mm: take a page reference when removing device exclusive entries
authorAlistair Popple <apopple@nvidia.com>
Thu, 30 Mar 2023 01:25:19 +0000 (12:25 +1100)
committerGreg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Thu, 13 Apr 2023 14:55:38 +0000 (16:55 +0200)
commit0b73b8ac30c3016e28dc20d922f18e4691213686
treeeaf2f725f774d2f206e1096e0996776a11d4f8d4
parent726825297dd6aaa2d91daf7c1c2fd030859cc6cb
mm: take a page reference when removing device exclusive entries

commit 7c7b962938ddda6a9cd095de557ee5250706ea88 upstream.

Device exclusive page table entries are used to prevent CPU access to a
page whilst it is being accessed from a device.  Typically this is used to
implement atomic operations when the underlying bus does not support
atomic access.  When a CPU thread encounters a device exclusive entry it
locks the page and restores the original entry after calling mmu notifiers
to signal drivers that exclusive access is no longer available.

The device exclusive entry holds a reference to the page making it safe to
access the struct page whilst the entry is present.  However the fault
handling code does not hold the PTL when taking the page lock.  This means
if there are multiple threads faulting concurrently on the device
exclusive entry one will remove the entry whilst others will wait on the
page lock without holding a reference.

This can lead to threads locking or waiting on a folio with a zero
refcount.  Whilst mmap_lock prevents the pages getting freed via munmap()
they may still be freed by a migration.  This leads to warnings such as
PAGE_FLAGS_CHECK_AT_FREE due to the page being locked when the refcount
drops to zero.

Fix this by trying to take a reference on the folio before locking it.
The code already checks the PTE under the PTL and aborts if the entry is
no longer there.  It is also possible the folio has been unmapped, freed
and re-allocated allowing a reference to be taken on an unrelated folio.
This case is also detected by the PTE check and the folio is unlocked
without further changes.

Link: https://lkml.kernel.org/r/20230330012519.804116-1-apopple@nvidia.com
Fixes: b756a3b5e7ea ("mm: device exclusive memory access")
Signed-off-by: Alistair Popple <apopple@nvidia.com>
Reviewed-by: Ralph Campbell <rcampbell@nvidia.com>
Reviewed-by: John Hubbard <jhubbard@nvidia.com>
Acked-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Cc: Matthew Wilcox (Oracle) <willy@infradead.org>
Cc: Christoph Hellwig <hch@infradead.org>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
mm/memory.c