tcp: add TCP_ZEROCOPY_RECEIVE support for zerocopy receive
authorEric Dumazet <edumazet@google.com>
Fri, 27 Apr 2018 15:58:08 +0000 (08:58 -0700)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Mon, 30 Apr 2018 01:29:55 +0000 (21:29 -0400)
commit05255b823a6173525587f29c4e8f1ca33fd7677d
treea5deebadadb0b2fe85f7fb78e482bd60a2092ea6
parent589f84fb9574132fde2ce9bdcd7fd91186de6e86
tcp: add TCP_ZEROCOPY_RECEIVE support for zerocopy receive

When adding tcp mmap() implementation, I forgot that socket lock
had to be taken before current->mm->mmap_sem. syzbot eventually caught
the bug.

Since we can not lock the socket in tcp mmap() handler we have to
split the operation in two phases.

1) mmap() on a tcp socket simply reserves VMA space, and nothing else.
  This operation does not involve any TCP locking.

2) getsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_ZEROCOPY_RECEIVE, ...) implements
 the transfert of pages from skbs to one VMA.
  This operation only uses down_read(&current->mm->mmap_sem) after
  holding TCP lock, thus solving the lockdep issue.

This new implementation was suggested by Andy Lutomirski with great details.

Benefits are :

- Better scalability, in case multiple threads reuse VMAS
   (without mmap()/munmap() calls) since mmap_sem wont be write locked.

- Better error recovery.
   The previous mmap() model had to provide the expected size of the
   mapping. If for some reason one part could not be mapped (partial MSS),
   the whole operation had to be aborted.
   With the tcp_zerocopy_receive struct, kernel can report how
   many bytes were successfuly mapped, and how many bytes should
   be read to skip the problematic sequence.

- No more memory allocation to hold an array of page pointers.
  16 MB mappings needed 32 KB for this array, potentially using vmalloc() :/

- skbs are freed while mmap_sem has been released

Following patch makes the change in tcp_mmap tool to demonstrate
one possible use of mmap() and setsockopt(... TCP_ZEROCOPY_RECEIVE ...)

Note that memcg might require additional changes.

Fixes: 93ab6cc69162 ("tcp: implement mmap() for zero copy receive")
Signed-off-by: Eric Dumazet <edumazet@google.com>
Reported-by: syzbot <syzkaller@googlegroups.com>
Suggested-by: Andy Lutomirski <luto@kernel.org>
Cc: linux-mm@kvack.org
Acked-by: Soheil Hassas Yeganeh <soheil@google.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
include/uapi/linux/tcp.h
net/ipv4/af_inet.c
net/ipv4/tcp.c
net/ipv6/af_inet6.c