LoongArch: Add support to clone a time namespace
authorTiezhu Yang <yangtiezhu@loongson.cn>
Thu, 29 Jun 2023 12:58:43 +0000 (20:58 +0800)
committerHuacai Chen <chenhuacai@loongson.cn>
Thu, 29 Jun 2023 12:58:43 +0000 (20:58 +0800)
We can see that "Time namespaces are not supported" on LoongArch:

(1) clone3 test
  # cd tools/testing/selftests/clone3 && make && ./clone3
  ...
  # Time namespaces are not supported
  ok 18 # SKIP Skipping clone3() with CLONE_NEWTIME
  # Totals: pass:17 fail:0 xfail:0 xpass:0 skip:1 error:0

(2) timens test
  # cd tools/testing/selftests/timens && make && ./timens
  ...
  1..0 # SKIP Time namespaces are not supported

On LoongArch the current kernel does not support CONFIG_TIME_NS which
depends on GENERIC_VDSO_TIME_NS, select GENERIC_VDSO_TIME_NS to enable
CONFIG_TIME_NS to build kernel/time/namespace.c.

Additionally, it needs to define some arch-dependent functions for the
timens, such as __arch_get_timens_vdso_data(), arch_get_vdso_data() and
vdso_join_timens().

At the same time, modify the layout of vvar to use one page size for
generic vdso data, expand another page size for timens vdso data and
assign LOONGARCH_VDSO_DATA_SIZE (maybe exceeds a page size if expand in
the future) for loongarch vdso data, at last add the callback function
vvar_fault() and modify stack_top().

With this patch under CONFIG_TIME_NS:

(1) clone3 test
  # cd tools/testing/selftests/clone3 && make && ./clone3
  ...
  ok 18 [739] Result (0) matches expectation (0)
  # Totals: pass:18 fail:0 xfail:0 xpass:0 skip:0 error:0

(2) timens test
  # cd tools/testing/selftests/timens && make && ./timens
  ...
  # Totals: pass:10 fail:0 xfail:0 xpass:0 skip:0 error:0

Signed-off-by: Tiezhu Yang <yangtiezhu@loongson.cn>
Signed-off-by: Huacai Chen <chenhuacai@loongson.cn>
arch/loongarch/Kconfig
arch/loongarch/include/asm/page.h
arch/loongarch/include/asm/vdso/gettimeofday.h
arch/loongarch/include/asm/vdso/vdso.h
arch/loongarch/kernel/process.c
arch/loongarch/kernel/vdso.c
arch/loongarch/vdso/vgetcpu.c

index f2fce9b..1944bae 100644 (file)
@@ -82,6 +82,7 @@ config LOONGARCH
        select GENERIC_SCHED_CLOCK
        select GENERIC_SMP_IDLE_THREAD
        select GENERIC_TIME_VSYSCALL
+       select GENERIC_VDSO_TIME_NS
        select GPIOLIB
        select HAS_IOPORT
        select HAVE_ARCH_AUDITSYSCALL
index fb5338b..26e8dcc 100644 (file)
@@ -81,6 +81,7 @@ typedef struct { unsigned long pgprot; } pgprot_t;
 #define __va(x)                ((void *)((unsigned long)(x) + PAGE_OFFSET - PHYS_OFFSET))
 
 #define pfn_to_kaddr(pfn)      __va((pfn) << PAGE_SHIFT)
+#define sym_to_pfn(x)          __phys_to_pfn(__pa_symbol(x))
 
 #define virt_to_pfn(kaddr)     PFN_DOWN(PHYSADDR(kaddr))
 #define virt_to_page(kaddr)    pfn_to_page(virt_to_pfn(kaddr))
index 7b2cd37..89e6b22 100644 (file)
@@ -91,9 +91,16 @@ static inline bool loongarch_vdso_hres_capable(void)
 
 static __always_inline const struct vdso_data *__arch_get_vdso_data(void)
 {
-       return get_vdso_data();
+       return (const struct vdso_data *)get_vdso_data();
 }
 
+#ifdef CONFIG_TIME_NS
+static __always_inline
+const struct vdso_data *__arch_get_timens_vdso_data(const struct vdso_data *vd)
+{
+       return (const struct vdso_data *)(get_vdso_data() + VVAR_TIMENS_PAGE_OFFSET * PAGE_SIZE);
+}
+#endif
 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 
 #endif /* __ASM_VDSO_GETTIMEOFDAY_H */
index 3b55d32..5a12309 100644 (file)
@@ -16,10 +16,33 @@ struct vdso_pcpu_data {
 
 struct loongarch_vdso_data {
        struct vdso_pcpu_data pdata[NR_CPUS];
-       struct vdso_data data[CS_BASES]; /* Arch-independent data */
 };
 
-#define VDSO_DATA_SIZE PAGE_ALIGN(sizeof(struct loongarch_vdso_data))
+/*
+ * The layout of vvar:
+ *
+ *                      high
+ * +---------------------+--------------------------+
+ * | loongarch vdso data | LOONGARCH_VDSO_DATA_SIZE |
+ * +---------------------+--------------------------+
+ * |  time-ns vdso data  |        PAGE_SIZE         |
+ * +---------------------+--------------------------+
+ * |  generic vdso data  |        PAGE_SIZE         |
+ * +---------------------+--------------------------+
+ *                      low
+ */
+#define LOONGARCH_VDSO_DATA_SIZE PAGE_ALIGN(sizeof(struct loongarch_vdso_data))
+#define LOONGARCH_VDSO_DATA_PAGES (LOONGARCH_VDSO_DATA_SIZE >> PAGE_SHIFT)
+
+enum vvar_pages {
+       VVAR_GENERIC_PAGE_OFFSET,
+       VVAR_TIMENS_PAGE_OFFSET,
+       VVAR_LOONGARCH_PAGES_START,
+       VVAR_LOONGARCH_PAGES_END = VVAR_LOONGARCH_PAGES_START + LOONGARCH_VDSO_DATA_PAGES - 1,
+       VVAR_NR_PAGES,
+};
+
+#define VVAR_SIZE (VVAR_NR_PAGES << PAGE_SHIFT)
 
 static inline unsigned long get_vdso_base(void)
 {
@@ -34,10 +57,9 @@ static inline unsigned long get_vdso_base(void)
        return addr;
 }
 
-static inline const struct vdso_data *get_vdso_data(void)
+static inline unsigned long get_vdso_data(void)
 {
-       return (const struct vdso_data *)(get_vdso_base()
-                       - VDSO_DATA_SIZE + SMP_CACHE_BYTES * NR_CPUS);
+       return get_vdso_base() - VVAR_SIZE;
 }
 
 #endif /* __ASSEMBLY__ */
index b71e17c..9535a06 100644 (file)
@@ -285,7 +285,7 @@ unsigned long stack_top(void)
 
        /* Space for the VDSO & data page */
        top -= PAGE_ALIGN(current->thread.vdso->size);
-       top -= PAGE_SIZE;
+       top -= VVAR_SIZE;
 
        /* Space to randomize the VDSO base */
        if (current->flags & PF_RANDOMIZE)
index eaebd2e..14941e4 100644 (file)
@@ -14,6 +14,7 @@
 #include <linux/random.h>
 #include <linux/sched.h>
 #include <linux/slab.h>
+#include <linux/time_namespace.h>
 #include <linux/timekeeper_internal.h>
 
 #include <asm/page.h>
@@ -26,12 +27,17 @@ extern char vdso_start[], vdso_end[];
 
 /* Kernel-provided data used by the VDSO. */
 static union {
-       u8 page[VDSO_DATA_SIZE];
+       u8 page[PAGE_SIZE];
+       struct vdso_data data[CS_BASES];
+} generic_vdso_data __page_aligned_data;
+
+static union {
+       u8 page[LOONGARCH_VDSO_DATA_SIZE];
        struct loongarch_vdso_data vdata;
 } loongarch_vdso_data __page_aligned_data;
 
 static struct page *vdso_pages[] = { NULL };
-struct vdso_data *vdso_data = loongarch_vdso_data.vdata.data;
+struct vdso_data *vdso_data = generic_vdso_data.data;
 struct vdso_pcpu_data *vdso_pdata = loongarch_vdso_data.vdata.pdata;
 
 static int vdso_mremap(const struct vm_special_mapping *sm, struct vm_area_struct *new_vma)
@@ -41,6 +47,43 @@ static int vdso_mremap(const struct vm_special_mapping *sm, struct vm_area_struc
        return 0;
 }
 
+static vm_fault_t vvar_fault(const struct vm_special_mapping *sm,
+                            struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
+{
+       unsigned long pfn;
+       struct page *timens_page = find_timens_vvar_page(vma);
+
+       switch (vmf->pgoff) {
+       case VVAR_GENERIC_PAGE_OFFSET:
+               if (!timens_page)
+                       pfn = sym_to_pfn(vdso_data);
+               else
+                       pfn = page_to_pfn(timens_page);
+               break;
+#ifdef CONFIG_TIME_NS
+       case VVAR_TIMENS_PAGE_OFFSET:
+               /*
+                * If a task belongs to a time namespace then a namespace specific
+                * VVAR is mapped with the VVAR_GENERIC_PAGE_OFFSET and the real
+                * VVAR page is mapped with the VVAR_TIMENS_PAGE_OFFSET offset.
+                * See also the comment near timens_setup_vdso_data().
+                */
+               if (!timens_page)
+                       return VM_FAULT_SIGBUS;
+               else
+                       pfn = sym_to_pfn(vdso_data);
+               break;
+#endif /* CONFIG_TIME_NS */
+       case VVAR_LOONGARCH_PAGES_START ... VVAR_LOONGARCH_PAGES_END:
+               pfn = sym_to_pfn(&loongarch_vdso_data) + vmf->pgoff - VVAR_LOONGARCH_PAGES_START;
+               break;
+       default:
+               return VM_FAULT_SIGBUS;
+       }
+
+       return vmf_insert_pfn(vma, vmf->address, pfn);
+}
+
 struct loongarch_vdso_info vdso_info = {
        .vdso = vdso_start,
        .size = PAGE_SIZE,
@@ -51,6 +94,7 @@ struct loongarch_vdso_info vdso_info = {
        },
        .data_mapping = {
                .name = "[vvar]",
+               .fault = vvar_fault,
        },
        .offset_sigreturn = vdso_offset_sigreturn,
 };
@@ -73,6 +117,37 @@ static int __init init_vdso(void)
 }
 subsys_initcall(init_vdso);
 
+#ifdef CONFIG_TIME_NS
+struct vdso_data *arch_get_vdso_data(void *vvar_page)
+{
+       return (struct vdso_data *)(vvar_page);
+}
+
+/*
+ * The vvar mapping contains data for a specific time namespace, so when a
+ * task changes namespace we must unmap its vvar data for the old namespace.
+ * Subsequent faults will map in data for the new namespace.
+ *
+ * For more details see timens_setup_vdso_data().
+ */
+int vdso_join_timens(struct task_struct *task, struct time_namespace *ns)
+{
+       struct mm_struct *mm = task->mm;
+       struct vm_area_struct *vma;
+
+       VMA_ITERATOR(vmi, mm, 0);
+
+       mmap_read_lock(mm);
+       for_each_vma(vmi, vma) {
+               if (vma_is_special_mapping(vma, &vdso_info.data_mapping))
+                       zap_vma_pages(vma);
+       }
+       mmap_read_unlock(mm);
+
+       return 0;
+}
+#endif
+
 static unsigned long vdso_base(void)
 {
        unsigned long base = STACK_TOP;
@@ -88,7 +163,7 @@ static unsigned long vdso_base(void)
 int arch_setup_additional_pages(struct linux_binprm *bprm, int uses_interp)
 {
        int ret;
-       unsigned long vvar_size, size, data_addr, vdso_addr;
+       unsigned long size, data_addr, vdso_addr;
        struct mm_struct *mm = current->mm;
        struct vm_area_struct *vma;
        struct loongarch_vdso_info *info = current->thread.vdso;
@@ -100,32 +175,23 @@ int arch_setup_additional_pages(struct linux_binprm *bprm, int uses_interp)
         * Determine total area size. This includes the VDSO data itself
         * and the data pages.
         */
-       vvar_size = VDSO_DATA_SIZE;
-       size = vvar_size + info->size;
+       size = VVAR_SIZE + info->size;
 
        data_addr = get_unmapped_area(NULL, vdso_base(), size, 0, 0);
        if (IS_ERR_VALUE(data_addr)) {
                ret = data_addr;
                goto out;
        }
-       vdso_addr = data_addr + VDSO_DATA_SIZE;
 
-       vma = _install_special_mapping(mm, data_addr, vvar_size,
-                                      VM_READ | VM_MAYREAD,
+       vma = _install_special_mapping(mm, data_addr, VVAR_SIZE,
+                                      VM_READ | VM_MAYREAD | VM_PFNMAP,
                                       &info->data_mapping);
        if (IS_ERR(vma)) {
                ret = PTR_ERR(vma);
                goto out;
        }
 
-       /* Map VDSO data page. */
-       ret = remap_pfn_range(vma, data_addr,
-                             virt_to_phys(&loongarch_vdso_data) >> PAGE_SHIFT,
-                             vvar_size, PAGE_READONLY);
-       if (ret)
-               goto out;
-
-       /* Map VDSO code page. */
+       vdso_addr = data_addr + VVAR_SIZE;
        vma = _install_special_mapping(mm, vdso_addr, info->size,
                                       VM_READ | VM_EXEC | VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC,
                                       &info->code_mapping);
index e02e775..9e445be 100644 (file)
@@ -21,7 +21,7 @@ static __always_inline int read_cpu_id(void)
 
 static __always_inline const struct vdso_pcpu_data *get_pcpu_data(void)
 {
-       return (struct vdso_pcpu_data *)(get_vdso_base() - VDSO_DATA_SIZE);
+       return (struct vdso_pcpu_data *)(get_vdso_data() + VVAR_LOONGARCH_PAGES_START * PAGE_SIZE);
 }
 
 extern