Meltdown: implement user/kernel page table separation.
authorguenther <guenther@openbsd.org>
Wed, 21 Feb 2018 19:24:15 +0000 (19:24 +0000)
committerguenther <guenther@openbsd.org>
Wed, 21 Feb 2018 19:24:15 +0000 (19:24 +0000)
commitb767b017801a7911c8695888fb3667cbbba30f7b
treeccf0b51b000eadf1389ae6374a54ff8c12b9e73b
parent38f961b99879de15ca9f2197d98c4dbe6c9ecbbe
Meltdown: implement user/kernel page table separation.

On Intel CPUs which speculate past user/supervisor page permission checks,
use a separate page table for userspace with only the minimum of kernel code
and data required for the transitions to/from the kernel (still marked as
supervisor-only, of course):
 - the IDT (RO)
 - three pages of kernel text in the .kutext section for interrupt, trap,
   and syscall trampoline code (RX)
 - one page of kernel data in the .kudata section for TLB flush IPIs (RW)
 - the lapic page (RW, uncachable)
 - per CPU: one page for the TSS+GDT (RO) and one page for trampoline
   stacks (RW)

When a syscall, trap, or interrupt takes a CPU from userspace to kernel the
trampoline code switches page tables, switches stacks to the thread's real
kernel stack, then copies over the necessary bits from the trampoline stack.
On return to userspace the opposite occurs: recreate the iretq frame on the
trampoline stack, switch stack, switch page tables, and return to userspace.

mlarkin@ implemented the pmap bits and did 90% of the debugging, diagnosing
  issues on MP in particular, and drove the final push to completion.
Many rounds of testing by naddy@, sthen@, and others
Thanks to Alex Wilson from Joyent for early discussions about trampolines
  and their data requirements.
Per-CPU page layout mostly inspired by DragonFlyBSD.

ok mlarkin@ deraadt@
22 files changed:
sys/arch/amd64/amd64/cpu.c
sys/arch/amd64/amd64/gdt.c
sys/arch/amd64/amd64/genassym.cf
sys/arch/amd64/amd64/identcpu.c
sys/arch/amd64/amd64/lapic.c
sys/arch/amd64/amd64/locore.S
sys/arch/amd64/amd64/locore0.S
sys/arch/amd64/amd64/machdep.c
sys/arch/amd64/amd64/pmap.c
sys/arch/amd64/amd64/spl.S
sys/arch/amd64/amd64/trap.c
sys/arch/amd64/amd64/vector.S
sys/arch/amd64/conf/ld.script
sys/arch/amd64/include/asm.h
sys/arch/amd64/include/cpu.h
sys/arch/amd64/include/cpu_full.h [new file with mode: 0644]
sys/arch/amd64/include/cpufunc.h
sys/arch/amd64/include/frame.h
sys/arch/amd64/include/frameasm.h
sys/arch/amd64/include/gdt.h
sys/arch/amd64/include/pmap.h
sys/arch/amd64/include/specialreg.h