arch/arm/lib/uaccess_with_memcpy.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/lib/uaccess_with_memcpy.c
   3  *
   4  *  Written by: Lennert Buytenhek and Nicolas Pitre
   5  *  Copyright (C) 2009 Marvell Semiconductor
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/ctype.h>
  14 #include <linux/uaccess.h>
  15 #include <linux/rwsem.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/hardirq.h> /* for in_atomic() */
  19 #include <linux/gfp.h>
  20 #include <linux/highmem.h>
  21 #include <linux/hugetlb.h>
  22 #include <linux/export.h>
  23 #include <asm/current.h>
  24 #include <asm/page.h>
  25
  26 static int
  27 pin_page_for_write(const void __user *_addr, pte_t **ptep, spinlock_t **ptlp)
  28 {
  29         unsigned long addr = (unsigned long)_addr;
  30         pgd_t *pgd;
  31         pmd_t *pmd;
  32         pte_t *pte;
  33         pud_t *pud;
  34         spinlock_t *ptl;
  35
  36         pgd = pgd_offset(current->mm, addr);
  37         if (unlikely(pgd_none(*pgd) || pgd_bad(*pgd)))
  38                 return 0;
  39
  40         pud = pud_offset(pgd, addr);
  41         if (unlikely(pud_none(*pud) || pud_bad(*pud)))
  42                 return 0;
  43
  44         pmd = pmd_offset(pud, addr);
  45         if (unlikely(pmd_none(*pmd)))
  46                 return 0;
  47
  48         /*
  49          * A pmd can be bad if it refers to a HugeTLB or THP page.
  50          *
  51          * Both THP and HugeTLB pages have the same pmd layout
  52          * and should not be manipulated by the pte functions.
  53          *
  54          * Lock the page table for the destination and check
  55          * to see that it's still huge and whether or not we will
  56          * need to fault on write.
  57          */
  58         if (unlikely(pmd_thp_or_huge(*pmd))) {
  59                 ptl = &current->mm->page_table_lock;
  60                 spin_lock(ptl);
  61                 if (unlikely(!pmd_thp_or_huge(*pmd)
  62                         || pmd_hugewillfault(*pmd))) {
  63                         spin_unlock(ptl);
  64                         return 0;
  65                 }
  66
  67                 *ptep = NULL;
  68                 *ptlp = ptl;
  69                 return 1;
  70         }
  71
  72         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
  73                 return 0;
  74
  75         pte = pte_offset_map_lock(current->mm, pmd, addr, &ptl);
  76         if (unlikely(!pte_present(*pte) || !pte_young(*pte) ||
  77             !pte_write(*pte) || !pte_dirty(*pte))) {
  78                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
  79                 return 0;
  80         }
  81
  82         *ptep = pte;
  83         *ptlp = ptl;
  84
  85         return 1;
  86 }
  87
  88 static unsigned long noinline
  89 __copy_to_user_memcpy(void __user *to, const void *from, unsigned long n)
  90 {
  91         unsigned long ua_flags;
  92         int atomic;
  93
  94         if (unlikely(segment_eq(get_fs(), KERNEL_DS))) {
  95                 memcpy((void *)to, from, n);
  96                 return 0;
  97         }
  98
  99         /* the mmap semaphore is taken only if not in an atomic context */
 100         atomic = faulthandler_disabled();
 101
 102         if (!atomic)
 103                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 104         while (n) {
 105                 pte_t *pte;
 106                 spinlock_t *ptl;
 107                 int tocopy;
 108
 109                 while (!pin_page_for_write(to, &pte, &ptl)) {
 110                         if (!atomic)
 111                                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 112                         if (__put_user(0, (char __user *)to))
 113                                 goto out;
 114                         if (!atomic)
 115                                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 116                 }
 117
 118                 tocopy = (~(unsigned long)to & ~PAGE_MASK) + 1;
 119                 if (tocopy > n)
 120                         tocopy = n;
 121
 122                 ua_flags = uaccess_save_and_enable();
 123                 memcpy((void *)to, from, tocopy);
 124                 uaccess_restore(ua_flags);
 125                 to += tocopy;
 126                 from += tocopy;
 127                 n -= tocopy;
 128
 129                 if (pte)
 130                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 131                 else
 132                         spin_unlock(ptl);
 133         }
 134         if (!atomic)
 135                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 136
 137 out:
 138         return n;
 139 }
 140
 141 unsigned long
 142 arm_copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)
 143 {
 144         /*
 145          * This test is stubbed out of the main function above to keep
 146          * the overhead for small copies low by avoiding a large
 147          * register dump on the stack just to reload them right away.
 148          * With frame pointer disabled, tail call optimization kicks in
 149          * as well making this test almost invisible.
 150          */
 151         if (n < 64) {
 152                 unsigned long ua_flags = uaccess_save_and_enable();
 153                 n = __copy_to_user_std(to, from, n);
 154                 uaccess_restore(ua_flags);
 155         } else {
 156                 n = __copy_to_user_memcpy(to, from, n);
 157         }
 158         return n;
 159 }
 160 EXPORT_SYMBOL(arm_copy_to_user);
 161
 162 static unsigned long noinline
 163 __clear_user_memset(void __user *addr, unsigned long n)
 164 {
 165         unsigned long ua_flags;
 166
 167         if (unlikely(segment_eq(get_fs(), KERNEL_DS))) {
 168                 memset((void *)addr, 0, n);
 169                 return 0;
 170         }
 171
 172         down_read(&current->mm->mmap_sem);
 173         while (n) {
 174                 pte_t *pte;
 175                 spinlock_t *ptl;
 176                 int tocopy;
 177
 178                 while (!pin_page_for_write(addr, &pte, &ptl)) {
 179                         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 180                         if (__put_user(0, (char __user *)addr))
 181                                 goto out;
 182                         down_read(&current->mm->mmap_sem);
 183                 }
 184
 185                 tocopy = (~(unsigned long)addr & ~PAGE_MASK) + 1;
 186                 if (tocopy > n)
 187                         tocopy = n;
 188
 189                 ua_flags = uaccess_save_and_enable();
 190                 memset((void *)addr, 0, tocopy);
 191                 uaccess_restore(ua_flags);
 192                 addr += tocopy;
 193                 n -= tocopy;
 194
 195                 if (pte)
 196                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 197                 else
 198                         spin_unlock(ptl);
 199         }
 200         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 201
 202 out:
 203         return n;
 204 }
 205
 206 unsigned long arm_clear_user(void __user *addr, unsigned long n)
 207 {
 208         /* See rational for this in __copy_to_user() above. */
 209         if (n < 64) {
 210                 unsigned long ua_flags = uaccess_save_and_enable();
 211                 n = __clear_user_std(addr, n);
 212                 uaccess_restore(ua_flags);
 213         } else {
 214                 n = __clear_user_memset(addr, n);
 215         }
 216         return n;
 217 }
 218 EXPORT_SYMBOL(arm_clear_user);
 219
 220 #if 0
 221
 222 /*
 223  * This code is disabled by default, but kept around in case the chosen
 224  * thresholds need to be revalidated.  Some overhead (small but still)
 225  * would be implied by a runtime determined variable threshold, and
 226  * so far the measurement on concerned targets didn't show a worthwhile
 227  * variation.
 228  *
 229  * Note that a fairly precise sched_clock() implementation is needed
 230  * for results to make some sense.
 231  */
 232
 233 #include <linux/vmalloc.h>
 234
 235 static int __init test_size_treshold(void)
 236 {
 237         struct page *src_page, *dst_page;
 238         void *user_ptr, *kernel_ptr;
 239         unsigned long long t0, t1, t2;
 240         int size, ret;
 241
 242         ret = -ENOMEM;
 243         src_page = alloc_page(GFP_KERNEL);
 244         if (!src_page)
 245                 goto no_src;
 246         dst_page = alloc_page(GFP_KERNEL);
 247         if (!dst_page)
 248                 goto no_dst;
 249         kernel_ptr = page_address(src_page);
 250         user_ptr = vmap(&dst_page, 1, VM_IOREMAP, __pgprot(__P010));
 251         if (!user_ptr)
 252                 goto no_vmap;
 253
 254         /* warm up the src page dcache */
 255         ret = __copy_to_user_memcpy(user_ptr, kernel_ptr, PAGE_SIZE);
 256
 257         for (size = PAGE_SIZE; size >= 4; size /= 2) {
 258                 t0 = sched_clock();
 259                 ret |= __copy_to_user_memcpy(user_ptr, kernel_ptr, size);
 260                 t1 = sched_clock();
 261                 ret |= __copy_to_user_std(user_ptr, kernel_ptr, size);
 262                 t2 = sched_clock();
 263                 printk("copy_to_user: %d %llu %llu\n", size, t1 - t0, t2 - t1);
 264         }
 265
 266         for (size = PAGE_SIZE; size >= 4; size /= 2) {
 267                 t0 = sched_clock();
 268                 ret |= __clear_user_memset(user_ptr, size);
 269                 t1 = sched_clock();
 270                 ret |= __clear_user_std(user_ptr, size);
 271                 t2 = sched_clock();
 272                 printk("clear_user: %d %llu %llu\n", size, t1 - t0, t2 - t1);
 273         }
 274
 275         if (ret)
 276                 ret = -EFAULT;
 277
 278         vunmap(user_ptr);
 279 no_vmap:
 280         put_page(dst_page);
 281 no_dst:
 282         put_page(src_page);
 283 no_src:
 284         return ret;
 285 }
 286
 287 subsys_initcall(test_size_treshold);
 288
 289 #endif