[PATCH] mm: pte_offset_map_lock loops
Hugh Dickins [Sun, 30 Oct 2005 01:16:27 +0000 (18:16 -0700)]
Convert those common loops using page_table_lock on the outside and
pte_offset_map within to use just pte_offset_map_lock within instead.

These all hold mmap_sem (some exclusively, some not), so at no level can a
page table be whipped away from beneath them.  But whereas pte_alloc loops
tested with the "atomic" pmd_present, these loops are testing with pmd_none,
which on i386 PAE tests both lower and upper halves.

That's now unsafe, so add a cast into pmd_none to test only the vital lower
half: we lose a little sensitivity to a corrupt middle directory, but not
enough to worry about.  It appears that i386 and UML were the only
architectures vulnerable in this way, and pgd and pud no problem.

Signed-off-by: Hugh Dickins <hugh@veritas.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@osdl.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@osdl.org>

fs/proc/task_mmu.c
include/asm-i386/pgtable.h
include/asm-um/pgtable.h
mm/mempolicy.c
mm/mprotect.c
mm/msync.c
mm/swapfile.c

index 7c89b45..7e5e7ec 100644 (file)
@@ -203,13 +203,14 @@ static void smaps_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
                                struct mem_size_stats *mss)
 {
        pte_t *pte, ptent;
+       spinlock_t *ptl;
        unsigned long pfn;
        struct page *page;
 
-       pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
                ptent = *pte;
-               if (pte_none(ptent) || !pte_present(ptent))
+               if (!pte_present(ptent))
                        continue;
 
                mss->resident += PAGE_SIZE;
@@ -230,8 +231,8 @@ static void smaps_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
                                mss->private_clean += PAGE_SIZE;
                }
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(pte - 1);
-       cond_resched_lock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
+       pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
+       cond_resched();
 }
 
 static inline void smaps_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
@@ -285,17 +286,11 @@ static inline void smaps_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v)
 {
        struct vm_area_struct *vma = v;
-       struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
        struct mem_size_stats mss;
 
        memset(&mss, 0, sizeof mss);
-
-       if (mm) {
-               spin_lock(&mm->page_table_lock);
+       if (vma->vm_mm)
                smaps_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, &mss);
-               spin_unlock(&mm->page_table_lock);
-       }
-
        return show_map_internal(m, v, &mss);
 }
 
index d101ac4..0e3ec80 100644 (file)
@@ -203,7 +203,8 @@ extern unsigned long pg0[];
 #define pte_present(x) ((x).pte_low & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_PROTNONE))
 #define pte_clear(mm,addr,xp)  do { set_pte_at(mm, addr, xp, __pte(0)); } while (0)
 
-#define pmd_none(x)    (!pmd_val(x))
+/* To avoid harmful races, pmd_none(x) should check only the lower when PAE */
+#define pmd_none(x)    (!(unsigned long)pmd_val(x))
 #define pmd_present(x) (pmd_val(x) & _PAGE_PRESENT)
 #define pmd_clear(xp)  do { set_pmd(xp, __pmd(0)); } while (0)
 #define        pmd_bad(x)      ((pmd_val(x) & (~PAGE_MASK & ~_PAGE_USER)) != _KERNPG_TABLE)
index 616d02b..ac64eb9 100644 (file)
@@ -138,7 +138,7 @@ extern unsigned long pg0[1024];
 
 #define pte_clear(mm,addr,xp) pte_set_val(*(xp), (phys_t) 0, __pgprot(_PAGE_NEWPAGE))
 
-#define pmd_none(x)    (!(pmd_val(x) & ~_PAGE_NEWPAGE))
+#define pmd_none(x)    (!((unsigned long)pmd_val(x) & ~_PAGE_NEWPAGE))
 #define        pmd_bad(x)      ((pmd_val(x) & (~PAGE_MASK & ~_PAGE_USER)) != _KERNPG_TABLE)
 #define pmd_present(x) (pmd_val(x) & _PAGE_PRESENT)
 #define pmd_clear(xp)  do { pmd_val(*(xp)) = _PAGE_NEWPAGE; } while (0)
index 11d824f..902d4c9 100644 (file)
@@ -228,9 +228,9 @@ static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
 {
        pte_t *orig_pte;
        pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
 
-       spin_lock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
-       orig_pte = pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
                unsigned long pfn;
                unsigned int nid;
@@ -246,8 +246,7 @@ static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
                if (!node_isset(nid, *nodes))
                        break;
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(orig_pte);
-       spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
+       pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
        return addr != end;
 }
 
index 672a76f..17a2b52 100644 (file)
@@ -29,8 +29,9 @@ static void change_pte_range(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
                unsigned long addr, unsigned long end, pgprot_t newprot)
 {
        pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
 
-       pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
                if (pte_present(*pte)) {
                        pte_t ptent;
@@ -44,7 +45,7 @@ static void change_pte_range(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
                        lazy_mmu_prot_update(ptent);
                }
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(pte - 1);
+       pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 }
 
 static inline void change_pmd_range(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
@@ -88,7 +89,6 @@ static void change_protection(struct vm_area_struct *vma,
        BUG_ON(addr >= end);
        pgd = pgd_offset(mm, addr);
        flush_cache_range(vma, addr, end);
-       spin_lock(&mm->page_table_lock);
        do {
                next = pgd_addr_end(addr, end);
                if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
@@ -96,7 +96,6 @@ static void change_protection(struct vm_area_struct *vma,
                change_pud_range(mm, pgd, addr, next, newprot);
        } while (pgd++, addr = next, addr != end);
        flush_tlb_range(vma, start, end);
-       spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 }
 
 static int
index 8603954..0e040e9 100644 (file)
 #include <asm/pgtable.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
 
-/*
- * Called with mm->page_table_lock held to protect against other
- * threads/the swapper from ripping pte's out from under us.
- */
-
 static void msync_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
                                unsigned long addr, unsigned long end)
 {
-       struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
        pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
        int progress = 0;
 
 again:
-       pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
                unsigned long pfn;
                struct page *page;
 
                if (progress >= 64) {
                        progress = 0;
-                       if (need_resched() ||
-                           need_lockbreak(&mm->page_table_lock))
+                       if (need_resched() || need_lockbreak(ptl))
                                break;
                }
                progress++;
@@ -58,8 +52,8 @@ again:
                        set_page_dirty(page);
                progress += 3;
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(pte - 1);
-       cond_resched_lock(&mm->page_table_lock);
+       pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
+       cond_resched();
        if (addr != end)
                goto again;
 }
@@ -97,7 +91,6 @@ static inline void msync_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
 static void msync_page_range(struct vm_area_struct *vma,
                                unsigned long addr, unsigned long end)
 {
-       struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
        pgd_t *pgd;
        unsigned long next;
 
@@ -110,16 +103,14 @@ static void msync_page_range(struct vm_area_struct *vma,
                return;
 
        BUG_ON(addr >= end);
-       pgd = pgd_offset(mm, addr);
+       pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
        flush_cache_range(vma, addr, end);
-       spin_lock(&mm->page_table_lock);
        do {
                next = pgd_addr_end(addr, end);
                if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
                        continue;
                msync_pud_range(vma, pgd, addr, next);
        } while (pgd++, addr = next, addr != end);
-       spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 }
 
 /*
index 296e0bb..510f003 100644 (file)
@@ -401,8 +401,6 @@ void free_swap_and_cache(swp_entry_t entry)
  * No need to decide whether this PTE shares the swap entry with others,
  * just let do_wp_page work it out if a write is requested later - to
  * force COW, vm_page_prot omits write permission from any private vma.
- *
- * vma->vm_mm->page_table_lock is held.
  */
 static void unuse_pte(struct vm_area_struct *vma, pte_t *pte,
                unsigned long addr, swp_entry_t entry, struct page *page)
@@ -424,23 +422,25 @@ static int unuse_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
                                unsigned long addr, unsigned long end,
                                swp_entry_t entry, struct page *page)
 {
-       pte_t *pte;
        pte_t swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
+       pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
+       int found = 0;
 
-       pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
                /*
                 * swapoff spends a _lot_ of time in this loop!
                 * Test inline before going to call unuse_pte.
                 */
                if (unlikely(pte_same(*pte, swp_pte))) {
-                       unuse_pte(vma, pte, addr, entry, page);
-                       pte_unmap(pte);
-                       return 1;
+                       unuse_pte(vma, pte++, addr, entry, page);
+                       found = 1;
+                       break;
                }
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(pte - 1);
-       return 0;
+       pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
+       return found;
 }
 
 static inline int unuse_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
@@ -522,12 +522,10 @@ static int unuse_mm(struct mm_struct *mm,
                down_read(&mm->mmap_sem);
                lock_page(page);
        }
-       spin_lock(&mm->page_table_lock);
        for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
                if (vma->anon_vma && unuse_vma(vma, entry, page))
                        break;
        }
-       spin_unlock(&mm->page_table_lock);
        up_read(&mm->mmap_sem);
        /*
         * Currently unuse_mm cannot fail, but leave error handling