Documentation/arm64/tagged-pointers.rst

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   2 Tagged virtual addresses in AArch64 Linux
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   5 Author: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
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   7 Date  : 12 June 2013
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   9 This document briefly describes the provision of tagged virtual
  10 addresses in the AArch64 translation system and their potential uses
  11 in AArch64 Linux.
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  13 The kernel configures the translation tables so that translations made
  14 via TTBR0 (i.e. userspace mappings) have the top byte (bits 63:56) of
  15 the virtual address ignored by the translation hardware. This frees up
  16 this byte for application use.
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  19 Passing tagged addresses to the kernel
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  22 All interpretation of userspace memory addresses by the kernel assumes
  23 an address tag of 0x00.
  24
  25 This includes, but is not limited to, addresses found in:
  26
  27  - pointer arguments to system calls, including pointers in structures
  28    passed to system calls,
  29
  30  - the stack pointer (sp), e.g. when interpreting it to deliver a
  31    signal,
  32
  33  - the frame pointer (x29) and frame records, e.g. when interpreting
  34    them to generate a backtrace or call graph.
  35
  36 Using non-zero address tags in any of these locations may result in an
  37 error code being returned, a (fatal) signal being raised, or other modes
  38 of failure.
  39
  40 For these reasons, passing non-zero address tags to the kernel via
  41 system calls is forbidden, and using a non-zero address tag for sp is
  42 strongly discouraged.
  43
  44 Programs maintaining a frame pointer and frame records that use non-zero
  45 address tags may suffer impaired or inaccurate debug and profiling
  46 visibility.
  47
  48
  49 Preserving tags
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  51
  52 Non-zero tags are not preserved when delivering signals. This means that
  53 signal handlers in applications making use of tags cannot rely on the
  54 tag information for user virtual addresses being maintained for fields
  55 inside siginfo_t. One exception to this rule is for signals raised in
  56 response to watchpoint debug exceptions, where the tag information will
  57 be preserved.
  58
  59 The architecture prevents the use of a tagged PC, so the upper byte will
  60 be set to a sign-extension of bit 55 on exception return.
  61
  62
  63 Other considerations
  64 --------------------
  65
  66 Special care should be taken when using tagged pointers, since it is
  67 likely that C compilers will not hazard two virtual addresses differing
  68 only in the upper byte.