KVM: arm64: Make block->table PTE changes parallel-aware
authorOliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Mon, 7 Nov 2022 21:58:55 +0000 (21:58 +0000)
committerMarc Zyngier <maz@kernel.org>
Thu, 10 Nov 2022 14:43:46 +0000 (14:43 +0000)
In order to service stage-2 faults in parallel, stage-2 table walkers
must take exclusive ownership of the PTE being worked on. An additional
requirement of the architecture is that software must perform a
'break-before-make' operation when changing the block size used for
mapping memory.

Roll these two concepts together into helpers for performing a
'break-before-make' sequence. Use a special PTE value to indicate a PTE
has been locked by a software walker. Additionally, use an atomic
compare-exchange to 'break' the PTE when the stage-2 page tables are
possibly shared with another software walker. Elide the DSB + TLBI if
the evicted PTE was invalid (and thus not subject to break-before-make).

All of the atomics do nothing for now, as the stage-2 walker isn't fully
ready to perform parallel walks.

Signed-off-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221107215855.1895367-1-oliver.upton@linux.dev
arch/arm64/kvm/hyp/pgtable.c

index f4dd77c..b9f0d79 100644 (file)
 #define KVM_INVALID_PTE_OWNER_MASK     GENMASK(9, 2)
 #define KVM_MAX_OWNER_ID               1
 
+/*
+ * Used to indicate a pte for which a 'break-before-make' sequence is in
+ * progress.
+ */
+#define KVM_INVALID_PTE_LOCKED         BIT(10)
+
 struct kvm_pgtable_walk_data {
        struct kvm_pgtable_walker       *walker;
 
@@ -674,6 +680,11 @@ static bool stage2_pte_is_counted(kvm_pte_t pte)
        return !!pte;
 }
 
+static bool stage2_pte_is_locked(kvm_pte_t pte)
+{
+       return !kvm_pte_valid(pte) && (pte & KVM_INVALID_PTE_LOCKED);
+}
+
 static bool stage2_try_set_pte(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx, kvm_pte_t new)
 {
        if (!kvm_pgtable_walk_shared(ctx)) {
@@ -684,6 +695,64 @@ static bool stage2_try_set_pte(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx, kvm_pte_
        return cmpxchg(ctx->ptep, ctx->old, new) == ctx->old;
 }
 
+/**
+ * stage2_try_break_pte() - Invalidates a pte according to the
+ *                         'break-before-make' requirements of the
+ *                         architecture.
+ *
+ * @ctx: context of the visited pte.
+ * @mmu: stage-2 mmu
+ *
+ * Returns: true if the pte was successfully broken.
+ *
+ * If the removed pte was valid, performs the necessary serialization and TLB
+ * invalidation for the old value. For counted ptes, drops the reference count
+ * on the containing table page.
+ */
+static bool stage2_try_break_pte(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx,
+                                struct kvm_s2_mmu *mmu)
+{
+       struct kvm_pgtable_mm_ops *mm_ops = ctx->mm_ops;
+
+       if (stage2_pte_is_locked(ctx->old)) {
+               /*
+                * Should never occur if this walker has exclusive access to the
+                * page tables.
+                */
+               WARN_ON(!kvm_pgtable_walk_shared(ctx));
+               return false;
+       }
+
+       if (!stage2_try_set_pte(ctx, KVM_INVALID_PTE_LOCKED))
+               return false;
+
+       /*
+        * Perform the appropriate TLB invalidation based on the evicted pte
+        * value (if any).
+        */
+       if (kvm_pte_table(ctx->old, ctx->level))
+               kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid, mmu);
+       else if (kvm_pte_valid(ctx->old))
+               kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid_ipa, mmu, ctx->addr, ctx->level);
+
+       if (stage2_pte_is_counted(ctx->old))
+               mm_ops->put_page(ctx->ptep);
+
+       return true;
+}
+
+static void stage2_make_pte(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx, kvm_pte_t new)
+{
+       struct kvm_pgtable_mm_ops *mm_ops = ctx->mm_ops;
+
+       WARN_ON(!stage2_pte_is_locked(*ctx->ptep));
+
+       if (stage2_pte_is_counted(new))
+               mm_ops->get_page(ctx->ptep);
+
+       smp_store_release(ctx->ptep, new);
+}
+
 static void stage2_put_pte(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx, struct kvm_s2_mmu *mmu,
                           struct kvm_pgtable_mm_ops *mm_ops)
 {
@@ -812,17 +881,18 @@ static int stage2_map_walk_leaf(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx,
        if (!childp)
                return -ENOMEM;
 
+       if (!stage2_try_break_pte(ctx, data->mmu)) {
+               mm_ops->put_page(childp);
+               return -EAGAIN;
+       }
+
        /*
         * If we've run into an existing block mapping then replace it with
         * a table. Accesses beyond 'end' that fall within the new table
         * will be mapped lazily.
         */
-       if (stage2_pte_is_counted(ctx->old))
-               stage2_put_pte(ctx, data->mmu, mm_ops);
-
        new = kvm_init_table_pte(childp, mm_ops);
-       mm_ops->get_page(ctx->ptep);
-       smp_store_release(ctx->ptep, new);
+       stage2_make_pte(ctx, new);
 
        return 0;
 }