arm64: xchg: hazard against entire exchange variable
authorMark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Wed, 3 May 2017 15:09:33 +0000 (16:09 +0100)
committerCatalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Tue, 9 May 2017 16:44:50 +0000 (17:44 +0100)
commitfee960bed5e857eb126c4e56dd9ff85938356579
tree804eb813637d43f169304c4ca0da4317bbd9295c
parentf0e421b1bf7af97f026e1bb8bfe4c5a7a8c08f42
arm64: xchg: hazard against entire exchange variable

The inline assembly in __XCHG_CASE() uses a +Q constraint to hazard
against other accesses to the memory location being exchanged. However,
the pointer passed to the constraint is a u8 pointer, and thus the
hazard only applies to the first byte of the location.

GCC can take advantage of this, assuming that other portions of the
location are unchanged, as demonstrated with the following test case:

union u {
unsigned long l;
unsigned int i[2];
};

unsigned long update_char_hazard(union u *u)
{
unsigned int a, b;

a = u->i[1];
asm ("str %1, %0" : "+Q" (*(char *)&u->l) : "r" (0UL));
b = u->i[1];

return a ^ b;
}

unsigned long update_long_hazard(union u *u)
{
unsigned int a, b;

a = u->i[1];
asm ("str %1, %0" : "+Q" (*(long *)&u->l) : "r" (0UL));
b = u->i[1];

return a ^ b;
}

The linaro 15.08 GCC 5.1.1 toolchain compiles the above as follows when
using -O2 or above:

0000000000000000 <update_char_hazard>:
   0: d2800001  mov x1, #0x0                    // #0
   4: f9000001  str x1, [x0]
   8: d2800000  mov x0, #0x0                    // #0
   c: d65f03c0  ret

0000000000000010 <update_long_hazard>:
  10: b9400401  ldr w1, [x0,#4]
  14: d2800002  mov x2, #0x0                    // #0
  18: f9000002  str x2, [x0]
  1c: b9400400  ldr w0, [x0,#4]
  20: 4a000020  eor w0, w1, w0
  24: d65f03c0  ret

This patch fixes the issue by passing an unsigned long pointer into the
+Q constraint, as we do for our cmpxchg code. This may hazard against
more than is necessary, but this is better than missing a necessary
hazard.

Fixes: 305d454aaa29 ("arm64: atomics: implement native {relaxed, acquire, release} atomics")
Cc: <stable@vger.kernel.org> # 4.4.x-
Acked-by: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Signed-off-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
arch/arm64/include/asm/cmpxchg.h