arch/arm64/mm/fault.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Based on arch/arm/mm/fault.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   6  * Copyright (C) 1995-2004 Russell King
   7  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   8  */
   9
  10 #include <linux/acpi.h>
  11 #include <linux/bitfield.h>
  12 #include <linux/extable.h>
  13 #include <linux/signal.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/hardirq.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/kprobes.h>
  18 #include <linux/uaccess.h>
  19 #include <linux/page-flags.h>
  20 #include <linux/sched/signal.h>
  21 #include <linux/sched/debug.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/perf_event.h>
  24 #include <linux/preempt.h>
  25 #include <linux/hugetlb.h>
  26
  27 #include <asm/acpi.h>
  28 #include <asm/bug.h>
  29 #include <asm/cmpxchg.h>
  30 #include <asm/cpufeature.h>
  31 #include <asm/exception.h>
  32 #include <asm/daifflags.h>
  33 #include <asm/debug-monitors.h>
  34 #include <asm/esr.h>
  35 #include <asm/kasan.h>
  36 #include <asm/sysreg.h>
  37 #include <asm/system_misc.h>
  38 #include <asm/pgtable.h>
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40 #include <asm/traps.h>
  41
  42 struct fault_info {
  43         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int esr,
  44                       struct pt_regs *regs);
  45         int     sig;
  46         int     code;
  47         const char *name;
  48 };
  49
  50 static const struct fault_info fault_info[];
  51 static struct fault_info debug_fault_info[];
  52
  53 static inline const struct fault_info *esr_to_fault_info(unsigned int esr)
  54 {
  55         return fault_info + (esr & ESR_ELx_FSC);
  56 }
  57
  58 static inline const struct fault_info *esr_to_debug_fault_info(unsigned int esr)
  59 {
  60         return debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
  61 }
  62
  63 static void data_abort_decode(unsigned int esr)
  64 {
  65         pr_alert("Data abort info:\n");
  66
  67         if (esr & ESR_ELx_ISV) {
  68                 pr_alert("  Access size = %u byte(s)\n",
  69                          1U << ((esr & ESR_ELx_SAS) >> ESR_ELx_SAS_SHIFT));
  70                 pr_alert("  SSE = %lu, SRT = %lu\n",
  71                          (esr & ESR_ELx_SSE) >> ESR_ELx_SSE_SHIFT,
  72                          (esr & ESR_ELx_SRT_MASK) >> ESR_ELx_SRT_SHIFT);
  73                 pr_alert("  SF = %lu, AR = %lu\n",
  74                          (esr & ESR_ELx_SF) >> ESR_ELx_SF_SHIFT,
  75                          (esr & ESR_ELx_AR) >> ESR_ELx_AR_SHIFT);
  76         } else {
  77                 pr_alert("  ISV = 0, ISS = 0x%08lx\n", esr & ESR_ELx_ISS_MASK);
  78         }
  79
  80         pr_alert("  CM = %lu, WnR = %lu\n",
  81                  (esr & ESR_ELx_CM) >> ESR_ELx_CM_SHIFT,
  82                  (esr & ESR_ELx_WNR) >> ESR_ELx_WNR_SHIFT);
  83 }
  84
  85 static void mem_abort_decode(unsigned int esr)
  86 {
  87         pr_alert("Mem abort info:\n");
  88
  89         pr_alert("  ESR = 0x%08x\n", esr);
  90         pr_alert("  EC = 0x%02lx: %s, IL = %u bits\n",
  91                  ESR_ELx_EC(esr), esr_get_class_string(esr),
  92                  (esr & ESR_ELx_IL) ? 32 : 16);
  93         pr_alert("  SET = %lu, FnV = %lu\n",
  94                  (esr & ESR_ELx_SET_MASK) >> ESR_ELx_SET_SHIFT,
  95                  (esr & ESR_ELx_FnV) >> ESR_ELx_FnV_SHIFT);
  96         pr_alert("  EA = %lu, S1PTW = %lu\n",
  97                  (esr & ESR_ELx_EA) >> ESR_ELx_EA_SHIFT,
  98                  (esr & ESR_ELx_S1PTW) >> ESR_ELx_S1PTW_SHIFT);
  99
 100         if (esr_is_data_abort(esr))
 101                 data_abort_decode(esr);
 102 }
 103
 104 static inline bool is_ttbr0_addr(unsigned long addr)
 105 {
 106         /* entry assembly clears tags for TTBR0 addrs */
 107         return addr < TASK_SIZE;
 108 }
 109
 110 static inline bool is_ttbr1_addr(unsigned long addr)
 111 {
 112         /* TTBR1 addresses may have a tag if KASAN_SW_TAGS is in use */
 113         return arch_kasan_reset_tag(addr) >= PAGE_OFFSET;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Dump out the page tables associated with 'addr' in the currently active mm.
 118  */
 119 static void show_pte(unsigned long addr)
 120 {
 121         struct mm_struct *mm;
 122         pgd_t *pgdp;
 123         pgd_t pgd;
 124
 125         if (is_ttbr0_addr(addr)) {
 126                 /* TTBR0 */
 127                 mm = current->active_mm;
 128                 if (mm == &init_mm) {
 129                         pr_alert("[%016lx] user address but active_mm is swapper\n",
 130                                  addr);
 131                         return;
 132                 }
 133         } else if (is_ttbr1_addr(addr)) {
 134                 /* TTBR1 */
 135                 mm = &init_mm;
 136         } else {
 137                 pr_alert("[%016lx] address between user and kernel address ranges\n",
 138                          addr);
 139                 return;
 140         }
 141
 142         pr_alert("%s pgtable: %luk pages, %llu-bit VAs, pgdp=%016lx\n",
 143                  mm == &init_mm ? "swapper" : "user", PAGE_SIZE / SZ_1K,
 144                  vabits_actual, (unsigned long)virt_to_phys(mm->pgd));
 145         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 146         pgd = READ_ONCE(*pgdp);
 147         pr_alert("[%016lx] pgd=%016llx", addr, pgd_val(pgd));
 148
 149         do {
 150                 pud_t *pudp, pud;
 151                 pmd_t *pmdp, pmd;
 152                 pte_t *ptep, pte;
 153
 154                 if (pgd_none(pgd) || pgd_bad(pgd))
 155                         break;
 156
 157                 pudp = pud_offset(pgdp, addr);
 158                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 159                 pr_cont(", pud=%016llx", pud_val(pud));
 160                 if (pud_none(pud) || pud_bad(pud))
 161                         break;
 162
 163                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 164                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 165                 pr_cont(", pmd=%016llx", pmd_val(pmd));
 166                 if (pmd_none(pmd) || pmd_bad(pmd))
 167                         break;
 168
 169                 ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
 170                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 171                 pr_cont(", pte=%016llx", pte_val(pte));
 172                 pte_unmap(ptep);
 173         } while(0);
 174
 175         pr_cont("\n");
 176 }
 177
 178 /*
 179  * This function sets the access flags (dirty, accessed), as well as write
 180  * permission, and only to a more permissive setting.
 181  *
 182  * It needs to cope with hardware update of the accessed/dirty state by other
 183  * agents in the system and can safely skip the __sync_icache_dcache() call as,
 184  * like set_pte_at(), the PTE is never changed from no-exec to exec here.
 185  *
 186  * Returns whether or not the PTE actually changed.
 187  */
 188 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 189                           unsigned long address, pte_t *ptep,
 190                           pte_t entry, int dirty)
 191 {
 192         pteval_t old_pteval, pteval;
 193         pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
 194
 195         if (pte_same(pte, entry))
 196                 return 0;
 197
 198         /* only preserve the access flags and write permission */
 199         pte_val(entry) &= PTE_RDONLY | PTE_AF | PTE_WRITE | PTE_DIRTY;
 200
 201         /*
 202          * Setting the flags must be done atomically to avoid racing with the
 203          * hardware update of the access/dirty state. The PTE_RDONLY bit must
 204          * be set to the most permissive (lowest value) of *ptep and entry
 205          * (calculated as: a & b == ~(~a | ~b)).
 206          */
 207         pte_val(entry) ^= PTE_RDONLY;
 208         pteval = pte_val(pte);
 209         do {
 210                 old_pteval = pteval;
 211                 pteval ^= PTE_RDONLY;
 212                 pteval |= pte_val(entry);
 213                 pteval ^= PTE_RDONLY;
 214                 pteval = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep), old_pteval, pteval);
 215         } while (pteval != old_pteval);
 216
 217         flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address);
 218         return 1;
 219 }
 220
 221 static bool is_el1_instruction_abort(unsigned int esr)
 222 {
 223         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_CUR;
 224 }
 225
 226 static inline bool is_el1_permission_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
 227                                            struct pt_regs *regs)
 228 {
 229         unsigned int ec       = ESR_ELx_EC(esr);
 230         unsigned int fsc_type = esr & ESR_ELx_FSC_TYPE;
 231
 232         if (ec != ESR_ELx_EC_DABT_CUR && ec != ESR_ELx_EC_IABT_CUR)
 233                 return false;
 234
 235         if (fsc_type == ESR_ELx_FSC_PERM)
 236                 return true;
 237
 238         if (is_ttbr0_addr(addr) && system_uses_ttbr0_pan())
 239                 return fsc_type == ESR_ELx_FSC_FAULT &&
 240                         (regs->pstate & PSR_PAN_BIT);
 241
 242         return false;
 243 }
 244
 245 static bool __kprobes is_spurious_el1_translation_fault(unsigned long addr,
 246                                                         unsigned int esr,
 247                                                         struct pt_regs *regs)
 248 {
 249         unsigned long flags;
 250         u64 par, dfsc;
 251
 252         if (ESR_ELx_EC(esr) != ESR_ELx_EC_DABT_CUR ||
 253             (esr & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT)
 254                 return false;
 255
 256         local_irq_save(flags);
 257         asm volatile("at s1e1r, %0" :: "r" (addr));
 258         isb();
 259         par = read_sysreg(par_el1);
 260         local_irq_restore(flags);
 261
 262         if (!(par & SYS_PAR_EL1_F))
 263                 return false;
 264
 265         /*
 266          * If we got a different type of fault from the AT instruction,
 267          * treat the translation fault as spurious.
 268          */
 269         dfsc = FIELD_PREP(SYS_PAR_EL1_FST, par);
 270         return (dfsc & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT;
 271 }
 272
 273 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
 274                              unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
 275 {
 276         bust_spinlocks(1);
 277
 278         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %016lx\n", msg,
 279                  addr);
 280
 281         mem_abort_decode(esr);
 282
 283         show_pte(addr);
 284         die("Oops", regs, esr);
 285         bust_spinlocks(0);
 286         do_exit(SIGKILL);
 287 }
 288
 289 static void __do_kernel_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
 290                               struct pt_regs *regs)
 291 {
 292         const char *msg;
 293
 294         /*
 295          * Are we prepared to handle this kernel fault?
 296          * We are almost certainly not prepared to handle instruction faults.
 297          */
 298         if (!is_el1_instruction_abort(esr) && fixup_exception(regs))
 299                 return;
 300
 301         if (WARN_RATELIMIT(is_spurious_el1_translation_fault(addr, esr, regs),
 302             "Ignoring spurious kernel translation fault at virtual address %016lx\n", addr))
 303                 return;
 304
 305         if (is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 306                 if (esr & ESR_ELx_WNR)
 307                         msg = "write to read-only memory";
 308                 else
 309                         msg = "read from unreadable memory";
 310         } else if (addr < PAGE_SIZE) {
 311                 msg = "NULL pointer dereference";
 312         } else {
 313                 msg = "paging request";
 314         }
 315
 316         die_kernel_fault(msg, addr, esr, regs);
 317 }
 318
 319 static void set_thread_esr(unsigned long address, unsigned int esr)
 320 {
 321         current->thread.fault_address = address;
 322
 323         /*
 324          * If the faulting address is in the kernel, we must sanitize the ESR.
 325          * From userspace's point of view, kernel-only mappings don't exist
 326          * at all, so we report them as level 0 translation faults.
 327          * (This is not quite the way that "no mapping there at all" behaves:
 328          * an alignment fault not caused by the memory type would take
 329          * precedence over translation fault for a real access to empty
 330          * space. Unfortunately we can't easily distinguish "alignment fault
 331          * not caused by memory type" from "alignment fault caused by memory
 332          * type", so we ignore this wrinkle and just return the translation
 333          * fault.)
 334          */
 335         if (!is_ttbr0_addr(current->thread.fault_address)) {
 336                 switch (ESR_ELx_EC(esr)) {
 337                 case ESR_ELx_EC_DABT_LOW:
 338                         /*
 339                          * These bits provide only information about the
 340                          * faulting instruction, which userspace knows already.
 341                          * We explicitly clear bits which are architecturally
 342                          * RES0 in case they are given meanings in future.
 343                          * We always report the ESR as if the fault was taken
 344                          * to EL1 and so ISV and the bits in ISS[23:14] are
 345                          * clear. (In fact it always will be a fault to EL1.)
 346                          */
 347                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL |
 348                                 ESR_ELx_CM | ESR_ELx_WNR;
 349                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 350                         break;
 351                 case ESR_ELx_EC_IABT_LOW:
 352                         /*
 353                          * Claim a level 0 translation fault.
 354                          * All other bits are architecturally RES0 for faults
 355                          * reported with that DFSC value, so we clear them.
 356                          */
 357                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL;
 358                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 359                         break;
 360                 default:
 361                         /*
 362                          * This should never happen (entry.S only brings us
 363                          * into this code for insn and data aborts from a lower
 364                          * exception level). Fail safe by not providing an ESR
 365                          * context record at all.
 366                          */
 367                         WARN(1, "ESR 0x%x is not DABT or IABT from EL0\n", esr);
 368                         esr = 0;
 369                         break;
 370                 }
 371         }
 372
 373         current->thread.fault_code = esr;
 374 }
 375
 376 static void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
 377 {
 378         /*
 379          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 380          * handle this fault with.
 381          */
 382         if (user_mode(regs)) {
 383                 const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 384
 385                 set_thread_esr(addr, esr);
 386                 arm64_force_sig_fault(inf->sig, inf->code, (void __user *)addr,
 387                                       inf->name);
 388         } else {
 389                 __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 390         }
 391 }
 392
 393 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
 394 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
 395
 396 static vm_fault_t __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 397                            unsigned int mm_flags, unsigned long vm_flags)
 398 {
 399         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
 400
 401         if (unlikely(!vma))
 402                 return VM_FAULT_BADMAP;
 403
 404         /*
 405          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
 406          * it.
 407          */
 408         if (unlikely(vma->vm_start > addr)) {
 409                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 410                         return VM_FAULT_BADMAP;
 411                 if (expand_stack(vma, addr))
 412                         return VM_FAULT_BADMAP;
 413         }
 414
 415         /*
 416          * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which
 417          * occurred.
 418          */
 419         if (!(vma->vm_flags & vm_flags))
 420                 return VM_FAULT_BADACCESS;
 421         return handle_mm_fault(vma, addr & PAGE_MASK, mm_flags);
 422 }
 423
 424 static bool is_el0_instruction_abort(unsigned int esr)
 425 {
 426         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_LOW;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * Note: not valid for EL1 DC IVAC, but we never use that such that it
 431  * should fault. EL0 cannot issue DC IVAC (undef).
 432  */
 433 static bool is_write_abort(unsigned int esr)
 434 {
 435         return (esr & ESR_ELx_WNR) && !(esr & ESR_ELx_CM);
 436 }
 437
 438 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
 439                                    struct pt_regs *regs)
 440 {
 441         const struct fault_info *inf;
 442         struct mm_struct *mm = current->mm;
 443         vm_fault_t fault, major = 0;
 444         unsigned long vm_flags = VM_READ | VM_WRITE;
 445         unsigned int mm_flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
 446
 447         if (kprobe_page_fault(regs, esr))
 448                 return 0;
 449
 450         /*
 451          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
 452          * the fault.
 453          */
 454         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 455                 goto no_context;
 456
 457         if (user_mode(regs))
 458                 mm_flags |= FAULT_FLAG_USER;
 459
 460         if (is_el0_instruction_abort(esr)) {
 461                 vm_flags = VM_EXEC;
 462                 mm_flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 463         } else if (is_write_abort(esr)) {
 464                 vm_flags = VM_WRITE;
 465                 mm_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 466         }
 467
 468         if (is_ttbr0_addr(addr) && is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 469                 /* regs->orig_addr_limit may be 0 if we entered from EL0 */
 470                 if (regs->orig_addr_limit == KERNEL_DS)
 471                         die_kernel_fault("access to user memory with fs=KERNEL_DS",
 472                                          addr, esr, regs);
 473
 474                 if (is_el1_instruction_abort(esr))
 475                         die_kernel_fault("execution of user memory",
 476                                          addr, esr, regs);
 477
 478                 if (!search_exception_tables(regs->pc))
 479                         die_kernel_fault("access to user memory outside uaccess routines",
 480                                          addr, esr, regs);
 481         }
 482
 483         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 484
 485         /*
 486          * As per x86, we may deadlock here. However, since the kernel only
 487          * validly references user space from well defined areas of the code,
 488          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
 489          */
 490         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 491                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
 492                         goto no_context;
 493 retry:
 494                 down_read(&mm->mmap_sem);
 495         } else {
 496                 /*
 497                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
 498                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
 499                  */
 500                 might_sleep();
 501 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 502                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc)) {
 503                         up_read(&mm->mmap_sem);
 504                         goto no_context;
 505                 }
 506 #endif
 507         }
 508
 509         fault = __do_page_fault(mm, addr, mm_flags, vm_flags);
 510         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
 511
 512         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 513                 /*
 514                  * If we need to retry but a fatal signal is pending,
 515                  * handle the signal first. We do not need to release
 516                  * the mmap_sem because it would already be released
 517                  * in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
 518                  */
 519                 if (fatal_signal_pending(current)) {
 520                         if (!user_mode(regs))
 521                                 goto no_context;
 522                         return 0;
 523                 }
 524
 525                 /*
 526                  * Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk of
 527                  * starvation.
 528                  */
 529                 if (mm_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 530                         mm_flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 531                         mm_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 532                         goto retry;
 533                 }
 534         }
 535         up_read(&mm->mmap_sem);
 536
 537         /*
 538          * Handle the "normal" (no error) case first.
 539          */
 540         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
 541                               VM_FAULT_BADACCESS)))) {
 542                 /*
 543                  * Major/minor page fault accounting is only done
 544                  * once. If we go through a retry, it is extremely
 545                  * likely that the page will be found in page cache at
 546                  * that point.
 547                  */
 548                 if (major) {
 549                         current->maj_flt++;
 550                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs,
 551                                       addr);
 552                 } else {
 553                         current->min_flt++;
 554                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs,
 555                                       addr);
 556                 }
 557
 558                 return 0;
 559         }
 560
 561         /*
 562          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 563          * handle this fault with.
 564          */
 565         if (!user_mode(regs))
 566                 goto no_context;
 567
 568         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 569                 /*
 570                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 571                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 572                  * oom-killed).
 573                  */
 574                 pagefault_out_of_memory();
 575                 return 0;
 576         }
 577
 578         inf = esr_to_fault_info(esr);
 579         set_thread_esr(addr, esr);
 580         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 581                 /*
 582                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
 583                  * this page fault.
 584                  */
 585                 arm64_force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)addr,
 586                                       inf->name);
 587         } else if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_HWPOISON)) {
 588                 unsigned int lsb;
 589
 590                 lsb = PAGE_SHIFT;
 591                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 592                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 593
 594                 arm64_force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)addr, lsb,
 595                                        inf->name);
 596         } else {
 597                 /*
 598                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
 599                  * map.
 600                  */
 601                 arm64_force_sig_fault(SIGSEGV,
 602                                       fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR,
 603                                       (void __user *)addr,
 604                                       inf->name);
 605         }
 606
 607         return 0;
 608
 609 no_context:
 610         __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long addr,
 615                                           unsigned int esr,
 616                                           struct pt_regs *regs)
 617 {
 618         if (is_ttbr0_addr(addr))
 619                 return do_page_fault(addr, esr, regs);
 620
 621         do_bad_area(addr, esr, regs);
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 static int do_alignment_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
 626                               struct pt_regs *regs)
 627 {
 628         do_bad_area(addr, esr, regs);
 629         return 0;
 630 }
 631
 632 static int do_bad(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
 633 {
 634         return 1; /* "fault" */
 635 }
 636
 637 static int do_sea(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
 638 {
 639         const struct fault_info *inf;
 640         void __user *siaddr;
 641
 642         inf = esr_to_fault_info(esr);
 643
 644         /*
 645          * Return value ignored as we rely on signal merging.
 646          * Future patches will make this more robust.
 647          */
 648         apei_claim_sea(regs);
 649
 650         if (esr & ESR_ELx_FnV)
 651                 siaddr = NULL;
 652         else
 653                 siaddr  = (void __user *)addr;
 654         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, siaddr, esr);
 655
 656         return 0;
 657 }
 658
 659 static const struct fault_info fault_info[] = {
 660         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "ttbr address size fault"       },
 661         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 address size fault"    },
 662         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 address size fault"    },
 663         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 address size fault"    },
 664         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 0 translation fault"     },
 665         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
 666         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
 667         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
 668         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 8"                     },
 669         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
 670         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
 671         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
 672         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 12"                    },
 673         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
 674         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
 675         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
 676         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous external abort"    },
 677         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 17"                    },
 678         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 18"                    },
 679         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 19"                    },
 680         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 (translation table walk)"      },
 681         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 (translation table walk)"      },
 682         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 (translation table walk)"      },
 683         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 (translation table walk)"      },
 684         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous parity or ECC error" },    // Reserved when RAS is implemented
 685         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 25"                    },
 686         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 26"                    },
 687         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 27"                    },
 688         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 689         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 690         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 691         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 692         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 32"                    },
 693         { do_alignment_fault,   SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
 694         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 34"                    },
 695         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 35"                    },
 696         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 36"                    },
 697         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 37"                    },
 698         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 38"                    },
 699         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 39"                    },
 700         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 40"                    },
 701         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 41"                    },
 702         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 42"                    },
 703         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 43"                    },
 704         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 44"                    },
 705         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 45"                    },
 706         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 46"                    },
 707         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 47"                    },
 708         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "TLB conflict abort"            },
 709         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "Unsupported atomic hardware update fault"      },
 710         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 50"                    },
 711         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 51"                    },
 712         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "implementation fault (lockdown abort)" },
 713         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "implementation fault (unsupported exclusive)" },
 714         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 54"                    },
 715         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 55"                    },
 716         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 56"                    },
 717         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 57"                    },
 718         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 58"                    },
 719         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 59"                    },
 720         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 60"                    },
 721         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "section domain fault"          },
 722         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "page domain fault"             },
 723         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 63"                    },
 724 };
 725
 726 asmlinkage void __exception do_mem_abort(unsigned long addr, unsigned int esr,
 727                                          struct pt_regs *regs)
 728 {
 729         const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 730
 731         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
 732                 return;
 733
 734         if (!user_mode(regs)) {
 735                 pr_alert("Unhandled fault at 0x%016lx\n", addr);
 736                 mem_abort_decode(esr);
 737                 show_pte(addr);
 738         }
 739
 740         arm64_notify_die(inf->name, regs,
 741                          inf->sig, inf->code, (void __user *)addr, esr);
 742 }
 743
 744 asmlinkage void __exception do_el0_irq_bp_hardening(void)
 745 {
 746         /* PC has already been checked in entry.S */
 747         arm64_apply_bp_hardening();
 748 }
 749
 750 asmlinkage void __exception do_el0_ia_bp_hardening(unsigned long addr,
 751                                                    unsigned int esr,
 752                                                    struct pt_regs *regs)
 753 {
 754         /*
 755          * We've taken an instruction abort from userspace and not yet
 756          * re-enabled IRQs. If the address is a kernel address, apply
 757          * BP hardening prior to enabling IRQs and pre-emption.
 758          */
 759         if (!is_ttbr0_addr(addr))
 760                 arm64_apply_bp_hardening();
 761
 762         local_daif_restore(DAIF_PROCCTX);
 763         do_mem_abort(addr, esr, regs);
 764 }
 765
 766
 767 asmlinkage void __exception do_sp_pc_abort(unsigned long addr,
 768                                            unsigned int esr,
 769                                            struct pt_regs *regs)
 770 {
 771         if (user_mode(regs)) {
 772                 if (!is_ttbr0_addr(instruction_pointer(regs)))
 773                         arm64_apply_bp_hardening();
 774                 local_daif_restore(DAIF_PROCCTX);
 775         }
 776
 777         arm64_notify_die("SP/PC alignment exception", regs,
 778                          SIGBUS, BUS_ADRALN, (void __user *)addr, esr);
 779 }
 780
 781 int __init early_brk64(unsigned long addr, unsigned int esr,
 782                        struct pt_regs *regs);
 783
 784 /*
 785  * __refdata because early_brk64 is __init, but the reference to it is
 786  * clobbered at arch_initcall time.
 787  * See traps.c and debug-monitors.c:debug_traps_init().
 788  */
 789 static struct fault_info __refdata debug_fault_info[] = {
 790         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
 791         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
 792         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
 793         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 3"             },
 794         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
 795         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "aarch32 vector catch"  },
 796         { early_brk64,  SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
 797         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 7"             },
 798 };
 799
 800 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
 801                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
 802                                   int sig, int code, const char *name)
 803 {
 804         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
 805
 806         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
 807         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
 808         debug_fault_info[nr].code       = code;
 809         debug_fault_info[nr].name       = name;
 810 }
 811
 812 /*
 813  * In debug exception context, we explicitly disable preemption despite
 814  * having interrupts disabled.
 815  * This serves two purposes: it makes it much less likely that we would
 816  * accidentally schedule in exception context and it will force a warning
 817  * if we somehow manage to schedule by accident.
 818  */
 819 static void debug_exception_enter(struct pt_regs *regs)
 820 {
 821         /*
 822          * Tell lockdep we disabled irqs in entry.S. Do nothing if they were
 823          * already disabled to preserve the last enabled/disabled addresses.
 824          */
 825         if (interrupts_enabled(regs))
 826                 trace_hardirqs_off();
 827
 828         if (user_mode(regs)) {
 829                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 830         } else {
 831                 /*
 832                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 833                  * fact, if we're a debug exception, we can even interrupt
 834                  * NMI processing. We don't want this code makes in_nmi()
 835                  * to return true, but we need to notify RCU.
 836                  */
 837                 rcu_nmi_enter();
 838         }
 839
 840         preempt_disable();
 841
 842         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 843         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "exception_enter didn't work");
 844 }
 845 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_enter);
 846
 847 static void debug_exception_exit(struct pt_regs *regs)
 848 {
 849         preempt_enable_no_resched();
 850
 851         if (!user_mode(regs))
 852                 rcu_nmi_exit();
 853
 854         if (interrupts_enabled(regs))
 855                 trace_hardirqs_on();
 856 }
 857 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_exit);
 858
 859 #ifdef CONFIG_ARM64_ERRATUM_1463225
 860 DECLARE_PER_CPU(int, __in_cortex_a76_erratum_1463225_wa);
 861
 862 static int __exception
 863 cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler(struct pt_regs *regs)
 864 {
 865         if (user_mode(regs))
 866                 return 0;
 867
 868         if (!__this_cpu_read(__in_cortex_a76_erratum_1463225_wa))
 869                 return 0;
 870
 871         /*
 872          * We've taken a dummy step exception from the kernel to ensure
 873          * that interrupts are re-enabled on the syscall path. Return back
 874          * to cortex_a76_erratum_1463225_svc_handler() with debug exceptions
 875          * masked so that we can safely restore the mdscr and get on with
 876          * handling the syscall.
 877          */
 878         regs->pstate |= PSR_D_BIT;
 879         return 1;
 880 }
 881 #else
 882 static int __exception
 883 cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler(struct pt_regs *regs)
 884 {
 885         return 0;
 886 }
 887 #endif /* CONFIG_ARM64_ERRATUM_1463225 */
 888
 889 asmlinkage void __exception do_debug_exception(unsigned long addr_if_watchpoint,
 890                                                unsigned int esr,
 891                                                struct pt_regs *regs)
 892 {
 893         const struct fault_info *inf = esr_to_debug_fault_info(esr);
 894         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 895
 896         if (cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler(regs))
 897                 return;
 898
 899         debug_exception_enter(regs);
 900
 901         if (user_mode(regs) && !is_ttbr0_addr(pc))
 902                 arm64_apply_bp_hardening();
 903
 904         if (inf->fn(addr_if_watchpoint, esr, regs)) {
 905                 arm64_notify_die(inf->name, regs,
 906                                  inf->sig, inf->code, (void __user *)pc, esr);
 907         }
 908
 909         debug_exception_exit(regs);
 910 }
 911 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug_exception);