x86/intel_rdt: Create character device exposing pseudo-locked region
authorReinette Chatre <reinette.chatre@intel.com>
Fri, 22 Jun 2018 22:42:27 +0000 (15:42 -0700)
committerThomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Sun, 24 Jun 2018 13:35:48 +0000 (15:35 +0200)
After a pseudo-locked region is created it needs to be made
available to user space for usage.

A character device supporting mmap() is created for each pseudo-locked
region. A user space application can now use mmap() system call to map
pseudo-locked region into its virtual address space.

Signed-off-by: Reinette Chatre <reinette.chatre@intel.com>
Signed-off-by: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: fenghua.yu@intel.com
Cc: tony.luck@intel.com
Cc: vikas.shivappa@linux.intel.com
Cc: gavin.hindman@intel.com
Cc: jithu.joseph@intel.com
Cc: dave.hansen@intel.com
Cc: hpa@zytor.com
Link: https://lkml.kernel.org/r/fccbb9b20f07655ab0a4df9fa1c1babc0288aea0.1529706536.git.reinette.chatre@intel.com
arch/x86/kernel/cpu/intel_rdt.h
arch/x86/kernel/cpu/intel_rdt_pseudo_lock.c
arch/x86/kernel/cpu/intel_rdt_rdtgroup.c

index 8a7102cfbec753f6a432be23de78b2c0455fdb67..b8e490a4329080e73835ce4f62da48dec98fd449 100644 (file)
@@ -138,6 +138,8 @@ struct mongroup {
  * @line_size:         size of the cache lines
  * @size:              size of pseudo-locked region in bytes
  * @kmem:              the kernel memory associated with pseudo-locked region
+ * @minor:             minor number of character device associated with this
+ *                     region
  * @debugfs_dir:       pointer to this region's directory in the debugfs
  *                     filesystem
  */
@@ -151,6 +153,7 @@ struct pseudo_lock_region {
        unsigned int            line_size;
        unsigned int            size;
        void                    *kmem;
+       unsigned int            minor;
        struct dentry           *debugfs_dir;
 };
 
@@ -524,6 +527,8 @@ int rdtgroup_locksetup_enter(struct rdtgroup *rdtgrp);
 int rdtgroup_locksetup_exit(struct rdtgroup *rdtgrp);
 bool rdtgroup_cbm_overlaps_pseudo_locked(struct rdt_domain *d, u32 _cbm);
 bool rdtgroup_pseudo_locked_in_hierarchy(struct rdt_domain *d);
+int rdt_pseudo_lock_init(void);
+void rdt_pseudo_lock_release(void);
 int rdtgroup_pseudo_lock_create(struct rdtgroup *rdtgrp);
 void rdtgroup_pseudo_lock_remove(struct rdtgroup *rdtgrp);
 struct rdt_domain *get_domain_from_cpu(int cpu, struct rdt_resource *r);
@@ -551,13 +556,4 @@ void cqm_handle_limbo(struct work_struct *work);
 bool has_busy_rmid(struct rdt_resource *r, struct rdt_domain *d);
 void __check_limbo(struct rdt_domain *d, bool force_free);
 
-/*
- * Define the hooks for Cache Pseudo-Locking to use within rdt_mount().
- * These are no-ops provided for the new kernfs changes to use as a
- * baseline in preparation for a conflict-free merge between it
- * (kernfs changes) and the Cache Pseudo-Locking enabling.
- */
-static inline int rdt_pseudo_lock_init(void) { return 0; }
-static inline void rdt_pseudo_lock_release(void) { }
-
 #endif /* _ASM_X86_INTEL_RDT_H */
index 5851f3e207428886f26b808ebd21ed70e8bf6f78..1c5e7f28da5be09976f9e95999fe8f26a4c7ce69 100644 (file)
 #include <linux/cpumask.h>
 #include <linux/debugfs.h>
 #include <linux/kthread.h>
+#include <linux/mman.h>
 #include <linux/slab.h>
+#include <linux/uaccess.h>
+
 #include <asm/cacheflush.h>
 #include <asm/intel-family.h>
 #include <asm/intel_rdt_sched.h>
+
 #include "intel_rdt.h"
 
 #define CREATE_TRACE_POINTS
  */
 static u64 prefetch_disable_bits;
 
+/*
+ * Major number assigned to and shared by all devices exposing
+ * pseudo-locked regions.
+ */
+static unsigned int pseudo_lock_major;
+static unsigned long pseudo_lock_minor_avail = GENMASK(MINORBITS, 0);
+static struct class *pseudo_lock_class;
+
 /**
  * get_prefetch_disable_bits - prefetch disable bits of supported platforms
  *
@@ -89,6 +101,66 @@ static u64 get_prefetch_disable_bits(void)
        return 0;
 }
 
+/**
+ * pseudo_lock_minor_get - Obtain available minor number
+ * @minor: Pointer to where new minor number will be stored
+ *
+ * A bitmask is used to track available minor numbers. Here the next free
+ * minor number is marked as unavailable and returned.
+ *
+ * Return: 0 on success, <0 on failure.
+ */
+static int pseudo_lock_minor_get(unsigned int *minor)
+{
+       unsigned long first_bit;
+
+       first_bit = find_first_bit(&pseudo_lock_minor_avail, MINORBITS);
+
+       if (first_bit == MINORBITS)
+               return -ENOSPC;
+
+       __clear_bit(first_bit, &pseudo_lock_minor_avail);
+       *minor = first_bit;
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * pseudo_lock_minor_release - Return minor number to available
+ * @minor: The minor number made available
+ */
+static void pseudo_lock_minor_release(unsigned int minor)
+{
+       __set_bit(minor, &pseudo_lock_minor_avail);
+}
+
+/**
+ * region_find_by_minor - Locate a pseudo-lock region by inode minor number
+ * @minor: The minor number of the device representing pseudo-locked region
+ *
+ * When the character device is accessed we need to determine which
+ * pseudo-locked region it belongs to. This is done by matching the minor
+ * number of the device to the pseudo-locked region it belongs.
+ *
+ * Minor numbers are assigned at the time a pseudo-locked region is associated
+ * with a cache instance.
+ *
+ * Return: On success return pointer to resource group owning the pseudo-locked
+ *         region, NULL on failure.
+ */
+static struct rdtgroup *region_find_by_minor(unsigned int minor)
+{
+       struct rdtgroup *rdtgrp, *rdtgrp_match = NULL;
+
+       list_for_each_entry(rdtgrp, &rdt_all_groups, rdtgroup_list) {
+               if (rdtgrp->plr && rdtgrp->plr->minor == minor) {
+                       rdtgrp_match = rdtgrp;
+                       break;
+               }
+       }
+       return rdtgrp_match;
+}
+
 /**
  * pseudo_lock_region_init - Initialize pseudo-lock region information
  * @plr: pseudo-lock region
@@ -872,6 +944,8 @@ int rdtgroup_pseudo_lock_create(struct rdtgroup *rdtgrp)
 {
        struct pseudo_lock_region *plr = rdtgrp->plr;
        struct task_struct *thread;
+       unsigned int new_minor;
+       struct device *dev;
        int ret;
 
        ret = pseudo_lock_region_alloc(plr);
@@ -916,11 +990,55 @@ int rdtgroup_pseudo_lock_create(struct rdtgroup *rdtgrp)
                                            &pseudo_measure_fops);
        }
 
+       ret = pseudo_lock_minor_get(&new_minor);
+       if (ret < 0) {
+               rdt_last_cmd_puts("unable to obtain a new minor number\n");
+               goto out_debugfs;
+       }
+
+       /*
+        * Unlock access but do not release the reference. The
+        * pseudo-locked region will still be here on return.
+        *
+        * The mutex has to be released temporarily to avoid a potential
+        * deadlock with the mm->mmap_sem semaphore which is obtained in
+        * the device_create() callpath below as well as before the mmap()
+        * callback is called.
+        */
+       mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+
+       dev = device_create(pseudo_lock_class, NULL,
+                           MKDEV(pseudo_lock_major, new_minor),
+                           rdtgrp, "%s", rdtgrp->kn->name);
+
+       mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
+
+       if (IS_ERR(dev)) {
+               ret = PTR_ERR(dev);
+               rdt_last_cmd_printf("failed to create character device: %d\n",
+                                   ret);
+               goto out_minor;
+       }
+
+       /* We released the mutex - check if group was removed while we did so */
+       if (rdtgrp->flags & RDT_DELETED) {
+               ret = -ENODEV;
+               goto out_device;
+       }
+
+       plr->minor = new_minor;
+
        rdtgrp->mode = RDT_MODE_PSEUDO_LOCKED;
        closid_free(rdtgrp->closid);
        ret = 0;
        goto out;
 
+out_device:
+       device_destroy(pseudo_lock_class, MKDEV(pseudo_lock_major, new_minor));
+out_minor:
+       pseudo_lock_minor_release(new_minor);
+out_debugfs:
+       debugfs_remove_recursive(plr->debugfs_dir);
 out_region:
        pseudo_lock_region_clear(plr);
 out:
@@ -943,6 +1061,8 @@ out:
  */
 void rdtgroup_pseudo_lock_remove(struct rdtgroup *rdtgrp)
 {
+       struct pseudo_lock_region *plr = rdtgrp->plr;
+
        if (rdtgrp->mode == RDT_MODE_PSEUDO_LOCKSETUP) {
                /*
                 * Default group cannot be a pseudo-locked region so we can
@@ -953,7 +1073,172 @@ void rdtgroup_pseudo_lock_remove(struct rdtgroup *rdtgrp)
        }
 
        debugfs_remove_recursive(rdtgrp->plr->debugfs_dir);
+       device_destroy(pseudo_lock_class, MKDEV(pseudo_lock_major, plr->minor));
+       pseudo_lock_minor_release(plr->minor);
 
 free:
        pseudo_lock_free(rdtgrp);
 }
+
+static int pseudo_lock_dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       struct rdtgroup *rdtgrp;
+
+       mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
+
+       rdtgrp = region_find_by_minor(iminor(inode));
+       if (!rdtgrp) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -ENODEV;
+       }
+
+       filp->private_data = rdtgrp;
+       atomic_inc(&rdtgrp->waitcount);
+       /* Perform a non-seekable open - llseek is not supported */
+       filp->f_mode &= ~(FMODE_LSEEK | FMODE_PREAD | FMODE_PWRITE);
+
+       mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+
+       return 0;
+}
+
+static int pseudo_lock_dev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       struct rdtgroup *rdtgrp;
+
+       mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
+       rdtgrp = filp->private_data;
+       WARN_ON(!rdtgrp);
+       if (!rdtgrp) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -ENODEV;
+       }
+       filp->private_data = NULL;
+       atomic_dec(&rdtgrp->waitcount);
+       mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+       return 0;
+}
+
+static int pseudo_lock_dev_mremap(struct vm_area_struct *area)
+{
+       /* Not supported */
+       return -EINVAL;
+}
+
+static const struct vm_operations_struct pseudo_mmap_ops = {
+       .mremap = pseudo_lock_dev_mremap,
+};
+
+static int pseudo_lock_dev_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
+{
+       unsigned long vsize = vma->vm_end - vma->vm_start;
+       unsigned long off = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
+       struct pseudo_lock_region *plr;
+       struct rdtgroup *rdtgrp;
+       unsigned long physical;
+       unsigned long psize;
+
+       mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
+
+       rdtgrp = filp->private_data;
+       WARN_ON(!rdtgrp);
+       if (!rdtgrp) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -ENODEV;
+       }
+
+       plr = rdtgrp->plr;
+
+       /*
+        * Task is required to run with affinity to the cpus associated
+        * with the pseudo-locked region. If this is not the case the task
+        * may be scheduled elsewhere and invalidate entries in the
+        * pseudo-locked region.
+        */
+       if (!cpumask_subset(&current->cpus_allowed, &plr->d->cpu_mask)) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       physical = __pa(plr->kmem) >> PAGE_SHIFT;
+       psize = plr->size - off;
+
+       if (off > plr->size) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -ENOSPC;
+       }
+
+       /*
+        * Ensure changes are carried directly to the memory being mapped,
+        * do not allow copy-on-write mapping.
+        */
+       if (!(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       if (vsize > psize) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -ENOSPC;
+       }
+
+       memset(plr->kmem + off, 0, vsize);
+
+       if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, physical + vma->vm_pgoff,
+                           vsize, vma->vm_page_prot)) {
+               mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+               return -EAGAIN;
+       }
+       vma->vm_ops = &pseudo_mmap_ops;
+       mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
+       return 0;
+}
+
+static const struct file_operations pseudo_lock_dev_fops = {
+       .owner =        THIS_MODULE,
+       .llseek =       no_llseek,
+       .read =         NULL,
+       .write =        NULL,
+       .open =         pseudo_lock_dev_open,
+       .release =      pseudo_lock_dev_release,
+       .mmap =         pseudo_lock_dev_mmap,
+};
+
+static char *pseudo_lock_devnode(struct device *dev, umode_t *mode)
+{
+       struct rdtgroup *rdtgrp;
+
+       rdtgrp = dev_get_drvdata(dev);
+       if (mode)
+               *mode = 0600;
+       return kasprintf(GFP_KERNEL, "pseudo_lock/%s", rdtgrp->kn->name);
+}
+
+int rdt_pseudo_lock_init(void)
+{
+       int ret;
+
+       ret = register_chrdev(0, "pseudo_lock", &pseudo_lock_dev_fops);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       pseudo_lock_major = ret;
+
+       pseudo_lock_class = class_create(THIS_MODULE, "pseudo_lock");
+       if (IS_ERR(pseudo_lock_class)) {
+               ret = PTR_ERR(pseudo_lock_class);
+               unregister_chrdev(pseudo_lock_major, "pseudo_lock");
+               return ret;
+       }
+
+       pseudo_lock_class->devnode = pseudo_lock_devnode;
+       return 0;
+}
+
+void rdt_pseudo_lock_release(void)
+{
+       class_destroy(pseudo_lock_class);
+       pseudo_lock_class = NULL;
+       unregister_chrdev(pseudo_lock_major, "pseudo_lock");
+       pseudo_lock_major = 0;
+}
index bc52c593a87c0f6136801339da282f02b9ee518d..7b4a09d81a3087293e28d671da83318c61d628c8 100644 (file)
@@ -2067,6 +2067,7 @@ static void rdt_kill_sb(struct super_block *sb)
                reset_all_ctrls(r);
        cdp_disable_all();
        rmdir_all_sub();
+       rdt_pseudo_lock_release();
        rdtgroup_default.mode = RDT_MODE_SHAREABLE;
        static_branch_disable_cpuslocked(&rdt_alloc_enable_key);
        static_branch_disable_cpuslocked(&rdt_mon_enable_key);