Merge tag 'x86_mm_for_6.4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/tip
[platform/kernel/linux-starfive.git] / arch / x86 / mm / tlb.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/init.h>
3
4 #include <linux/mm.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6 #include <linux/smp.h>
7 #include <linux/interrupt.h>
8 #include <linux/export.h>
9 #include <linux/cpu.h>
10 #include <linux/debugfs.h>
11 #include <linux/sched/smt.h>
12 #include <linux/task_work.h>
13
14 #include <asm/tlbflush.h>
15 #include <asm/mmu_context.h>
16 #include <asm/nospec-branch.h>
17 #include <asm/cache.h>
18 #include <asm/cacheflush.h>
19 #include <asm/apic.h>
20 #include <asm/perf_event.h>
21
22 #include "mm_internal.h"
23
24 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
25 # define STATIC_NOPV
26 #else
27 # define STATIC_NOPV                    static
28 # define __flush_tlb_local              native_flush_tlb_local
29 # define __flush_tlb_global             native_flush_tlb_global
30 # define __flush_tlb_one_user(addr)     native_flush_tlb_one_user(addr)
31 # define __flush_tlb_multi(msk, info)   native_flush_tlb_multi(msk, info)
32 #endif
33
34 /*
35  *      TLB flushing, formerly SMP-only
36  *              c/o Linus Torvalds.
37  *
38  *      These mean you can really definitely utterly forget about
39  *      writing to user space from interrupts. (Its not allowed anyway).
40  *
41  *      Optimizations Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
42  *
43  *      More scalable flush, from Andi Kleen
44  *
45  *      Implement flush IPI by CALL_FUNCTION_VECTOR, Alex Shi
46  */
47
48 /*
49  * Bits to mangle the TIF_SPEC_* state into the mm pointer which is
50  * stored in cpu_tlb_state.last_user_mm_spec.
51  */
52 #define LAST_USER_MM_IBPB       0x1UL
53 #define LAST_USER_MM_L1D_FLUSH  0x2UL
54 #define LAST_USER_MM_SPEC_MASK  (LAST_USER_MM_IBPB | LAST_USER_MM_L1D_FLUSH)
55
56 /* Bits to set when tlbstate and flush is (re)initialized */
57 #define LAST_USER_MM_INIT       LAST_USER_MM_IBPB
58
59 /*
60  * The x86 feature is called PCID (Process Context IDentifier). It is similar
61  * to what is traditionally called ASID on the RISC processors.
62  *
63  * We don't use the traditional ASID implementation, where each process/mm gets
64  * its own ASID and flush/restart when we run out of ASID space.
65  *
66  * Instead we have a small per-cpu array of ASIDs and cache the last few mm's
67  * that came by on this CPU, allowing cheaper switch_mm between processes on
68  * this CPU.
69  *
70  * We end up with different spaces for different things. To avoid confusion we
71  * use different names for each of them:
72  *
73  * ASID  - [0, TLB_NR_DYN_ASIDS-1]
74  *         the canonical identifier for an mm
75  *
76  * kPCID - [1, TLB_NR_DYN_ASIDS]
77  *         the value we write into the PCID part of CR3; corresponds to the
78  *         ASID+1, because PCID 0 is special.
79  *
80  * uPCID - [2048 + 1, 2048 + TLB_NR_DYN_ASIDS]
81  *         for KPTI each mm has two address spaces and thus needs two
82  *         PCID values, but we can still do with a single ASID denomination
83  *         for each mm. Corresponds to kPCID + 2048.
84  *
85  */
86
87 /* There are 12 bits of space for ASIDS in CR3 */
88 #define CR3_HW_ASID_BITS                12
89
90 /*
91  * When enabled, PAGE_TABLE_ISOLATION consumes a single bit for
92  * user/kernel switches
93  */
94 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
95 # define PTI_CONSUMED_PCID_BITS 1
96 #else
97 # define PTI_CONSUMED_PCID_BITS 0
98 #endif
99
100 #define CR3_AVAIL_PCID_BITS (X86_CR3_PCID_BITS - PTI_CONSUMED_PCID_BITS)
101
102 /*
103  * ASIDs are zero-based: 0->MAX_AVAIL_ASID are valid.  -1 below to account
104  * for them being zero-based.  Another -1 is because PCID 0 is reserved for
105  * use by non-PCID-aware users.
106  */
107 #define MAX_ASID_AVAILABLE ((1 << CR3_AVAIL_PCID_BITS) - 2)
108
109 /*
110  * Given @asid, compute kPCID
111  */
112 static inline u16 kern_pcid(u16 asid)
113 {
114         VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
115
116 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
117         /*
118          * Make sure that the dynamic ASID space does not conflict with the
119          * bit we are using to switch between user and kernel ASIDs.
120          */
121         BUILD_BUG_ON(TLB_NR_DYN_ASIDS >= (1 << X86_CR3_PTI_PCID_USER_BIT));
122
123         /*
124          * The ASID being passed in here should have respected the
125          * MAX_ASID_AVAILABLE and thus never have the switch bit set.
126          */
127         VM_WARN_ON_ONCE(asid & (1 << X86_CR3_PTI_PCID_USER_BIT));
128 #endif
129         /*
130          * The dynamically-assigned ASIDs that get passed in are small
131          * (<TLB_NR_DYN_ASIDS).  They never have the high switch bit set,
132          * so do not bother to clear it.
133          *
134          * If PCID is on, ASID-aware code paths put the ASID+1 into the
135          * PCID bits.  This serves two purposes.  It prevents a nasty
136          * situation in which PCID-unaware code saves CR3, loads some other
137          * value (with PCID == 0), and then restores CR3, thus corrupting
138          * the TLB for ASID 0 if the saved ASID was nonzero.  It also means
139          * that any bugs involving loading a PCID-enabled CR3 with
140          * CR4.PCIDE off will trigger deterministically.
141          */
142         return asid + 1;
143 }
144
145 /*
146  * Given @asid, compute uPCID
147  */
148 static inline u16 user_pcid(u16 asid)
149 {
150         u16 ret = kern_pcid(asid);
151 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
152         ret |= 1 << X86_CR3_PTI_PCID_USER_BIT;
153 #endif
154         return ret;
155 }
156
157 static inline unsigned long build_cr3(pgd_t *pgd, u16 asid, unsigned long lam)
158 {
159         unsigned long cr3 = __sme_pa(pgd) | lam;
160
161         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_PCID)) {
162                 VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
163                 cr3 |= kern_pcid(asid);
164         } else {
165                 VM_WARN_ON_ONCE(asid != 0);
166         }
167
168         return cr3;
169 }
170
171 static inline unsigned long build_cr3_noflush(pgd_t *pgd, u16 asid,
172                                               unsigned long lam)
173 {
174         /*
175          * Use boot_cpu_has() instead of this_cpu_has() as this function
176          * might be called during early boot. This should work even after
177          * boot because all CPU's the have same capabilities:
178          */
179         VM_WARN_ON_ONCE(!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID));
180         return build_cr3(pgd, asid, lam) | CR3_NOFLUSH;
181 }
182
183 /*
184  * We get here when we do something requiring a TLB invalidation
185  * but could not go invalidate all of the contexts.  We do the
186  * necessary invalidation by clearing out the 'ctx_id' which
187  * forces a TLB flush when the context is loaded.
188  */
189 static void clear_asid_other(void)
190 {
191         u16 asid;
192
193         /*
194          * This is only expected to be set if we have disabled
195          * kernel _PAGE_GLOBAL pages.
196          */
197         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI)) {
198                 WARN_ON_ONCE(1);
199                 return;
200         }
201
202         for (asid = 0; asid < TLB_NR_DYN_ASIDS; asid++) {
203                 /* Do not need to flush the current asid */
204                 if (asid == this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid))
205                         continue;
206                 /*
207                  * Make sure the next time we go to switch to
208                  * this asid, we do a flush:
209                  */
210                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[asid].ctx_id, 0);
211         }
212         this_cpu_write(cpu_tlbstate.invalidate_other, false);
213 }
214
215 atomic64_t last_mm_ctx_id = ATOMIC64_INIT(1);
216
217
218 static void choose_new_asid(struct mm_struct *next, u64 next_tlb_gen,
219                             u16 *new_asid, bool *need_flush)
220 {
221         u16 asid;
222
223         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PCID)) {
224                 *new_asid = 0;
225                 *need_flush = true;
226                 return;
227         }
228
229         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.invalidate_other))
230                 clear_asid_other();
231
232         for (asid = 0; asid < TLB_NR_DYN_ASIDS; asid++) {
233                 if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[asid].ctx_id) !=
234                     next->context.ctx_id)
235                         continue;
236
237                 *new_asid = asid;
238                 *need_flush = (this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[asid].tlb_gen) <
239                                next_tlb_gen);
240                 return;
241         }
242
243         /*
244          * We don't currently own an ASID slot on this CPU.
245          * Allocate a slot.
246          */
247         *new_asid = this_cpu_add_return(cpu_tlbstate.next_asid, 1) - 1;
248         if (*new_asid >= TLB_NR_DYN_ASIDS) {
249                 *new_asid = 0;
250                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.next_asid, 1);
251         }
252         *need_flush = true;
253 }
254
255 /*
256  * Given an ASID, flush the corresponding user ASID.  We can delay this
257  * until the next time we switch to it.
258  *
259  * See SWITCH_TO_USER_CR3.
260  */
261 static inline void invalidate_user_asid(u16 asid)
262 {
263         /* There is no user ASID if address space separation is off */
264         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION))
265                 return;
266
267         /*
268          * We only have a single ASID if PCID is off and the CR3
269          * write will have flushed it.
270          */
271         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PCID))
272                 return;
273
274         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
275                 return;
276
277         __set_bit(kern_pcid(asid),
278                   (unsigned long *)this_cpu_ptr(&cpu_tlbstate.user_pcid_flush_mask));
279 }
280
281 static void load_new_mm_cr3(pgd_t *pgdir, u16 new_asid, unsigned long lam,
282                             bool need_flush)
283 {
284         unsigned long new_mm_cr3;
285
286         if (need_flush) {
287                 invalidate_user_asid(new_asid);
288                 new_mm_cr3 = build_cr3(pgdir, new_asid, lam);
289         } else {
290                 new_mm_cr3 = build_cr3_noflush(pgdir, new_asid, lam);
291         }
292
293         /*
294          * Caution: many callers of this function expect
295          * that load_cr3() is serializing and orders TLB
296          * fills with respect to the mm_cpumask writes.
297          */
298         write_cr3(new_mm_cr3);
299 }
300
301 void leave_mm(int cpu)
302 {
303         struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
304
305         /*
306          * It's plausible that we're in lazy TLB mode while our mm is init_mm.
307          * If so, our callers still expect us to flush the TLB, but there
308          * aren't any user TLB entries in init_mm to worry about.
309          *
310          * This needs to happen before any other sanity checks due to
311          * intel_idle's shenanigans.
312          */
313         if (loaded_mm == &init_mm)
314                 return;
315
316         /* Warn if we're not lazy. */
317         WARN_ON(!this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy));
318
319         switch_mm(NULL, &init_mm, NULL);
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(leave_mm);
322
323 void switch_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
324                struct task_struct *tsk)
325 {
326         unsigned long flags;
327
328         local_irq_save(flags);
329         switch_mm_irqs_off(prev, next, tsk);
330         local_irq_restore(flags);
331 }
332
333 /*
334  * Invoked from return to user/guest by a task that opted-in to L1D
335  * flushing but ended up running on an SMT enabled core due to wrong
336  * affinity settings or CPU hotplug. This is part of the paranoid L1D flush
337  * contract which this task requested.
338  */
339 static void l1d_flush_force_sigbus(struct callback_head *ch)
340 {
341         force_sig(SIGBUS);
342 }
343
344 static void l1d_flush_evaluate(unsigned long prev_mm, unsigned long next_mm,
345                                 struct task_struct *next)
346 {
347         /* Flush L1D if the outgoing task requests it */
348         if (prev_mm & LAST_USER_MM_L1D_FLUSH)
349                 wrmsrl(MSR_IA32_FLUSH_CMD, L1D_FLUSH);
350
351         /* Check whether the incoming task opted in for L1D flush */
352         if (likely(!(next_mm & LAST_USER_MM_L1D_FLUSH)))
353                 return;
354
355         /*
356          * Validate that it is not running on an SMT sibling as this would
357          * make the excercise pointless because the siblings share L1D. If
358          * it runs on a SMT sibling, notify it with SIGBUS on return to
359          * user/guest
360          */
361         if (this_cpu_read(cpu_info.smt_active)) {
362                 clear_ti_thread_flag(&next->thread_info, TIF_SPEC_L1D_FLUSH);
363                 next->l1d_flush_kill.func = l1d_flush_force_sigbus;
364                 task_work_add(next, &next->l1d_flush_kill, TWA_RESUME);
365         }
366 }
367
368 static unsigned long mm_mangle_tif_spec_bits(struct task_struct *next)
369 {
370         unsigned long next_tif = read_task_thread_flags(next);
371         unsigned long spec_bits = (next_tif >> TIF_SPEC_IB) & LAST_USER_MM_SPEC_MASK;
372
373         /*
374          * Ensure that the bit shift above works as expected and the two flags
375          * end up in bit 0 and 1.
376          */
377         BUILD_BUG_ON(TIF_SPEC_L1D_FLUSH != TIF_SPEC_IB + 1);
378
379         return (unsigned long)next->mm | spec_bits;
380 }
381
382 static void cond_mitigation(struct task_struct *next)
383 {
384         unsigned long prev_mm, next_mm;
385
386         if (!next || !next->mm)
387                 return;
388
389         next_mm = mm_mangle_tif_spec_bits(next);
390         prev_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.last_user_mm_spec);
391
392         /*
393          * Avoid user/user BTB poisoning by flushing the branch predictor
394          * when switching between processes. This stops one process from
395          * doing Spectre-v2 attacks on another.
396          *
397          * Both, the conditional and the always IBPB mode use the mm
398          * pointer to avoid the IBPB when switching between tasks of the
399          * same process. Using the mm pointer instead of mm->context.ctx_id
400          * opens a hypothetical hole vs. mm_struct reuse, which is more or
401          * less impossible to control by an attacker. Aside of that it
402          * would only affect the first schedule so the theoretically
403          * exposed data is not really interesting.
404          */
405         if (static_branch_likely(&switch_mm_cond_ibpb)) {
406                 /*
407                  * This is a bit more complex than the always mode because
408                  * it has to handle two cases:
409                  *
410                  * 1) Switch from a user space task (potential attacker)
411                  *    which has TIF_SPEC_IB set to a user space task
412                  *    (potential victim) which has TIF_SPEC_IB not set.
413                  *
414                  * 2) Switch from a user space task (potential attacker)
415                  *    which has TIF_SPEC_IB not set to a user space task
416                  *    (potential victim) which has TIF_SPEC_IB set.
417                  *
418                  * This could be done by unconditionally issuing IBPB when
419                  * a task which has TIF_SPEC_IB set is either scheduled in
420                  * or out. Though that results in two flushes when:
421                  *
422                  * - the same user space task is scheduled out and later
423                  *   scheduled in again and only a kernel thread ran in
424                  *   between.
425                  *
426                  * - a user space task belonging to the same process is
427                  *   scheduled in after a kernel thread ran in between
428                  *
429                  * - a user space task belonging to the same process is
430                  *   scheduled in immediately.
431                  *
432                  * Optimize this with reasonably small overhead for the
433                  * above cases. Mangle the TIF_SPEC_IB bit into the mm
434                  * pointer of the incoming task which is stored in
435                  * cpu_tlbstate.last_user_mm_spec for comparison.
436                  *
437                  * Issue IBPB only if the mm's are different and one or
438                  * both have the IBPB bit set.
439                  */
440                 if (next_mm != prev_mm &&
441                     (next_mm | prev_mm) & LAST_USER_MM_IBPB)
442                         indirect_branch_prediction_barrier();
443         }
444
445         if (static_branch_unlikely(&switch_mm_always_ibpb)) {
446                 /*
447                  * Only flush when switching to a user space task with a
448                  * different context than the user space task which ran
449                  * last on this CPU.
450                  */
451                 if ((prev_mm & ~LAST_USER_MM_SPEC_MASK) !=
452                                         (unsigned long)next->mm)
453                         indirect_branch_prediction_barrier();
454         }
455
456         if (static_branch_unlikely(&switch_mm_cond_l1d_flush)) {
457                 /*
458                  * Flush L1D when the outgoing task requested it and/or
459                  * check whether the incoming task requested L1D flushing
460                  * and ended up on an SMT sibling.
461                  */
462                 if (unlikely((prev_mm | next_mm) & LAST_USER_MM_L1D_FLUSH))
463                         l1d_flush_evaluate(prev_mm, next_mm, next);
464         }
465
466         this_cpu_write(cpu_tlbstate.last_user_mm_spec, next_mm);
467 }
468
469 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
470 static inline void cr4_update_pce_mm(struct mm_struct *mm)
471 {
472         if (static_branch_unlikely(&rdpmc_always_available_key) ||
473             (!static_branch_unlikely(&rdpmc_never_available_key) &&
474              atomic_read(&mm->context.perf_rdpmc_allowed))) {
475                 /*
476                  * Clear the existing dirty counters to
477                  * prevent the leak for an RDPMC task.
478                  */
479                 perf_clear_dirty_counters();
480                 cr4_set_bits_irqsoff(X86_CR4_PCE);
481         } else
482                 cr4_clear_bits_irqsoff(X86_CR4_PCE);
483 }
484
485 void cr4_update_pce(void *ignored)
486 {
487         cr4_update_pce_mm(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm));
488 }
489
490 #else
491 static inline void cr4_update_pce_mm(struct mm_struct *mm) { }
492 #endif
493
494 void switch_mm_irqs_off(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
495                         struct task_struct *tsk)
496 {
497         struct mm_struct *real_prev = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
498         u16 prev_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
499         unsigned long new_lam = mm_lam_cr3_mask(next);
500         bool was_lazy = this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy);
501         unsigned cpu = smp_processor_id();
502         u64 next_tlb_gen;
503         bool need_flush;
504         u16 new_asid;
505
506         /*
507          * NB: The scheduler will call us with prev == next when switching
508          * from lazy TLB mode to normal mode if active_mm isn't changing.
509          * When this happens, we don't assume that CR3 (and hence
510          * cpu_tlbstate.loaded_mm) matches next.
511          *
512          * NB: leave_mm() calls us with prev == NULL and tsk == NULL.
513          */
514
515         /* We don't want flush_tlb_func() to run concurrently with us. */
516         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING))
517                 WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
518
519         /*
520          * Verify that CR3 is what we think it is.  This will catch
521          * hypothetical buggy code that directly switches to swapper_pg_dir
522          * without going through leave_mm() / switch_mm_irqs_off() or that
523          * does something like write_cr3(read_cr3_pa()).
524          *
525          * Only do this check if CONFIG_DEBUG_VM=y because __read_cr3()
526          * isn't free.
527          */
528 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
529         if (WARN_ON_ONCE(__read_cr3() != build_cr3(real_prev->pgd, prev_asid,
530                                                    tlbstate_lam_cr3_mask()))) {
531                 /*
532                  * If we were to BUG here, we'd be very likely to kill
533                  * the system so hard that we don't see the call trace.
534                  * Try to recover instead by ignoring the error and doing
535                  * a global flush to minimize the chance of corruption.
536                  *
537                  * (This is far from being a fully correct recovery.
538                  *  Architecturally, the CPU could prefetch something
539                  *  back into an incorrect ASID slot and leave it there
540                  *  to cause trouble down the road.  It's better than
541                  *  nothing, though.)
542                  */
543                 __flush_tlb_all();
544         }
545 #endif
546         if (was_lazy)
547                 this_cpu_write(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, false);
548
549         /*
550          * The membarrier system call requires a full memory barrier and
551          * core serialization before returning to user-space, after
552          * storing to rq->curr, when changing mm.  This is because
553          * membarrier() sends IPIs to all CPUs that are in the target mm
554          * to make them issue memory barriers.  However, if another CPU
555          * switches to/from the target mm concurrently with
556          * membarrier(), it can cause that CPU not to receive an IPI
557          * when it really should issue a memory barrier.  Writing to CR3
558          * provides that full memory barrier and core serializing
559          * instruction.
560          */
561         if (real_prev == next) {
562                 /* Not actually switching mm's */
563                 VM_WARN_ON(this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[prev_asid].ctx_id) !=
564                            next->context.ctx_id);
565
566                 /*
567                  * If this races with another thread that enables lam, 'new_lam'
568                  * might not match tlbstate_lam_cr3_mask().
569                  */
570
571                 /*
572                  * Even in lazy TLB mode, the CPU should stay set in the
573                  * mm_cpumask. The TLB shootdown code can figure out from
574                  * cpu_tlbstate_shared.is_lazy whether or not to send an IPI.
575                  */
576                 if (WARN_ON_ONCE(real_prev != &init_mm &&
577                                  !cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(next))))
578                         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(next));
579
580                 /*
581                  * If the CPU is not in lazy TLB mode, we are just switching
582                  * from one thread in a process to another thread in the same
583                  * process. No TLB flush required.
584                  */
585                 if (!was_lazy)
586                         return;
587
588                 /*
589                  * Read the tlb_gen to check whether a flush is needed.
590                  * If the TLB is up to date, just use it.
591                  * The barrier synchronizes with the tlb_gen increment in
592                  * the TLB shootdown code.
593                  */
594                 smp_mb();
595                 next_tlb_gen = atomic64_read(&next->context.tlb_gen);
596                 if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[prev_asid].tlb_gen) ==
597                                 next_tlb_gen)
598                         return;
599
600                 /*
601                  * TLB contents went out of date while we were in lazy
602                  * mode. Fall through to the TLB switching code below.
603                  */
604                 new_asid = prev_asid;
605                 need_flush = true;
606         } else {
607                 /*
608                  * Apply process to process speculation vulnerability
609                  * mitigations if applicable.
610                  */
611                 cond_mitigation(tsk);
612
613                 /*
614                  * Stop remote flushes for the previous mm.
615                  * Skip kernel threads; we never send init_mm TLB flushing IPIs,
616                  * but the bitmap manipulation can cause cache line contention.
617                  */
618                 if (real_prev != &init_mm) {
619                         VM_WARN_ON_ONCE(!cpumask_test_cpu(cpu,
620                                                 mm_cpumask(real_prev)));
621                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(real_prev));
622                 }
623
624                 /*
625                  * Start remote flushes and then read tlb_gen.
626                  */
627                 if (next != &init_mm)
628                         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(next));
629                 next_tlb_gen = atomic64_read(&next->context.tlb_gen);
630
631                 choose_new_asid(next, next_tlb_gen, &new_asid, &need_flush);
632
633                 /* Let nmi_uaccess_okay() know that we're changing CR3. */
634                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm, LOADED_MM_SWITCHING);
635                 barrier();
636         }
637
638         set_tlbstate_lam_mode(next);
639         if (need_flush) {
640                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[new_asid].ctx_id, next->context.ctx_id);
641                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[new_asid].tlb_gen, next_tlb_gen);
642                 load_new_mm_cr3(next->pgd, new_asid, new_lam, true);
643
644                 trace_tlb_flush(TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH, TLB_FLUSH_ALL);
645         } else {
646                 /* The new ASID is already up to date. */
647                 load_new_mm_cr3(next->pgd, new_asid, new_lam, false);
648
649                 trace_tlb_flush(TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH, 0);
650         }
651
652         /* Make sure we write CR3 before loaded_mm. */
653         barrier();
654
655         this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm, next);
656         this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid, new_asid);
657
658         if (next != real_prev) {
659                 cr4_update_pce_mm(next);
660                 switch_ldt(real_prev, next);
661         }
662 }
663
664 /*
665  * Please ignore the name of this function.  It should be called
666  * switch_to_kernel_thread().
667  *
668  * enter_lazy_tlb() is a hint from the scheduler that we are entering a
669  * kernel thread or other context without an mm.  Acceptable implementations
670  * include doing nothing whatsoever, switching to init_mm, or various clever
671  * lazy tricks to try to minimize TLB flushes.
672  *
673  * The scheduler reserves the right to call enter_lazy_tlb() several times
674  * in a row.  It will notify us that we're going back to a real mm by
675  * calling switch_mm_irqs_off().
676  */
677 void enter_lazy_tlb(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk)
678 {
679         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == &init_mm)
680                 return;
681
682         this_cpu_write(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, true);
683 }
684
685 /*
686  * Call this when reinitializing a CPU.  It fixes the following potential
687  * problems:
688  *
689  * - The ASID changed from what cpu_tlbstate thinks it is (most likely
690  *   because the CPU was taken down and came back up with CR3's PCID
691  *   bits clear.  CPU hotplug can do this.
692  *
693  * - The TLB contains junk in slots corresponding to inactive ASIDs.
694  *
695  * - The CPU went so far out to lunch that it may have missed a TLB
696  *   flush.
697  */
698 void initialize_tlbstate_and_flush(void)
699 {
700         int i;
701         struct mm_struct *mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
702         u64 tlb_gen = atomic64_read(&init_mm.context.tlb_gen);
703         unsigned long cr3 = __read_cr3();
704
705         /* Assert that CR3 already references the right mm. */
706         WARN_ON((cr3 & CR3_ADDR_MASK) != __pa(mm->pgd));
707
708         /* LAM expected to be disabled */
709         WARN_ON(cr3 & (X86_CR3_LAM_U48 | X86_CR3_LAM_U57));
710         WARN_ON(mm_lam_cr3_mask(mm));
711
712         /*
713          * Assert that CR4.PCIDE is set if needed.  (CR4.PCIDE initialization
714          * doesn't work like other CR4 bits because it can only be set from
715          * long mode.)
716          */
717         WARN_ON(boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID) &&
718                 !(cr4_read_shadow() & X86_CR4_PCIDE));
719
720         /* Disable LAM, force ASID 0 and force a TLB flush. */
721         write_cr3(build_cr3(mm->pgd, 0, 0));
722
723         /* Reinitialize tlbstate. */
724         this_cpu_write(cpu_tlbstate.last_user_mm_spec, LAST_USER_MM_INIT);
725         this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid, 0);
726         this_cpu_write(cpu_tlbstate.next_asid, 1);
727         this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[0].ctx_id, mm->context.ctx_id);
728         this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[0].tlb_gen, tlb_gen);
729         set_tlbstate_lam_mode(mm);
730
731         for (i = 1; i < TLB_NR_DYN_ASIDS; i++)
732                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[i].ctx_id, 0);
733 }
734
735 /*
736  * flush_tlb_func()'s memory ordering requirement is that any
737  * TLB fills that happen after we flush the TLB are ordered after we
738  * read active_mm's tlb_gen.  We don't need any explicit barriers
739  * because all x86 flush operations are serializing and the
740  * atomic64_read operation won't be reordered by the compiler.
741  */
742 static void flush_tlb_func(void *info)
743 {
744         /*
745          * We have three different tlb_gen values in here.  They are:
746          *
747          * - mm_tlb_gen:     the latest generation.
748          * - local_tlb_gen:  the generation that this CPU has already caught
749          *                   up to.
750          * - f->new_tlb_gen: the generation that the requester of the flush
751          *                   wants us to catch up to.
752          */
753         const struct flush_tlb_info *f = info;
754         struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
755         u32 loaded_mm_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
756         u64 local_tlb_gen = this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].tlb_gen);
757         bool local = smp_processor_id() == f->initiating_cpu;
758         unsigned long nr_invalidate = 0;
759         u64 mm_tlb_gen;
760
761         /* This code cannot presently handle being reentered. */
762         VM_WARN_ON(!irqs_disabled());
763
764         if (!local) {
765                 inc_irq_stat(irq_tlb_count);
766                 count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH_RECEIVED);
767
768                 /* Can only happen on remote CPUs */
769                 if (f->mm && f->mm != loaded_mm)
770                         return;
771         }
772
773         if (unlikely(loaded_mm == &init_mm))
774                 return;
775
776         VM_WARN_ON(this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].ctx_id) !=
777                    loaded_mm->context.ctx_id);
778
779         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy)) {
780                 /*
781                  * We're in lazy mode.  We need to at least flush our
782                  * paging-structure cache to avoid speculatively reading
783                  * garbage into our TLB.  Since switching to init_mm is barely
784                  * slower than a minimal flush, just switch to init_mm.
785                  *
786                  * This should be rare, with native_flush_tlb_multi() skipping
787                  * IPIs to lazy TLB mode CPUs.
788                  */
789                 switch_mm_irqs_off(NULL, &init_mm, NULL);
790                 return;
791         }
792
793         if (unlikely(f->new_tlb_gen != TLB_GENERATION_INVALID &&
794                      f->new_tlb_gen <= local_tlb_gen)) {
795                 /*
796                  * The TLB is already up to date in respect to f->new_tlb_gen.
797                  * While the core might be still behind mm_tlb_gen, checking
798                  * mm_tlb_gen unnecessarily would have negative caching effects
799                  * so avoid it.
800                  */
801                 return;
802         }
803
804         /*
805          * Defer mm_tlb_gen reading as long as possible to avoid cache
806          * contention.
807          */
808         mm_tlb_gen = atomic64_read(&loaded_mm->context.tlb_gen);
809
810         if (unlikely(local_tlb_gen == mm_tlb_gen)) {
811                 /*
812                  * There's nothing to do: we're already up to date.  This can
813                  * happen if two concurrent flushes happen -- the first flush to
814                  * be handled can catch us all the way up, leaving no work for
815                  * the second flush.
816                  */
817                 goto done;
818         }
819
820         WARN_ON_ONCE(local_tlb_gen > mm_tlb_gen);
821         WARN_ON_ONCE(f->new_tlb_gen > mm_tlb_gen);
822
823         /*
824          * If we get to this point, we know that our TLB is out of date.
825          * This does not strictly imply that we need to flush (it's
826          * possible that f->new_tlb_gen <= local_tlb_gen), but we're
827          * going to need to flush in the very near future, so we might
828          * as well get it over with.
829          *
830          * The only question is whether to do a full or partial flush.
831          *
832          * We do a partial flush if requested and two extra conditions
833          * are met:
834          *
835          * 1. f->new_tlb_gen == local_tlb_gen + 1.  We have an invariant that
836          *    we've always done all needed flushes to catch up to
837          *    local_tlb_gen.  If, for example, local_tlb_gen == 2 and
838          *    f->new_tlb_gen == 3, then we know that the flush needed to bring
839          *    us up to date for tlb_gen 3 is the partial flush we're
840          *    processing.
841          *
842          *    As an example of why this check is needed, suppose that there
843          *    are two concurrent flushes.  The first is a full flush that
844          *    changes context.tlb_gen from 1 to 2.  The second is a partial
845          *    flush that changes context.tlb_gen from 2 to 3.  If they get
846          *    processed on this CPU in reverse order, we'll see
847          *     local_tlb_gen == 1, mm_tlb_gen == 3, and end != TLB_FLUSH_ALL.
848          *    If we were to use __flush_tlb_one_user() and set local_tlb_gen to
849          *    3, we'd be break the invariant: we'd update local_tlb_gen above
850          *    1 without the full flush that's needed for tlb_gen 2.
851          *
852          * 2. f->new_tlb_gen == mm_tlb_gen.  This is purely an optimization.
853          *    Partial TLB flushes are not all that much cheaper than full TLB
854          *    flushes, so it seems unlikely that it would be a performance win
855          *    to do a partial flush if that won't bring our TLB fully up to
856          *    date.  By doing a full flush instead, we can increase
857          *    local_tlb_gen all the way to mm_tlb_gen and we can probably
858          *    avoid another flush in the very near future.
859          */
860         if (f->end != TLB_FLUSH_ALL &&
861             f->new_tlb_gen == local_tlb_gen + 1 &&
862             f->new_tlb_gen == mm_tlb_gen) {
863                 /* Partial flush */
864                 unsigned long addr = f->start;
865
866                 /* Partial flush cannot have invalid generations */
867                 VM_WARN_ON(f->new_tlb_gen == TLB_GENERATION_INVALID);
868
869                 /* Partial flush must have valid mm */
870                 VM_WARN_ON(f->mm == NULL);
871
872                 nr_invalidate = (f->end - f->start) >> f->stride_shift;
873
874                 while (addr < f->end) {
875                         flush_tlb_one_user(addr);
876                         addr += 1UL << f->stride_shift;
877                 }
878                 if (local)
879                         count_vm_tlb_events(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ONE, nr_invalidate);
880         } else {
881                 /* Full flush. */
882                 nr_invalidate = TLB_FLUSH_ALL;
883
884                 flush_tlb_local();
885                 if (local)
886                         count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ALL);
887         }
888
889         /* Both paths above update our state to mm_tlb_gen. */
890         this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].tlb_gen, mm_tlb_gen);
891
892         /* Tracing is done in a unified manner to reduce the code size */
893 done:
894         trace_tlb_flush(!local ? TLB_REMOTE_SHOOTDOWN :
895                                 (f->mm == NULL) ? TLB_LOCAL_SHOOTDOWN :
896                                                   TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
897                         nr_invalidate);
898 }
899
900 static bool tlb_is_not_lazy(int cpu, void *data)
901 {
902         return !per_cpu(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, cpu);
903 }
904
905 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state_shared, cpu_tlbstate_shared);
906 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_tlbstate_shared);
907
908 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_multi(const struct cpumask *cpumask,
909                                          const struct flush_tlb_info *info)
910 {
911         /*
912          * Do accounting and tracing. Note that there are (and have always been)
913          * cases in which a remote TLB flush will be traced, but eventually
914          * would not happen.
915          */
916         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH);
917         if (info->end == TLB_FLUSH_ALL)
918                 trace_tlb_flush(TLB_REMOTE_SEND_IPI, TLB_FLUSH_ALL);
919         else
920                 trace_tlb_flush(TLB_REMOTE_SEND_IPI,
921                                 (info->end - info->start) >> PAGE_SHIFT);
922
923         /*
924          * If no page tables were freed, we can skip sending IPIs to
925          * CPUs in lazy TLB mode. They will flush the CPU themselves
926          * at the next context switch.
927          *
928          * However, if page tables are getting freed, we need to send the
929          * IPI everywhere, to prevent CPUs in lazy TLB mode from tripping
930          * up on the new contents of what used to be page tables, while
931          * doing a speculative memory access.
932          */
933         if (info->freed_tables)
934                 on_each_cpu_mask(cpumask, flush_tlb_func, (void *)info, true);
935         else
936                 on_each_cpu_cond_mask(tlb_is_not_lazy, flush_tlb_func,
937                                 (void *)info, 1, cpumask);
938 }
939
940 void flush_tlb_multi(const struct cpumask *cpumask,
941                       const struct flush_tlb_info *info)
942 {
943         __flush_tlb_multi(cpumask, info);
944 }
945
946 /*
947  * See Documentation/arch/x86/tlb.rst for details.  We choose 33
948  * because it is large enough to cover the vast majority (at
949  * least 95%) of allocations, and is small enough that we are
950  * confident it will not cause too much overhead.  Each single
951  * flush is about 100 ns, so this caps the maximum overhead at
952  * _about_ 3,000 ns.
953  *
954  * This is in units of pages.
955  */
956 unsigned long tlb_single_page_flush_ceiling __read_mostly = 33;
957
958 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct flush_tlb_info, flush_tlb_info);
959
960 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
961 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, flush_tlb_info_idx);
962 #endif
963
964 static struct flush_tlb_info *get_flush_tlb_info(struct mm_struct *mm,
965                         unsigned long start, unsigned long end,
966                         unsigned int stride_shift, bool freed_tables,
967                         u64 new_tlb_gen)
968 {
969         struct flush_tlb_info *info = this_cpu_ptr(&flush_tlb_info);
970
971 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
972         /*
973          * Ensure that the following code is non-reentrant and flush_tlb_info
974          * is not overwritten. This means no TLB flushing is initiated by
975          * interrupt handlers and machine-check exception handlers.
976          */
977         BUG_ON(this_cpu_inc_return(flush_tlb_info_idx) != 1);
978 #endif
979
980         info->start             = start;
981         info->end               = end;
982         info->mm                = mm;
983         info->stride_shift      = stride_shift;
984         info->freed_tables      = freed_tables;
985         info->new_tlb_gen       = new_tlb_gen;
986         info->initiating_cpu    = smp_processor_id();
987
988         return info;
989 }
990
991 static void put_flush_tlb_info(void)
992 {
993 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
994         /* Complete reentrancy prevention checks */
995         barrier();
996         this_cpu_dec(flush_tlb_info_idx);
997 #endif
998 }
999
1000 void flush_tlb_mm_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1001                                 unsigned long end, unsigned int stride_shift,
1002                                 bool freed_tables)
1003 {
1004         struct flush_tlb_info *info;
1005         u64 new_tlb_gen;
1006         int cpu;
1007
1008         cpu = get_cpu();
1009
1010         /* Should we flush just the requested range? */
1011         if ((end == TLB_FLUSH_ALL) ||
1012             ((end - start) >> stride_shift) > tlb_single_page_flush_ceiling) {
1013                 start = 0;
1014                 end = TLB_FLUSH_ALL;
1015         }
1016
1017         /* This is also a barrier that synchronizes with switch_mm(). */
1018         new_tlb_gen = inc_mm_tlb_gen(mm);
1019
1020         info = get_flush_tlb_info(mm, start, end, stride_shift, freed_tables,
1021                                   new_tlb_gen);
1022
1023         /*
1024          * flush_tlb_multi() is not optimized for the common case in which only
1025          * a local TLB flush is needed. Optimize this use-case by calling
1026          * flush_tlb_func_local() directly in this case.
1027          */
1028         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), cpu) < nr_cpu_ids) {
1029                 flush_tlb_multi(mm_cpumask(mm), info);
1030         } else if (mm == this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm)) {
1031                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1032                 local_irq_disable();
1033                 flush_tlb_func(info);
1034                 local_irq_enable();
1035         }
1036
1037         put_flush_tlb_info();
1038         put_cpu();
1039 }
1040
1041
1042 static void do_flush_tlb_all(void *info)
1043 {
1044         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH_RECEIVED);
1045         __flush_tlb_all();
1046 }
1047
1048 void flush_tlb_all(void)
1049 {
1050         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH);
1051         on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1);
1052 }
1053
1054 static void do_kernel_range_flush(void *info)
1055 {
1056         struct flush_tlb_info *f = info;
1057         unsigned long addr;
1058
1059         /* flush range by one by one 'invlpg' */
1060         for (addr = f->start; addr < f->end; addr += PAGE_SIZE)
1061                 flush_tlb_one_kernel(addr);
1062 }
1063
1064 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
1065 {
1066         /* Balance as user space task's flush, a bit conservative */
1067         if (end == TLB_FLUSH_ALL ||
1068             (end - start) > tlb_single_page_flush_ceiling << PAGE_SHIFT) {
1069                 on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1);
1070         } else {
1071                 struct flush_tlb_info *info;
1072
1073                 preempt_disable();
1074                 info = get_flush_tlb_info(NULL, start, end, 0, false,
1075                                           TLB_GENERATION_INVALID);
1076
1077                 on_each_cpu(do_kernel_range_flush, info, 1);
1078
1079                 put_flush_tlb_info();
1080                 preempt_enable();
1081         }
1082 }
1083
1084 /*
1085  * This can be used from process context to figure out what the value of
1086  * CR3 is without needing to do a (slow) __read_cr3().
1087  *
1088  * It's intended to be used for code like KVM that sneakily changes CR3
1089  * and needs to restore it.  It needs to be used very carefully.
1090  */
1091 unsigned long __get_current_cr3_fast(void)
1092 {
1093         unsigned long cr3 =
1094                 build_cr3(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm)->pgd,
1095                           this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid),
1096                           tlbstate_lam_cr3_mask());
1097
1098         /* For now, be very restrictive about when this can be called. */
1099         VM_WARN_ON(in_nmi() || preemptible());
1100
1101         VM_BUG_ON(cr3 != __read_cr3());
1102         return cr3;
1103 }
1104 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_current_cr3_fast);
1105
1106 /*
1107  * Flush one page in the kernel mapping
1108  */
1109 void flush_tlb_one_kernel(unsigned long addr)
1110 {
1111         count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ONE);
1112
1113         /*
1114          * If PTI is off, then __flush_tlb_one_user() is just INVLPG or its
1115          * paravirt equivalent.  Even with PCID, this is sufficient: we only
1116          * use PCID if we also use global PTEs for the kernel mapping, and
1117          * INVLPG flushes global translations across all address spaces.
1118          *
1119          * If PTI is on, then the kernel is mapped with non-global PTEs, and
1120          * __flush_tlb_one_user() will flush the given address for the current
1121          * kernel address space and for its usermode counterpart, but it does
1122          * not flush it for other address spaces.
1123          */
1124         flush_tlb_one_user(addr);
1125
1126         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
1127                 return;
1128
1129         /*
1130          * See above.  We need to propagate the flush to all other address
1131          * spaces.  In principle, we only need to propagate it to kernelmode
1132          * address spaces, but the extra bookkeeping we would need is not
1133          * worth it.
1134          */
1135         this_cpu_write(cpu_tlbstate.invalidate_other, true);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Flush one page in the user mapping
1140  */
1141 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
1142 {
1143         u32 loaded_mm_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
1144
1145         asm volatile("invlpg (%0)" ::"r" (addr) : "memory");
1146
1147         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
1148                 return;
1149
1150         /*
1151          * Some platforms #GP if we call invpcid(type=1/2) before CR4.PCIDE=1.
1152          * Just use invalidate_user_asid() in case we are called early.
1153          */
1154         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID_SINGLE))
1155                 invalidate_user_asid(loaded_mm_asid);
1156         else
1157                 invpcid_flush_one(user_pcid(loaded_mm_asid), addr);
1158 }
1159
1160 void flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
1161 {
1162         __flush_tlb_one_user(addr);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Flush everything
1167  */
1168 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_global(void)
1169 {
1170         unsigned long flags;
1171
1172         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID)) {
1173                 /*
1174                  * Using INVPCID is considerably faster than a pair of writes
1175                  * to CR4 sandwiched inside an IRQ flag save/restore.
1176                  *
1177                  * Note, this works with CR4.PCIDE=0 or 1.
1178                  */
1179                 invpcid_flush_all();
1180                 return;
1181         }
1182
1183         /*
1184          * Read-modify-write to CR4 - protect it from preemption and
1185          * from interrupts. (Use the raw variant because this code can
1186          * be called from deep inside debugging code.)
1187          */
1188         raw_local_irq_save(flags);
1189
1190         __native_tlb_flush_global(this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4));
1191
1192         raw_local_irq_restore(flags);
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Flush the entire current user mapping
1197  */
1198 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_local(void)
1199 {
1200         /*
1201          * Preemption or interrupts must be disabled to protect the access
1202          * to the per CPU variable and to prevent being preempted between
1203          * read_cr3() and write_cr3().
1204          */
1205         WARN_ON_ONCE(preemptible());
1206
1207         invalidate_user_asid(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid));
1208
1209         /* If current->mm == NULL then the read_cr3() "borrows" an mm */
1210         native_write_cr3(__native_read_cr3());
1211 }
1212
1213 void flush_tlb_local(void)
1214 {
1215         __flush_tlb_local();
1216 }
1217
1218 /*
1219  * Flush everything
1220  */
1221 void __flush_tlb_all(void)
1222 {
1223         /*
1224          * This is to catch users with enabled preemption and the PGE feature
1225          * and don't trigger the warning in __native_flush_tlb().
1226          */
1227         VM_WARN_ON_ONCE(preemptible());
1228
1229         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PGE)) {
1230                 __flush_tlb_global();
1231         } else {
1232                 /*
1233                  * !PGE -> !PCID (setup_pcid()), thus every flush is total.
1234                  */
1235                 flush_tlb_local();
1236         }
1237 }
1238 EXPORT_SYMBOL_GPL(__flush_tlb_all);
1239
1240 void arch_tlbbatch_flush(struct arch_tlbflush_unmap_batch *batch)
1241 {
1242         struct flush_tlb_info *info;
1243
1244         int cpu = get_cpu();
1245
1246         info = get_flush_tlb_info(NULL, 0, TLB_FLUSH_ALL, 0, false,
1247                                   TLB_GENERATION_INVALID);
1248         /*
1249          * flush_tlb_multi() is not optimized for the common case in which only
1250          * a local TLB flush is needed. Optimize this use-case by calling
1251          * flush_tlb_func_local() directly in this case.
1252          */
1253         if (cpumask_any_but(&batch->cpumask, cpu) < nr_cpu_ids) {
1254                 flush_tlb_multi(&batch->cpumask, info);
1255         } else if (cpumask_test_cpu(cpu, &batch->cpumask)) {
1256                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1257                 local_irq_disable();
1258                 flush_tlb_func(info);
1259                 local_irq_enable();
1260         }
1261
1262         cpumask_clear(&batch->cpumask);
1263
1264         put_flush_tlb_info();
1265         put_cpu();
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Blindly accessing user memory from NMI context can be dangerous
1270  * if we're in the middle of switching the current user task or
1271  * switching the loaded mm.  It can also be dangerous if we
1272  * interrupted some kernel code that was temporarily using a
1273  * different mm.
1274  */
1275 bool nmi_uaccess_okay(void)
1276 {
1277         struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
1278         struct mm_struct *current_mm = current->mm;
1279
1280         VM_WARN_ON_ONCE(!loaded_mm);
1281
1282         /*
1283          * The condition we want to check is
1284          * current_mm->pgd == __va(read_cr3_pa()).  This may be slow, though,
1285          * if we're running in a VM with shadow paging, and nmi_uaccess_okay()
1286          * is supposed to be reasonably fast.
1287          *
1288          * Instead, we check the almost equivalent but somewhat conservative
1289          * condition below, and we rely on the fact that switch_mm_irqs_off()
1290          * sets loaded_mm to LOADED_MM_SWITCHING before writing to CR3.
1291          */
1292         if (loaded_mm != current_mm)
1293                 return false;
1294
1295         VM_WARN_ON_ONCE(current_mm->pgd != __va(read_cr3_pa()));
1296
1297         return true;
1298 }
1299
1300 static ssize_t tlbflush_read_file(struct file *file, char __user *user_buf,
1301                              size_t count, loff_t *ppos)
1302 {
1303         char buf[32];
1304         unsigned int len;
1305
1306         len = sprintf(buf, "%ld\n", tlb_single_page_flush_ceiling);
1307         return simple_read_from_buffer(user_buf, count, ppos, buf, len);
1308 }
1309
1310 static ssize_t tlbflush_write_file(struct file *file,
1311                  const char __user *user_buf, size_t count, loff_t *ppos)
1312 {
1313         char buf[32];
1314         ssize_t len;
1315         int ceiling;
1316
1317         len = min(count, sizeof(buf) - 1);
1318         if (copy_from_user(buf, user_buf, len))
1319                 return -EFAULT;
1320
1321         buf[len] = '\0';
1322         if (kstrtoint(buf, 0, &ceiling))
1323                 return -EINVAL;
1324
1325         if (ceiling < 0)
1326                 return -EINVAL;
1327
1328         tlb_single_page_flush_ceiling = ceiling;
1329         return count;
1330 }
1331
1332 static const struct file_operations fops_tlbflush = {
1333         .read = tlbflush_read_file,
1334         .write = tlbflush_write_file,
1335         .llseek = default_llseek,
1336 };
1337
1338 static int __init create_tlb_single_page_flush_ceiling(void)
1339 {
1340         debugfs_create_file("tlb_single_page_flush_ceiling", S_IRUSR | S_IWUSR,
1341                             arch_debugfs_dir, NULL, &fops_tlbflush);
1342         return 0;
1343 }
1344 late_initcall(create_tlb_single_page_flush_ceiling);