]> git.proxmox.com Git - mirror_ubuntu-artful-kernel.git/commitdiff
mm, mprotect: flush TLB if potentially racing with a parallel reclaim leaving stale...
authorMel Gorman <mgorman@suse.de>
Wed, 2 Aug 2017 20:31:52 +0000 (13:31 -0700)
committerThadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
Tue, 22 Aug 2017 09:58:12 +0000 (06:58 -0300)
BugLink: http://bugs.launchpad.net/bugs/1711526
commit 3ea277194daaeaa84ce75180ec7c7a2075027a68 upstream.

Stable note for 4.4: The upstream patch patches madvise(MADV_FREE) but 4.4
does not have support for that feature. The changelog is left
as-is but the hunk related to madvise is omitted from the backport.

Nadav Amit identified a theoritical race between page reclaim and
mprotect due to TLB flushes being batched outside of the PTL being held.

He described the race as follows:

        CPU0                            CPU1
        ----                            ----
                                        user accesses memory using RW PTE
                                        [PTE now cached in TLB]
        try_to_unmap_one()
        ==> ptep_get_and_clear()
        ==> set_tlb_ubc_flush_pending()
                                        mprotect(addr, PROT_READ)
                                        ==> change_pte_range()
                                        ==> [ PTE non-present - no flush ]

                                        user writes using cached RW PTE
        ...

        try_to_unmap_flush()

The same type of race exists for reads when protecting for PROT_NONE and
also exists for operations that can leave an old TLB entry behind such
as munmap, mremap and madvise.

For some operations like mprotect, it's not necessarily a data integrity
issue but it is a correctness issue as there is a window where an
mprotect that limits access still allows access.  For munmap, it's
potentially a data integrity issue although the race is massive as an
munmap, mmap and return to userspace must all complete between the
window when reclaim drops the PTL and flushes the TLB.  However, it's
theoritically possible so handle this issue by flushing the mm if
reclaim is potentially currently batching TLB flushes.

Other instances where a flush is required for a present pte should be ok
as either the page lock is held preventing parallel reclaim or a page
reference count is elevated preventing a parallel free leading to
corruption.  In the case of page_mkclean there isn't an obvious path
that userspace could take advantage of without using the operations that
are guarded by this patch.  Other users such as gup as a race with
reclaim looks just at PTEs.  huge page variants should be ok as they
don't race with reclaim.  mincore only looks at PTEs.  userfault also
should be ok as if a parallel reclaim takes place, it will either fault
the page back in or read some of the data before the flush occurs
triggering a fault.

Note that a variant of this patch was acked by Andy Lutomirski but this
was for the x86 parts on top of his PCID work which didn't make the 4.13
merge window as expected.  His ack is dropped from this version and
there will be a follow-on patch on top of PCID that will include his
ack.

[akpm@linux-foundation.org: tweak comments]
[akpm@linux-foundation.org: fix spello]
Link: http://lkml.kernel.org/r/20170717155523.emckq2esjro6hf3z@suse.de
Reported-by: Nadav Amit <nadav.amit@gmail.com>
Signed-off-by: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Andy Lutomirski <luto@kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Signed-off-by: Stefan Bader <stefan.bader@canonical.com>
Signed-off-by: Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
include/linux/mm_types.h
mm/internal.h
mm/memory.c
mm/mprotect.c
mm/mremap.c
mm/rmap.c

index c0052c644687df171df31643cdcb9ccaed6853fa..04b48bb943ad92617e9d43b618c008c096674b12 100644 (file)
@@ -505,6 +505,10 @@ struct mm_struct {
         * PROT_NONE or PROT_NUMA mapped page.
         */
        bool tlb_flush_pending;
+#endif
+#ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
+       /* See flush_tlb_batched_pending() */
+       bool tlb_flush_batched;
 #endif
        struct uprobes_state uprobes_state;
 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MPX
index fee09cdb1086f6cf5691455673b1957a9ddac248..1d5684f59efd6e0086bc857fab8edf632f654e1d 100644 (file)
@@ -454,6 +454,7 @@ struct tlbflush_unmap_batch;
 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
 void try_to_unmap_flush(void);
 void try_to_unmap_flush_dirty(void);
+void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm);
 #else
 static inline void try_to_unmap_flush(void)
 {
@@ -461,6 +462,8 @@ static inline void try_to_unmap_flush(void)
 static inline void try_to_unmap_flush_dirty(void)
 {
 }
-
+static inline void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
+{
+}
 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
 #endif /* __MM_INTERNAL_H */
index 16390b50a564833166ded59d0debbaaa89163262..0bac6d97902aaa96a533780af7afbc19d0c354a1 100644 (file)
@@ -1127,6 +1127,7 @@ again:
        init_rss_vec(rss);
        start_pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, addr, &ptl);
        pte = start_pte;
+       flush_tlb_batched_pending(mm);
        arch_enter_lazy_mmu_mode();
        do {
                pte_t ptent = *pte;
index ef5be8eaab001792b469fac1bd5b43cb139d1b0b..c0b4b2a4946284bc98b4e953c7b69b2a0cde4933 100644 (file)
@@ -72,6 +72,7 @@ static unsigned long change_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
        if (!pte)
                return 0;
 
+       flush_tlb_batched_pending(vma->vm_mm);
        arch_enter_lazy_mmu_mode();
        do {
                oldpte = *pte;
index c25bc6268e46506dba0320d15bb5c2e7d3e079f3..fe7b7f65f4f435463cb7891fc0b79e4c68b85a0a 100644 (file)
@@ -135,6 +135,7 @@ static void move_ptes(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *old_pmd,
        new_ptl = pte_lockptr(mm, new_pmd);
        if (new_ptl != old_ptl)
                spin_lock_nested(new_ptl, SINGLE_DEPTH_NESTING);
+       flush_tlb_batched_pending(vma->vm_mm);
        arch_enter_lazy_mmu_mode();
 
        for (; old_addr < old_end; old_pte++, old_addr += PAGE_SIZE,
index b577fbb98d4baf352fa5e51cc536d02356b8392e..ede183c32f45630d94b5b8f67ec64eedfa60e4fc 100644 (file)
--- a/mm/rmap.c
+++ b/mm/rmap.c
@@ -648,6 +648,13 @@ static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm,
        cpumask_or(&tlb_ubc->cpumask, &tlb_ubc->cpumask, mm_cpumask(mm));
        tlb_ubc->flush_required = true;
 
+       /*
+        * Ensure compiler does not re-order the setting of tlb_flush_batched
+        * before the PTE is cleared.
+        */
+       barrier();
+       mm->tlb_flush_batched = true;
+
        /*
         * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
         * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
@@ -675,6 +682,35 @@ static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
 
        return should_defer;
 }
+
+/*
+ * Reclaim unmaps pages under the PTL but do not flush the TLB prior to
+ * releasing the PTL if TLB flushes are batched. It's possible for a parallel
+ * operation such as mprotect or munmap to race between reclaim unmapping
+ * the page and flushing the page. If this race occurs, it potentially allows
+ * access to data via a stale TLB entry. Tracking all mm's that have TLB
+ * batching in flight would be expensive during reclaim so instead track
+ * whether TLB batching occurred in the past and if so then do a flush here
+ * if required. This will cost one additional flush per reclaim cycle paid
+ * by the first operation at risk such as mprotect and mumap.
+ *
+ * This must be called under the PTL so that an access to tlb_flush_batched
+ * that is potentially a "reclaim vs mprotect/munmap/etc" race will synchronise
+ * via the PTL.
+ */
+void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
+{
+       if (mm->tlb_flush_batched) {
+               flush_tlb_mm(mm);
+
+               /*
+                * Do not allow the compiler to re-order the clearing of
+                * tlb_flush_batched before the tlb is flushed.
+                */
+               barrier();
+               mm->tlb_flush_batched = false;
+       }
+}
 #else
 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm,
                struct page *page, bool writable)