Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : #include <linux/gfp.h>
       2                 :            : #include <linux/highmem.h>
       3                 :            : #include <linux/kernel.h>
       4                 :            : #include <linux/mmdebug.h>
       5                 :            : #include <linux/mm_types.h>
       6                 :            : #include <linux/pagemap.h>
       7                 :            : #include <linux/rcupdate.h>
       8                 :            : #include <linux/smp.h>
       9                 :            : #include <linux/swap.h>
      10                 :            : 
      11                 :            : #include <asm/pgalloc.h>
      12                 :            : #include <asm/tlb.h>
      13                 :            : 
      14                 :            : #ifndef CONFIG_HAVE_MMU_GATHER_NO_GATHER
      15                 :            : 
      16                 :          3 : static bool tlb_next_batch(struct mmu_gather *tlb)
      17                 :            : {
      18                 :            :         struct mmu_gather_batch *batch;
      19                 :            : 
      20                 :          3 :         batch = tlb->active;
      21                 :          3 :         if (batch->next) {
      22                 :          3 :                 tlb->active = batch->next;
      23                 :          3 :                 return true;
      24                 :            :         }
      25                 :            : 
      26                 :          3 :         if (tlb->batch_count == MAX_GATHER_BATCH_COUNT)
      27                 :            :                 return false;
      28                 :            : 
      29                 :          3 :         batch = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, 0);
      30                 :          3 :         if (!batch)
      31                 :            :                 return false;
      32                 :            : 
      33                 :          3 :         tlb->batch_count++;
      34                 :          3 :         batch->next = NULL;
      35                 :          3 :         batch->nr   = 0;
      36                 :          3 :         batch->max  = MAX_GATHER_BATCH;
      37                 :            : 
      38                 :          3 :         tlb->active->next = batch;
      39                 :          3 :         tlb->active = batch;
      40                 :            : 
      41                 :          3 :         return true;
      42                 :            : }
      43                 :            : 
      44                 :          3 : static void tlb_batch_pages_flush(struct mmu_gather *tlb)
      45                 :            : {
      46                 :            :         struct mmu_gather_batch *batch;
      47                 :            : 
      48                 :          3 :         for (batch = &tlb->local; batch && batch->nr; batch = batch->next) {
      49                 :          3 :                 free_pages_and_swap_cache(batch->pages, batch->nr);
      50                 :          3 :                 batch->nr = 0;
      51                 :            :         }
      52                 :          3 :         tlb->active = &tlb->local;
      53                 :          3 : }
      54                 :            : 
      55                 :            : static void tlb_batch_list_free(struct mmu_gather *tlb)
      56                 :            : {
      57                 :            :         struct mmu_gather_batch *batch, *next;
      58                 :            : 
      59                 :          3 :         for (batch = tlb->local.next; batch; batch = next) {
      60                 :          3 :                 next = batch->next;
      61                 :          3 :                 free_pages((unsigned long)batch, 0);
      62                 :            :         }
      63                 :          3 :         tlb->local.next = NULL;
      64                 :            : }
      65                 :            : 
      66                 :          3 : bool __tlb_remove_page_size(struct mmu_gather *tlb, struct page *page, int page_size)
      67                 :            : {
      68                 :            :         struct mmu_gather_batch *batch;
      69                 :            : 
      70                 :            :         VM_BUG_ON(!tlb->end);
      71                 :            : 
      72                 :            : #ifdef CONFIG_HAVE_MMU_GATHER_PAGE_SIZE
      73                 :            :         VM_WARN_ON(tlb->page_size != page_size);
      74                 :            : #endif
      75                 :            : 
      76                 :          3 :         batch = tlb->active;
      77                 :            :         /*
      78                 :            :          * Add the page and check if we are full. If so
      79                 :            :          * force a flush.
      80                 :            :          */
      81                 :          3 :         batch->pages[batch->nr++] = page;
      82                 :          3 :         if (batch->nr == batch->max) {
      83                 :          3 :                 if (!tlb_next_batch(tlb))
      84                 :            :                         return true;
      85                 :            :                 batch = tlb->active;
      86                 :            :         }
      87                 :            :         VM_BUG_ON_PAGE(batch->nr > batch->max, page);
      88                 :            : 
      89                 :            :         return false;
      90                 :            : }
      91                 :            : 
      92                 :            : #endif /* HAVE_MMU_GATHER_NO_GATHER */
      93                 :            : 
      94                 :            : #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
      95                 :            : 
      96                 :            : /*
      97                 :            :  * See the comment near struct mmu_table_batch.
      98                 :            :  */
      99                 :            : 
     100                 :            : /*
     101                 :            :  * If we want tlb_remove_table() to imply TLB invalidates.
     102                 :            :  */
     103                 :            : static inline void tlb_table_invalidate(struct mmu_gather *tlb)
     104                 :            : {
     105                 :            :         if (tlb_needs_table_invalidate()) {
     106                 :            :                 /*
     107                 :            :                  * Invalidate page-table caches used by hardware walkers. Then
     108                 :            :                  * we still need to RCU-sched wait while freeing the pages
     109                 :            :                  * because software walkers can still be in-flight.
     110                 :            :                  */
     111                 :            :                 tlb_flush_mmu_tlbonly(tlb);
     112                 :            :         }
     113                 :            : }
     114                 :            : 
     115                 :            : static void tlb_remove_table_smp_sync(void *arg)
     116                 :            : {
     117                 :            :         /* Simply deliver the interrupt */
     118                 :            : }
     119                 :            : 
     120                 :            : static void tlb_remove_table_one(void *table)
     121                 :            : {
     122                 :            :         /*
     123                 :            :          * This isn't an RCU grace period and hence the page-tables cannot be
     124                 :            :          * assumed to be actually RCU-freed.
     125                 :            :          *
     126                 :            :          * It is however sufficient for software page-table walkers that rely on
     127                 :            :          * IRQ disabling. See the comment near struct mmu_table_batch.
     128                 :            :          */
     129                 :            :         smp_call_function(tlb_remove_table_smp_sync, NULL, 1);
     130                 :            :         __tlb_remove_table(table);
     131                 :            : }
     132                 :            : 
     133                 :            : static void tlb_remove_table_rcu(struct rcu_head *head)
     134                 :            : {
     135                 :            :         struct mmu_table_batch *batch;
     136                 :            :         int i;
     137                 :            : 
     138                 :            :         batch = container_of(head, struct mmu_table_batch, rcu);
     139                 :            : 
     140                 :            :         for (i = 0; i < batch->nr; i++)
     141                 :            :                 __tlb_remove_table(batch->tables[i]);
     142                 :            : 
     143                 :            :         free_page((unsigned long)batch);
     144                 :            : }
     145                 :            : 
     146                 :            : static void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb)
     147                 :            : {
     148                 :            :         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
     149                 :            : 
     150                 :            :         if (*batch) {
     151                 :            :                 tlb_table_invalidate(tlb);
     152                 :            :                 call_rcu(&(*batch)->rcu, tlb_remove_table_rcu);
     153                 :            :                 *batch = NULL;
     154                 :            :         }
     155                 :            : }
     156                 :            : 
     157                 :            : void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table)
     158                 :            : {
     159                 :            :         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
     160                 :            : 
     161                 :            :         if (*batch == NULL) {
     162                 :            :                 *batch = (struct mmu_table_batch *)__get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
     163                 :            :                 if (*batch == NULL) {
     164                 :            :                         tlb_table_invalidate(tlb);
     165                 :            :                         tlb_remove_table_one(table);
     166                 :            :                         return;
     167                 :            :                 }
     168                 :            :                 (*batch)->nr = 0;
     169                 :            :         }
     170                 :            : 
     171                 :            :         (*batch)->tables[(*batch)->nr++] = table;
     172                 :            :         if ((*batch)->nr == MAX_TABLE_BATCH)
     173                 :            :                 tlb_table_flush(tlb);
     174                 :            : }
     175                 :            : 
     176                 :            : #endif /* CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE */
     177                 :            : 
     178                 :            : static void tlb_flush_mmu_free(struct mmu_gather *tlb)
     179                 :            : {
     180                 :            : #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
     181                 :            :         tlb_table_flush(tlb);
     182                 :            : #endif
     183                 :            : #ifndef CONFIG_HAVE_MMU_GATHER_NO_GATHER
     184                 :          3 :         tlb_batch_pages_flush(tlb);
     185                 :            : #endif
     186                 :            : }
     187                 :            : 
     188                 :          3 : void tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb)
     189                 :            : {
     190                 :          3 :         tlb_flush_mmu_tlbonly(tlb);
     191                 :            :         tlb_flush_mmu_free(tlb);
     192                 :          3 : }
     193                 :            : 
     194                 :            : /**
     195                 :            :  * tlb_gather_mmu - initialize an mmu_gather structure for page-table tear-down
     196                 :            :  * @tlb: the mmu_gather structure to initialize
     197                 :            :  * @mm: the mm_struct of the target address space
     198                 :            :  * @start: start of the region that will be removed from the page-table
     199                 :            :  * @end: end of the region that will be removed from the page-table
     200                 :            :  *
     201                 :            :  * Called to initialize an (on-stack) mmu_gather structure for page-table
     202                 :            :  * tear-down from @mm. The @start and @end are set to 0 and -1
     203                 :            :  * respectively when @mm is without users and we're going to destroy
     204                 :            :  * the full address space (exit/execve).
     205                 :            :  */
     206                 :          3 : void tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm,
     207                 :            :                         unsigned long start, unsigned long end)
     208                 :            : {
     209                 :          3 :         tlb->mm = mm;
     210                 :            : 
     211                 :            :         /* Is it from 0 to ~0? */
     212                 :          3 :         tlb->fullmm     = !(start | (end+1));
     213                 :            : 
     214                 :            : #ifndef CONFIG_HAVE_MMU_GATHER_NO_GATHER
     215                 :          3 :         tlb->need_flush_all = 0;
     216                 :          3 :         tlb->local.next = NULL;
     217                 :          3 :         tlb->local.nr   = 0;
     218                 :          3 :         tlb->local.max  = ARRAY_SIZE(tlb->__pages);
     219                 :          3 :         tlb->active     = &tlb->local;
     220                 :          3 :         tlb->batch_count = 0;
     221                 :            : #endif
     222                 :            : 
     223                 :            : #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
     224                 :            :         tlb->batch = NULL;
     225                 :            : #endif
     226                 :            : #ifdef CONFIG_HAVE_MMU_GATHER_PAGE_SIZE
     227                 :            :         tlb->page_size = 0;
     228                 :            : #endif
     229                 :            : 
     230                 :            :         __tlb_reset_range(tlb);
     231                 :          3 :         inc_tlb_flush_pending(tlb->mm);
     232                 :          3 : }
     233                 :            : 
     234                 :            : /**
     235                 :            :  * tlb_finish_mmu - finish an mmu_gather structure
     236                 :            :  * @tlb: the mmu_gather structure to finish
     237                 :            :  * @start: start of the region that will be removed from the page-table
     238                 :            :  * @end: end of the region that will be removed from the page-table
     239                 :            :  *
     240                 :            :  * Called at the end of the shootdown operation to free up any resources that
     241                 :            :  * were required.
     242                 :            :  */
     243                 :          3 : void tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb,
     244                 :            :                 unsigned long start, unsigned long end)
     245                 :            : {
     246                 :            :         /*
     247                 :            :          * If there are parallel threads are doing PTE changes on same range
     248                 :            :          * under non-exclusive lock (e.g., mmap_sem read-side) but defer TLB
     249                 :            :          * flush by batching, one thread may end up seeing inconsistent PTEs
     250                 :            :          * and result in having stale TLB entries.  So flush TLB forcefully
     251                 :            :          * if we detect parallel PTE batching threads.
     252                 :            :          *
     253                 :            :          * However, some syscalls, e.g. munmap(), may free page tables, this
     254                 :            :          * needs force flush everything in the given range. Otherwise this
     255                 :            :          * may result in having stale TLB entries for some architectures,
     256                 :            :          * e.g. aarch64, that could specify flush what level TLB.
     257                 :            :          */
     258                 :          3 :         if (mm_tlb_flush_nested(tlb->mm)) {
     259                 :            :                 /*
     260                 :            :                  * The aarch64 yields better performance with fullmm by
     261                 :            :                  * avoiding multiple CPUs spamming TLBI messages at the
     262                 :            :                  * same time.
     263                 :            :                  *
     264                 :            :                  * On x86 non-fullmm doesn't yield significant difference
     265                 :            :                  * against fullmm.
     266                 :            :                  */
     267                 :          3 :                 tlb->fullmm = 1;
     268                 :            :                 __tlb_reset_range(tlb);
     269                 :          3 :                 tlb->freed_tables = 1;
     270                 :            :         }
     271                 :            : 
     272                 :            :         tlb_flush_mmu(tlb);
     273                 :            : 
     274                 :            : #ifndef CONFIG_HAVE_MMU_GATHER_NO_GATHER
     275                 :            :         tlb_batch_list_free(tlb);
     276                 :            : #endif
     277                 :          3 :         dec_tlb_flush_pending(tlb->mm);
     278                 :          3 : }