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[cascardo/linux.git] / Documentation / x86 / protection-keys.txt
index c281ded..b643045 100644 (file)
@@ -18,10 +18,68 @@ even though there is theoretically space in the PAE PTEs.  These
 permissions are enforced on data access only and have no effect on
 instruction fetches.
 
 permissions are enforced on data access only and have no effect on
 instruction fetches.
 
-=========================== Config Option ===========================
+=========================== Syscalls ===========================
 
 
-This config option adds approximately 1.5kb of text. and 50 bytes of
-data to the executable.  A workload which does large O_DIRECT reads
-of holes in XFS files was run to exercise get_user_pages_fast().  No
-performance delta was observed with the config option
-enabled or disabled.
+There are 3 system calls which directly interact with pkeys:
+
+       int pkey_alloc(unsigned long flags, unsigned long init_access_rights)
+       int pkey_free(int pkey);
+       int pkey_mprotect(unsigned long start, size_t len,
+                         unsigned long prot, int pkey);
+
+Before a pkey can be used, it must first be allocated with
+pkey_alloc().  An application calls the WRPKRU instruction
+directly in order to change access permissions to memory covered
+with a key.  In this example WRPKRU is wrapped by a C function
+called pkey_set().
+
+       int real_prot = PROT_READ|PROT_WRITE;
+       pkey = pkey_alloc(0, PKEY_DENY_WRITE);
+       ptr = mmap(NULL, PAGE_SIZE, PROT_NONE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0);
+       ret = pkey_mprotect(ptr, PAGE_SIZE, real_prot, pkey);
+       ... application runs here
+
+Now, if the application needs to update the data at 'ptr', it can
+gain access, do the update, then remove its write access:
+
+       pkey_set(pkey, 0); // clear PKEY_DENY_WRITE
+       *ptr = foo; // assign something
+       pkey_set(pkey, PKEY_DENY_WRITE); // set PKEY_DENY_WRITE again
+
+Now when it frees the memory, it will also free the pkey since it
+is no longer in use:
+
+       munmap(ptr, PAGE_SIZE);
+       pkey_free(pkey);
+
+(Note: pkey_set() is a wrapper for the RDPKRU and WRPKRU instructions.
+ An example implementation can be found in
+ tools/testing/selftests/x86/protection_keys.c)
+
+=========================== Behavior ===========================
+
+The kernel attempts to make protection keys consistent with the
+behavior of a plain mprotect().  For instance if you do this:
+
+       mprotect(ptr, size, PROT_NONE);
+       something(ptr);
+
+you can expect the same effects with protection keys when doing this:
+
+       pkey = pkey_alloc(0, PKEY_DISABLE_WRITE | PKEY_DISABLE_READ);
+       pkey_mprotect(ptr, size, PROT_READ|PROT_WRITE, pkey);
+       something(ptr);
+
+That should be true whether something() is a direct access to 'ptr'
+like:
+
+       *ptr = foo;
+
+or when the kernel does the access on the application's behalf like
+with a read():
+
+       read(fd, ptr, 1);
+
+The kernel will send a SIGSEGV in both cases, but si_code will be set
+to SEGV_PKERR when violating protection keys versus SEGV_ACCERR when
+the plain mprotect() permissions are violated.