KVM: arm64: Correctly handle page aging notifiers for unaligned memslot
authorOliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Tue, 27 Jun 2023 23:54:05 +0000 (23:54 +0000)
committerOliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Wed, 12 Jul 2023 20:10:40 +0000 (20:10 +0000)
Userspace is allowed to select any PAGE_SIZE aligned hva to back guest
memory. This is even the case with hugepages, although it is a rather
suboptimal configuration as PTE level mappings are used at stage-2.

The arm64 page aging handlers have an assumption that the specified
range is exactly one page/block of memory, which in the aforementioned
case is not necessarily true. All together this leads to the WARN() in
kvm_age_gfn() firing.

However, the WARN is only part of the issue as the table walkers visit
at most a single leaf PTE. For hugepage-backed memory in a memslot that
isn't hugepage-aligned, page aging entirely misses accesses to the
hugepage beyond the first page in the memslot.

Add a new walker dedicated to handling page aging MMU notifiers capable
of walking a range of PTEs. Convert kvm(_test)_age_gfn() over to the new
walker and drop the WARN that caught the issue in the first place. The
implementation of this walker was inspired by the test_clear_young()
implementation by Yu Zhao [*], but repurposed to address a bug in the
existing aging implementation.

Cc: stable@vger.kernel.org # v5.15
Fixes: 056aad67f836 ("kvm: arm/arm64: Rework gpa callback handlers")
Link: https://lore.kernel.org/kvmarm/20230526234435.662652-6-yuzhao@google.com/
Co-developed-by: Yu Zhao <yuzhao@google.com>
Signed-off-by: Yu Zhao <yuzhao@google.com>
Reported-by: Reiji Watanabe <reijiw@google.com>
Reviewed-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Reviewed-by: Shaoqin Huang <shahuang@redhat.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20230627235405.4069823-1-oliver.upton@linux.dev
Signed-off-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
arch/arm64/include/asm/kvm_pgtable.h
arch/arm64/kvm/hyp/pgtable.c
arch/arm64/kvm/mmu.c

index 8294a9a..929d355 100644 (file)
@@ -608,22 +608,26 @@ int kvm_pgtable_stage2_wrprotect(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr, u64 size);
 kvm_pte_t kvm_pgtable_stage2_mkyoung(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr);
 
 /**
- * kvm_pgtable_stage2_mkold() - Clear the access flag in a page-table entry.
+ * kvm_pgtable_stage2_test_clear_young() - Test and optionally clear the access
+ *                                        flag in a page-table entry.
  * @pgt:       Page-table structure initialised by kvm_pgtable_stage2_init*().
  * @addr:      Intermediate physical address to identify the page-table entry.
+ * @size:      Size of the address range to visit.
+ * @mkold:     True if the access flag should be cleared.
  *
  * The offset of @addr within a page is ignored.
  *
- * If there is a valid, leaf page-table entry used to translate @addr, then
- * clear the access flag in that entry.
+ * Tests and conditionally clears the access flag for every valid, leaf
+ * page-table entry used to translate the range [@addr, @addr + @size).
  *
  * Note that it is the caller's responsibility to invalidate the TLB after
  * calling this function to ensure that the updated permissions are visible
  * to the CPUs.
  *
- * Return: The old page-table entry prior to clearing the flag, 0 on failure.
+ * Return: True if any of the visited PTEs had the access flag set.
  */
-kvm_pte_t kvm_pgtable_stage2_mkold(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr);
+bool kvm_pgtable_stage2_test_clear_young(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr,
+                                        u64 size, bool mkold);
 
 /**
  * kvm_pgtable_stage2_relax_perms() - Relax the permissions enforced by a
@@ -646,18 +650,6 @@ int kvm_pgtable_stage2_relax_perms(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr,
                                   enum kvm_pgtable_prot prot);
 
 /**
- * kvm_pgtable_stage2_is_young() - Test whether a page-table entry has the
- *                                access flag set.
- * @pgt:       Page-table structure initialised by kvm_pgtable_stage2_init*().
- * @addr:      Intermediate physical address to identify the page-table entry.
- *
- * The offset of @addr within a page is ignored.
- *
- * Return: True if the page-table entry has the access flag set, false otherwise.
- */
-bool kvm_pgtable_stage2_is_young(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr);
-
-/**
  * kvm_pgtable_stage2_flush_range() - Clean and invalidate data cache to Point
  *                                   of Coherency for guest stage-2 address
  *                                   range.
index aa740a9..f7a93ef 100644 (file)
@@ -1195,25 +1195,54 @@ kvm_pte_t kvm_pgtable_stage2_mkyoung(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr)
        return pte;
 }
 
-kvm_pte_t kvm_pgtable_stage2_mkold(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr)
+struct stage2_age_data {
+       bool    mkold;
+       bool    young;
+};
+
+static int stage2_age_walker(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx,
+                            enum kvm_pgtable_walk_flags visit)
 {
-       kvm_pte_t pte = 0;
-       stage2_update_leaf_attrs(pgt, addr, 1, 0, KVM_PTE_LEAF_ATTR_LO_S2_AF,
-                                &pte, NULL, 0);
+       kvm_pte_t new = ctx->old & ~KVM_PTE_LEAF_ATTR_LO_S2_AF;
+       struct stage2_age_data *data = ctx->arg;
+
+       if (!kvm_pte_valid(ctx->old) || new == ctx->old)
+               return 0;
+
+       data->young = true;
+
+       /*
+        * stage2_age_walker() is always called while holding the MMU lock for
+        * write, so this will always succeed. Nonetheless, this deliberately
+        * follows the race detection pattern of the other stage-2 walkers in
+        * case the locking mechanics of the MMU notifiers is ever changed.
+        */
+       if (data->mkold && !stage2_try_set_pte(ctx, new))
+               return -EAGAIN;
+
        /*
         * "But where's the TLBI?!", you scream.
         * "Over in the core code", I sigh.
         *
         * See the '->clear_flush_young()' callback on the KVM mmu notifier.
         */
-       return pte;
+       return 0;
 }
 
-bool kvm_pgtable_stage2_is_young(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr)
+bool kvm_pgtable_stage2_test_clear_young(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr,
+                                        u64 size, bool mkold)
 {
-       kvm_pte_t pte = 0;
-       stage2_update_leaf_attrs(pgt, addr, 1, 0, 0, &pte, NULL, 0);
-       return pte & KVM_PTE_LEAF_ATTR_LO_S2_AF;
+       struct stage2_age_data data = {
+               .mkold          = mkold,
+       };
+       struct kvm_pgtable_walker walker = {
+               .cb             = stage2_age_walker,
+               .arg            = &data,
+               .flags          = KVM_PGTABLE_WALK_LEAF,
+       };
+
+       WARN_ON(kvm_pgtable_walk(pgt, addr, size, &walker));
+       return data.young;
 }
 
 int kvm_pgtable_stage2_relax_perms(struct kvm_pgtable *pgt, u64 addr,
index 6db9ef2..d3b4fee 100644 (file)
@@ -1756,27 +1756,25 @@ bool kvm_set_spte_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range)
 bool kvm_age_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range)
 {
        u64 size = (range->end - range->start) << PAGE_SHIFT;
-       kvm_pte_t kpte;
-       pte_t pte;
 
        if (!kvm->arch.mmu.pgt)
                return false;
 
-       WARN_ON(size != PAGE_SIZE && size != PMD_SIZE && size != PUD_SIZE);
-
-       kpte = kvm_pgtable_stage2_mkold(kvm->arch.mmu.pgt,
-                                       range->start << PAGE_SHIFT);
-       pte = __pte(kpte);
-       return pte_valid(pte) && pte_young(pte);
+       return kvm_pgtable_stage2_test_clear_young(kvm->arch.mmu.pgt,
+                                                  range->start << PAGE_SHIFT,
+                                                  size, true);
 }
 
 bool kvm_test_age_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range)
 {
+       u64 size = (range->end - range->start) << PAGE_SHIFT;
+
        if (!kvm->arch.mmu.pgt)
                return false;
 
-       return kvm_pgtable_stage2_is_young(kvm->arch.mmu.pgt,
-                                          range->start << PAGE_SHIFT);
+       return kvm_pgtable_stage2_test_clear_young(kvm->arch.mmu.pgt,
+                                                  range->start << PAGE_SHIFT,
+                                                  size, false);
 }
 
 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void)