membarrier-sync-core architecture support

membarrier-sync-core 아키텍처 지원 현황

기능 이름은 `membarrier-sync-core`이고 관련 Kconfig symbol은 `ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE`입니다. 아키텍처가 CPU core를 serialize하는 `membarrier`를 지원합니다.

arm, arm64, powerpc, s390은 IPI handler와 user space로 돌아올 때 exception return이 만드는 암묵적 context synchronization에 의존합니다.

riscv의 xRET은 core-serializing 명령이 아니므로 FENCE.I를 사용합니다. interrupt 복귀에서는 `sync_core_before_usermode()`와 `ipi_sync_core()`를, user-space 복귀에서는 `switch_mm()`과 `sync_core_before_usermode()`를 사용합니다. `switch_mm()`의 serialization은 `prepare_sync_core_cmd()`가 활성화합니다.

x86에서 IRET은 core-serializing이지만 SYSEXIT과 SYSRET{L,Q}는 그렇지 않습니다. 따라서 `switch_mm()`이 수행하는 `write_cr3()`로 현재 `mm` 변경 뒤 core serialization을 제공하고, kthread에서 uthread로 전환하는 특수 경로에서는 `sync_core_before_usermode()`를 실행합니다.

이 표는 upstream Linux 아키텍처 21개의 상태를 나열합니다. 현재 `ok`인 아키텍처는 6개이며 `arm`, `arm64`, `powerpc`, `riscv`, `s390`, `x86`.

상태 기호는 `ok`가 지원됨, `TODO`가 아직 미지원, `..`가 하드웨어상 지원 불가, `N/A`가 적용 대상 아님을 뜻합니다.

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# Feature name:          membarrier-sync-core
#         Kconfig:       ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE
#         description:   arch supports core serializing membarrier
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# Architecture requirements
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# * arm/arm64/powerpc/s390
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# Rely on implicit context synchronization as a result of exception return
# when returning from IPI handler, and when returning to user-space.
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# * riscv
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# riscv uses xRET as return from interrupt and to return to user-space.
#
# Given that xRET is not core serializing, we rely on FENCE.I for providing
# core serialization:
#
#  - by calling sync_core_before_usermode() on return from interrupt (cf.
#    ipi_sync_core()),
#
#  - via switch_mm() and sync_core_before_usermode() (respectively, for
#    uthread->uthread and kthread->uthread transitions) before returning
#    to user-space.
#
#  The serialization in switch_mm() is activated by prepare_sync_core_cmd().
#
# * x86
#
# x86-32 uses IRET as return from interrupt, which takes care of the IPI.
# However, it uses both IRET and SYSEXIT to go back to user-space. The IRET
# instruction is core serializing, but not SYSEXIT.
#
# x86-64 uses IRET as return from interrupt, which takes care of the IPI.
# However, it can return to user-space through either SYSRETL (compat code),
# SYSRETQ, or IRET.
#
# Given that neither SYSRET{L,Q}, nor SYSEXIT, are core serializing, we rely
# instead on write_cr3() performed by switch_mm() to provide core serialization
# after changing the current mm, and deal with the special case of kthread ->
# uthread (temporarily keeping current mm into active_mm) by issuing a
# sync_core_before_usermode() in that specific case.
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    |         arch |status|
    -----------------------
    |       alpha: | TODO |
    |         arc: | TODO |
    |         arm: |  ok  |
    |       arm64: |  ok  |
    |        csky: | TODO |
    |     hexagon: | TODO |
    |   loongarch: | TODO |
    |        m68k: | TODO |
    |  microblaze: | TODO |
    |        mips: | TODO |
    |       nios2: | TODO |
    |    openrisc: | TODO |
    |      parisc: | TODO |
    |     powerpc: |  ok  |
    |       riscv: |  ok  |
    |        s390: |  ok  |
    |          sh: | TODO |
    |       sparc: | TODO |
    |          um: | TODO |
    |         x86: |  ok  |
    |      xtensa: | TODO |
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