Merge branch 'x86-pti-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-block.git] / arch / x86 / include / asm / tlbflush.h
index 877b5c1a1b1247116e20e7272dbade77e1874fc4..e1884cf35257b8133ca97f50d146ae3ebfcaa30f 100644 (file)
@@ -9,70 +9,66 @@
 #include <asm/cpufeature.h>
 #include <asm/special_insns.h>
 #include <asm/smp.h>
+#include <asm/invpcid.h>
 
-static inline void __invpcid(unsigned long pcid, unsigned long addr,
-                            unsigned long type)
+static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
 {
-       struct { u64 d[2]; } desc = { { pcid, addr } };
-
        /*
-        * The memory clobber is because the whole point is to invalidate
-        * stale TLB entries and, especially if we're flushing global
-        * mappings, we don't want the compiler to reorder any subsequent
-        * memory accesses before the TLB flush.
-        *
-        * The hex opcode is invpcid (%ecx), %eax in 32-bit mode and
-        * invpcid (%rcx), %rax in long mode.
+        * 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.
         */
-       asm volatile (".byte 0x66, 0x0f, 0x38, 0x82, 0x01"
-                     : : "m" (desc), "a" (type), "c" (&desc) : "memory");
+       return atomic64_inc_return(&mm->context.tlb_gen);
 }
 
-#define INVPCID_TYPE_INDIV_ADDR                0
-#define INVPCID_TYPE_SINGLE_CTXT       1
-#define INVPCID_TYPE_ALL_INCL_GLOBAL   2
-#define INVPCID_TYPE_ALL_NON_GLOBAL    3
+/* There are 12 bits of space for ASIDS in CR3 */
+#define CR3_HW_ASID_BITS               12
+/*
+ * When enabled, PAGE_TABLE_ISOLATION consumes a single bit for
+ * user/kernel switches
+ */
+#define PTI_CONSUMED_ASID_BITS         0
 
-/* Flush all mappings for a given pcid and addr, not including globals. */
-static inline void invpcid_flush_one(unsigned long pcid,
-                                    unsigned long addr)
-{
-       __invpcid(pcid, addr, INVPCID_TYPE_INDIV_ADDR);
-}
+#define CR3_AVAIL_ASID_BITS (CR3_HW_ASID_BITS - PTI_CONSUMED_ASID_BITS)
+/*
+ * 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
+ * use by non-PCID-aware users.
+ */
+#define MAX_ASID_AVAILABLE ((1 << CR3_AVAIL_ASID_BITS) - 2)
 
-/* Flush all mappings for a given PCID, not including globals. */
-static inline void invpcid_flush_single_context(unsigned long pcid)
+static inline u16 kern_pcid(u16 asid)
 {
-       __invpcid(pcid, 0, INVPCID_TYPE_SINGLE_CTXT);
+       VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
+       /*
+        * If PCID is on, ASID-aware code paths put the ASID+1 into the
+        * PCID bits.  This serves two purposes.  It prevents a nasty
+        * situation in which PCID-unaware code saves CR3, loads some other
+        * value (with PCID == 0), and then restores CR3, thus corrupting
+        * the TLB for ASID 0 if the saved ASID was nonzero.  It also means
+        * that any bugs involving loading a PCID-enabled CR3 with
+        * CR4.PCIDE off will trigger deterministically.
+        */
+       return asid + 1;
 }
 
-/* Flush all mappings, including globals, for all PCIDs. */
-static inline void invpcid_flush_all(void)
+struct pgd_t;
+static inline unsigned long build_cr3(pgd_t *pgd, u16 asid)
 {
-       __invpcid(0, 0, INVPCID_TYPE_ALL_INCL_GLOBAL);
+       if (static_cpu_has(X86_FEATURE_PCID)) {
+               return __sme_pa(pgd) | kern_pcid(asid);
+       } else {
+               VM_WARN_ON_ONCE(asid != 0);
+               return __sme_pa(pgd);
+       }
 }
 
-/* Flush all mappings for all PCIDs except globals. */
-static inline void invpcid_flush_all_nonglobals(void)
+static inline unsigned long build_cr3_noflush(pgd_t *pgd, u16 asid)
 {
-       __invpcid(0, 0, INVPCID_TYPE_ALL_NON_GLOBAL);
-}
-
-static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
-{
-       u64 new_tlb_gen;
-
-       /*
-        * 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.
-        */
-       smp_mb__before_atomic();
-       new_tlb_gen = atomic64_inc_return(&mm->context.tlb_gen);
-       smp_mb__after_atomic();
-
-       return new_tlb_gen;
+       VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
+       VM_WARN_ON_ONCE(!this_cpu_has(X86_FEATURE_PCID));
+       return __sme_pa(pgd) | kern_pcid(asid) | CR3_NOFLUSH;
 }
 
 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
@@ -237,6 +233,9 @@ static inline void cr4_set_bits_and_update_boot(unsigned long mask)
 
 extern void initialize_tlbstate_and_flush(void);
 
+/*
+ * flush the entire current user mapping
+ */
 static inline void __native_flush_tlb(void)
 {
        /*
@@ -249,20 +248,12 @@ static inline void __native_flush_tlb(void)
        preempt_enable();
 }
 
-static inline void __native_flush_tlb_global_irq_disabled(void)
-{
-       unsigned long cr4;
-
-       cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
-       /* clear PGE */
-       native_write_cr4(cr4 & ~X86_CR4_PGE);
-       /* write old PGE again and flush TLBs */
-       native_write_cr4(cr4);
-}
-
+/*
+ * flush everything
+ */
 static inline void __native_flush_tlb_global(void)
 {
-       unsigned long flags;
+       unsigned long cr4, flags;
 
        if (static_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID)) {
                /*
@@ -280,22 +271,36 @@ static inline void __native_flush_tlb_global(void)
         */
        raw_local_irq_save(flags);
 
-       __native_flush_tlb_global_irq_disabled();
+       cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
+       /* toggle PGE */
+       native_write_cr4(cr4 ^ X86_CR4_PGE);
+       /* write old PGE again and flush TLBs */
+       native_write_cr4(cr4);
 
        raw_local_irq_restore(flags);
 }
 
+/*
+ * flush one page in the user mapping
+ */
 static inline void __native_flush_tlb_single(unsigned long addr)
 {
        asm volatile("invlpg (%0)" ::"r" (addr) : "memory");
 }
 
+/*
+ * flush everything
+ */
 static inline void __flush_tlb_all(void)
 {
-       if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PGE))
+       if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PGE)) {
                __flush_tlb_global();
-       else
+       } else {
+               /*
+                * !PGE -> !PCID (setup_pcid()), thus every flush is total.
+                */
                __flush_tlb();
+       }
 
        /*
         * Note: if we somehow had PCID but not PGE, then this wouldn't work --
@@ -306,6 +311,9 @@ static inline void __flush_tlb_all(void)
         */
 }
 
+/*
+ * flush one page in the kernel mapping
+ */
 static inline void __flush_tlb_one(unsigned long addr)
 {
        count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ONE);