x86/mm: Give each mm TLB flush generation a unique ID
authorAndy Lutomirski <luto@kernel.org>
Thu, 29 Jun 2017 15:53:15 +0000 (08:53 -0700)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Wed, 5 Jul 2017 08:52:56 +0000 (10:52 +0200)
This adds two new variables to mmu_context_t: ctx_id and tlb_gen.
ctx_id uniquely identifies the mm_struct and will never be reused.
For a given mm_struct (and hence ctx_id), tlb_gen is a monotonic
count of the number of times that a TLB flush has been requested.
The pair (ctx_id, tlb_gen) can be used as an identifier for TLB
flush actions and will be used in subsequent patches to reliably
determine whether all needed TLB flushes have occurred on a given
CPU.

This patch is split out for ease of review.  By itself, it has no
real effect other than creating and updating the new variables.

Signed-off-by: Andy Lutomirski <luto@kernel.org>
Reviewed-by: Nadav Amit <nadav.amit@gmail.com>
Reviewed-by: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Cc: Arjan van de Ven <arjan@linux.intel.com>
Cc: Borislav Petkov <bp@alien8.de>
Cc: Dave Hansen <dave.hansen@intel.com>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Mel Gorman <mgorman@suse.de>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Rik van Riel <riel@redhat.com>
Cc: linux-mm@kvack.org
Link: http://lkml.kernel.org/r/413a91c24dab3ed0caa5f4e4d017d87b0857f920.1498751203.git.luto@kernel.org
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
arch/x86/include/asm/mmu.h
arch/x86/include/asm/mmu_context.h
arch/x86/include/asm/tlbflush.h
arch/x86/mm/tlb.c

index 79b647a7ebd0079b96472e52634c898301d3a63e..bb8c597c2248a9c8341d04813b04e1d42e9c7019 100644 (file)
@@ -3,12 +3,28 @@
 
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/mutex.h>
+#include <linux/atomic.h>
 
 /*
- * The x86 doesn't have a mmu context, but
- * we put the segment information here.
+ * x86 has arch-specific MMU state beyond what lives in mm_struct.
  */
 typedef struct {
+       /*
+        * ctx_id uniquely identifies this mm_struct.  A ctx_id will never
+        * be reused, and zero is not a valid ctx_id.
+        */
+       u64 ctx_id;
+
+       /*
+        * Any code that needs to do any sort of TLB flushing for this
+        * mm will first make its changes to the page tables, then
+        * increment tlb_gen, then flush.  This lets the low-level
+        * flushing code keep track of what needs flushing.
+        *
+        * This is not used on Xen PV.
+        */
+       atomic64_t tlb_gen;
+
 #ifdef CONFIG_MODIFY_LDT_SYSCALL
        struct ldt_struct *ldt;
 #endif
@@ -37,6 +53,11 @@ typedef struct {
 #endif
 } mm_context_t;
 
+#define INIT_MM_CONTEXT(mm)                                            \
+       .context = {                                                    \
+               .ctx_id = 1,                                            \
+       }
+
 void leave_mm(int cpu);
 
 #endif /* _ASM_X86_MMU_H */
index ecfcb6643c9b4502fa8d89b99dd8b351a9665b73..ae19b9d11259fcbd33d288caaf61bd5bac4a5694 100644 (file)
@@ -12,6 +12,9 @@
 #include <asm/tlbflush.h>
 #include <asm/paravirt.h>
 #include <asm/mpx.h>
+
+extern atomic64_t last_mm_ctx_id;
+
 #ifndef CONFIG_PARAVIRT
 static inline void paravirt_activate_mm(struct mm_struct *prev,
                                        struct mm_struct *next)
@@ -132,6 +135,9 @@ static inline void enter_lazy_tlb(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk)
 static inline int init_new_context(struct task_struct *tsk,
                                   struct mm_struct *mm)
 {
+       mm->context.ctx_id = atomic64_inc_return(&last_mm_ctx_id);
+       atomic64_set(&mm->context.tlb_gen, 0);
+
        #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
        if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_OSPKE)) {
                /* pkey 0 is the default and always allocated */
index 50ea3482e1d1d0babfecf7864a6e9307ba6651fe..ad2135385699f04ed6253bc103a6ff7b1d1bed02 100644 (file)
@@ -57,6 +57,23 @@ static inline void invpcid_flush_all_nonglobals(void)
        __invpcid(0, 0, INVPCID_TYPE_ALL_NON_GLOBAL);
 }
 
+static inline u64 inc_mm_tlb_gen(struct mm_struct *mm)
+{
+       u64 new_tlb_gen;
+
+       /*
+        * Bump the generation count.  This also serves as a full barrier
+        * that synchronizes with switch_mm(): callers are required to order
+        * their read of mm_cpumask after their writes to the paging
+        * structures.
+        */
+       smp_mb__before_atomic();
+       new_tlb_gen = atomic64_inc_return(&mm->context.tlb_gen);
+       smp_mb__after_atomic();
+
+       return new_tlb_gen;
+}
+
 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 #include <asm/paravirt.h>
 #else
@@ -262,6 +279,7 @@ void native_flush_tlb_others(const struct cpumask *cpumask,
 static inline void arch_tlbbatch_add_mm(struct arch_tlbflush_unmap_batch *batch,
                                        struct mm_struct *mm)
 {
+       inc_mm_tlb_gen(mm);
        cpumask_or(&batch->cpumask, &batch->cpumask, mm_cpumask(mm));
 }
 
index 014d07a800535f0320108effe4c9b087c6eb1e88..14f4f8f66aa829b6a46bc4321ef6059b2b6ef83c 100644 (file)
@@ -28,6 +28,8 @@
  *     Implement flush IPI by CALL_FUNCTION_VECTOR, Alex Shi
  */
 
+atomic64_t last_mm_ctx_id = ATOMIC64_INIT(1);
+
 void leave_mm(int cpu)
 {
        struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
@@ -250,8 +252,8 @@ void flush_tlb_mm_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
 
        cpu = get_cpu();
 
-       /* Synchronize with switch_mm. */
-       smp_mb();
+       /* This is also a barrier that synchronizes with switch_mm(). */
+       inc_mm_tlb_gen(mm);
 
        /* Should we flush just the requested range? */
        if ((end != TLB_FLUSH_ALL) &&