]> git.proxmox.com Git - mirror_ubuntu-bionic-kernel.git/blobdiff - arch/x86/include/asm/tlbflush.h
Merge branch 'x86-pti-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[mirror_ubuntu-bionic-kernel.git] / arch / x86 / include / asm / tlbflush.h
index 5dcc38b16604d9da0f33db9d697e566670f58b11..4a08dd2ab32ade77dcbfff6a8e8b77f5d5e43764 100644 (file)
 #include <asm/pti.h>
 #include <asm/processor-flags.h>
 
-static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
-{
-       /*
-        * Bump the generation count.  This also serves as a full barrier
-        * that synchronizes with switch_mm(): callers are required to order
-        * their read of mm_cpumask after their writes to the paging
-        * structures.
-        */
-       return atomic64_inc_return(&mm->context.tlb_gen);
-}
+/*
+ * The x86 feature is called PCID (Process Context IDentifier). It is similar
+ * to what is traditionally called ASID on the RISC processors.
+ *
+ * We don't use the traditional ASID implementation, where each process/mm gets
+ * its own ASID and flush/restart when we run out of ASID space.
+ *
+ * Instead we have a small per-cpu array of ASIDs and cache the last few mm's
+ * that came by on this CPU, allowing cheaper switch_mm between processes on
+ * this CPU.
+ *
+ * We end up with different spaces for different things. To avoid confusion we
+ * use different names for each of them:
+ *
+ * ASID  - [0, TLB_NR_DYN_ASIDS-1]
+ *         the canonical identifier for an mm
+ *
+ * kPCID - [1, TLB_NR_DYN_ASIDS]
+ *         the value we write into the PCID part of CR3; corresponds to the
+ *         ASID+1, because PCID 0 is special.
+ *
+ * uPCID - [2048 + 1, 2048 + TLB_NR_DYN_ASIDS]
+ *         for KPTI each mm has two address spaces and thus needs two
+ *         PCID values, but we can still do with a single ASID denomination
+ *         for each mm. Corresponds to kPCID + 2048.
+ *
+ */
 
 /* There are 12 bits of space for ASIDS in CR3 */
 #define CR3_HW_ASID_BITS               12
@@ -41,7 +58,7 @@ static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
 
 /*
  * ASIDs are zero-based: 0->MAX_AVAIL_ASID are valid.  -1 below to account
- * for them being zero-based.  Another -1 is because ASID 0 is reserved for
+ * for them being zero-based.  Another -1 is because PCID 0 is reserved for
  * use by non-PCID-aware users.
  */
 #define MAX_ASID_AVAILABLE ((1 << CR3_AVAIL_PCID_BITS) - 2)
@@ -52,6 +69,9 @@ static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
  */
 #define TLB_NR_DYN_ASIDS       6
 
+/*
+ * Given @asid, compute kPCID
+ */
 static inline u16 kern_pcid(u16 asid)
 {
        VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
@@ -85,6 +105,18 @@ static inline u16 kern_pcid(u16 asid)
        return asid + 1;
 }
 
+/*
+ * Given @asid, compute uPCID
+ */
+static inline u16 user_pcid(u16 asid)
+{
+       u16 ret = kern_pcid(asid);
+#ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
+       ret |= 1 << X86_CR3_PTI_SWITCH_BIT;
+#endif
+       return ret;
+}
+
 struct pgd_t;
 static inline unsigned long build_cr3(pgd_t *pgd, u16 asid)
 {
@@ -213,40 +245,43 @@ static inline void cr4_init_shadow(void)
        this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, __read_cr4());
 }
 
+static inline void __cr4_set(unsigned long cr4)
+{
+       lockdep_assert_irqs_disabled();
+       this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, cr4);
+       __write_cr4(cr4);
+}
+
 /* Set in this cpu's CR4. */
 static inline void cr4_set_bits(unsigned long mask)
 {
-       unsigned long cr4;
+       unsigned long cr4, flags;
 
+       local_irq_save(flags);
        cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
-       if ((cr4 | mask) != cr4) {
-               cr4 |= mask;
-               this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, cr4);
-               __write_cr4(cr4);
-       }
+       if ((cr4 | mask) != cr4)
+               __cr4_set(cr4 | mask);
+       local_irq_restore(flags);
 }
 
 /* Clear in this cpu's CR4. */
 static inline void cr4_clear_bits(unsigned long mask)
 {
-       unsigned long cr4;
+       unsigned long cr4, flags;
 
+       local_irq_save(flags);
        cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
-       if ((cr4 & ~mask) != cr4) {
-               cr4 &= ~mask;
-               this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, cr4);
-               __write_cr4(cr4);
-       }
+       if ((cr4 & ~mask) != cr4)
+               __cr4_set(cr4 & ~mask);
+       local_irq_restore(flags);
 }
 
-static inline void cr4_toggle_bits(unsigned long mask)
+static inline void cr4_toggle_bits_irqsoff(unsigned long mask)
 {
        unsigned long cr4;
 
        cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
-       cr4 ^= mask;
-       this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, cr4);
-       __write_cr4(cr4);
+       __cr4_set(cr4 ^ mask);
 }
 
 /* Read the CR4 shadow. */
@@ -313,15 +348,17 @@ static inline void invalidate_user_asid(u16 asid)
  */
 static inline void __native_flush_tlb(void)
 {
-       invalidate_user_asid(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid));
        /*
-        * If current->mm == NULL then we borrow a mm which may change
-        * during a task switch and therefore we must not be preempted
-        * while we write CR3 back:
+        * Preemption or interrupts must be disabled to protect the access
+        * to the per CPU variable and to prevent being preempted between
+        * read_cr3() and write_cr3().
         */
-       preempt_disable();
+       WARN_ON_ONCE(preemptible());
+
+       invalidate_user_asid(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid));
+
+       /* If current->mm == NULL then the read_cr3() "borrows" an mm */
        native_write_cr3(__native_read_cr3());
-       preempt_enable();
 }
 
 /*
@@ -335,6 +372,8 @@ static inline void __native_flush_tlb_global(void)
                /*
                 * Using INVPCID is considerably faster than a pair of writes
                 * to CR4 sandwiched inside an IRQ flag save/restore.
+                *
+                * Note, this works with CR4.PCIDE=0 or 1.
                 */
                invpcid_flush_all();
                return;
@@ -368,7 +407,14 @@ static inline void __native_flush_tlb_single(unsigned long addr)
        if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
                return;
 
-       invalidate_user_asid(loaded_mm_asid);
+       /*
+        * Some platforms #GP if we call invpcid(type=1/2) before CR4.PCIDE=1.
+        * Just use invalidate_user_asid() in case we are called early.
+        */
+       if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID_SINGLE))
+               invalidate_user_asid(loaded_mm_asid);
+       else
+               invpcid_flush_one(user_pcid(loaded_mm_asid), addr);
 }
 
 /*
@@ -463,6 +509,17 @@ static inline void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long a)
 void native_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpumask,
                             const struct flush_tlb_info *info);
 
+static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
+{
+       /*
+        * Bump the generation count.  This also serves as a full barrier
+        * that synchronizes with switch_mm(): callers are required to order
+        * their read of mm_cpumask after their writes to the paging
+        * structures.
+        */
+       return atomic64_inc_return(&mm->context.tlb_gen);
+}
+
 static inline void arch_tlbbatch_add_mm(struct arch_tlbflush_unmap_batch *batch,
                                        struct mm_struct *mm)
 {