xen/mem_sharing: support forks with active vPMU state
authorTamas K Lengyel <tamas.lengyel@intel.com>
Mon, 25 Jul 2022 13:44:33 +0000 (15:44 +0200)
committerJan Beulich <jbeulich@suse.com>
Mon, 25 Jul 2022 13:44:33 +0000 (15:44 +0200)
Currently the vPMU state from a parent isn't copied to VM forks. To enable the
vPMU state to be copied to a fork VM we export certain vPMU functions. First,
the vPMU context needs to be allocated for the fork if the parent has one. For
this we introduce vpmu->allocate_context, which has previously only been called
when the guest enables the PMU on itself. Furthermore, we export
vpmu_save_force so that the PMU context can be saved on-demand even if no
context switch took place on the parent's CPU yet. Additionally, we make sure
all relevant configuration MSRs are saved in the vPMU context so the copy is
complete and the fork starts with the same PMU config as the parent.

Signed-off-by: Tamas K Lengyel <tamas.lengyel@intel.com>
Acked-by: Andrew Cooper <andrew.cooper3@citrix.com>
xen/arch/x86/cpu/vpmu.c
xen/arch/x86/cpu/vpmu_amd.c
xen/arch/x86/cpu/vpmu_intel.c
xen/arch/x86/include/asm/vpmu.h
xen/arch/x86/mm/mem_sharing.c

index d2c03a11044c9183e0cae18a4691c66412c3d08a..cacc24a30fd74de3716b4ed512085f452a59e6bf 100644 (file)
@@ -336,7 +336,19 @@ void vpmu_do_interrupt(struct cpu_user_regs *regs)
 #endif
 }
 
-static void cf_check vpmu_save_force(void *arg)
+#ifdef CONFIG_MEM_SHARING
+int vpmu_allocate_context(struct vcpu *v)
+{
+    struct vpmu_struct *vpmu = vcpu_vpmu(v);
+
+    if ( vpmu_is_set(vpmu, VPMU_CONTEXT_ALLOCATED) )
+        return 0;
+
+    return alternative_call(vpmu_ops.allocate_context, v) ? 0 : -ENOMEM;
+}
+#endif
+
+void cf_check vpmu_save_force(void *arg)
 {
     struct vcpu *v = arg;
     struct vpmu_struct *vpmu = vcpu_vpmu(v);
index 9bacc02ec1356ad0165fee42808557fd97a6b002..58794a16f06cd4041935922a51eb813a364a5d14 100644 (file)
@@ -518,6 +518,14 @@ static int cf_check svm_vpmu_initialise(struct vcpu *v)
     return 0;
 }
 
+#ifdef CONFIG_MEM_SHARING
+static int cf_check amd_allocate_context(struct vcpu *v)
+{
+    ASSERT_UNREACHABLE();
+    return 0;
+}
+#endif
+
 static const struct arch_vpmu_ops __initconst_cf_clobber amd_vpmu_ops = {
     .initialise = svm_vpmu_initialise,
     .do_wrmsr = amd_vpmu_do_wrmsr,
@@ -527,6 +535,10 @@ static const struct arch_vpmu_ops __initconst_cf_clobber amd_vpmu_ops = {
     .arch_vpmu_save = amd_vpmu_save,
     .arch_vpmu_load = amd_vpmu_load,
     .arch_vpmu_dump = amd_vpmu_dump,
+
+#ifdef CONFIG_MEM_SHARING
+    .allocate_context = amd_allocate_context,
+#endif
 };
 
 static const struct arch_vpmu_ops *__init common_init(void)
index 8612f46973ef2079f828ce1779fab3225c19b8c9..b91d818be0b6a81b63b1c01c44e4f1011820bf6b 100644 (file)
@@ -282,10 +282,17 @@ static inline void __core2_vpmu_save(struct vcpu *v)
     for ( i = 0; i < fixed_pmc_cnt; i++ )
         rdmsrl(MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + i, fixed_counters[i]);
     for ( i = 0; i < arch_pmc_cnt; i++ )
+    {
         rdmsrl(MSR_IA32_PERFCTR0 + i, xen_pmu_cntr_pair[i].counter);
+        rdmsrl(MSR_P6_EVNTSEL(i), xen_pmu_cntr_pair[i].control);
+    }
 
     if ( !is_hvm_vcpu(v) )
         rdmsrl(MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS, core2_vpmu_cxt->global_status);
+    /* Save MSR to private context to make it fork-friendly */
+    else if ( mem_sharing_enabled(v->domain) )
+        vmx_read_guest_msr(v, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL,
+                           &core2_vpmu_cxt->global_ctrl);
 }
 
 static int cf_check core2_vpmu_save(struct vcpu *v, bool to_guest)
@@ -346,6 +353,10 @@ static inline void __core2_vpmu_load(struct vcpu *v)
         core2_vpmu_cxt->global_ovf_ctrl = 0;
         wrmsrl(MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL, core2_vpmu_cxt->global_ctrl);
     }
+    /* Restore MSR from context when used with a fork */
+    else if ( mem_sharing_is_fork(v->domain) )
+        vmx_write_guest_msr(v, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL,
+                            core2_vpmu_cxt->global_ctrl);
 }
 
 static int core2_vpmu_verify(struct vcpu *v)
@@ -443,7 +454,7 @@ static int cf_check core2_vpmu_load(struct vcpu *v, bool from_guest)
     return 0;
 }
 
-static int core2_vpmu_alloc_resource(struct vcpu *v)
+static int cf_check core2_vpmu_alloc_resource(struct vcpu *v)
 {
     struct vpmu_struct *vpmu = vcpu_vpmu(v);
     struct xen_pmu_intel_ctxt *core2_vpmu_cxt = NULL;
@@ -461,11 +472,18 @@ static int core2_vpmu_alloc_resource(struct vcpu *v)
             goto out_err;
     }
 
-    core2_vpmu_cxt = xzalloc_flex_struct(struct xen_pmu_intel_ctxt, regs,
-                                         fixed_pmc_cnt + arch_pmc_cnt *
-                                         (sizeof(struct xen_pmu_cntr_pair) /
-                                          sizeof(*core2_vpmu_cxt->regs)));
+    vpmu->priv_context_size = sizeof(uint64_t);
+    vpmu->context_size = sizeof(struct xen_pmu_intel_ctxt) +
+                         fixed_pmc_cnt * sizeof(uint64_t) +
+                         arch_pmc_cnt * sizeof(struct xen_pmu_cntr_pair);
+    /* Calculate and add the padding for alignment */
+    vpmu->context_size += vpmu->context_size %
+                          sizeof(struct xen_pmu_intel_ctxt);
+
+    core2_vpmu_cxt = _xzalloc(vpmu->context_size,
+                              sizeof(struct xen_pmu_intel_ctxt));
     p = xzalloc(uint64_t);
+
     if ( !core2_vpmu_cxt || !p )
         goto out_err;
 
@@ -889,6 +907,10 @@ static const struct arch_vpmu_ops __initconst_cf_clobber core2_vpmu_ops = {
     .arch_vpmu_save = core2_vpmu_save,
     .arch_vpmu_load = core2_vpmu_load,
     .arch_vpmu_dump = core2_vpmu_dump,
+
+#ifdef CONFIG_MEM_SHARING
+    .allocate_context = core2_vpmu_alloc_resource,
+#endif
 };
 
 const struct arch_vpmu_ops *__init core2_vpmu_init(void)
index e5709bd44a9441a18d9bc76d95b58420bfa3ee16..8a3ae115623e84bf4ce60bc495fcd8f398421638 100644 (file)
@@ -47,6 +47,10 @@ struct arch_vpmu_ops {
     int (*arch_vpmu_save)(struct vcpu *v, bool_t to_guest);
     int (*arch_vpmu_load)(struct vcpu *v, bool_t from_guest);
     void (*arch_vpmu_dump)(const struct vcpu *);
+
+#ifdef CONFIG_MEM_SHARING
+    int (*allocate_context)(struct vcpu *v);
+#endif
 };
 
 const struct arch_vpmu_ops *core2_vpmu_init(void);
@@ -59,6 +63,8 @@ struct vpmu_struct {
     u32 hw_lapic_lvtpc;
     void *context;      /* May be shared with PV guest */
     void *priv_context; /* hypervisor-only */
+    size_t context_size;
+    size_t priv_context_size;
     struct xen_pmu_data *xenpmu_data;
     spinlock_t vpmu_lock;
 };
@@ -108,6 +114,7 @@ void vpmu_do_interrupt(struct cpu_user_regs *regs);
 void vpmu_initialise(struct vcpu *v);
 void vpmu_destroy(struct vcpu *v);
 void vpmu_save(struct vcpu *v);
+void vpmu_save_force(void *arg);
 int vpmu_load(struct vcpu *v, bool_t from_guest);
 void vpmu_dump(struct vcpu *v);
 
@@ -136,5 +143,15 @@ static inline void vpmu_switch_to(struct vcpu *next)
         vpmu_load(next, 0);
 }
 
+#ifdef CONFIG_MEM_SHARING
+int vpmu_allocate_context(struct vcpu *v);
+#else
+static inline int vpmu_allocate_context(struct vcpu *v)
+{
+    ASSERT_UNREACHABLE();
+    return 0;
+}
+#endif
+
 #endif /* __ASM_X86_HVM_VPMU_H_*/
 
index 8f9d9ed9a94c693a3782ba26100157deac9c0368..649d93dc54440a15723eb827ba28ae4b4221e877 100644 (file)
@@ -1653,6 +1653,49 @@ static void copy_vcpu_nonreg_state(struct vcpu *d_vcpu, struct vcpu *cd_vcpu)
     hvm_set_nonreg_state(cd_vcpu, &nrs);
 }
 
+static int copy_vpmu(struct vcpu *d_vcpu, struct vcpu *cd_vcpu)
+{
+    struct vpmu_struct *d_vpmu = vcpu_vpmu(d_vcpu);
+    struct vpmu_struct *cd_vpmu = vcpu_vpmu(cd_vcpu);
+    int ret;
+
+    if ( !vpmu_are_all_set(d_vpmu, VPMU_INITIALIZED | VPMU_CONTEXT_ALLOCATED) )
+        return 0;
+    if ( (ret = vpmu_allocate_context(cd_vcpu)) )
+        return ret;
+
+    /*
+     * The VPMU subsystem only saves the context when the CPU does a context
+     * switch. Otherwise, the relevant MSRs are not saved on vmexit.
+     * We force a save here in case the parent CPU context is still loaded.
+     */
+    if ( vpmu_is_set(d_vpmu, VPMU_CONTEXT_LOADED) )
+    {
+        unsigned int pcpu = smp_processor_id();
+
+        if ( d_vpmu->last_pcpu != pcpu )
+        {
+            on_selected_cpus(cpumask_of(d_vpmu->last_pcpu),
+                             vpmu_save_force, d_vcpu, 1);
+            vpmu_reset(d_vpmu, VPMU_CONTEXT_LOADED);
+        }
+        else
+            vpmu_save(d_vcpu);
+    }
+
+    if ( vpmu_is_set(d_vpmu, VPMU_RUNNING) )
+        vpmu_set(cd_vpmu, VPMU_RUNNING);
+
+    /* Make sure context gets (re-)loaded when scheduled next */
+    vpmu_reset(cd_vpmu, VPMU_CONTEXT_LOADED);
+
+    memcpy(cd_vpmu->context, d_vpmu->context, d_vpmu->context_size);
+    memcpy(cd_vpmu->priv_context, d_vpmu->priv_context,
+           d_vpmu->priv_context_size);
+
+    return 0;
+}
+
 static int copy_vcpu_settings(struct domain *cd, const struct domain *d)
 {
     unsigned int i;
@@ -1702,6 +1745,10 @@ static int copy_vcpu_settings(struct domain *cd, const struct domain *d)
             copy_domain_page(new_vcpu_info_mfn, vcpu_info_mfn);
         }
 
+        ret = copy_vpmu(d_vcpu, cd_vcpu);
+        if ( ret )
+            return ret;
+
         hvm_vmtrace_reset(cd_vcpu);
 
         copy_vcpu_nonreg_state(d_vcpu, cd_vcpu);