Quelle  smp_pv.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Xen SMP support
 *
 * This file implements the Xen versions of smp_ops.  SMP under Xen is
 * very straightforward.  Bringing a CPU up is simply a matter of
 * loading its initial context and setting it running.
 *
 * IPIs are handled through the Xen event mechanism.
 *
 * Because virtual CPUs can be scheduled onto any real CPU, there's no
 * useful topology information for the kernel to make use of.  As a
 * result, all CPUs are treated as if they're single-core and
 * single-threaded.
 */
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/task_stack.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/smp.h>
#include <linux/irq_work.h>
#include <linux/tick.h>
#include <linux/nmi.h>
#include <linux/cpuhotplug.h>
#include <linux/stackprotector.h>
#include <linux/pgtable.h>

#include <asm/paravirt.h>
#include <asm/idtentry.h>
#include <asm/desc.h>
#include <asm/cpu.h>
#include <asm/apic.h>
#include <asm/io_apic.h>

#include <xen/interface/xen.h>
#include <xen/interface/vcpu.h>
#include <xen/interface/xenpmu.h>

#include <asm/spec-ctrl.h>
#include <asm/xen/interface.h>
#include <asm/xen/hypercall.h>

#include <xen/xen.h>
#include <xen/page.h>
#include <xen/events.h>

#include <xen/hvc-console.h>
#include "xen-ops.h"

cpumask_var_t xen_cpu_initialized_map;

static DEFINE_PER_CPU(struct xen_common_irq, xen_irq_work) = { .irq = -1 };
static DEFINE_PER_CPU(struct xen_common_irq, xen_pmu_irq) = { .irq = -1 };

static irqreturn_t xen_irq_work_interrupt(int irq, void *dev_id);

static void cpu_bringup(void)
{
 int cpu;

 cr4_init();
 cpuhp_ap_sync_alive();
 cpu_init();
 fpu__init_cpu();
 touch_softlockup_watchdog();

 /* PVH runs in ring 0 and allows us to do native syscalls. Yay! */
 if (!xen_feature(XENFEAT_supervisor_mode_kernel)) {
  xen_enable_sysenter();
  xen_enable_syscall();
 }
 cpu = smp_processor_id();
 identify_secondary_cpu(cpu);
 set_cpu_sibling_map(cpu);

 speculative_store_bypass_ht_init();

 xen_setup_cpu_clockevents();

 notify_cpu_starting(cpu);

 set_cpu_online(cpu, true);

 smp_mb();

 /* We can take interrupts now: we're officially "up". */
 local_irq_enable();
}

asmlinkage __visible void cpu_bringup_and_idle(void)
{
 cpu_bringup();
 cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
}

void xen_smp_intr_free_pv(unsigned int cpu)
{
 kfree(per_cpu(xen_irq_work, cpu).name);
 per_cpu(xen_irq_work, cpu).name = NULL;
 if (per_cpu(xen_irq_work, cpu).irq >= 0) {
  unbind_from_irqhandler(per_cpu(xen_irq_work, cpu).irq, NULL);
  per_cpu(xen_irq_work, cpu).irq = -1;
 }

 kfree(per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).name);
 per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).name = NULL;
 if (per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).irq >= 0) {
  unbind_from_irqhandler(per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).irq, NULL);
  per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).irq = -1;
 }
}

int xen_smp_intr_init_pv(unsigned int cpu)
{
 int rc;
 char *callfunc_name, *pmu_name;

 callfunc_name = kasprintf(GFP_KERNEL, "irqwork%d", cpu);
 per_cpu(xen_irq_work, cpu).name = callfunc_name;
 rc = bind_ipi_to_irqhandler(XEN_IRQ_WORK_VECTOR,
        cpu,
        xen_irq_work_interrupt,
        IRQF_PERCPU|IRQF_NOBALANCING,
        callfunc_name,
        NULL);
 if (rc < 0)
  goto fail;
 per_cpu(xen_irq_work, cpu).irq = rc;

 if (is_xen_pmu) {
  pmu_name = kasprintf(GFP_KERNEL, "pmu%d", cpu);
  per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).name = pmu_name;
  rc = bind_virq_to_irqhandler(VIRQ_XENPMU, cpu,
          xen_pmu_irq_handler,
          IRQF_PERCPU|IRQF_NOBALANCING,
          pmu_name, NULL);
  if (rc < 0)
   goto fail;
  per_cpu(xen_pmu_irq, cpu).irq = rc;
 }

 return 0;

 fail:
 xen_smp_intr_free_pv(cpu);
 return rc;
}

static void __init xen_pv_smp_config(void)
{
 u32 apicid = 0;
 int i;

 topology_register_boot_apic(apicid);

 for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
  topology_register_apic(apicid++, CPU_ACPIID_INVALID, true);

 /* Pretend to be a proper enumerated system */
 smp_found_config = 1;
}

static void __init xen_pv_smp_prepare_boot_cpu(void)
{
 BUG_ON(smp_processor_id() != 0);
 native_smp_prepare_boot_cpu();

 if (!xen_feature(XENFEAT_writable_page_tables))
  /* We've switched to the "real" per-cpu gdt, so make
 * sure the old memory can be recycled. */
  make_lowmem_page_readwrite(xen_initial_gdt);

 xen_setup_vcpu_info_placement();

 /*
 * The alternative logic (which patches the unlock/lock) runs before
 * the smp bootup up code is activated. Hence we need to set this up
 * the core kernel is being patched. Otherwise we will have only
 * modules patched but not core code.
 */
 xen_init_spinlocks();
}

static void __init xen_pv_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
{
 unsigned cpu;

 if (ioapic_is_disabled) {
  char *m = (max_cpus == 0) ?
   "The nosmp parameter is incompatible with Xen; " \
   "use Xen dom0_max_vcpus=1 parameter" :
   "The noapic parameter is incompatible with Xen";

  xen_raw_printk(m);
  panic(m);
 }
 xen_init_lock_cpu(0);

 smp_prepare_cpus_common();

 speculative_store_bypass_ht_init();

 xen_pmu_init(0);

 if (xen_smp_intr_init(0) || xen_smp_intr_init_pv(0))
  BUG();

 if (!alloc_cpumask_var(&xen_cpu_initialized_map, GFP_KERNEL))
  panic("could not allocate xen_cpu_initialized_map\n");

 cpumask_copy(xen_cpu_initialized_map, cpumask_of(0));

 /* Restrict the possible_map according to max_cpus. */
 while ((num_possible_cpus() > 1) && (num_possible_cpus() > max_cpus)) {
  for (cpu = nr_cpu_ids - 1; !cpu_possible(cpu); cpu--)
   continue;
  set_cpu_possible(cpu, false);
 }

 for_each_possible_cpu(cpu)
  set_cpu_present(cpu, true);
}

static int
cpu_initialize_context(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
{
 struct vcpu_guest_context *ctxt;
 struct desc_struct *gdt;
 unsigned long gdt_mfn;

 if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, xen_cpu_initialized_map))
  return 0;

 ctxt = kzalloc(sizeof(*ctxt), GFP_KERNEL);
 if (ctxt == NULL) {
  cpumask_clear_cpu(cpu, xen_cpu_initialized_map);
  return -ENOMEM;
 }

 gdt = get_cpu_gdt_rw(cpu);

 /*
 * Bring up the CPU in cpu_bringup_and_idle() with the stack
 * pointing just below where pt_regs would be if it were a normal
 * kernel entry.
 */
 ctxt->user_regs.eip = (unsigned long)asm_cpu_bringup_and_idle;
 ctxt->flags = VGCF_IN_KERNEL;
 ctxt->user_regs.eflags = 0x1000; /* IOPL_RING1 */
 ctxt->user_regs.ds = __USER_DS;
 ctxt->user_regs.es = __USER_DS;
 ctxt->user_regs.ss = __KERNEL_DS;
 ctxt->user_regs.cs = __KERNEL_CS;
 ctxt->user_regs.esp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);

 xen_copy_trap_info(ctxt->trap_ctxt);

 BUG_ON((unsigned long)gdt & ~PAGE_MASK);

 gdt_mfn = arbitrary_virt_to_mfn(gdt);
 make_lowmem_page_readonly(gdt);
 make_lowmem_page_readonly(mfn_to_virt(gdt_mfn));

 ctxt->gdt_frames[0] = gdt_mfn;
 ctxt->gdt_ents      = GDT_ENTRIES;

 /*
 * Set SS:SP that Xen will use when entering guest kernel mode
 * from guest user mode.  Subsequent calls to load_sp0() can
 * change this value.
 */
 ctxt->kernel_ss = __KERNEL_DS;
 ctxt->kernel_sp = task_top_of_stack(idle);

 ctxt->gs_base_kernel = per_cpu_offset(cpu);
 ctxt->event_callback_eip    =
  (unsigned long)xen_asm_exc_xen_hypervisor_callback;
 ctxt->failsafe_callback_eip =
  (unsigned long)xen_failsafe_callback;
 per_cpu(xen_cr3, cpu) = __pa(swapper_pg_dir);

 ctxt->ctrlreg[3] = xen_pfn_to_cr3(virt_to_gfn(swapper_pg_dir));
 if (HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_initialise, xen_vcpu_nr(cpu), ctxt))
  BUG();

 kfree(ctxt);
 return 0;
}

static int xen_pv_kick_ap(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
{
 int rc;

 rc = common_cpu_up(cpu, idle);
 if (rc)
  return rc;

 xen_setup_runstate_info(cpu);

 /* make sure interrupts start blocked */
 per_cpu(xen_vcpu, cpu)->evtchn_upcall_mask = 1;

 rc = cpu_initialize_context(cpu, idle);
 if (rc)
  return rc;

 xen_pmu_init(cpu);

 /*
 * Why is this a BUG? If the hypercall fails then everything can be
 * rolled back, no?
 */
 BUG_ON(HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, xen_vcpu_nr(cpu), NULL));

 return 0;
}

static void xen_pv_poll_sync_state(void)
{
 HYPERVISOR_sched_op(SCHEDOP_yield, NULL);
}

#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
static int xen_pv_cpu_disable(void)
{
 unsigned int cpu = smp_processor_id();
 if (cpu == 0)
  return -EBUSY;

 cpu_disable_common();

 load_cr3(swapper_pg_dir);
 return 0;
}

static void xen_pv_cpu_die(unsigned int cpu)
{
 while (HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, xen_vcpu_nr(cpu), NULL)) {
  __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
  schedule_timeout(HZ/10);
 }
}

static void xen_pv_cleanup_dead_cpu(unsigned int cpu)
{
 xen_smp_intr_free(cpu);
 xen_uninit_lock_cpu(cpu);
 xen_teardown_timer(cpu);
 xen_pmu_finish(cpu);
}

static void __noreturn xen_pv_play_dead(void) /* used only with HOTPLUG_CPU */
{
 play_dead_common();
 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, xen_vcpu_nr(smp_processor_id()), NULL);
 xen_cpu_bringup_again((unsigned long)task_pt_regs(current));
 BUG();
}

#else /* !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
static int xen_pv_cpu_disable(void)
{
 return -ENOSYS;
}

static void xen_pv_cpu_die(unsigned int cpu)
{
 BUG();
}

static void xen_pv_cleanup_dead_cpu(unsigned int cpu)
{
 BUG();
}

static void __noreturn xen_pv_play_dead(void)
{
 BUG();
}

#endif
static void stop_self(void *v)
{
 int cpu = smp_processor_id();

 /* make sure we're not pinning something down */
 load_cr3(swapper_pg_dir);
 /* should set up a minimal gdt */

 set_cpu_online(cpu, false);

 HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_down, xen_vcpu_nr(cpu), NULL);
 BUG();
}

static void xen_pv_stop_other_cpus(int wait)
{
 smp_call_function(stop_self, NULL, wait);
}

static irqreturn_t xen_irq_work_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
 irq_work_run();
 inc_irq_stat(apic_irq_work_irqs);

 return IRQ_HANDLED;
}

void __init xen_smp_count_cpus(void)
{
 unsigned int cpus;

 for (cpus = 0; cpus < nr_cpu_ids; cpus++) {
  if (HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_is_up, cpus, NULL) < 0)
   break;
 }

 pr_info("Xen PV: Detected %u vCPUS\n", cpus);
 if (cpus < nr_cpu_ids)
  set_nr_cpu_ids(cpus);
}

static const struct smp_ops xen_smp_ops __initconst = {
 .smp_prepare_boot_cpu = xen_pv_smp_prepare_boot_cpu,
 .smp_prepare_cpus = xen_pv_smp_prepare_cpus,
 .smp_cpus_done = xen_smp_cpus_done,

 .kick_ap_alive = xen_pv_kick_ap,
 .cpu_die = xen_pv_cpu_die,
 .cleanup_dead_cpu = xen_pv_cleanup_dead_cpu,
 .poll_sync_state = xen_pv_poll_sync_state,
 .cpu_disable = xen_pv_cpu_disable,
 .play_dead = xen_pv_play_dead,

 .stop_other_cpus = xen_pv_stop_other_cpus,
 .smp_send_reschedule = xen_smp_send_reschedule,

 .send_call_func_ipi = xen_smp_send_call_function_ipi,
 .send_call_func_single_ipi = xen_smp_send_call_function_single_ipi,
};

void __init xen_smp_init(void)
{
 smp_ops = xen_smp_ops;

 /* Avoid searching for BIOS MP tables */
 x86_init.mpparse.find_mptable  = x86_init_noop;
 x86_init.mpparse.early_parse_smp_cfg = x86_init_noop;

 /* XEN/PV Dom0 has halfways sane topology information via CPUID/MADT */
 if (xen_initial_domain())
  x86_init.mpparse.parse_smp_cfg = x86_init_noop;
 else
  x86_init.mpparse.parse_smp_cfg = xen_pv_smp_config;
}