Merge tag 'defconfig-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / mm / tlb.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/init.h>
3
4 #include <linux/mm.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6 #include <linux/smp.h>
7 #include <linux/interrupt.h>
8 #include <linux/export.h>
9 #include <linux/cpu.h>
10 #include <linux/debugfs.h>
11 #include <linux/sched/smt.h>
12
13 #include <asm/tlbflush.h>
14 #include <asm/mmu_context.h>
15 #include <asm/nospec-branch.h>
16 #include <asm/cache.h>
17 #include <asm/cacheflush.h>
18 #include <asm/apic.h>
19 #include <asm/perf_event.h>
20
21 #include "mm_internal.h"
22
23 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
24 # define STATIC_NOPV
25 #else
26 # define STATIC_NOPV                    static
27 # define __flush_tlb_local              native_flush_tlb_local
28 # define __flush_tlb_global             native_flush_tlb_global
29 # define __flush_tlb_one_user(addr)     native_flush_tlb_one_user(addr)
30 # define __flush_tlb_multi(msk, info)   native_flush_tlb_multi(msk, info)
31 #endif
32
33 /*
34  *      TLB flushing, formerly SMP-only
35  *              c/o Linus Torvalds.
36  *
37  *      These mean you can really definitely utterly forget about
38  *      writing to user space from interrupts. (Its not allowed anyway).
39  *
40  *      Optimizations Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
41  *
42  *      More scalable flush, from Andi Kleen
43  *
44  *      Implement flush IPI by CALL_FUNCTION_VECTOR, Alex Shi
45  */
46
47 /*
48  * Bits to mangle the TIF_SPEC_* state into the mm pointer which is
49  * stored in cpu_tlb_state.last_user_mm_spec.
50  */
51 #define LAST_USER_MM_IBPB       0x1UL
52 #define LAST_USER_MM_L1D_FLUSH  0x2UL
53 #define LAST_USER_MM_SPEC_MASK  (LAST_USER_MM_IBPB | LAST_USER_MM_L1D_FLUSH)
54
55 /* Bits to set when tlbstate and flush is (re)initialized */
56 #define LAST_USER_MM_INIT       LAST_USER_MM_IBPB
57
58 /*
59  * The x86 feature is called PCID (Process Context IDentifier). It is similar
60  * to what is traditionally called ASID on the RISC processors.
61  *
62  * We don't use the traditional ASID implementation, where each process/mm gets
63  * its own ASID and flush/restart when we run out of ASID space.
64  *
65  * Instead we have a small per-cpu array of ASIDs and cache the last few mm's
66  * that came by on this CPU, allowing cheaper switch_mm between processes on
67  * this CPU.
68  *
69  * We end up with different spaces for different things. To avoid confusion we
70  * use different names for each of them:
71  *
72  * ASID  - [0, TLB_NR_DYN_ASIDS-1]
73  *         the canonical identifier for an mm
74  *
75  * kPCID - [1, TLB_NR_DYN_ASIDS]
76  *         the value we write into the PCID part of CR3; corresponds to the
77  *         ASID+1, because PCID 0 is special.
78  *
79  * uPCID - [2048 + 1, 2048 + TLB_NR_DYN_ASIDS]
80  *         for KPTI each mm has two address spaces and thus needs two
81  *         PCID values, but we can still do with a single ASID denomination
82  *         for each mm. Corresponds to kPCID + 2048.
83  *
84  */
85
86 /* There are 12 bits of space for ASIDS in CR3 */
87 #define CR3_HW_ASID_BITS                12
88
89 /*
90  * When enabled, PAGE_TABLE_ISOLATION consumes a single bit for
91  * user/kernel switches
92  */
93 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
94 # define PTI_CONSUMED_PCID_BITS 1
95 #else
96 # define PTI_CONSUMED_PCID_BITS 0
97 #endif
98
99 #define CR3_AVAIL_PCID_BITS (X86_CR3_PCID_BITS - PTI_CONSUMED_PCID_BITS)
100
101 /*
102  * ASIDs are zero-based: 0->MAX_AVAIL_ASID are valid.  -1 below to account
103  * for them being zero-based.  Another -1 is because PCID 0 is reserved for
104  * use by non-PCID-aware users.
105  */
106 #define MAX_ASID_AVAILABLE ((1 << CR3_AVAIL_PCID_BITS) - 2)
107
108 /*
109  * Given @asid, compute kPCID
110  */
111 static inline u16 kern_pcid(u16 asid)
112 {
113         VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
114
115 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
116         /*
117          * Make sure that the dynamic ASID space does not conflict with the
118          * bit we are using to switch between user and kernel ASIDs.
119          */
120         BUILD_BUG_ON(TLB_NR_DYN_ASIDS >= (1 << X86_CR3_PTI_PCID_USER_BIT));
121
122         /*
123          * The ASID being passed in here should have respected the
124          * MAX_ASID_AVAILABLE and thus never have the switch bit set.
125          */
126         VM_WARN_ON_ONCE(asid & (1 << X86_CR3_PTI_PCID_USER_BIT));
127 #endif
128         /*
129          * The dynamically-assigned ASIDs that get passed in are small
130          * (<TLB_NR_DYN_ASIDS).  They never have the high switch bit set,
131          * so do not bother to clear it.
132          *
133          * If PCID is on, ASID-aware code paths put the ASID+1 into the
134          * PCID bits.  This serves two purposes.  It prevents a nasty
135          * situation in which PCID-unaware code saves CR3, loads some other
136          * value (with PCID == 0), and then restores CR3, thus corrupting
137          * the TLB for ASID 0 if the saved ASID was nonzero.  It also means
138          * that any bugs involving loading a PCID-enabled CR3 with
139          * CR4.PCIDE off will trigger deterministically.
140          */
141         return asid + 1;
142 }
143
144 /*
145  * Given @asid, compute uPCID
146  */
147 static inline u16 user_pcid(u16 asid)
148 {
149         u16 ret = kern_pcid(asid);
150 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
151         ret |= 1 << X86_CR3_PTI_PCID_USER_BIT;
152 #endif
153         return ret;
154 }
155
156 static inline unsigned long build_cr3(pgd_t *pgd, u16 asid)
157 {
158         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_PCID)) {
159                 return __sme_pa(pgd) | kern_pcid(asid);
160         } else {
161                 VM_WARN_ON_ONCE(asid != 0);
162                 return __sme_pa(pgd);
163         }
164 }
165
166 static inline unsigned long build_cr3_noflush(pgd_t *pgd, u16 asid)
167 {
168         VM_WARN_ON_ONCE(asid > MAX_ASID_AVAILABLE);
169         /*
170          * Use boot_cpu_has() instead of this_cpu_has() as this function
171          * might be called during early boot. This should work even after
172          * boot because all CPU's the have same capabilities:
173          */
174         VM_WARN_ON_ONCE(!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID));
175         return __sme_pa(pgd) | kern_pcid(asid) | CR3_NOFLUSH;
176 }
177
178 /*
179  * We get here when we do something requiring a TLB invalidation
180  * but could not go invalidate all of the contexts.  We do the
181  * necessary invalidation by clearing out the 'ctx_id' which
182  * forces a TLB flush when the context is loaded.
183  */
184 static void clear_asid_other(void)
185 {
186         u16 asid;
187
188         /*
189          * This is only expected to be set if we have disabled
190          * kernel _PAGE_GLOBAL pages.
191          */
192         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI)) {
193                 WARN_ON_ONCE(1);
194                 return;
195         }
196
197         for (asid = 0; asid < TLB_NR_DYN_ASIDS; asid++) {
198                 /* Do not need to flush the current asid */
199                 if (asid == this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid))
200                         continue;
201                 /*
202                  * Make sure the next time we go to switch to
203                  * this asid, we do a flush:
204                  */
205                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[asid].ctx_id, 0);
206         }
207         this_cpu_write(cpu_tlbstate.invalidate_other, false);
208 }
209
210 atomic64_t last_mm_ctx_id = ATOMIC64_INIT(1);
211
212
213 static void choose_new_asid(struct mm_struct *next, u64 next_tlb_gen,
214                             u16 *new_asid, bool *need_flush)
215 {
216         u16 asid;
217
218         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PCID)) {
219                 *new_asid = 0;
220                 *need_flush = true;
221                 return;
222         }
223
224         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.invalidate_other))
225                 clear_asid_other();
226
227         for (asid = 0; asid < TLB_NR_DYN_ASIDS; asid++) {
228                 if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[asid].ctx_id) !=
229                     next->context.ctx_id)
230                         continue;
231
232                 *new_asid = asid;
233                 *need_flush = (this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[asid].tlb_gen) <
234                                next_tlb_gen);
235                 return;
236         }
237
238         /*
239          * We don't currently own an ASID slot on this CPU.
240          * Allocate a slot.
241          */
242         *new_asid = this_cpu_add_return(cpu_tlbstate.next_asid, 1) - 1;
243         if (*new_asid >= TLB_NR_DYN_ASIDS) {
244                 *new_asid = 0;
245                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.next_asid, 1);
246         }
247         *need_flush = true;
248 }
249
250 /*
251  * Given an ASID, flush the corresponding user ASID.  We can delay this
252  * until the next time we switch to it.
253  *
254  * See SWITCH_TO_USER_CR3.
255  */
256 static inline void invalidate_user_asid(u16 asid)
257 {
258         /* There is no user ASID if address space separation is off */
259         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION))
260                 return;
261
262         /*
263          * We only have a single ASID if PCID is off and the CR3
264          * write will have flushed it.
265          */
266         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PCID))
267                 return;
268
269         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
270                 return;
271
272         __set_bit(kern_pcid(asid),
273                   (unsigned long *)this_cpu_ptr(&cpu_tlbstate.user_pcid_flush_mask));
274 }
275
276 static void load_new_mm_cr3(pgd_t *pgdir, u16 new_asid, bool need_flush)
277 {
278         unsigned long new_mm_cr3;
279
280         if (need_flush) {
281                 invalidate_user_asid(new_asid);
282                 new_mm_cr3 = build_cr3(pgdir, new_asid);
283         } else {
284                 new_mm_cr3 = build_cr3_noflush(pgdir, new_asid);
285         }
286
287         /*
288          * Caution: many callers of this function expect
289          * that load_cr3() is serializing and orders TLB
290          * fills with respect to the mm_cpumask writes.
291          */
292         write_cr3(new_mm_cr3);
293 }
294
295 void leave_mm(int cpu)
296 {
297         struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
298
299         /*
300          * It's plausible that we're in lazy TLB mode while our mm is init_mm.
301          * If so, our callers still expect us to flush the TLB, but there
302          * aren't any user TLB entries in init_mm to worry about.
303          *
304          * This needs to happen before any other sanity checks due to
305          * intel_idle's shenanigans.
306          */
307         if (loaded_mm == &init_mm)
308                 return;
309
310         /* Warn if we're not lazy. */
311         WARN_ON(!this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy));
312
313         switch_mm(NULL, &init_mm, NULL);
314 }
315 EXPORT_SYMBOL_GPL(leave_mm);
316
317 void switch_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
318                struct task_struct *tsk)
319 {
320         unsigned long flags;
321
322         local_irq_save(flags);
323         switch_mm_irqs_off(prev, next, tsk);
324         local_irq_restore(flags);
325 }
326
327 /*
328  * Invoked from return to user/guest by a task that opted-in to L1D
329  * flushing but ended up running on an SMT enabled core due to wrong
330  * affinity settings or CPU hotplug. This is part of the paranoid L1D flush
331  * contract which this task requested.
332  */
333 static void l1d_flush_force_sigbus(struct callback_head *ch)
334 {
335         force_sig(SIGBUS);
336 }
337
338 static void l1d_flush_evaluate(unsigned long prev_mm, unsigned long next_mm,
339                                 struct task_struct *next)
340 {
341         /* Flush L1D if the outgoing task requests it */
342         if (prev_mm & LAST_USER_MM_L1D_FLUSH)
343                 wrmsrl(MSR_IA32_FLUSH_CMD, L1D_FLUSH);
344
345         /* Check whether the incoming task opted in for L1D flush */
346         if (likely(!(next_mm & LAST_USER_MM_L1D_FLUSH)))
347                 return;
348
349         /*
350          * Validate that it is not running on an SMT sibling as this would
351          * make the excercise pointless because the siblings share L1D. If
352          * it runs on a SMT sibling, notify it with SIGBUS on return to
353          * user/guest
354          */
355         if (this_cpu_read(cpu_info.smt_active)) {
356                 clear_ti_thread_flag(&next->thread_info, TIF_SPEC_L1D_FLUSH);
357                 next->l1d_flush_kill.func = l1d_flush_force_sigbus;
358                 task_work_add(next, &next->l1d_flush_kill, TWA_RESUME);
359         }
360 }
361
362 static unsigned long mm_mangle_tif_spec_bits(struct task_struct *next)
363 {
364         unsigned long next_tif = task_thread_info(next)->flags;
365         unsigned long spec_bits = (next_tif >> TIF_SPEC_IB) & LAST_USER_MM_SPEC_MASK;
366
367         /*
368          * Ensure that the bit shift above works as expected and the two flags
369          * end up in bit 0 and 1.
370          */
371         BUILD_BUG_ON(TIF_SPEC_L1D_FLUSH != TIF_SPEC_IB + 1);
372
373         return (unsigned long)next->mm | spec_bits;
374 }
375
376 static void cond_mitigation(struct task_struct *next)
377 {
378         unsigned long prev_mm, next_mm;
379
380         if (!next || !next->mm)
381                 return;
382
383         next_mm = mm_mangle_tif_spec_bits(next);
384         prev_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.last_user_mm_spec);
385
386         /*
387          * Avoid user/user BTB poisoning by flushing the branch predictor
388          * when switching between processes. This stops one process from
389          * doing Spectre-v2 attacks on another.
390          *
391          * Both, the conditional and the always IBPB mode use the mm
392          * pointer to avoid the IBPB when switching between tasks of the
393          * same process. Using the mm pointer instead of mm->context.ctx_id
394          * opens a hypothetical hole vs. mm_struct reuse, which is more or
395          * less impossible to control by an attacker. Aside of that it
396          * would only affect the first schedule so the theoretically
397          * exposed data is not really interesting.
398          */
399         if (static_branch_likely(&switch_mm_cond_ibpb)) {
400                 /*
401                  * This is a bit more complex than the always mode because
402                  * it has to handle two cases:
403                  *
404                  * 1) Switch from a user space task (potential attacker)
405                  *    which has TIF_SPEC_IB set to a user space task
406                  *    (potential victim) which has TIF_SPEC_IB not set.
407                  *
408                  * 2) Switch from a user space task (potential attacker)
409                  *    which has TIF_SPEC_IB not set to a user space task
410                  *    (potential victim) which has TIF_SPEC_IB set.
411                  *
412                  * This could be done by unconditionally issuing IBPB when
413                  * a task which has TIF_SPEC_IB set is either scheduled in
414                  * or out. Though that results in two flushes when:
415                  *
416                  * - the same user space task is scheduled out and later
417                  *   scheduled in again and only a kernel thread ran in
418                  *   between.
419                  *
420                  * - a user space task belonging to the same process is
421                  *   scheduled in after a kernel thread ran in between
422                  *
423                  * - a user space task belonging to the same process is
424                  *   scheduled in immediately.
425                  *
426                  * Optimize this with reasonably small overhead for the
427                  * above cases. Mangle the TIF_SPEC_IB bit into the mm
428                  * pointer of the incoming task which is stored in
429                  * cpu_tlbstate.last_user_mm_spec for comparison.
430                  *
431                  * Issue IBPB only if the mm's are different and one or
432                  * both have the IBPB bit set.
433                  */
434                 if (next_mm != prev_mm &&
435                     (next_mm | prev_mm) & LAST_USER_MM_IBPB)
436                         indirect_branch_prediction_barrier();
437         }
438
439         if (static_branch_unlikely(&switch_mm_always_ibpb)) {
440                 /*
441                  * Only flush when switching to a user space task with a
442                  * different context than the user space task which ran
443                  * last on this CPU.
444                  */
445                 if ((prev_mm & ~LAST_USER_MM_SPEC_MASK) !=
446                                         (unsigned long)next->mm)
447                         indirect_branch_prediction_barrier();
448         }
449
450         if (static_branch_unlikely(&switch_mm_cond_l1d_flush)) {
451                 /*
452                  * Flush L1D when the outgoing task requested it and/or
453                  * check whether the incoming task requested L1D flushing
454                  * and ended up on an SMT sibling.
455                  */
456                 if (unlikely((prev_mm | next_mm) & LAST_USER_MM_L1D_FLUSH))
457                         l1d_flush_evaluate(prev_mm, next_mm, next);
458         }
459
460         this_cpu_write(cpu_tlbstate.last_user_mm_spec, next_mm);
461 }
462
463 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
464 static inline void cr4_update_pce_mm(struct mm_struct *mm)
465 {
466         if (static_branch_unlikely(&rdpmc_always_available_key) ||
467             (!static_branch_unlikely(&rdpmc_never_available_key) &&
468              atomic_read(&mm->context.perf_rdpmc_allowed))) {
469                 /*
470                  * Clear the existing dirty counters to
471                  * prevent the leak for an RDPMC task.
472                  */
473                 perf_clear_dirty_counters();
474                 cr4_set_bits_irqsoff(X86_CR4_PCE);
475         } else
476                 cr4_clear_bits_irqsoff(X86_CR4_PCE);
477 }
478
479 void cr4_update_pce(void *ignored)
480 {
481         cr4_update_pce_mm(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm));
482 }
483
484 #else
485 static inline void cr4_update_pce_mm(struct mm_struct *mm) { }
486 #endif
487
488 void switch_mm_irqs_off(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
489                         struct task_struct *tsk)
490 {
491         struct mm_struct *real_prev = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
492         u16 prev_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
493         bool was_lazy = this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy);
494         unsigned cpu = smp_processor_id();
495         u64 next_tlb_gen;
496         bool need_flush;
497         u16 new_asid;
498
499         /*
500          * NB: The scheduler will call us with prev == next when switching
501          * from lazy TLB mode to normal mode if active_mm isn't changing.
502          * When this happens, we don't assume that CR3 (and hence
503          * cpu_tlbstate.loaded_mm) matches next.
504          *
505          * NB: leave_mm() calls us with prev == NULL and tsk == NULL.
506          */
507
508         /* We don't want flush_tlb_func() to run concurrently with us. */
509         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING))
510                 WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
511
512         /*
513          * Verify that CR3 is what we think it is.  This will catch
514          * hypothetical buggy code that directly switches to swapper_pg_dir
515          * without going through leave_mm() / switch_mm_irqs_off() or that
516          * does something like write_cr3(read_cr3_pa()).
517          *
518          * Only do this check if CONFIG_DEBUG_VM=y because __read_cr3()
519          * isn't free.
520          */
521 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
522         if (WARN_ON_ONCE(__read_cr3() != build_cr3(real_prev->pgd, prev_asid))) {
523                 /*
524                  * If we were to BUG here, we'd be very likely to kill
525                  * the system so hard that we don't see the call trace.
526                  * Try to recover instead by ignoring the error and doing
527                  * a global flush to minimize the chance of corruption.
528                  *
529                  * (This is far from being a fully correct recovery.
530                  *  Architecturally, the CPU could prefetch something
531                  *  back into an incorrect ASID slot and leave it there
532                  *  to cause trouble down the road.  It's better than
533                  *  nothing, though.)
534                  */
535                 __flush_tlb_all();
536         }
537 #endif
538         if (was_lazy)
539                 this_cpu_write(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, false);
540
541         /*
542          * The membarrier system call requires a full memory barrier and
543          * core serialization before returning to user-space, after
544          * storing to rq->curr, when changing mm.  This is because
545          * membarrier() sends IPIs to all CPUs that are in the target mm
546          * to make them issue memory barriers.  However, if another CPU
547          * switches to/from the target mm concurrently with
548          * membarrier(), it can cause that CPU not to receive an IPI
549          * when it really should issue a memory barrier.  Writing to CR3
550          * provides that full memory barrier and core serializing
551          * instruction.
552          */
553         if (real_prev == next) {
554                 VM_WARN_ON(this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[prev_asid].ctx_id) !=
555                            next->context.ctx_id);
556
557                 /*
558                  * Even in lazy TLB mode, the CPU should stay set in the
559                  * mm_cpumask. The TLB shootdown code can figure out from
560                  * cpu_tlbstate_shared.is_lazy whether or not to send an IPI.
561                  */
562                 if (WARN_ON_ONCE(real_prev != &init_mm &&
563                                  !cpumask_test_cpu(cpu, mm_cpumask(next))))
564                         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(next));
565
566                 /*
567                  * If the CPU is not in lazy TLB mode, we are just switching
568                  * from one thread in a process to another thread in the same
569                  * process. No TLB flush required.
570                  */
571                 if (!was_lazy)
572                         return;
573
574                 /*
575                  * Read the tlb_gen to check whether a flush is needed.
576                  * If the TLB is up to date, just use it.
577                  * The barrier synchronizes with the tlb_gen increment in
578                  * the TLB shootdown code.
579                  */
580                 smp_mb();
581                 next_tlb_gen = atomic64_read(&next->context.tlb_gen);
582                 if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[prev_asid].tlb_gen) ==
583                                 next_tlb_gen)
584                         return;
585
586                 /*
587                  * TLB contents went out of date while we were in lazy
588                  * mode. Fall through to the TLB switching code below.
589                  */
590                 new_asid = prev_asid;
591                 need_flush = true;
592         } else {
593                 /*
594                  * Apply process to process speculation vulnerability
595                  * mitigations if applicable.
596                  */
597                 cond_mitigation(tsk);
598
599                 /*
600                  * Stop remote flushes for the previous mm.
601                  * Skip kernel threads; we never send init_mm TLB flushing IPIs,
602                  * but the bitmap manipulation can cause cache line contention.
603                  */
604                 if (real_prev != &init_mm) {
605                         VM_WARN_ON_ONCE(!cpumask_test_cpu(cpu,
606                                                 mm_cpumask(real_prev)));
607                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(real_prev));
608                 }
609
610                 /*
611                  * Start remote flushes and then read tlb_gen.
612                  */
613                 if (next != &init_mm)
614                         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(next));
615                 next_tlb_gen = atomic64_read(&next->context.tlb_gen);
616
617                 choose_new_asid(next, next_tlb_gen, &new_asid, &need_flush);
618
619                 /* Let nmi_uaccess_okay() know that we're changing CR3. */
620                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm, LOADED_MM_SWITCHING);
621                 barrier();
622         }
623
624         if (need_flush) {
625                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[new_asid].ctx_id, next->context.ctx_id);
626                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[new_asid].tlb_gen, next_tlb_gen);
627                 load_new_mm_cr3(next->pgd, new_asid, true);
628
629                 trace_tlb_flush(TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH, TLB_FLUSH_ALL);
630         } else {
631                 /* The new ASID is already up to date. */
632                 load_new_mm_cr3(next->pgd, new_asid, false);
633
634                 trace_tlb_flush(TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH, 0);
635         }
636
637         /* Make sure we write CR3 before loaded_mm. */
638         barrier();
639
640         this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm, next);
641         this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid, new_asid);
642
643         if (next != real_prev) {
644                 cr4_update_pce_mm(next);
645                 switch_ldt(real_prev, next);
646         }
647 }
648
649 /*
650  * Please ignore the name of this function.  It should be called
651  * switch_to_kernel_thread().
652  *
653  * enter_lazy_tlb() is a hint from the scheduler that we are entering a
654  * kernel thread or other context without an mm.  Acceptable implementations
655  * include doing nothing whatsoever, switching to init_mm, or various clever
656  * lazy tricks to try to minimize TLB flushes.
657  *
658  * The scheduler reserves the right to call enter_lazy_tlb() several times
659  * in a row.  It will notify us that we're going back to a real mm by
660  * calling switch_mm_irqs_off().
661  */
662 void enter_lazy_tlb(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk)
663 {
664         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) == &init_mm)
665                 return;
666
667         this_cpu_write(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, true);
668 }
669
670 /*
671  * Call this when reinitializing a CPU.  It fixes the following potential
672  * problems:
673  *
674  * - The ASID changed from what cpu_tlbstate thinks it is (most likely
675  *   because the CPU was taken down and came back up with CR3's PCID
676  *   bits clear.  CPU hotplug can do this.
677  *
678  * - The TLB contains junk in slots corresponding to inactive ASIDs.
679  *
680  * - The CPU went so far out to lunch that it may have missed a TLB
681  *   flush.
682  */
683 void initialize_tlbstate_and_flush(void)
684 {
685         int i;
686         struct mm_struct *mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
687         u64 tlb_gen = atomic64_read(&init_mm.context.tlb_gen);
688         unsigned long cr3 = __read_cr3();
689
690         /* Assert that CR3 already references the right mm. */
691         WARN_ON((cr3 & CR3_ADDR_MASK) != __pa(mm->pgd));
692
693         /*
694          * Assert that CR4.PCIDE is set if needed.  (CR4.PCIDE initialization
695          * doesn't work like other CR4 bits because it can only be set from
696          * long mode.)
697          */
698         WARN_ON(boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID) &&
699                 !(cr4_read_shadow() & X86_CR4_PCIDE));
700
701         /* Force ASID 0 and force a TLB flush. */
702         write_cr3(build_cr3(mm->pgd, 0));
703
704         /* Reinitialize tlbstate. */
705         this_cpu_write(cpu_tlbstate.last_user_mm_spec, LAST_USER_MM_INIT);
706         this_cpu_write(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid, 0);
707         this_cpu_write(cpu_tlbstate.next_asid, 1);
708         this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[0].ctx_id, mm->context.ctx_id);
709         this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[0].tlb_gen, tlb_gen);
710
711         for (i = 1; i < TLB_NR_DYN_ASIDS; i++)
712                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[i].ctx_id, 0);
713 }
714
715 /*
716  * flush_tlb_func()'s memory ordering requirement is that any
717  * TLB fills that happen after we flush the TLB are ordered after we
718  * read active_mm's tlb_gen.  We don't need any explicit barriers
719  * because all x86 flush operations are serializing and the
720  * atomic64_read operation won't be reordered by the compiler.
721  */
722 static void flush_tlb_func(void *info)
723 {
724         /*
725          * We have three different tlb_gen values in here.  They are:
726          *
727          * - mm_tlb_gen:     the latest generation.
728          * - local_tlb_gen:  the generation that this CPU has already caught
729          *                   up to.
730          * - f->new_tlb_gen: the generation that the requester of the flush
731          *                   wants us to catch up to.
732          */
733         const struct flush_tlb_info *f = info;
734         struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
735         u32 loaded_mm_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
736         u64 mm_tlb_gen = atomic64_read(&loaded_mm->context.tlb_gen);
737         u64 local_tlb_gen = this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].tlb_gen);
738         bool local = smp_processor_id() == f->initiating_cpu;
739         unsigned long nr_invalidate = 0;
740
741         /* This code cannot presently handle being reentered. */
742         VM_WARN_ON(!irqs_disabled());
743
744         if (!local) {
745                 inc_irq_stat(irq_tlb_count);
746                 count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH_RECEIVED);
747
748                 /* Can only happen on remote CPUs */
749                 if (f->mm && f->mm != loaded_mm)
750                         return;
751         }
752
753         if (unlikely(loaded_mm == &init_mm))
754                 return;
755
756         VM_WARN_ON(this_cpu_read(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].ctx_id) !=
757                    loaded_mm->context.ctx_id);
758
759         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate_shared.is_lazy)) {
760                 /*
761                  * We're in lazy mode.  We need to at least flush our
762                  * paging-structure cache to avoid speculatively reading
763                  * garbage into our TLB.  Since switching to init_mm is barely
764                  * slower than a minimal flush, just switch to init_mm.
765                  *
766                  * This should be rare, with native_flush_tlb_multi() skipping
767                  * IPIs to lazy TLB mode CPUs.
768                  */
769                 switch_mm_irqs_off(NULL, &init_mm, NULL);
770                 return;
771         }
772
773         if (unlikely(local_tlb_gen == mm_tlb_gen)) {
774                 /*
775                  * There's nothing to do: we're already up to date.  This can
776                  * happen if two concurrent flushes happen -- the first flush to
777                  * be handled can catch us all the way up, leaving no work for
778                  * the second flush.
779                  */
780                 goto done;
781         }
782
783         WARN_ON_ONCE(local_tlb_gen > mm_tlb_gen);
784         WARN_ON_ONCE(f->new_tlb_gen > mm_tlb_gen);
785
786         /*
787          * If we get to this point, we know that our TLB is out of date.
788          * This does not strictly imply that we need to flush (it's
789          * possible that f->new_tlb_gen <= local_tlb_gen), but we're
790          * going to need to flush in the very near future, so we might
791          * as well get it over with.
792          *
793          * The only question is whether to do a full or partial flush.
794          *
795          * We do a partial flush if requested and two extra conditions
796          * are met:
797          *
798          * 1. f->new_tlb_gen == local_tlb_gen + 1.  We have an invariant that
799          *    we've always done all needed flushes to catch up to
800          *    local_tlb_gen.  If, for example, local_tlb_gen == 2 and
801          *    f->new_tlb_gen == 3, then we know that the flush needed to bring
802          *    us up to date for tlb_gen 3 is the partial flush we're
803          *    processing.
804          *
805          *    As an example of why this check is needed, suppose that there
806          *    are two concurrent flushes.  The first is a full flush that
807          *    changes context.tlb_gen from 1 to 2.  The second is a partial
808          *    flush that changes context.tlb_gen from 2 to 3.  If they get
809          *    processed on this CPU in reverse order, we'll see
810          *     local_tlb_gen == 1, mm_tlb_gen == 3, and end != TLB_FLUSH_ALL.
811          *    If we were to use __flush_tlb_one_user() and set local_tlb_gen to
812          *    3, we'd be break the invariant: we'd update local_tlb_gen above
813          *    1 without the full flush that's needed for tlb_gen 2.
814          *
815          * 2. f->new_tlb_gen == mm_tlb_gen.  This is purely an optimization.
816          *    Partial TLB flushes are not all that much cheaper than full TLB
817          *    flushes, so it seems unlikely that it would be a performance win
818          *    to do a partial flush if that won't bring our TLB fully up to
819          *    date.  By doing a full flush instead, we can increase
820          *    local_tlb_gen all the way to mm_tlb_gen and we can probably
821          *    avoid another flush in the very near future.
822          */
823         if (f->end != TLB_FLUSH_ALL &&
824             f->new_tlb_gen == local_tlb_gen + 1 &&
825             f->new_tlb_gen == mm_tlb_gen) {
826                 /* Partial flush */
827                 unsigned long addr = f->start;
828
829                 nr_invalidate = (f->end - f->start) >> f->stride_shift;
830
831                 while (addr < f->end) {
832                         flush_tlb_one_user(addr);
833                         addr += 1UL << f->stride_shift;
834                 }
835                 if (local)
836                         count_vm_tlb_events(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ONE, nr_invalidate);
837         } else {
838                 /* Full flush. */
839                 nr_invalidate = TLB_FLUSH_ALL;
840
841                 flush_tlb_local();
842                 if (local)
843                         count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ALL);
844         }
845
846         /* Both paths above update our state to mm_tlb_gen. */
847         this_cpu_write(cpu_tlbstate.ctxs[loaded_mm_asid].tlb_gen, mm_tlb_gen);
848
849         /* Tracing is done in a unified manner to reduce the code size */
850 done:
851         trace_tlb_flush(!local ? TLB_REMOTE_SHOOTDOWN :
852                                 (f->mm == NULL) ? TLB_LOCAL_SHOOTDOWN :
853                                                   TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
854                         nr_invalidate);
855 }
856
857 static bool tlb_is_not_lazy(int cpu)
858 {
859         return !per_cpu(cpu_tlbstate_shared.is_lazy, cpu);
860 }
861
862 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_t, flush_tlb_mask);
863
864 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state_shared, cpu_tlbstate_shared);
865 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_tlbstate_shared);
866
867 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_multi(const struct cpumask *cpumask,
868                                          const struct flush_tlb_info *info)
869 {
870         /*
871          * Do accounting and tracing. Note that there are (and have always been)
872          * cases in which a remote TLB flush will be traced, but eventually
873          * would not happen.
874          */
875         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH);
876         if (info->end == TLB_FLUSH_ALL)
877                 trace_tlb_flush(TLB_REMOTE_SEND_IPI, TLB_FLUSH_ALL);
878         else
879                 trace_tlb_flush(TLB_REMOTE_SEND_IPI,
880                                 (info->end - info->start) >> PAGE_SHIFT);
881
882         /*
883          * If no page tables were freed, we can skip sending IPIs to
884          * CPUs in lazy TLB mode. They will flush the CPU themselves
885          * at the next context switch.
886          *
887          * However, if page tables are getting freed, we need to send the
888          * IPI everywhere, to prevent CPUs in lazy TLB mode from tripping
889          * up on the new contents of what used to be page tables, while
890          * doing a speculative memory access.
891          */
892         if (info->freed_tables) {
893                 on_each_cpu_mask(cpumask, flush_tlb_func, (void *)info, true);
894         } else {
895                 /*
896                  * Although we could have used on_each_cpu_cond_mask(),
897                  * open-coding it has performance advantages, as it eliminates
898                  * the need for indirect calls or retpolines. In addition, it
899                  * allows to use a designated cpumask for evaluating the
900                  * condition, instead of allocating one.
901                  *
902                  * This code works under the assumption that there are no nested
903                  * TLB flushes, an assumption that is already made in
904                  * flush_tlb_mm_range().
905                  *
906                  * cond_cpumask is logically a stack-local variable, but it is
907                  * more efficient to have it off the stack and not to allocate
908                  * it on demand. Preemption is disabled and this code is
909                  * non-reentrant.
910                  */
911                 struct cpumask *cond_cpumask = this_cpu_ptr(&flush_tlb_mask);
912                 int cpu;
913
914                 cpumask_clear(cond_cpumask);
915
916                 for_each_cpu(cpu, cpumask) {
917                         if (tlb_is_not_lazy(cpu))
918                                 __cpumask_set_cpu(cpu, cond_cpumask);
919                 }
920                 on_each_cpu_mask(cond_cpumask, flush_tlb_func, (void *)info, true);
921         }
922 }
923
924 void flush_tlb_multi(const struct cpumask *cpumask,
925                       const struct flush_tlb_info *info)
926 {
927         __flush_tlb_multi(cpumask, info);
928 }
929
930 /*
931  * See Documentation/x86/tlb.rst for details.  We choose 33
932  * because it is large enough to cover the vast majority (at
933  * least 95%) of allocations, and is small enough that we are
934  * confident it will not cause too much overhead.  Each single
935  * flush is about 100 ns, so this caps the maximum overhead at
936  * _about_ 3,000 ns.
937  *
938  * This is in units of pages.
939  */
940 unsigned long tlb_single_page_flush_ceiling __read_mostly = 33;
941
942 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct flush_tlb_info, flush_tlb_info);
943
944 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
945 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, flush_tlb_info_idx);
946 #endif
947
948 static struct flush_tlb_info *get_flush_tlb_info(struct mm_struct *mm,
949                         unsigned long start, unsigned long end,
950                         unsigned int stride_shift, bool freed_tables,
951                         u64 new_tlb_gen)
952 {
953         struct flush_tlb_info *info = this_cpu_ptr(&flush_tlb_info);
954
955 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
956         /*
957          * Ensure that the following code is non-reentrant and flush_tlb_info
958          * is not overwritten. This means no TLB flushing is initiated by
959          * interrupt handlers and machine-check exception handlers.
960          */
961         BUG_ON(this_cpu_inc_return(flush_tlb_info_idx) != 1);
962 #endif
963
964         info->start             = start;
965         info->end               = end;
966         info->mm                = mm;
967         info->stride_shift      = stride_shift;
968         info->freed_tables      = freed_tables;
969         info->new_tlb_gen       = new_tlb_gen;
970         info->initiating_cpu    = smp_processor_id();
971
972         return info;
973 }
974
975 static void put_flush_tlb_info(void)
976 {
977 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
978         /* Complete reentrancy prevention checks */
979         barrier();
980         this_cpu_dec(flush_tlb_info_idx);
981 #endif
982 }
983
984 void flush_tlb_mm_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
985                                 unsigned long end, unsigned int stride_shift,
986                                 bool freed_tables)
987 {
988         struct flush_tlb_info *info;
989         u64 new_tlb_gen;
990         int cpu;
991
992         cpu = get_cpu();
993
994         /* Should we flush just the requested range? */
995         if ((end == TLB_FLUSH_ALL) ||
996             ((end - start) >> stride_shift) > tlb_single_page_flush_ceiling) {
997                 start = 0;
998                 end = TLB_FLUSH_ALL;
999         }
1000
1001         /* This is also a barrier that synchronizes with switch_mm(). */
1002         new_tlb_gen = inc_mm_tlb_gen(mm);
1003
1004         info = get_flush_tlb_info(mm, start, end, stride_shift, freed_tables,
1005                                   new_tlb_gen);
1006
1007         /*
1008          * flush_tlb_multi() is not optimized for the common case in which only
1009          * a local TLB flush is needed. Optimize this use-case by calling
1010          * flush_tlb_func_local() directly in this case.
1011          */
1012         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), cpu) < nr_cpu_ids) {
1013                 flush_tlb_multi(mm_cpumask(mm), info);
1014         } else if (mm == this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm)) {
1015                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1016                 local_irq_disable();
1017                 flush_tlb_func(info);
1018                 local_irq_enable();
1019         }
1020
1021         put_flush_tlb_info();
1022         put_cpu();
1023 }
1024
1025
1026 static void do_flush_tlb_all(void *info)
1027 {
1028         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH_RECEIVED);
1029         __flush_tlb_all();
1030 }
1031
1032 void flush_tlb_all(void)
1033 {
1034         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH);
1035         on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1);
1036 }
1037
1038 static void do_kernel_range_flush(void *info)
1039 {
1040         struct flush_tlb_info *f = info;
1041         unsigned long addr;
1042
1043         /* flush range by one by one 'invlpg' */
1044         for (addr = f->start; addr < f->end; addr += PAGE_SIZE)
1045                 flush_tlb_one_kernel(addr);
1046 }
1047
1048 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
1049 {
1050         /* Balance as user space task's flush, a bit conservative */
1051         if (end == TLB_FLUSH_ALL ||
1052             (end - start) > tlb_single_page_flush_ceiling << PAGE_SHIFT) {
1053                 on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1);
1054         } else {
1055                 struct flush_tlb_info *info;
1056
1057                 preempt_disable();
1058                 info = get_flush_tlb_info(NULL, start, end, 0, false, 0);
1059
1060                 on_each_cpu(do_kernel_range_flush, info, 1);
1061
1062                 put_flush_tlb_info();
1063                 preempt_enable();
1064         }
1065 }
1066
1067 /*
1068  * This can be used from process context to figure out what the value of
1069  * CR3 is without needing to do a (slow) __read_cr3().
1070  *
1071  * It's intended to be used for code like KVM that sneakily changes CR3
1072  * and needs to restore it.  It needs to be used very carefully.
1073  */
1074 unsigned long __get_current_cr3_fast(void)
1075 {
1076         unsigned long cr3 = build_cr3(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm)->pgd,
1077                 this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid));
1078
1079         /* For now, be very restrictive about when this can be called. */
1080         VM_WARN_ON(in_nmi() || preemptible());
1081
1082         VM_BUG_ON(cr3 != __read_cr3());
1083         return cr3;
1084 }
1085 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_current_cr3_fast);
1086
1087 /*
1088  * Flush one page in the kernel mapping
1089  */
1090 void flush_tlb_one_kernel(unsigned long addr)
1091 {
1092         count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ONE);
1093
1094         /*
1095          * If PTI is off, then __flush_tlb_one_user() is just INVLPG or its
1096          * paravirt equivalent.  Even with PCID, this is sufficient: we only
1097          * use PCID if we also use global PTEs for the kernel mapping, and
1098          * INVLPG flushes global translations across all address spaces.
1099          *
1100          * If PTI is on, then the kernel is mapped with non-global PTEs, and
1101          * __flush_tlb_one_user() will flush the given address for the current
1102          * kernel address space and for its usermode counterpart, but it does
1103          * not flush it for other address spaces.
1104          */
1105         flush_tlb_one_user(addr);
1106
1107         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
1108                 return;
1109
1110         /*
1111          * See above.  We need to propagate the flush to all other address
1112          * spaces.  In principle, we only need to propagate it to kernelmode
1113          * address spaces, but the extra bookkeeping we would need is not
1114          * worth it.
1115          */
1116         this_cpu_write(cpu_tlbstate.invalidate_other, true);
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Flush one page in the user mapping
1121  */
1122 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
1123 {
1124         u32 loaded_mm_asid = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid);
1125
1126         asm volatile("invlpg (%0)" ::"r" (addr) : "memory");
1127
1128         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
1129                 return;
1130
1131         /*
1132          * Some platforms #GP if we call invpcid(type=1/2) before CR4.PCIDE=1.
1133          * Just use invalidate_user_asid() in case we are called early.
1134          */
1135         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID_SINGLE))
1136                 invalidate_user_asid(loaded_mm_asid);
1137         else
1138                 invpcid_flush_one(user_pcid(loaded_mm_asid), addr);
1139 }
1140
1141 void flush_tlb_one_user(unsigned long addr)
1142 {
1143         __flush_tlb_one_user(addr);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Flush everything
1148  */
1149 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_global(void)
1150 {
1151         unsigned long cr4, flags;
1152
1153         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID)) {
1154                 /*
1155                  * Using INVPCID is considerably faster than a pair of writes
1156                  * to CR4 sandwiched inside an IRQ flag save/restore.
1157                  *
1158                  * Note, this works with CR4.PCIDE=0 or 1.
1159                  */
1160                 invpcid_flush_all();
1161                 return;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * Read-modify-write to CR4 - protect it from preemption and
1166          * from interrupts. (Use the raw variant because this code can
1167          * be called from deep inside debugging code.)
1168          */
1169         raw_local_irq_save(flags);
1170
1171         cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
1172         /* toggle PGE */
1173         native_write_cr4(cr4 ^ X86_CR4_PGE);
1174         /* write old PGE again and flush TLBs */
1175         native_write_cr4(cr4);
1176
1177         raw_local_irq_restore(flags);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Flush the entire current user mapping
1182  */
1183 STATIC_NOPV void native_flush_tlb_local(void)
1184 {
1185         /*
1186          * Preemption or interrupts must be disabled to protect the access
1187          * to the per CPU variable and to prevent being preempted between
1188          * read_cr3() and write_cr3().
1189          */
1190         WARN_ON_ONCE(preemptible());
1191
1192         invalidate_user_asid(this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm_asid));
1193
1194         /* If current->mm == NULL then the read_cr3() "borrows" an mm */
1195         native_write_cr3(__native_read_cr3());
1196 }
1197
1198 void flush_tlb_local(void)
1199 {
1200         __flush_tlb_local();
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Flush everything
1205  */
1206 void __flush_tlb_all(void)
1207 {
1208         /*
1209          * This is to catch users with enabled preemption and the PGE feature
1210          * and don't trigger the warning in __native_flush_tlb().
1211          */
1212         VM_WARN_ON_ONCE(preemptible());
1213
1214         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PGE)) {
1215                 __flush_tlb_global();
1216         } else {
1217                 /*
1218                  * !PGE -> !PCID (setup_pcid()), thus every flush is total.
1219                  */
1220                 flush_tlb_local();
1221         }
1222 }
1223 EXPORT_SYMBOL_GPL(__flush_tlb_all);
1224
1225 void arch_tlbbatch_flush(struct arch_tlbflush_unmap_batch *batch)
1226 {
1227         struct flush_tlb_info *info;
1228
1229         int cpu = get_cpu();
1230
1231         info = get_flush_tlb_info(NULL, 0, TLB_FLUSH_ALL, 0, false, 0);
1232         /*
1233          * flush_tlb_multi() is not optimized for the common case in which only
1234          * a local TLB flush is needed. Optimize this use-case by calling
1235          * flush_tlb_func_local() directly in this case.
1236          */
1237         if (cpumask_any_but(&batch->cpumask, cpu) < nr_cpu_ids) {
1238                 flush_tlb_multi(&batch->cpumask, info);
1239         } else if (cpumask_test_cpu(cpu, &batch->cpumask)) {
1240                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1241                 local_irq_disable();
1242                 flush_tlb_func(info);
1243                 local_irq_enable();
1244         }
1245
1246         cpumask_clear(&batch->cpumask);
1247
1248         put_flush_tlb_info();
1249         put_cpu();
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Blindly accessing user memory from NMI context can be dangerous
1254  * if we're in the middle of switching the current user task or
1255  * switching the loaded mm.  It can also be dangerous if we
1256  * interrupted some kernel code that was temporarily using a
1257  * different mm.
1258  */
1259 bool nmi_uaccess_okay(void)
1260 {
1261         struct mm_struct *loaded_mm = this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm);
1262         struct mm_struct *current_mm = current->mm;
1263
1264         VM_WARN_ON_ONCE(!loaded_mm);
1265
1266         /*
1267          * The condition we want to check is
1268          * current_mm->pgd == __va(read_cr3_pa()).  This may be slow, though,
1269          * if we're running in a VM with shadow paging, and nmi_uaccess_okay()
1270          * is supposed to be reasonably fast.
1271          *
1272          * Instead, we check the almost equivalent but somewhat conservative
1273          * condition below, and we rely on the fact that switch_mm_irqs_off()
1274          * sets loaded_mm to LOADED_MM_SWITCHING before writing to CR3.
1275          */
1276         if (loaded_mm != current_mm)
1277                 return false;
1278
1279         VM_WARN_ON_ONCE(current_mm->pgd != __va(read_cr3_pa()));
1280
1281         return true;
1282 }
1283
1284 static ssize_t tlbflush_read_file(struct file *file, char __user *user_buf,
1285                              size_t count, loff_t *ppos)
1286 {
1287         char buf[32];
1288         unsigned int len;
1289
1290         len = sprintf(buf, "%ld\n", tlb_single_page_flush_ceiling);
1291         return simple_read_from_buffer(user_buf, count, ppos, buf, len);
1292 }
1293
1294 static ssize_t tlbflush_write_file(struct file *file,
1295                  const char __user *user_buf, size_t count, loff_t *ppos)
1296 {
1297         char buf[32];
1298         ssize_t len;
1299         int ceiling;
1300
1301         len = min(count, sizeof(buf) - 1);
1302         if (copy_from_user(buf, user_buf, len))
1303                 return -EFAULT;
1304
1305         buf[len] = '\0';
1306         if (kstrtoint(buf, 0, &ceiling))
1307                 return -EINVAL;
1308
1309         if (ceiling < 0)
1310                 return -EINVAL;
1311
1312         tlb_single_page_flush_ceiling = ceiling;
1313         return count;
1314 }
1315
1316 static const struct file_operations fops_tlbflush = {
1317         .read = tlbflush_read_file,
1318         .write = tlbflush_write_file,
1319         .llseek = default_llseek,
1320 };
1321
1322 static int __init create_tlb_single_page_flush_ceiling(void)
1323 {
1324         debugfs_create_file("tlb_single_page_flush_ceiling", S_IRUSR | S_IWUSR,
1325                             arch_debugfs_dir, NULL, &fops_tlbflush);
1326         return 0;
1327 }
1328 late_initcall(create_tlb_single_page_flush_ceiling);