arm64: add support for folded p4d page tables
[linux-2.6-block.git] / 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/kprobes.h>
36 #include <asm/processor.h>
37 #include <asm/sysreg.h>
38 #include <asm/system_misc.h>
39 #include <asm/pgtable.h>
40 #include <asm/tlbflush.h>
41 #include <asm/traps.h>
42
43 struct fault_info {
44         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int esr,
45                       struct pt_regs *regs);
46         int     sig;
47         int     code;
48         const char *name;
49 };
50
51 static const struct fault_info fault_info[];
52 static struct fault_info debug_fault_info[];
53
54 static inline const struct fault_info *esr_to_fault_info(unsigned int esr)
55 {
56         return fault_info + (esr & ESR_ELx_FSC);
57 }
58
59 static inline const struct fault_info *esr_to_debug_fault_info(unsigned int esr)
60 {
61         return debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
62 }
63
64 static void data_abort_decode(unsigned int esr)
65 {
66         pr_alert("Data abort info:\n");
67
68         if (esr & ESR_ELx_ISV) {
69                 pr_alert("  Access size = %u byte(s)\n",
70                          1U << ((esr & ESR_ELx_SAS) >> ESR_ELx_SAS_SHIFT));
71                 pr_alert("  SSE = %lu, SRT = %lu\n",
72                          (esr & ESR_ELx_SSE) >> ESR_ELx_SSE_SHIFT,
73                          (esr & ESR_ELx_SRT_MASK) >> ESR_ELx_SRT_SHIFT);
74                 pr_alert("  SF = %lu, AR = %lu\n",
75                          (esr & ESR_ELx_SF) >> ESR_ELx_SF_SHIFT,
76                          (esr & ESR_ELx_AR) >> ESR_ELx_AR_SHIFT);
77         } else {
78                 pr_alert("  ISV = 0, ISS = 0x%08lx\n", esr & ESR_ELx_ISS_MASK);
79         }
80
81         pr_alert("  CM = %lu, WnR = %lu\n",
82                  (esr & ESR_ELx_CM) >> ESR_ELx_CM_SHIFT,
83                  (esr & ESR_ELx_WNR) >> ESR_ELx_WNR_SHIFT);
84 }
85
86 static void mem_abort_decode(unsigned int esr)
87 {
88         pr_alert("Mem abort info:\n");
89
90         pr_alert("  ESR = 0x%08x\n", esr);
91         pr_alert("  EC = 0x%02lx: %s, IL = %u bits\n",
92                  ESR_ELx_EC(esr), esr_get_class_string(esr),
93                  (esr & ESR_ELx_IL) ? 32 : 16);
94         pr_alert("  SET = %lu, FnV = %lu\n",
95                  (esr & ESR_ELx_SET_MASK) >> ESR_ELx_SET_SHIFT,
96                  (esr & ESR_ELx_FnV) >> ESR_ELx_FnV_SHIFT);
97         pr_alert("  EA = %lu, S1PTW = %lu\n",
98                  (esr & ESR_ELx_EA) >> ESR_ELx_EA_SHIFT,
99                  (esr & ESR_ELx_S1PTW) >> ESR_ELx_S1PTW_SHIFT);
100
101         if (esr_is_data_abort(esr))
102                 data_abort_decode(esr);
103 }
104
105 static inline unsigned long mm_to_pgd_phys(struct mm_struct *mm)
106 {
107         /* Either init_pg_dir or swapper_pg_dir */
108         if (mm == &init_mm)
109                 return __pa_symbol(mm->pgd);
110
111         return (unsigned long)virt_to_phys(mm->pgd);
112 }
113
114 /*
115  * Dump out the page tables associated with 'addr' in the currently active mm.
116  */
117 static void show_pte(unsigned long addr)
118 {
119         struct mm_struct *mm;
120         pgd_t *pgdp;
121         pgd_t pgd;
122
123         if (is_ttbr0_addr(addr)) {
124                 /* TTBR0 */
125                 mm = current->active_mm;
126                 if (mm == &init_mm) {
127                         pr_alert("[%016lx] user address but active_mm is swapper\n",
128                                  addr);
129                         return;
130                 }
131         } else if (is_ttbr1_addr(addr)) {
132                 /* TTBR1 */
133                 mm = &init_mm;
134         } else {
135                 pr_alert("[%016lx] address between user and kernel address ranges\n",
136                          addr);
137                 return;
138         }
139
140         pr_alert("%s pgtable: %luk pages, %llu-bit VAs, pgdp=%016lx\n",
141                  mm == &init_mm ? "swapper" : "user", PAGE_SIZE / SZ_1K,
142                  vabits_actual, mm_to_pgd_phys(mm));
143         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
144         pgd = READ_ONCE(*pgdp);
145         pr_alert("[%016lx] pgd=%016llx", addr, pgd_val(pgd));
146
147         do {
148                 p4d_t *p4dp, p4d;
149                 pud_t *pudp, pud;
150                 pmd_t *pmdp, pmd;
151                 pte_t *ptep, pte;
152
153                 if (pgd_none(pgd) || pgd_bad(pgd))
154                         break;
155
156                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
157                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
158                 pr_cont(", p4d=%016llx", p4d_val(p4d));
159                 if (p4d_none(p4d) || p4d_bad(p4d))
160                         break;
161
162                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
163                 pud = READ_ONCE(*pudp);
164                 pr_cont(", pud=%016llx", pud_val(pud));
165                 if (pud_none(pud) || pud_bad(pud))
166                         break;
167
168                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
169                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
170                 pr_cont(", pmd=%016llx", pmd_val(pmd));
171                 if (pmd_none(pmd) || pmd_bad(pmd))
172                         break;
173
174                 ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
175                 pte = READ_ONCE(*ptep);
176                 pr_cont(", pte=%016llx", pte_val(pte));
177                 pte_unmap(ptep);
178         } while(0);
179
180         pr_cont("\n");
181 }
182
183 /*
184  * This function sets the access flags (dirty, accessed), as well as write
185  * permission, and only to a more permissive setting.
186  *
187  * It needs to cope with hardware update of the accessed/dirty state by other
188  * agents in the system and can safely skip the __sync_icache_dcache() call as,
189  * like set_pte_at(), the PTE is never changed from no-exec to exec here.
190  *
191  * Returns whether or not the PTE actually changed.
192  */
193 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
194                           unsigned long address, pte_t *ptep,
195                           pte_t entry, int dirty)
196 {
197         pteval_t old_pteval, pteval;
198         pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
199
200         if (pte_same(pte, entry))
201                 return 0;
202
203         /* only preserve the access flags and write permission */
204         pte_val(entry) &= PTE_RDONLY | PTE_AF | PTE_WRITE | PTE_DIRTY;
205
206         /*
207          * Setting the flags must be done atomically to avoid racing with the
208          * hardware update of the access/dirty state. The PTE_RDONLY bit must
209          * be set to the most permissive (lowest value) of *ptep and entry
210          * (calculated as: a & b == ~(~a | ~b)).
211          */
212         pte_val(entry) ^= PTE_RDONLY;
213         pteval = pte_val(pte);
214         do {
215                 old_pteval = pteval;
216                 pteval ^= PTE_RDONLY;
217                 pteval |= pte_val(entry);
218                 pteval ^= PTE_RDONLY;
219                 pteval = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep), old_pteval, pteval);
220         } while (pteval != old_pteval);
221
222         flush_tlb_fix_spurious_fault(vma, address);
223         return 1;
224 }
225
226 static bool is_el1_instruction_abort(unsigned int esr)
227 {
228         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_CUR;
229 }
230
231 static inline bool is_el1_permission_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
232                                            struct pt_regs *regs)
233 {
234         unsigned int ec       = ESR_ELx_EC(esr);
235         unsigned int fsc_type = esr & ESR_ELx_FSC_TYPE;
236
237         if (ec != ESR_ELx_EC_DABT_CUR && ec != ESR_ELx_EC_IABT_CUR)
238                 return false;
239
240         if (fsc_type == ESR_ELx_FSC_PERM)
241                 return true;
242
243         if (is_ttbr0_addr(addr) && system_uses_ttbr0_pan())
244                 return fsc_type == ESR_ELx_FSC_FAULT &&
245                         (regs->pstate & PSR_PAN_BIT);
246
247         return false;
248 }
249
250 static bool __kprobes is_spurious_el1_translation_fault(unsigned long addr,
251                                                         unsigned int esr,
252                                                         struct pt_regs *regs)
253 {
254         unsigned long flags;
255         u64 par, dfsc;
256
257         if (ESR_ELx_EC(esr) != ESR_ELx_EC_DABT_CUR ||
258             (esr & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT)
259                 return false;
260
261         local_irq_save(flags);
262         asm volatile("at s1e1r, %0" :: "r" (addr));
263         isb();
264         par = read_sysreg(par_el1);
265         local_irq_restore(flags);
266
267         /*
268          * If we now have a valid translation, treat the translation fault as
269          * spurious.
270          */
271         if (!(par & SYS_PAR_EL1_F))
272                 return true;
273
274         /*
275          * If we got a different type of fault from the AT instruction,
276          * treat the translation fault as spurious.
277          */
278         dfsc = FIELD_GET(SYS_PAR_EL1_FST, par);
279         return (dfsc & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT;
280 }
281
282 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
283                              unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
284 {
285         bust_spinlocks(1);
286
287         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %016lx\n", msg,
288                  addr);
289
290         mem_abort_decode(esr);
291
292         show_pte(addr);
293         die("Oops", regs, esr);
294         bust_spinlocks(0);
295         do_exit(SIGKILL);
296 }
297
298 static void __do_kernel_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
299                               struct pt_regs *regs)
300 {
301         const char *msg;
302
303         /*
304          * Are we prepared to handle this kernel fault?
305          * We are almost certainly not prepared to handle instruction faults.
306          */
307         if (!is_el1_instruction_abort(esr) && fixup_exception(regs))
308                 return;
309
310         if (WARN_RATELIMIT(is_spurious_el1_translation_fault(addr, esr, regs),
311             "Ignoring spurious kernel translation fault at virtual address %016lx\n", addr))
312                 return;
313
314         if (is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
315                 if (esr & ESR_ELx_WNR)
316                         msg = "write to read-only memory";
317                 else if (is_el1_instruction_abort(esr))
318                         msg = "execute from non-executable memory";
319                 else
320                         msg = "read from unreadable memory";
321         } else if (addr < PAGE_SIZE) {
322                 msg = "NULL pointer dereference";
323         } else {
324                 msg = "paging request";
325         }
326
327         die_kernel_fault(msg, addr, esr, regs);
328 }
329
330 static void set_thread_esr(unsigned long address, unsigned int esr)
331 {
332         current->thread.fault_address = address;
333
334         /*
335          * If the faulting address is in the kernel, we must sanitize the ESR.
336          * From userspace's point of view, kernel-only mappings don't exist
337          * at all, so we report them as level 0 translation faults.
338          * (This is not quite the way that "no mapping there at all" behaves:
339          * an alignment fault not caused by the memory type would take
340          * precedence over translation fault for a real access to empty
341          * space. Unfortunately we can't easily distinguish "alignment fault
342          * not caused by memory type" from "alignment fault caused by memory
343          * type", so we ignore this wrinkle and just return the translation
344          * fault.)
345          */
346         if (!is_ttbr0_addr(current->thread.fault_address)) {
347                 switch (ESR_ELx_EC(esr)) {
348                 case ESR_ELx_EC_DABT_LOW:
349                         /*
350                          * These bits provide only information about the
351                          * faulting instruction, which userspace knows already.
352                          * We explicitly clear bits which are architecturally
353                          * RES0 in case they are given meanings in future.
354                          * We always report the ESR as if the fault was taken
355                          * to EL1 and so ISV and the bits in ISS[23:14] are
356                          * clear. (In fact it always will be a fault to EL1.)
357                          */
358                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL |
359                                 ESR_ELx_CM | ESR_ELx_WNR;
360                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
361                         break;
362                 case ESR_ELx_EC_IABT_LOW:
363                         /*
364                          * Claim a level 0 translation fault.
365                          * All other bits are architecturally RES0 for faults
366                          * reported with that DFSC value, so we clear them.
367                          */
368                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL;
369                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
370                         break;
371                 default:
372                         /*
373                          * This should never happen (entry.S only brings us
374                          * into this code for insn and data aborts from a lower
375                          * exception level). Fail safe by not providing an ESR
376                          * context record at all.
377                          */
378                         WARN(1, "ESR 0x%x is not DABT or IABT from EL0\n", esr);
379                         esr = 0;
380                         break;
381                 }
382         }
383
384         current->thread.fault_code = esr;
385 }
386
387 static void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
388 {
389         /*
390          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
391          * handle this fault with.
392          */
393         if (user_mode(regs)) {
394                 const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
395
396                 set_thread_esr(addr, esr);
397                 arm64_force_sig_fault(inf->sig, inf->code, (void __user *)addr,
398                                       inf->name);
399         } else {
400                 __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
401         }
402 }
403
404 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
405 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
406
407 static vm_fault_t __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
408                            unsigned int mm_flags, unsigned long vm_flags)
409 {
410         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
411
412         if (unlikely(!vma))
413                 return VM_FAULT_BADMAP;
414
415         /*
416          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
417          * it.
418          */
419         if (unlikely(vma->vm_start > addr)) {
420                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
421                         return VM_FAULT_BADMAP;
422                 if (expand_stack(vma, addr))
423                         return VM_FAULT_BADMAP;
424         }
425
426         /*
427          * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which
428          * occurred.
429          */
430         if (!(vma->vm_flags & vm_flags))
431                 return VM_FAULT_BADACCESS;
432         return handle_mm_fault(vma, addr & PAGE_MASK, mm_flags);
433 }
434
435 static bool is_el0_instruction_abort(unsigned int esr)
436 {
437         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_LOW;
438 }
439
440 /*
441  * Note: not valid for EL1 DC IVAC, but we never use that such that it
442  * should fault. EL0 cannot issue DC IVAC (undef).
443  */
444 static bool is_write_abort(unsigned int esr)
445 {
446         return (esr & ESR_ELx_WNR) && !(esr & ESR_ELx_CM);
447 }
448
449 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
450                                    struct pt_regs *regs)
451 {
452         const struct fault_info *inf;
453         struct mm_struct *mm = current->mm;
454         vm_fault_t fault, major = 0;
455         unsigned long vm_flags = VM_ACCESS_FLAGS;
456         unsigned int mm_flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
457
458         if (kprobe_page_fault(regs, esr))
459                 return 0;
460
461         /*
462          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
463          * the fault.
464          */
465         if (faulthandler_disabled() || !mm)
466                 goto no_context;
467
468         if (user_mode(regs))
469                 mm_flags |= FAULT_FLAG_USER;
470
471         if (is_el0_instruction_abort(esr)) {
472                 vm_flags = VM_EXEC;
473                 mm_flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
474         } else if (is_write_abort(esr)) {
475                 vm_flags = VM_WRITE;
476                 mm_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
477         }
478
479         if (is_ttbr0_addr(addr) && is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
480                 /* regs->orig_addr_limit may be 0 if we entered from EL0 */
481                 if (regs->orig_addr_limit == KERNEL_DS)
482                         die_kernel_fault("access to user memory with fs=KERNEL_DS",
483                                          addr, esr, regs);
484
485                 if (is_el1_instruction_abort(esr))
486                         die_kernel_fault("execution of user memory",
487                                          addr, esr, regs);
488
489                 if (!search_exception_tables(regs->pc))
490                         die_kernel_fault("access to user memory outside uaccess routines",
491                                          addr, esr, regs);
492         }
493
494         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
495
496         /*
497          * As per x86, we may deadlock here. However, since the kernel only
498          * validly references user space from well defined areas of the code,
499          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
500          */
501         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
502                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
503                         goto no_context;
504 retry:
505                 down_read(&mm->mmap_sem);
506         } else {
507                 /*
508                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
509                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
510                  */
511                 might_sleep();
512 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
513                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc)) {
514                         up_read(&mm->mmap_sem);
515                         goto no_context;
516                 }
517 #endif
518         }
519
520         fault = __do_page_fault(mm, addr, mm_flags, vm_flags);
521         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
522
523         /* Quick path to respond to signals */
524         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
525                 if (!user_mode(regs))
526                         goto no_context;
527                 return 0;
528         }
529
530         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
531                 if (mm_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
532                         mm_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
533                         goto retry;
534                 }
535         }
536         up_read(&mm->mmap_sem);
537
538         /*
539          * Handle the "normal" (no error) case first.
540          */
541         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
542                               VM_FAULT_BADACCESS)))) {
543                 /*
544                  * Major/minor page fault accounting is only done
545                  * once. If we go through a retry, it is extremely
546                  * likely that the page will be found in page cache at
547                  * that point.
548                  */
549                 if (major) {
550                         current->maj_flt++;
551                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs,
552                                       addr);
553                 } else {
554                         current->min_flt++;
555                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs,
556                                       addr);
557                 }
558
559                 return 0;
560         }
561
562         /*
563          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
564          * handle this fault with.
565          */
566         if (!user_mode(regs))
567                 goto no_context;
568
569         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
570                 /*
571                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
572                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
573                  * oom-killed).
574                  */
575                 pagefault_out_of_memory();
576                 return 0;
577         }
578
579         inf = esr_to_fault_info(esr);
580         set_thread_esr(addr, esr);
581         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
582                 /*
583                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
584                  * this page fault.
585                  */
586                 arm64_force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)addr,
587                                       inf->name);
588         } else if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_HWPOISON)) {
589                 unsigned int lsb;
590
591                 lsb = PAGE_SHIFT;
592                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
593                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
594
595                 arm64_force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)addr, lsb,
596                                        inf->name);
597         } else {
598                 /*
599                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
600                  * map.
601                  */
602                 arm64_force_sig_fault(SIGSEGV,
603                                       fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR,
604                                       (void __user *)addr,
605                                       inf->name);
606         }
607
608         return 0;
609
610 no_context:
611         __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
612         return 0;
613 }
614
615 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long addr,
616                                           unsigned int esr,
617                                           struct pt_regs *regs)
618 {
619         if (is_ttbr0_addr(addr))
620                 return do_page_fault(addr, esr, regs);
621
622         do_bad_area(addr, esr, regs);
623         return 0;
624 }
625
626 static int do_alignment_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
627                               struct pt_regs *regs)
628 {
629         do_bad_area(addr, esr, regs);
630         return 0;
631 }
632
633 static int do_bad(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
634 {
635         return 1; /* "fault" */
636 }
637
638 static int do_sea(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
639 {
640         const struct fault_info *inf;
641         void __user *siaddr;
642
643         inf = esr_to_fault_info(esr);
644
645         if (user_mode(regs) && apei_claim_sea(regs) == 0) {
646                 /*
647                  * APEI claimed this as a firmware-first notification.
648                  * Some processing deferred to task_work before ret_to_user().
649                  */
650                 return 0;
651         }
652
653         if (esr & ESR_ELx_FnV)
654                 siaddr = NULL;
655         else
656                 siaddr  = (void __user *)addr;
657         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, siaddr, esr);
658
659         return 0;
660 }
661
662 static const struct fault_info fault_info[] = {
663         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "ttbr address size fault"       },
664         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 address size fault"    },
665         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 address size fault"    },
666         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 address size fault"    },
667         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 0 translation fault"     },
668         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
669         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
670         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
671         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 8"                     },
672         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
673         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
674         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
675         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 12"                    },
676         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
677         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
678         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
679         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous external abort"    },
680         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 17"                    },
681         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 18"                    },
682         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 19"                    },
683         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 (translation table walk)"      },
684         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 (translation table walk)"      },
685         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 (translation table walk)"      },
686         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 (translation table walk)"      },
687         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous parity or ECC error" },    // Reserved when RAS is implemented
688         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 25"                    },
689         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 26"                    },
690         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 27"                    },
691         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
692         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
693         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
694         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
695         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 32"                    },
696         { do_alignment_fault,   SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
697         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 34"                    },
698         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 35"                    },
699         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 36"                    },
700         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 37"                    },
701         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 38"                    },
702         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 39"                    },
703         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 40"                    },
704         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 41"                    },
705         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 42"                    },
706         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 43"                    },
707         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 44"                    },
708         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 45"                    },
709         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 46"                    },
710         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 47"                    },
711         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "TLB conflict abort"            },
712         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "Unsupported atomic hardware update fault"      },
713         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 50"                    },
714         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 51"                    },
715         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "implementation fault (lockdown abort)" },
716         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "implementation fault (unsupported exclusive)" },
717         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 54"                    },
718         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 55"                    },
719         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 56"                    },
720         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 57"                    },
721         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 58"                    },
722         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 59"                    },
723         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 60"                    },
724         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "section domain fault"          },
725         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "page domain fault"             },
726         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 63"                    },
727 };
728
729 void do_mem_abort(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
730 {
731         const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
732
733         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
734                 return;
735
736         if (!user_mode(regs)) {
737                 pr_alert("Unhandled fault at 0x%016lx\n", addr);
738                 mem_abort_decode(esr);
739                 show_pte(addr);
740         }
741
742         arm64_notify_die(inf->name, regs,
743                          inf->sig, inf->code, (void __user *)addr, esr);
744 }
745 NOKPROBE_SYMBOL(do_mem_abort);
746
747 void do_el0_irq_bp_hardening(void)
748 {
749         /* PC has already been checked in entry.S */
750         arm64_apply_bp_hardening();
751 }
752 NOKPROBE_SYMBOL(do_el0_irq_bp_hardening);
753
754 void do_sp_pc_abort(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
755 {
756         arm64_notify_die("SP/PC alignment exception", regs,
757                          SIGBUS, BUS_ADRALN, (void __user *)addr, esr);
758 }
759 NOKPROBE_SYMBOL(do_sp_pc_abort);
760
761 int __init early_brk64(unsigned long addr, unsigned int esr,
762                        struct pt_regs *regs);
763
764 /*
765  * __refdata because early_brk64 is __init, but the reference to it is
766  * clobbered at arch_initcall time.
767  * See traps.c and debug-monitors.c:debug_traps_init().
768  */
769 static struct fault_info __refdata debug_fault_info[] = {
770         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
771         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
772         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
773         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 3"             },
774         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
775         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "aarch32 vector catch"  },
776         { early_brk64,  SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
777         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 7"             },
778 };
779
780 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
781                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
782                                   int sig, int code, const char *name)
783 {
784         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
785
786         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
787         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
788         debug_fault_info[nr].code       = code;
789         debug_fault_info[nr].name       = name;
790 }
791
792 /*
793  * In debug exception context, we explicitly disable preemption despite
794  * having interrupts disabled.
795  * This serves two purposes: it makes it much less likely that we would
796  * accidentally schedule in exception context and it will force a warning
797  * if we somehow manage to schedule by accident.
798  */
799 static void debug_exception_enter(struct pt_regs *regs)
800 {
801         /*
802          * Tell lockdep we disabled irqs in entry.S. Do nothing if they were
803          * already disabled to preserve the last enabled/disabled addresses.
804          */
805         if (interrupts_enabled(regs))
806                 trace_hardirqs_off();
807
808         if (user_mode(regs)) {
809                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
810         } else {
811                 /*
812                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
813                  * fact, if we're a debug exception, we can even interrupt
814                  * NMI processing. We don't want this code makes in_nmi()
815                  * to return true, but we need to notify RCU.
816                  */
817                 rcu_nmi_enter();
818         }
819
820         preempt_disable();
821
822         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
823         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "exception_enter didn't work");
824 }
825 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_enter);
826
827 static void debug_exception_exit(struct pt_regs *regs)
828 {
829         preempt_enable_no_resched();
830
831         if (!user_mode(regs))
832                 rcu_nmi_exit();
833
834         if (interrupts_enabled(regs))
835                 trace_hardirqs_on();
836 }
837 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_exit);
838
839 #ifdef CONFIG_ARM64_ERRATUM_1463225
840 DECLARE_PER_CPU(int, __in_cortex_a76_erratum_1463225_wa);
841
842 static int cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler(struct pt_regs *regs)
843 {
844         if (user_mode(regs))
845                 return 0;
846
847         if (!__this_cpu_read(__in_cortex_a76_erratum_1463225_wa))
848                 return 0;
849
850         /*
851          * We've taken a dummy step exception from the kernel to ensure
852          * that interrupts are re-enabled on the syscall path. Return back
853          * to cortex_a76_erratum_1463225_svc_handler() with debug exceptions
854          * masked so that we can safely restore the mdscr and get on with
855          * handling the syscall.
856          */
857         regs->pstate |= PSR_D_BIT;
858         return 1;
859 }
860 #else
861 static int cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler(struct pt_regs *regs)
862 {
863         return 0;
864 }
865 #endif /* CONFIG_ARM64_ERRATUM_1463225 */
866 NOKPROBE_SYMBOL(cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler);
867
868 void do_debug_exception(unsigned long addr_if_watchpoint, unsigned int esr,
869                         struct pt_regs *regs)
870 {
871         const struct fault_info *inf = esr_to_debug_fault_info(esr);
872         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
873
874         if (cortex_a76_erratum_1463225_debug_handler(regs))
875                 return;
876
877         debug_exception_enter(regs);
878
879         if (user_mode(regs) && !is_ttbr0_addr(pc))
880                 arm64_apply_bp_hardening();
881
882         if (inf->fn(addr_if_watchpoint, esr, regs)) {
883                 arm64_notify_die(inf->name, regs,
884                                  inf->sig, inf->code, (void __user *)pc, esr);
885         }
886
887         debug_exception_exit(regs);
888 }
889 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug_exception);