]> pilppa.com Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/commitdiff
mm: fix PageUptodate data race
authorNick Piggin <npiggin@suse.de>
Tue, 5 Feb 2008 06:29:34 +0000 (22:29 -0800)
committerLinus Torvalds <torvalds@woody.linux-foundation.org>
Tue, 5 Feb 2008 17:44:19 +0000 (09:44 -0800)
After running SetPageUptodate, preceeding stores to the page contents to
actually bring it uptodate may not be ordered with the store to set the
page uptodate.

Therefore, another CPU which checks PageUptodate is true, then reads the
page contents can get stale data.

Fix this by having an smp_wmb before SetPageUptodate, and smp_rmb after
PageUptodate.

Many places that test PageUptodate, do so with the page locked, and this
would be enough to ensure memory ordering in those places if
SetPageUptodate were only called while the page is locked.  Unfortunately
that is not always the case for some filesystems, but it could be an idea
for the future.

Also bring the handling of anonymous page uptodateness in line with that of
file backed page management, by marking anon pages as uptodate when they
_are_ uptodate, rather than when our implementation requires that they be
marked as such.  Doing allows us to get rid of the smp_wmb's in the page
copying functions, which were especially added for anonymous pages for an
analogous memory ordering problem.  Both file and anonymous pages are
handled with the same barriers.

FAQ:
Q. Why not do this in flush_dcache_page?
A. Firstly, flush_dcache_page handles only one side (the smb side) of the
ordering protocol; we'd still need smp_rmb somewhere. Secondly, hiding away
memory barriers in a completely unrelated function is nasty; at least in the
PageUptodate macros, they are located together with (half) the operations
involved in the ordering. Thirdly, the smp_wmb is only required when first
bringing the page uptodate, wheras flush_dcache_page should be called each time
it is written to through the kernel mapping. It is logically the wrong place to
put it.

Q. Why does this increase my text size / reduce my performance / etc.
A. Because it is adding the necessary instructions to eliminate the data-race.

Q. Can it be improved?
A. Yes, eg. if you were to create a rule that all SetPageUptodate operations
run under the page lock, we could avoid the smp_rmb places where PageUptodate
is queried under the page lock. Requires audit of all filesystems and at least
some would need reworking. That's great you're interested, I'm eagerly awaiting
your patches.

Signed-off-by: Nick Piggin <npiggin@suse.de>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Signed-off-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
include/linux/highmem.h
include/linux/page-flags.h
mm/hugetlb.c
mm/memory.c
mm/page_io.c
mm/swap_state.c

index 61a5e5eb27f0e794de97a7f94d78b9ff2346dc61..7dcbc82f3b7bf4a19969d0cf19824cf373a2a91b 100644 (file)
@@ -68,8 +68,6 @@ static inline void clear_user_highpage(struct page *page, unsigned long vaddr)
        void *addr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
        clear_user_page(addr, vaddr, page);
        kunmap_atomic(addr, KM_USER0);
-       /* Make sure this page is cleared on other CPU's too before using it */
-       smp_wmb();
 }
 
 #ifndef __HAVE_ARCH_ALLOC_ZEROED_USER_HIGHPAGE
@@ -172,8 +170,6 @@ static inline void copy_user_highpage(struct page *to, struct page *from,
        copy_user_page(vto, vfrom, vaddr, to);
        kunmap_atomic(vfrom, KM_USER0);
        kunmap_atomic(vto, KM_USER1);
-       /* Make sure this page is cleared on other CPU's too before using it */
-       smp_wmb();
 }
 
 #endif
index 209d3a47f50f24b5ccbf29c6b3dd965ebb79d2d8..bbad43fb8181001b43ef1c8de406173138d118e0 100644 (file)
 #define ClearPageReferenced(page)      clear_bit(PG_referenced, &(page)->flags)
 #define TestClearPageReferenced(page) test_and_clear_bit(PG_referenced, &(page)->flags)
 
-#define PageUptodate(page)     test_bit(PG_uptodate, &(page)->flags)
+static inline int PageUptodate(struct page *page)
+{
+       int ret = test_bit(PG_uptodate, &(page)->flags);
+
+       /*
+        * Must ensure that the data we read out of the page is loaded
+        * _after_ we've loaded page->flags to check for PageUptodate.
+        * We can skip the barrier if the page is not uptodate, because
+        * we wouldn't be reading anything from it.
+        *
+        * See SetPageUptodate() for the other side of the story.
+        */
+       if (ret)
+               smp_rmb();
+
+       return ret;
+}
+
+static inline void __SetPageUptodate(struct page *page)
+{
+       smp_wmb();
+       __set_bit(PG_uptodate, &(page)->flags);
 #ifdef CONFIG_S390
+       page_clear_dirty(page);
+#endif
+}
+
 static inline void SetPageUptodate(struct page *page)
 {
+#ifdef CONFIG_S390
        if (!test_and_set_bit(PG_uptodate, &page->flags))
                page_clear_dirty(page);
-}
 #else
-#define SetPageUptodate(page)  set_bit(PG_uptodate, &(page)->flags)
+       /*
+        * Memory barrier must be issued before setting the PG_uptodate bit,
+        * so that all previous stores issued in order to bring the page
+        * uptodate are actually visible before PageUptodate becomes true.
+        *
+        * s390 doesn't need an explicit smp_wmb here because the test and
+        * set bit already provides full barriers.
+        */
+       smp_wmb();
+       set_bit(PG_uptodate, &(page)->flags);
 #endif
+}
+
 #define ClearPageUptodate(page)        clear_bit(PG_uptodate, &(page)->flags)
 
 #define PageDirty(page)                test_bit(PG_dirty, &(page)->flags)
index db861d8b6c2824f460cc177f0d4008fd8850cc3e..1a5642074e342532f4a844ed0d2fdc86bd9b5de9 100644 (file)
@@ -813,6 +813,7 @@ static int hugetlb_cow(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 
        spin_unlock(&mm->page_table_lock);
        copy_huge_page(new_page, old_page, address, vma);
+       __SetPageUptodate(new_page);
        spin_lock(&mm->page_table_lock);
 
        ptep = huge_pte_offset(mm, address & HPAGE_MASK);
@@ -858,6 +859,7 @@ retry:
                        goto out;
                }
                clear_huge_page(page, address);
+               __SetPageUptodate(page);
 
                if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
                        int err;
index 6a9c048f60120210bb4c4beee0e64c815a6ab18b..7bb70728bb526f357deca4879f821038a2b9fd62 100644 (file)
@@ -1518,10 +1518,8 @@ static inline void cow_user_page(struct page *dst, struct page *src, unsigned lo
                        memset(kaddr, 0, PAGE_SIZE);
                kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
                flush_dcache_page(dst);
-               return;
-
-       }
-       copy_user_highpage(dst, src, va, vma);
+       } else
+               copy_user_highpage(dst, src, va, vma);
 }
 
 /*
@@ -1630,6 +1628,7 @@ gotten:
        if (!new_page)
                goto oom;
        cow_user_page(new_page, old_page, address, vma);
+       __SetPageUptodate(new_page);
 
        /*
         * Re-check the pte - we dropped the lock
@@ -2102,6 +2101,7 @@ static int do_anonymous_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
        page = alloc_zeroed_user_highpage_movable(vma, address);
        if (!page)
                goto oom;
+       __SetPageUptodate(page);
 
        entry = mk_pte(page, vma->vm_page_prot);
        entry = maybe_mkwrite(pte_mkdirty(entry), vma);
@@ -2202,6 +2202,7 @@ static int __do_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
                                goto out;
                        }
                        copy_user_highpage(page, vmf.page, address, vma);
+                       __SetPageUptodate(page);
                } else {
                        /*
                         * If the page will be shareable, see if the backing
index 3b97f68502733edba06e5697d56ecfeb7643b8c1..065c4480eaf0905c8631732540a118c002989f09 100644 (file)
@@ -126,7 +126,7 @@ int swap_readpage(struct file *file, struct page *page)
        int ret = 0;
 
        BUG_ON(!PageLocked(page));
-       ClearPageUptodate(page);
+       BUG_ON(PageUptodate(page));
        bio = get_swap_bio(GFP_KERNEL, page_private(page), page,
                                end_swap_bio_read);
        if (bio == NULL) {
index 65b81c92738f6ee95363d164c688d7784c3361cc..ec42f01a8d02669fb5bd2c73dcffefb5bb619f6c 100644 (file)
@@ -125,6 +125,7 @@ int add_to_swap(struct page * page, gfp_t gfp_mask)
        int err;
 
        BUG_ON(!PageLocked(page));
+       BUG_ON(!PageUptodate(page));
 
        for (;;) {
                entry = get_swap_page();
@@ -147,7 +148,6 @@ int add_to_swap(struct page * page, gfp_t gfp_mask)
 
                switch (err) {
                case 0:                         /* Success */
-                       SetPageUptodate(page);
                        SetPageDirty(page);
                        return 1;
                case -EEXIST: