arm64: head.S: always initialize PSTATE
authorMark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Fri, 13 Nov 2020 12:49:25 +0000 (12:49 +0000)
committerCatalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Wed, 2 Dec 2020 19:44:03 +0000 (19:44 +0000)
As with SCTLR_ELx and other control registers, some PSTATE bits are
UNKNOWN out-of-reset, and we may not be able to rely on hardware or
firmware to initialize them to our liking prior to entry to the kernel,
e.g. in the primary/secondary boot paths and return from idle/suspend.

It would be more robust (and easier to reason about) if we consistently
initialized PSTATE to a default value, as we do with control registers.
This will ensure that the kernel is not adversely affected by bits it is
not aware of, e.g. when support for a feature such as PAN/UAO is
disabled.

This patch ensures that PSTATE is consistently initialized at boot time
via an ERET. This is not intended to relax the existing requirements
(e.g. DAIF bits must still be set prior to entering the kernel). For
features detected dynamically (which may require system-wide support),
it is still necessary to subsequently modify PSTATE.

As ERET is not always a Context Synchronization Event, an ISB is placed
before each exception return to ensure updates to control registers have
taken effect. This handles the kernel being entered with SCTLR_ELx.EOS
clear (or any future control bits being in an UNKNOWN state).

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Cc: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Cc: James Morse <james.morse@arm.com>
Cc: Will Deacon <will@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20201113124937.20574-6-mark.rutland@arm.com
Signed-off-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
arch/arm64/include/asm/ptrace.h
arch/arm64/kernel/head.S

index 997cf8c..2547d94 100644 (file)
 #define CurrentEL_EL1          (1 << 2)
 #define CurrentEL_EL2          (2 << 2)
 
+#define INIT_PSTATE_EL1 \
+       (PSR_D_BIT | PSR_A_BIT | PSR_I_BIT | PSR_F_BIT | PSR_MODE_EL1h)
+#define INIT_PSTATE_EL2 \
+       (PSR_D_BIT | PSR_A_BIT | PSR_I_BIT | PSR_F_BIT | PSR_MODE_EL2h)
+
 /*
  * PMR values used to mask/unmask interrupts.
  *
index 4d113a4..0b145bc 100644 (file)
@@ -486,21 +486,29 @@ EXPORT_SYMBOL(kimage_vaddr)
  * reachable EL supported by the kernel in a chosen default state. If dropping
  * from EL2 to EL1, configure EL2 before configuring EL1.
  *
+ * Since we cannot always rely on ERET synchronizing writes to sysregs (e.g. if
+ * SCTLR_ELx.EOS is clear), we place an ISB prior to ERET.
+ *
  * Returns either BOOT_CPU_MODE_EL1 or BOOT_CPU_MODE_EL2 in w0 if
  * booted in EL1 or EL2 respectively.
  */
 SYM_FUNC_START(init_kernel_el)
-       msr     SPsel, #1                       // We want to use SP_EL{1,2}
        mrs     x0, CurrentEL
        cmp     x0, #CurrentEL_EL2
-       b.eq    1f
+       b.eq    init_el2
+
+SYM_INNER_LABEL(init_el1, SYM_L_LOCAL)
        mov_q   x0, INIT_SCTLR_EL1_MMU_OFF
        msr     sctlr_el1, x0
-       mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL1          // This cpu booted in EL1
        isb
-       ret
+       mov_q   x0, INIT_PSTATE_EL1
+       msr     spsr_el1, x0
+       msr     elr_el1, lr
+       mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL1
+       eret
 
-1:     mov_q   x0, INIT_SCTLR_EL2_MMU_OFF
+SYM_INNER_LABEL(init_el2, SYM_L_LOCAL)
+       mov_q   x0, INIT_SCTLR_EL2_MMU_OFF
        msr     sctlr_el2, x0
 
 #ifdef CONFIG_ARM64_VHE
@@ -609,9 +617,12 @@ set_hcr:
 
        cbz     x2, install_el2_stub
 
-       mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2          // This CPU booted in EL2
        isb
-       ret
+       mov_q   x0, INIT_PSTATE_EL2
+       msr     spsr_el2, x0
+       msr     elr_el2, lr
+       mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2
+       eret
 
 SYM_INNER_LABEL(install_el2_stub, SYM_L_LOCAL)
        /*
@@ -643,12 +654,11 @@ SYM_INNER_LABEL(install_el2_stub, SYM_L_LOCAL)
 7:     adr_l   x0, __hyp_stub_vectors
        msr     vbar_el2, x0
 
-       /* spsr */
-       mov     x0, #(PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | PSR_A_BIT | PSR_D_BIT |\
-                     PSR_MODE_EL1h)
+       isb
+       mov     x0, #INIT_PSTATE_EL1
        msr     spsr_el2, x0
        msr     elr_el2, lr
-       mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2          // This CPU booted in EL2
+       mov     w0, #BOOT_CPU_MODE_EL2
        eret
 SYM_FUNC_END(init_kernel_el)