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arm64: mte: Clear the tags when a page is mapped in user-space with PROT_MTE
authorCatalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Mon, 4 May 2020 13:42:36 +0000 (14:42 +0100)
committerCatalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Fri, 4 Sep 2020 11:46:06 +0000 (12:46 +0100)
Pages allocated by the kernel are not guaranteed to have the tags
zeroed, especially as the kernel does not (yet) use MTE itself. To
ensure the user can still access such pages when mapped into its address
space, clear the tags via set_pte_at(). A new page flag - PG_mte_tagged
(PG_arch_2) - is used to track pages with valid allocation tags.

Since the zero page is mapped as pte_special(), it won't be covered by
the above set_pte_at() mechanism. Clear its tags during early MTE
initialisation.

Co-developed-by: Steven Price <steven.price@arm.com>
Signed-off-by: Steven Price <steven.price@arm.com>
Signed-off-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Cc: Will Deacon <will@kernel.org>
arch/arm64/include/asm/mte.h
arch/arm64/include/asm/pgtable.h
arch/arm64/kernel/cpufeature.c
arch/arm64/kernel/mte.c
arch/arm64/lib/Makefile
arch/arm64/lib/mte.S [new file with mode: 0644]

index a0bf310da74b426c62333293b537bdb0611823a5..1716b3d02489072c2974dba61ee3b9a8d63d4eea 100644 (file)
@@ -7,12 +7,28 @@
 
 #ifndef __ASSEMBLY__
 
+#include <linux/page-flags.h>
+
+#include <asm/pgtable-types.h>
+
+void mte_clear_page_tags(void *addr);
+
 #ifdef CONFIG_ARM64_MTE
 
+/* track which pages have valid allocation tags */
+#define PG_mte_tagged  PG_arch_2
+
+void mte_sync_tags(pte_t *ptep, pte_t pte);
 void flush_mte_state(void);
 
 #else
 
+/* unused if !CONFIG_ARM64_MTE, silence the compiler */
+#define PG_mte_tagged  0
+
+static inline void mte_sync_tags(pte_t *ptep, pte_t pte)
+{
+}
 static inline void flush_mte_state(void)
 {
 }
index d5d3fbe739534f7523a8f5e28bb9afb7364520fd..0a205a8e91b2e2df53b223e0783d967eb10bad99 100644 (file)
@@ -9,6 +9,7 @@
 #include <asm/proc-fns.h>
 
 #include <asm/memory.h>
+#include <asm/mte.h>
 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
 #include <asm/pgtable-prot.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
@@ -90,6 +91,8 @@ extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
 #define pte_user_exec(pte)     (!(pte_val(pte) & PTE_UXN))
 #define pte_cont(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_CONT))
 #define pte_devmap(pte)                (!!(pte_val(pte) & PTE_DEVMAP))
+#define pte_tagged(pte)                ((pte_val(pte) & PTE_ATTRINDX_MASK) == \
+                                PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED))
 
 #define pte_cont_addr_end(addr, end)                                           \
 ({     unsigned long __boundary = ((addr) + CONT_PTE_SIZE) & CONT_PTE_MASK;    \
@@ -284,6 +287,10 @@ static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
        if (pte_present(pte) && pte_user_exec(pte) && !pte_special(pte))
                __sync_icache_dcache(pte);
 
+       if (system_supports_mte() &&
+           pte_present(pte) && pte_tagged(pte) && !pte_special(pte))
+               mte_sync_tags(ptep, pte);
+
        __check_racy_pte_update(mm, ptep, pte);
 
        set_pte(ptep, pte);
index fabc8a237223600414e97f0c473416baf68c1729..add9da5d8ea34075b8023ac40ff508c9f6b73dd4 100644 (file)
@@ -75,6 +75,7 @@
 #include <asm/cpu_ops.h>
 #include <asm/fpsimd.h>
 #include <asm/mmu_context.h>
+#include <asm/mte.h>
 #include <asm/processor.h>
 #include <asm/sysreg.h>
 #include <asm/traps.h>
@@ -1704,6 +1705,22 @@ static void bti_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__unused)
 }
 #endif /* CONFIG_ARM64_BTI */
 
+#ifdef CONFIG_ARM64_MTE
+static void cpu_enable_mte(struct arm64_cpu_capabilities const *cap)
+{
+       static bool cleared_zero_page = false;
+
+       /*
+        * Clear the tags in the zero page. This needs to be done via the
+        * linear map which has the Tagged attribute.
+        */
+       if (!cleared_zero_page) {
+               cleared_zero_page = true;
+               mte_clear_page_tags(lm_alias(empty_zero_page));
+       }
+}
+#endif /* CONFIG_ARM64_MTE */
+
 /* Internal helper functions to match cpu capability type */
 static bool
 cpucap_late_cpu_optional(const struct arm64_cpu_capabilities *cap)
@@ -2133,6 +2150,7 @@ static const struct arm64_cpu_capabilities arm64_features[] = {
                .field_pos = ID_AA64PFR1_MTE_SHIFT,
                .min_field_value = ID_AA64PFR1_MTE,
                .sign = FTR_UNSIGNED,
+               .cpu_enable = cpu_enable_mte,
        },
 #endif /* CONFIG_ARM64_MTE */
        {},
index 032016823957baa152693a3a1941865e998e69fa..5bf9bbed5a252e9d93fa520c62bb00b52415fa3a 100644 (file)
@@ -3,12 +3,26 @@
  * Copyright (C) 2020 ARM Ltd.
  */
 
+#include <linux/bitops.h>
+#include <linux/mm.h>
 #include <linux/thread_info.h>
 
 #include <asm/cpufeature.h>
 #include <asm/mte.h>
 #include <asm/sysreg.h>
 
+void mte_sync_tags(pte_t *ptep, pte_t pte)
+{
+       struct page *page = pte_page(pte);
+       long i, nr_pages = compound_nr(page);
+
+       /* if PG_mte_tagged is set, tags have already been initialised */
+       for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++) {
+               if (!test_and_set_bit(PG_mte_tagged, &page->flags))
+                       mte_clear_page_tags(page_address(page));
+       }
+}
+
 void flush_mte_state(void)
 {
        if (!system_supports_mte())
index 2fc253466dbf8a657796bd1f8fa71a8508ddc23c..d31e1169d9b8e94a98f8034fc3bd32720f90898f 100644 (file)
@@ -16,3 +16,5 @@ lib-$(CONFIG_ARCH_HAS_UACCESS_FLUSHCACHE) += uaccess_flushcache.o
 obj-$(CONFIG_CRC32) += crc32.o
 
 obj-$(CONFIG_FUNCTION_ERROR_INJECTION) += error-inject.o
+
+obj-$(CONFIG_ARM64_MTE) += mte.o
diff --git a/arch/arm64/lib/mte.S b/arch/arm64/lib/mte.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a367056
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,34 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
+/*
+ * Copyright (C) 2020 ARM Ltd.
+ */
+#include <linux/linkage.h>
+
+#include <asm/assembler.h>
+#include <asm/sysreg.h>
+
+       .arch   armv8.5-a+memtag
+
+/*
+ * multitag_transfer_size - set \reg to the block size that is accessed by the
+ * LDGM/STGM instructions.
+ */
+       .macro  multitag_transfer_size, reg, tmp
+       mrs_s   \reg, SYS_GMID_EL1
+       ubfx    \reg, \reg, #SYS_GMID_EL1_BS_SHIFT, #SYS_GMID_EL1_BS_SIZE
+       mov     \tmp, #4
+       lsl     \reg, \tmp, \reg
+       .endm
+
+/*
+ * Clear the tags in a page
+ *   x0 - address of the page to be cleared
+ */
+SYM_FUNC_START(mte_clear_page_tags)
+       multitag_transfer_size x1, x2
+1:     stgm    xzr, [x0]
+       add     x0, x0, x1
+       tst     x0, #(PAGE_SIZE - 1)
+       b.ne    1b
+       ret
+SYM_FUNC_END(mte_clear_page_tags)