arm64: mm: permit use of tagged pointers at EL0
authorWill Deacon <will.deacon@arm.com>
Wed, 12 Jun 2013 15:28:04 +0000 (16:28 +0100)
committerCatalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Tue, 3 Sep 2013 09:18:02 +0000 (10:18 +0100)
TCR.TBI0 can be used to cause hardware address translation to ignore the
top byte of userspace virtual addresses. Whilst not especially useful in
standard C programs, this can be used by JITs to `tag' pointers with
various pieces of metadata.

This patch enables this bit for AArch64 Linux, and adds a new file to
Documentation/arm64/ which describes some potential caveats when using
tagged virtual addresses.

Signed-off-by: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
Signed-off-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Documentation/arm64/tagged-pointers.txt [new file with mode: 0644]
arch/arm64/include/asm/pgtable-hwdef.h
arch/arm64/kernel/entry.S
arch/arm64/mm/proc.S

diff --git a/Documentation/arm64/tagged-pointers.txt b/Documentation/arm64/tagged-pointers.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..264e984
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,34 @@
+               Tagged virtual addresses in AArch64 Linux
+               =========================================
+
+Author: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
+Date  : 12 June 2013
+
+This document briefly describes the provision of tagged virtual
+addresses in the AArch64 translation system and their potential uses
+in AArch64 Linux.
+
+The kernel configures the translation tables so that translations made
+via TTBR0 (i.e. userspace mappings) have the top byte (bits 63:56) of
+the virtual address ignored by the translation hardware. This frees up
+this byte for application use, with the following caveats:
+
+       (1) The kernel requires that all user addresses passed to EL1
+           are tagged with tag 0x00. This means that any syscall
+           parameters containing user virtual addresses *must* have
+           their top byte cleared before trapping to the kernel.
+
+       (2) Tags are not guaranteed to be preserved when delivering
+           signals. This means that signal handlers in applications
+           making use of tags cannot rely on the tag information for
+           user virtual addresses being maintained for fields inside
+           siginfo_t. One exception to this rule is for signals raised
+           in response to debug exceptions, where the tag information
+           will be preserved.
+
+       (3) Special care should be taken when using tagged pointers,
+           since it is likely that C compilers will not hazard two
+           addresses differing only in the upper bits.
+
+The architecture prevents the use of a tagged PC, so the upper byte will
+be set to a sign-extension of bit 55 on exception return.
index e182a35..d57e668 100644 (file)
 #define TCR_TG1_64K            (UL(1) << 30)
 #define TCR_IPS_40BIT          (UL(2) << 32)
 #define TCR_ASID16             (UL(1) << 36)
+#define TCR_TBI0               (UL(1) << 37)
 
 #endif
index 57640df..3881fd1 100644 (file)
@@ -423,6 +423,7 @@ el0_da:
         * Data abort handling
         */
        mrs     x0, far_el1
+       bic     x0, x0, #(0xff << 56)
        disable_step x1
        isb
        enable_dbg
index f84fcf7..b1b31bb 100644 (file)
@@ -147,7 +147,7 @@ ENTRY(__cpu_setup)
         * both user and kernel.
         */
        ldr     x10, =TCR_TxSZ(VA_BITS) | TCR_FLAGS | TCR_IPS_40BIT | \
-                     TCR_ASID16 | (1 << 31)
+                     TCR_ASID16 | TCR_TBI0 | (1 << 31)
 #ifdef CONFIG_ARM64_64K_PAGES
        orr     x10, x10, TCR_TG0_64K
        orr     x10, x10, TCR_TG1_64K