syscall with single command to create a map.
Next patch adds commands to access maps.

'maps' is a generic storage of different types for sharing data between kernel
and userspace.

Userspace example:
/* this syscall wrapper creates a map with given type and attributes
 * and returns map_fd on success.
 * use close(map_fd) to delete the map
 */
int bpf_create_map(enum bpf_map_type map_type, int key_size,
                   int value_size, int max_entries)
{
    union bpf_attr attr = {
        .map_type = map_type,
        .key_size = key_size,
        .value_size = value_size,
        .max_entries = max_entries
    };

    return bpf(BPF_MAP_CREATE, &attr, sizeof(attr));
}

'union bpf_attr' is backwards compatible with future extensions.

More details in Documentation/networking/filter.txt and in manpage

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: sched: use pinned timers

While using a MQ + NETEM setup, I had confirmation that the default
timer migration ( /proc/sys/kernel/timer_migration ) is killing us.

Installing this on a receiver side of a TCP_STREAM test, (NIC has 8 TX
queues) :

EST="est 1sec 4sec"
for ETH in eth1
do
 tc qd del dev $ETH root 2>/dev/null
 tc qd add dev $ETH root handle 1: mq
 tc qd add dev $ETH parent 1:1 $EST netem limit 70000 delay 6ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:2 $EST netem limit 70000 delay 8ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:3 $EST netem limit 70000 delay 10ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:4 $EST netem limit 70000 delay 12ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:5 $EST netem limit 70000 delay 14ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:6 $EST netem limit 70000 delay 16ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:7 $EST netem limit 80000 delay 18ms
 tc qd add dev $ETH parent 1:8 $EST netem limit 90000 delay 20ms
done

We can see that timers get migrated into a single cpu, presumably idle
at the time timers are set up.
Then all qdisc dequeues run from this cpu and huge lock contention
happens. This single cpu is stuck in softirq mode and cannot dequeue
fast enough.

    39.24%  [kernel]          [k] _raw_spin_lock
     2.65%  [kernel]          [k] netem_enqueue
     1.80%  [kernel]          [k] netem_dequeue
     1.63%  [kernel]          [k] copy_user_enhanced_fast_string
     1.45%  [kernel]          [k] _raw_spin_lock_bh

By pinning qdisc timers on the cpu running the qdisc, we respect proper
XPS setting and remove this lock contention.

     5.84%  [kernel]          [k] netem_enqueue
     4.83%  [kernel]          [k] _raw_spin_lock
     2.92%  [kernel]          [k] copy_user_enhanced_fast_string

Current Qdiscs that benefit from this change are :

netem, cbq, fq, hfsc, tbf, htb.

Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'gso_send_check'

Tom Herbert says:

====================
net: Eliminate gso_send_check

gso_send_check presents a lot of complexity for what it is being used
for. It seems that there are only two cases where it might be effective:
TCP and UFO paths. In these cases, the gso_send_check function
initializes the TCP or UDP checksum respectively to the pseudo header
checksum so that the checksum computation is appropriately offloaded or
computed in the gso_segment functions. The gso_send_check functions
are only called from dev.c in skb_mac_gso_segment when ip_summed !=
CHECKSUM_PARTIAL (which seems very unlikely in TCP case). We can move
the logic of this into the respective gso_segment functions where the
checksum is initialized if ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL.

With the above cases handled, gso_send_check is no longer needed, so
we can remove all uses of it and the fields in the offload callbacks.
With this change, ip_summed in the skb should be preserved though all
the layers of gso_segment calls.

In follow-on patches, we may be able to remove the check setup code in
tcp_gso_segment if we can guarantee that ip_summed will always be
CHECKSUM_PARTIAL (verify all paths and probably add an assert in
tcp_gro_segment).

Tested these patches by:
  - netperf TCP_STREAM test with GSO enabled
  - Forced ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL with above
  - Ran UDP_RR with 10000 request size over GRE tunnel. This exercised
    UFO path.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: Remove gso_send_check as an offload callback

The send_check logic was only interesting in cases of TCP offload and
UDP UFO where the checksum needed to be initialized to the pseudo
header checksum. Now we've moved that logic into the related
gso_segment functions so gso_send_check is no longer needed.

Signed-off-by: Tom Herbert <therbert@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

udp: move logic out of udp[46]_ufo_send_check

In udp[46]_ufo_send_check the UDP checksum initialized to the pseudo
header checksum. We can move this logic into udp[46]_ufo_fragment.
After this change udp[64]_ufo_send_check is a no-op.

Signed-off-by: Tom Herbert <therbert@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

tcp: move logic out of tcp_v[64]_gso_send_check

In tcp_v[46]_gso_send_check the TCP checksum is initialized to the
pseudo header checksum using __tcp_v[46]_send_check. We can move this
logic into new tcp[46]_gso_segment functions to be done when
ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL (ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL should be
the common case, possibly always true when taking GSO path). After this
change tcp_v[46]_gso_send_check is no-op.

Signed-off-by: Tom Herbert <therbert@google.com>
Acked-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'stmmac'

Beniamino Galvani says:

====================
net: stmmac glue layer for Amlogic Meson SoCs

the Ethernet controller available in Amlogic Meson6 and Meson8 SoCs is
a Synopsys DesignWare MAC IP core, already supported by the stmmac
driver.

These patches add a glue layer to the driver for the platform-specific
settings required by the Amlogic variant.

This has been tested on a Amlogic S802 device with the initial Meson
support submitted by Carlo Caione [1].

[1] http://lwn.net/Articles/612000/
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: stmmac: meson: document device tree bindings

Add the device tree bindings documentation for the Amlogic Meson
variant of the Synopsys DesignWare MAC.

Signed-off-by: Beniamino Galvani <b.galvani@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

net: stmmac: add Amlogic Meson glue layer

The Ethernet controller available in Meson6 and Meson8 SoCs is a
Synopsys DesignWare MAC IP core, already supported by the stmmac
driver.

This glue layer implements some platform-specific settings needed by
the Amlogic variant.

Signed-off-by: Beniamino Galvani <b.galvani@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge git://git./linux/kernel/git/davem/net

Merge git://git./linux/kernel/git/davem/net

Pull networking fixes from David Miller:
 "Here is a quick pull request primarily meant to address the deconfig
  fallout from changing SCSI_NETLINK from being used via 'select' to
  being used via 'depends'.

  I applied a set of 5 patches written by Michal Marek, and then I
  carefully audited all of the remaining config files, basically:

   1) I scanned every arch config file, and if it mentioned CONFIG_INET
      or CONFIG_UNIX, I made sure it had CONFIG_NET=y

   2) After that, I scanned every arch config file, and if it did not
      have CONFIG_NET=y I made sure it did not reference any networking
      config options.

  Finally, we have some late breaking wireless fixes in here from John
  Linville and co"

[ And there's a sparc bpf fix snuck in too ]

* git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/net:
  sparc: bpf_jit: fix loads from negative offsets
  parisc: Update defconfigs which were missing CONFIG_NET.
  powerpc: Update defconfigs which were missing CONFIG_NET.
  s390: Update defconfigs which were missing CONFIG_NET.
  mips: Update some more defconfigs which were missing CONFIG_NET.
  sparc: Set CONFIG_NET=y in defconfigs
  sh: Set CONFIG_NET=y in defconfigs
  powerpc: Set CONFIG_NET=y in defconfigs
  parisc: Set CONFIG_NET=y in defconfigs
  mips: Set CONFIG_NET=y in defconfigs
  brcmfmac: Fix off by one bug in brcmf_count_20mhz_channels()
  ath9k: Fix NULL pointer dereference on early irq
  net: rfkill: gpio: Fix clock status
  NFC: st21nfca: Fix potential depmod dependency cycle
  NFC: st21nfcb: Fix depmod dependency cycle
  NFC: microread: Potential overflows in microread_target_discovered()

sparc: bpf_jit: fix loads from negative offsets

- fix BPF_LD|ABS|IND from negative offsets:
  make sure to sign extend lower 32 bits in 64-bit register
  before calling C helpers from JITed code, otherwise 'int k'
  argument of bpf_internal_load_pointer_neg_helper() function
  will be added as large unsigned integer, causing packet size
  check to trigger and abort the program.

  It's worth noting that JITed code for 'A = A op K' will affect
  upper 32 bits differently depending whether K is simm13 or not.
  Since small constants are sign extended, whereas large constants
  are stored in temp register and zero extended.
  That is ok and we don't have to pay a penalty of sign extension
  for every sethi, since all classic BPF instructions have 32-bit
  semantics and we only need to set correct upper bits when
  transitioning from JITed code into C.

- though instructions 'A &= 0' and 'A *= 0' are odd, JIT compiler
  should not optimize them out

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge tag 'master-2014-09-23' of git://git./linux/kernel/git/linville/wireless

John W. Linville says:

====================
pull request: wireless 2014-09-23

Please consider pulling this one last batch of fixes intended for the 3.17 stream!

For the NFC bits, Samuel says:

"Hopefully not too late for a handful of NFC fixes:

- 2 potential build failures for ST21NFCA and ST21NFCB, triggered by a
  depmod dependenyc cycle.
- One potential buffer overflow in the microread driver."

On top of that...

Emil Goode provides a fix for a brcmfmac off-by-one regression which
was introduced in the 3.17 cycle.

Loic Poulain fixes a polarity mismatch for a variable assignment
inside of rfkill-gpio.

Wojciech Dubowik prevents a NULL pointer dereference in ath9k.
====================

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

parisc: Update defconfigs which were missing CONFIG_NET.

Commit df568d8e ("scsi: Use 'depends' with LIBFC instead of
'select'.")  removed what happened to be the only instance of 'select
NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack networking
support.

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

powerpc: Update defconfigs which were missing CONFIG_NET.

Commit df568d8e ("scsi: Use 'depends' with LIBFC instead of
'select'.")  removed what happened to be the only instance of 'select
NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack networking
support.

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

s390: Update defconfigs which were missing CONFIG_NET.

Commit df568d8e ("scsi: Use 'depends' with LIBFC instead of
'select'.")  removed what happened to be the only instance of 'select
NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack networking
support.

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

mips: Update some more defconfigs which were missing CONFIG_NET.

Commit df568d8e ("scsi: Use 'depends' with LIBFC instead of
'select'.")  removed what happened to be the only instance of 'select
NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack networking
support.

Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

sparc: Set CONFIG_NET=y in defconfigs

Commit 5d6be6a5 ("scsi_netlink : Make SCSI_NETLINK dependent on NET
instead of selecting NET") removed what happened to be the only instance
of 'select NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack
networking support.

Reported-by: Stephen Rothwell <sfr@canb.auug.org.au>
Cc: sparclinux@vger.kernel.org
Signed-off-by: Michal Marek <mmarek@suse.cz>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

sh: Set CONFIG_NET=y in defconfigs

Commit 5d6be6a5 ("scsi_netlink : Make SCSI_NETLINK dependent on NET
instead of selecting NET") removed what happened to be the only instance
of 'select NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack
networking support.

Reported-by: Stephen Rothwell <sfr@canb.auug.org.au>
Cc: linux-sh@vger.kernel.org
Signed-off-by: Michal Marek <mmarek@suse.cz>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

powerpc: Set CONFIG_NET=y in defconfigs

Commit 5d6be6a5 ("scsi_netlink : Make SCSI_NETLINK dependent on NET
instead of selecting NET") removed what happened to be the only instance
of 'select NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack
networking support.

Reported-by: Stephen Rothwell <sfr@canb.auug.org.au>
Cc: linuxppc-dev@lists.ozlabs.org
Signed-off-by: Michal Marek <mmarek@suse.cz>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

parisc: Set CONFIG_NET=y in defconfigs

Commit 5d6be6a5 ("scsi_netlink : Make SCSI_NETLINK dependent on NET
instead of selecting NET") removed what happened to be the only instance
of 'select NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack
networking support.

Reported-by: Stephen Rothwell <sfr@canb.auug.org.au>
Cc: linux-parisc@vger.kernel.org
Signed-off-by: Michal Marek <mmarek@suse.cz>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

mips: Set CONFIG_NET=y in defconfigs

Commit 5d6be6a5 ("scsi_netlink : Make SCSI_NETLINK dependent on NET
instead of selecting NET") removed what happened to be the only instance
of 'select NET'. Defconfigs that were relying on the select now lack
networking support.

Reported-by: Stephen Rothwell <sfr@canb.auug.org.au>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Signed-off-by: Michal Marek <mmarek@suse.cz>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>

Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.dk/linux-block

Pull one last block fix from Jens Axboe:
 "We've had an issue with scsi-mq where probing takes forever.  This was
  bisected down to the percpu changes for blk_mq_queue_enter(), and the
  fact we now suffer an RCU grace period when killing a queue.  SCSI
  creates and destroys tons of queues, so this let to 10s of seconds of
  stalls at boot for some.

  Tejun has a real fix for this, but it's too involved for 3.17.  So
  this is a temporary workaround to expedite the queue killing until we
  can fold in the real fix for 3.18 when that merge window opens"

* 'for-linus' of git://git.kernel.dk/linux-block:
  blk-mq, percpu_ref: implement a kludge for SCSI blk-mq stall during probe