fix(starry-perf): separate control and IRQ output locks

[ZR233]

问题

PerfEvent 当前用一个 SpinNoPreempt 同时保护任务控制路径和 eBPF 输出路径。read、ioctl、mmap 等任务上下文操作会在该锁内调用具体 perf event 的回调，而这些回调允许分配内存、缺页或调度；因此一旦回调发生调度，就会触发 atomic-context panic。

这个问题可以从 #1775 的 2f4e8cb 独立提取，不依赖该 PR 的调度器、网络或其他架构改动。

修改

• 将 PerfEvent 的任务控制面改为 ax_sync::Mutex，允许回调在任务上下文中安全睡眠或调度。
• 为 BPF perf event 拆出可克隆的 BpfPerfOutput：
  • 只暴露有界的 ring 写入状态；
  • 使用 SpinNoIrq 保护 IRQ/trace producer 可访问的状态；
  • 写入完成后再通过 IrqNotify 延迟唤醒 poll waiter。
• 将全局 fd 到 perf event 的弱引用表改为 SpinNoIrq，避免同 CPU IRQ 重入。
• device_mmap 在短自旋锁外完成连续页分配，并在发布映射前重新检查状态；VMA 继续持有强引用，输出状态只保留 Weak，不改变原有页生命周期。
• PERF_EVENT_IOC_SET_OUTPUT 先快照目标输出再锁定源事件，避免两个可睡眠锁嵌套。
• 增加确定性 axtest：控制回调主动 yield_now()，验证 perf 控制面没有禁用抢占。

本修改不新增 syscall、属性布局或 errno 语义；perf_event_open、read、ioctl、mmap 和 bpf_perf_event_output 的用户 ABI 保持不变。

回归证据

在修复前，仅加入回归测试后运行：

cargo xtask ktest qemu --package starry-kernel --test axtest_kernel --arch x86_64

稳定触发：

sleeping or rescheduling is not allowed in atomic context
reasons=[preempt_disabled]

应用修复并重放到最新 dev 后，同一命令通过：

AXTEST_SUMMARY pass=396 fail=0 skip=0 total=396
AXTEST_SUITE_OK

其他本地检查：

• cargo xtask clippy --package starry-kernel：24/24 checks passed
• cargo fmt --all -- --check
• git diff origin/dev...HEAD --check

真实 ebpf/sched_trace QEMU 用例完成了用户态程序和 StarryOS 编译，但现有 x86_64 app 启动配置在进入内核前被 QEMU 拒绝：

qemu-system-x86_64: Error loading uncompressed kernel without PVH ELF Note

该配置与 origin/dev 一致；因此没有把这个未进入内核的运行记为通过。物理板和 self-hosted 流程未在本地执行。

与现有 PR 的关系

• 本 PR 从 refactor(ax-task): rebuild scheduler and runtime ownership #1775 的 2f4e8cb 提取并按当前 dev 的锁原语适配。
• feat(starry): multicore + big.LITTLE hardware-PMU perf #1577、feat(perf): software-event counters and HW_CACHE events #1601、feat(perf): correct sample attribution and in-band lost records #1602、feat(perf): event groups, PERF_SAMPLE_READ, group-leader sampling, and perf record -a fan-out #1603 也修改 perf 相关文件，但当前版本仍保留 PerfEvent 的 SpinNoPreempt，没有覆盖本问题；这些 PR 合并前需要处理文件冲突或重放本修复。

[mai-team-app]

本 PR 将 PerfEvent 的任务控制面改为可睡眠的 Mutex，并将 eBPF 软件事件输出拆为 IRQ 安全的 SpinNoIrq 能力端点，从而避免控制回调在禁抢占上下文中分配、缺页或调度。映射页仍由 VMA 强引用持有，SET_OUTPUT 先快照目标再锁定源事件，锁顺序和页面生命周期均保持清晰。

影响范围限于 Starry perf 内部并发控制；已检查 perf_event_open、read、ioctl、mmap 与 bpf_perf_event_output 的入口、参数和 errno 路径，未见用户 ABI 变化。feature-development.md 不适用：这是不扩展功能边界的 bug 修复；starry/syscall.md 不适用：没有改变用户态 syscall 语义。新增 axtest 通过主动 yield_now() 覆盖修复前的禁抢占回归，且位于现有 axtest_runtime 注册路径中。

验证：review_pr_helper.py test 通过；helper 已识别 starry-kernel 变更；cargo fmt --all -- --check、git diff --check origin/dev...HEAD 通过。组织当前头 CI：81 项中 success=38、skipped=40、cancelled=3（取消项为 stale-run；无 failure），相关格式与 clippy 检查已通过，依照要求未重复完整本地测试。无既有评审评论或线程。

重复/重叠检查：base 不含此锁分层修复；#1577、#1601、#1602、#1603 仅在 perf 表面有后续整合冲突风险，并未实现本修复。未发现 crates.io patch、冲突或新增/变更 app 的运行时适用项。无遗留问题。

Powered by gpt-5.6-terra