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/kfence.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/hardirq.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/kasan.h>
  19 #include <linux/kprobes.h>
  20 #include <linux/uaccess.h>
  21 #include <linux/page-flags.h>
  22 #include <linux/sched/signal.h>
  23 #include <linux/sched/debug.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/perf_event.h>
  26 #include <linux/preempt.h>
  27 #include <linux/hugetlb.h>
  28
  29 #include <asm/acpi.h>
  30 #include <asm/bug.h>
  31 #include <asm/cmpxchg.h>
  32 #include <asm/cpufeature.h>
  33 #include <asm/exception.h>
  34 #include <asm/daifflags.h>
  35 #include <asm/debug-monitors.h>
  36 #include <asm/esr.h>
  37 #include <asm/kprobes.h>
  38 #include <asm/mte.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/sysreg.h>
  41 #include <asm/system_misc.h>
  42 #include <asm/tlbflush.h>
  43 #include <asm/traps.h>
  44
  45 struct fault_info {
  46         int     (*fn)(unsigned long far, unsigned long esr,
  47                       struct pt_regs *regs);
  48         int     sig;
  49         int     code;
  50         const char *name;
  51 };
  52
  53 static const struct fault_info fault_info[];
  54 static struct fault_info debug_fault_info[];
  55
  56 static inline const struct fault_info *esr_to_fault_info(unsigned long esr)
  57 {
  58         return fault_info + (esr & ESR_ELx_FSC);
  59 }
  60
  61 static inline const struct fault_info *esr_to_debug_fault_info(unsigned long esr)
  62 {
  63         return debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
  64 }
  65
  66 static void data_abort_decode(unsigned long esr)
  67 {
  68         pr_alert("Data abort info:\n");
  69
  70         if (esr & ESR_ELx_ISV) {
  71                 pr_alert("  Access size = %u byte(s)\n",
  72                          1U << ((esr & ESR_ELx_SAS) >> ESR_ELx_SAS_SHIFT));
  73                 pr_alert("  SSE = %lu, SRT = %lu\n",
  74                          (esr & ESR_ELx_SSE) >> ESR_ELx_SSE_SHIFT,
  75                          (esr & ESR_ELx_SRT_MASK) >> ESR_ELx_SRT_SHIFT);
  76                 pr_alert("  SF = %lu, AR = %lu\n",
  77                          (esr & ESR_ELx_SF) >> ESR_ELx_SF_SHIFT,
  78                          (esr & ESR_ELx_AR) >> ESR_ELx_AR_SHIFT);
  79         } else {
  80                 pr_alert("  ISV = 0, ISS = 0x%08lx\n", esr & ESR_ELx_ISS_MASK);
  81         }
  82
  83         pr_alert("  CM = %lu, WnR = %lu\n",
  84                  (esr & ESR_ELx_CM) >> ESR_ELx_CM_SHIFT,
  85                  (esr & ESR_ELx_WNR) >> ESR_ELx_WNR_SHIFT);
  86 }
  87
  88 static void mem_abort_decode(unsigned long esr)
  89 {
  90         pr_alert("Mem abort info:\n");
  91
  92         pr_alert("  ESR = 0x%016lx\n", esr);
  93         pr_alert("  EC = 0x%02lx: %s, IL = %u bits\n",
  94                  ESR_ELx_EC(esr), esr_get_class_string(esr),
  95                  (esr & ESR_ELx_IL) ? 32 : 16);
  96         pr_alert("  SET = %lu, FnV = %lu\n",
  97                  (esr & ESR_ELx_SET_MASK) >> ESR_ELx_SET_SHIFT,
  98                  (esr & ESR_ELx_FnV) >> ESR_ELx_FnV_SHIFT);
  99         pr_alert("  EA = %lu, S1PTW = %lu\n",
 100                  (esr & ESR_ELx_EA) >> ESR_ELx_EA_SHIFT,
 101                  (esr & ESR_ELx_S1PTW) >> ESR_ELx_S1PTW_SHIFT);
 102         pr_alert("  FSC = 0x%02lx: %s\n", (esr & ESR_ELx_FSC),
 103                  esr_to_fault_info(esr)->name);
 104
 105         if (esr_is_data_abort(esr))
 106                 data_abort_decode(esr);
 107 }
 108
 109 static inline unsigned long mm_to_pgd_phys(struct mm_struct *mm)
 110 {
 111         /* Either init_pg_dir or swapper_pg_dir */
 112         if (mm == &init_mm)
 113                 return __pa_symbol(mm->pgd);
 114
 115         return (unsigned long)virt_to_phys(mm->pgd);
 116 }
 117
 118 /*
 119  * Dump out the page tables associated with 'addr' in the currently active mm.
 120  */
 121 static void show_pte(unsigned long addr)
 122 {
 123         struct mm_struct *mm;
 124         pgd_t *pgdp;
 125         pgd_t pgd;
 126
 127         if (is_ttbr0_addr(addr)) {
 128                 /* TTBR0 */
 129                 mm = current->active_mm;
 130                 if (mm == &init_mm) {
 131                         pr_alert("[%016lx] user address but active_mm is swapper\n",
 132                                  addr);
 133                         return;
 134                 }
 135         } else if (is_ttbr1_addr(addr)) {
 136                 /* TTBR1 */
 137                 mm = &init_mm;
 138         } else {
 139                 pr_alert("[%016lx] address between user and kernel address ranges\n",
 140                          addr);
 141                 return;
 142         }
 143
 144         pr_alert("%s pgtable: %luk pages, %llu-bit VAs, pgdp=%016lx\n",
 145                  mm == &init_mm ? "swapper" : "user", PAGE_SIZE / SZ_1K,
 146                  vabits_actual, mm_to_pgd_phys(mm));
 147         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 148         pgd = READ_ONCE(*pgdp);
 149         pr_alert("[%016lx] pgd=%016llx", addr, pgd_val(pgd));
 150
 151         do {
 152                 p4d_t *p4dp, p4d;
 153                 pud_t *pudp, pud;
 154                 pmd_t *pmdp, pmd;
 155                 pte_t *ptep, pte;
 156
 157                 if (pgd_none(pgd) || pgd_bad(pgd))
 158                         break;
 159
 160                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 161                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 162                 pr_cont(", p4d=%016llx", p4d_val(p4d));
 163                 if (p4d_none(p4d) || p4d_bad(p4d))
 164                         break;
 165
 166                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
 167                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 168                 pr_cont(", pud=%016llx", pud_val(pud));
 169                 if (pud_none(pud) || pud_bad(pud))
 170                         break;
 171
 172                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 173                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 174                 pr_cont(", pmd=%016llx", pmd_val(pmd));
 175                 if (pmd_none(pmd) || pmd_bad(pmd))
 176                         break;
 177
 178                 ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
 179                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 180                 pr_cont(", pte=%016llx", pte_val(pte));
 181                 pte_unmap(ptep);
 182         } while(0);
 183
 184         pr_cont("\n");
 185 }
 186
 187 /*
 188  * This function sets the access flags (dirty, accessed), as well as write
 189  * permission, and only to a more permissive setting.
 190  *
 191  * It needs to cope with hardware update of the accessed/dirty state by other
 192  * agents in the system and can safely skip the __sync_icache_dcache() call as,
 193  * like set_pte_at(), the PTE is never changed from no-exec to exec here.
 194  *
 195  * Returns whether or not the PTE actually changed.
 196  */
 197 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 198                           unsigned long address, pte_t *ptep,
 199                           pte_t entry, int dirty)
 200 {
 201         pteval_t old_pteval, pteval;
 202         pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
 203
 204         if (pte_same(pte, entry))
 205                 return 0;
 206
 207         /* only preserve the access flags and write permission */
 208         pte_val(entry) &= PTE_RDONLY | PTE_AF | PTE_WRITE | PTE_DIRTY;
 209
 210         /*
 211          * Setting the flags must be done atomically to avoid racing with the
 212          * hardware update of the access/dirty state. The PTE_RDONLY bit must
 213          * be set to the most permissive (lowest value) of *ptep and entry
 214          * (calculated as: a & b == ~(~a | ~b)).
 215          */
 216         pte_val(entry) ^= PTE_RDONLY;
 217         pteval = pte_val(pte);
 218         do {
 219                 old_pteval = pteval;
 220                 pteval ^= PTE_RDONLY;
 221                 pteval |= pte_val(entry);
 222                 pteval ^= PTE_RDONLY;
 223                 pteval = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep), old_pteval, pteval);
 224         } while (pteval != old_pteval);
 225
 226         /* Invalidate a stale read-only entry */
 227         if (dirty)
 228                 flush_tlb_page(vma, address);
 229         return 1;
 230 }
 231
 232 static bool is_el1_instruction_abort(unsigned long esr)
 233 {
 234         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_CUR;
 235 }
 236
 237 static bool is_el1_data_abort(unsigned long esr)
 238 {
 239         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_DABT_CUR;
 240 }
 241
 242 static inline bool is_el1_permission_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 243                                            struct pt_regs *regs)
 244 {
 245         unsigned long fsc_type = esr & ESR_ELx_FSC_TYPE;
 246
 247         if (!is_el1_data_abort(esr) && !is_el1_instruction_abort(esr))
 248                 return false;
 249
 250         if (fsc_type == ESR_ELx_FSC_PERM)
 251                 return true;
 252
 253         if (is_ttbr0_addr(addr) && system_uses_ttbr0_pan())
 254                 return fsc_type == ESR_ELx_FSC_FAULT &&
 255                         (regs->pstate & PSR_PAN_BIT);
 256
 257         return false;
 258 }
 259
 260 static bool __kprobes is_spurious_el1_translation_fault(unsigned long addr,
 261                                                         unsigned long esr,
 262                                                         struct pt_regs *regs)
 263 {
 264         unsigned long flags;
 265         u64 par, dfsc;
 266
 267         if (!is_el1_data_abort(esr) ||
 268             (esr & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT)
 269                 return false;
 270
 271         local_irq_save(flags);
 272         asm volatile("at s1e1r, %0" :: "r" (addr));
 273         isb();
 274         par = read_sysreg_par();
 275         local_irq_restore(flags);
 276
 277         /*
 278          * If we now have a valid translation, treat the translation fault as
 279          * spurious.
 280          */
 281         if (!(par & SYS_PAR_EL1_F))
 282                 return true;
 283
 284         /*
 285          * If we got a different type of fault from the AT instruction,
 286          * treat the translation fault as spurious.
 287          */
 288         dfsc = FIELD_GET(SYS_PAR_EL1_FST, par);
 289         return (dfsc & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT;
 290 }
 291
 292 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
 293                              unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 294 {
 295         bust_spinlocks(1);
 296
 297         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %016lx\n", msg,
 298                  addr);
 299
 300         kasan_non_canonical_hook(addr);
 301
 302         mem_abort_decode(esr);
 303
 304         show_pte(addr);
 305         die("Oops", regs, esr);
 306         bust_spinlocks(0);
 307         make_task_dead(SIGKILL);
 308 }
 309
 310 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
 311 static void report_tag_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 312                              struct pt_regs *regs)
 313 {
 314         /*
 315          * SAS bits aren't set for all faults reported in EL1, so we can't
 316          * find out access size.
 317          */
 318         bool is_write = !!(esr & ESR_ELx_WNR);
 319         kasan_report(addr, 0, is_write, regs->pc);
 320 }
 321 #else
 322 /* Tag faults aren't enabled without CONFIG_KASAN_HW_TAGS. */
 323 static inline void report_tag_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 324                                     struct pt_regs *regs) { }
 325 #endif
 326
 327 static void do_tag_recovery(unsigned long addr, unsigned long esr,
 328                            struct pt_regs *regs)
 329 {
 330
 331         report_tag_fault(addr, esr, regs);
 332
 333         /*
 334          * Disable MTE Tag Checking on the local CPU for the current EL.
 335          * It will be done lazily on the other CPUs when they will hit a
 336          * tag fault.
 337          */
 338         sysreg_clear_set(sctlr_el1, SCTLR_EL1_TCF_MASK,
 339                          SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF, NONE));
 340         isb();
 341 }
 342
 343 static bool is_el1_mte_sync_tag_check_fault(unsigned long esr)
 344 {
 345         unsigned long fsc = esr & ESR_ELx_FSC;
 346
 347         if (!is_el1_data_abort(esr))
 348                 return false;
 349
 350         if (fsc == ESR_ELx_FSC_MTE)
 351                 return true;
 352
 353         return false;
 354 }
 355
 356 static void __do_kernel_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 357                               struct pt_regs *regs)
 358 {
 359         const char *msg;
 360
 361         /*
 362          * Are we prepared to handle this kernel fault?
 363          * We are almost certainly not prepared to handle instruction faults.
 364          */
 365         if (!is_el1_instruction_abort(esr) && fixup_exception(regs))
 366                 return;
 367
 368         if (WARN_RATELIMIT(is_spurious_el1_translation_fault(addr, esr, regs),
 369             "Ignoring spurious kernel translation fault at virtual address %016lx\n", addr))
 370                 return;
 371
 372         if (is_el1_mte_sync_tag_check_fault(esr)) {
 373                 do_tag_recovery(addr, esr, regs);
 374
 375                 return;
 376         }
 377
 378         if (is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 379                 if (esr & ESR_ELx_WNR)
 380                         msg = "write to read-only memory";
 381                 else if (is_el1_instruction_abort(esr))
 382                         msg = "execute from non-executable memory";
 383                 else
 384                         msg = "read from unreadable memory";
 385         } else if (addr < PAGE_SIZE) {
 386                 msg = "NULL pointer dereference";
 387         } else {
 388                 if (kfence_handle_page_fault(addr, esr & ESR_ELx_WNR, regs))
 389                         return;
 390
 391                 msg = "paging request";
 392         }
 393
 394         die_kernel_fault(msg, addr, esr, regs);
 395 }
 396
 397 static void set_thread_esr(unsigned long address, unsigned long esr)
 398 {
 399         current->thread.fault_address = address;
 400
 401         /*
 402          * If the faulting address is in the kernel, we must sanitize the ESR.
 403          * From userspace's point of view, kernel-only mappings don't exist
 404          * at all, so we report them as level 0 translation faults.
 405          * (This is not quite the way that "no mapping there at all" behaves:
 406          * an alignment fault not caused by the memory type would take
 407          * precedence over translation fault for a real access to empty
 408          * space. Unfortunately we can't easily distinguish "alignment fault
 409          * not caused by memory type" from "alignment fault caused by memory
 410          * type", so we ignore this wrinkle and just return the translation
 411          * fault.)
 412          */
 413         if (!is_ttbr0_addr(current->thread.fault_address)) {
 414                 switch (ESR_ELx_EC(esr)) {
 415                 case ESR_ELx_EC_DABT_LOW:
 416                         /*
 417                          * These bits provide only information about the
 418                          * faulting instruction, which userspace knows already.
 419                          * We explicitly clear bits which are architecturally
 420                          * RES0 in case they are given meanings in future.
 421                          * We always report the ESR as if the fault was taken
 422                          * to EL1 and so ISV and the bits in ISS[23:14] are
 423                          * clear. (In fact it always will be a fault to EL1.)
 424                          */
 425                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL |
 426                                 ESR_ELx_CM | ESR_ELx_WNR;
 427                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 428                         break;
 429                 case ESR_ELx_EC_IABT_LOW:
 430                         /*
 431                          * Claim a level 0 translation fault.
 432                          * All other bits are architecturally RES0 for faults
 433                          * reported with that DFSC value, so we clear them.
 434                          */
 435                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL;
 436                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 437                         break;
 438                 default:
 439                         /*
 440                          * This should never happen (entry.S only brings us
 441                          * into this code for insn and data aborts from a lower
 442                          * exception level). Fail safe by not providing an ESR
 443                          * context record at all.
 444                          */
 445                         WARN(1, "ESR 0x%lx is not DABT or IABT from EL0\n", esr);
 446                         esr = 0;
 447                         break;
 448                 }
 449         }
 450
 451         current->thread.fault_code = esr;
 452 }
 453
 454 static void do_bad_area(unsigned long far, unsigned long esr,
 455                         struct pt_regs *regs)
 456 {
 457         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 458
 459         /*
 460          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 461          * handle this fault with.
 462          */
 463         if (user_mode(regs)) {
 464                 const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 465
 466                 set_thread_esr(addr, esr);
 467                 arm64_force_sig_fault(inf->sig, inf->code, far, inf->name);
 468         } else {
 469                 __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 470         }
 471 }
 472
 473 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
 474 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
 475
 476 static vm_fault_t __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 477                                   unsigned int mm_flags, unsigned long vm_flags,
 478                                   struct pt_regs *regs)
 479 {
 480         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
 481
 482         if (unlikely(!vma))
 483                 return VM_FAULT_BADMAP;
 484
 485         /*
 486          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
 487          * it.
 488          */
 489         if (unlikely(vma->vm_start > addr)) {
 490                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 491                         return VM_FAULT_BADMAP;
 492                 if (expand_stack(vma, addr))
 493                         return VM_FAULT_BADMAP;
 494         }
 495
 496         /*
 497          * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which
 498          * occurred.
 499          */
 500         if (!(vma->vm_flags & vm_flags))
 501                 return VM_FAULT_BADACCESS;
 502         return handle_mm_fault(vma, addr, mm_flags, regs);
 503 }
 504
 505 static bool is_el0_instruction_abort(unsigned long esr)
 506 {
 507         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_LOW;
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Note: not valid for EL1 DC IVAC, but we never use that such that it
 512  * should fault. EL0 cannot issue DC IVAC (undef).
 513  */
 514 static bool is_write_abort(unsigned long esr)
 515 {
 516         return (esr & ESR_ELx_WNR) && !(esr & ESR_ELx_CM);
 517 }
 518
 519 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 520                                    struct pt_regs *regs)
 521 {
 522         const struct fault_info *inf;
 523         struct mm_struct *mm = current->mm;
 524         vm_fault_t fault;
 525         unsigned long vm_flags;
 526         unsigned int mm_flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 527         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 528
 529         if (kprobe_page_fault(regs, esr))
 530                 return 0;
 531
 532         /*
 533          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
 534          * the fault.
 535          */
 536         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 537                 goto no_context;
 538
 539         if (user_mode(regs))
 540                 mm_flags |= FAULT_FLAG_USER;
 541
 542         /*
 543          * vm_flags tells us what bits we must have in vma->vm_flags
 544          * for the fault to be benign, __do_page_fault() would check
 545          * vma->vm_flags & vm_flags and returns an error if the
 546          * intersection is empty
 547          */
 548         if (is_el0_instruction_abort(esr)) {
 549                 /* It was exec fault */
 550                 vm_flags = VM_EXEC;
 551                 mm_flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 552         } else if (is_write_abort(esr)) {
 553                 /* It was write fault */
 554                 vm_flags = VM_WRITE;
 555                 mm_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 556         } else {
 557                 /* It was read fault */
 558                 vm_flags = VM_READ;
 559                 /* Write implies read */
 560                 vm_flags |= VM_WRITE;
 561                 /* If EPAN is absent then exec implies read */
 562                 if (!cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_EPAN))
 563                         vm_flags |= VM_EXEC;
 564         }
 565
 566         if (is_ttbr0_addr(addr) && is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 567                 if (is_el1_instruction_abort(esr))
 568                         die_kernel_fault("execution of user memory",
 569                                          addr, esr, regs);
 570
 571                 if (!search_exception_tables(regs->pc))
 572                         die_kernel_fault("access to user memory outside uaccess routines",
 573                                          addr, esr, regs);
 574         }
 575
 576         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 577
 578         /*
 579          * As per x86, we may deadlock here. However, since the kernel only
 580          * validly references user space from well defined areas of the code,
 581          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
 582          */
 583         if (!mmap_read_trylock(mm)) {
 584                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
 585                         goto no_context;
 586 retry:
 587                 mmap_read_lock(mm);
 588         } else {
 589                 /*
 590                  * The above mmap_read_trylock() might have succeeded in which
 591                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
 592                  */
 593                 might_sleep();
 594 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 595                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc)) {
 596                         mmap_read_unlock(mm);
 597                         goto no_context;
 598                 }
 599 #endif
 600         }
 601
 602         fault = __do_page_fault(mm, addr, mm_flags, vm_flags, regs);
 603
 604         /* Quick path to respond to signals */
 605         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 606                 if (!user_mode(regs))
 607                         goto no_context;
 608                 return 0;
 609         }
 610
 611         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 612         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
 613                 return 0;
 614
 615         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 616                 mm_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 617                 goto retry;
 618         }
 619         mmap_read_unlock(mm);
 620
 621         /*
 622          * Handle the "normal" (no error) case first.
 623          */
 624         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
 625                               VM_FAULT_BADACCESS))))
 626                 return 0;
 627
 628         /*
 629          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 630          * handle this fault with.
 631          */
 632         if (!user_mode(regs))
 633                 goto no_context;
 634
 635         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 636                 /*
 637                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 638                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 639                  * oom-killed).
 640                  */
 641                 pagefault_out_of_memory();
 642                 return 0;
 643         }
 644
 645         inf = esr_to_fault_info(esr);
 646         set_thread_esr(addr, esr);
 647         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 648                 /*
 649                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
 650                  * this page fault.
 651                  */
 652                 arm64_force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, far, inf->name);
 653         } else if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_HWPOISON)) {
 654                 unsigned int lsb;
 655
 656                 lsb = PAGE_SHIFT;
 657                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 658                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 659
 660                 arm64_force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, far, lsb, inf->name);
 661         } else {
 662                 /*
 663                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
 664                  * map.
 665                  */
 666                 arm64_force_sig_fault(SIGSEGV,
 667                                       fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR,
 668                                       far, inf->name);
 669         }
 670
 671         return 0;
 672
 673 no_context:
 674         __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 675         return 0;
 676 }
 677
 678 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long far,
 679                                           unsigned long esr,
 680                                           struct pt_regs *regs)
 681 {
 682         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 683
 684         if (is_ttbr0_addr(addr))
 685                 return do_page_fault(far, esr, regs);
 686
 687         do_bad_area(far, esr, regs);
 688         return 0;
 689 }
 690
 691 static int do_alignment_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 692                               struct pt_regs *regs)
 693 {
 694         do_bad_area(far, esr, regs);
 695         return 0;
 696 }
 697
 698 static int do_bad(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 699 {
 700         return 1; /* "fault" */
 701 }
 702
 703 static int do_sea(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 704 {
 705         const struct fault_info *inf;
 706         unsigned long siaddr;
 707
 708         inf = esr_to_fault_info(esr);
 709
 710         if (user_mode(regs) && apei_claim_sea(regs) == 0) {
 711                 /*
 712                  * APEI claimed this as a firmware-first notification.
 713                  * Some processing deferred to task_work before ret_to_user().
 714                  */
 715                 return 0;
 716         }
 717
 718         if (esr & ESR_ELx_FnV) {
 719                 siaddr = 0;
 720         } else {
 721                 /*
 722                  * The architecture specifies that the tag bits of FAR_EL1 are
 723                  * UNKNOWN for synchronous external aborts. Mask them out now
 724                  * so that userspace doesn't see them.
 725                  */
 726                 siaddr  = untagged_addr(far);
 727         }
 728         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, siaddr, esr);
 729
 730         return 0;
 731 }
 732
 733 static int do_tag_check_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 734                               struct pt_regs *regs)
 735 {
 736         /*
 737          * The architecture specifies that bits 63:60 of FAR_EL1 are UNKNOWN
 738          * for tag check faults. Set them to corresponding bits in the untagged
 739          * address.
 740          */
 741         far = (__untagged_addr(far) & ~MTE_TAG_MASK) | (far & MTE_TAG_MASK);
 742         do_bad_area(far, esr, regs);
 743         return 0;
 744 }
 745
 746 static const struct fault_info fault_info[] = {
 747         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "ttbr address size fault"       },
 748         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 address size fault"    },
 749         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 address size fault"    },
 750         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 address size fault"    },
 751         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 0 translation fault"     },
 752         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
 753         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
 754         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
 755         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 8"                     },
 756         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
 757         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
 758         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
 759         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 12"                    },
 760         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
 761         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
 762         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
 763         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous external abort"    },
 764         { do_tag_check_fault,   SIGSEGV, SEGV_MTESERR,  "synchronous tag check fault"   },
 765         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 18"                    },
 766         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 19"                    },
 767         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 (translation table walk)"      },
 768         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 (translation table walk)"      },
 769         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 (translation table walk)"      },
 770         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 (translation table walk)"      },
 771         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous parity or ECC error" },    // Reserved when RAS is implemented
 772         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 25"                    },
 773         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 26"                    },
 774         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 27"                    },
 775         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 776         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 777         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 778         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 779         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 32"                    },
 780         { do_alignment_fault,   SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
 781         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 34"                    },
 782         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 35"                    },
 783         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 36"                    },
 784         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 37"                    },
 785         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 38"                    },
 786         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 39"                    },
 787         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 40"                    },
 788         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 41"                    },
 789         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 42"                    },
 790         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 43"                    },
 791         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 44"                    },
 792         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 45"                    },
 793         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 46"                    },
 794         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 47"                    },
 795         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "TLB conflict abort"            },
 796         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "Unsupported atomic hardware update fault"      },
 797         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 50"                    },
 798         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 51"                    },
 799         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "implementation fault (lockdown abort)" },
 800         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "implementation fault (unsupported exclusive)" },
 801         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 54"                    },
 802         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 55"                    },
 803         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 56"                    },
 804         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 57"                    },
 805         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 58"                    },
 806         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 59"                    },
 807         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 60"                    },
 808         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "section domain fault"          },
 809         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "page domain fault"             },
 810         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 63"                    },
 811 };
 812
 813 void do_mem_abort(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 814 {
 815         const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 816         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 817
 818         if (!inf->fn(far, esr, regs))
 819                 return;
 820
 821         if (!user_mode(regs))
 822                 die_kernel_fault(inf->name, addr, esr, regs);
 823
 824         /*
 825          * At this point we have an unrecognized fault type whose tag bits may
 826          * have been defined as UNKNOWN. Therefore we only expose the untagged
 827          * address to the signal handler.
 828          */
 829         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, addr, esr);
 830 }
 831 NOKPROBE_SYMBOL(do_mem_abort);
 832
 833 void do_sp_pc_abort(unsigned long addr, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 834 {
 835         arm64_notify_die("SP/PC alignment exception", regs, SIGBUS, BUS_ADRALN,
 836                          addr, esr);
 837 }
 838 NOKPROBE_SYMBOL(do_sp_pc_abort);
 839
 840 int __init early_brk64(unsigned long addr, unsigned long esr,
 841                        struct pt_regs *regs);
 842
 843 /*
 844  * __refdata because early_brk64 is __init, but the reference to it is
 845  * clobbered at arch_initcall time.
 846  * See traps.c and debug-monitors.c:debug_traps_init().
 847  */
 848 static struct fault_info __refdata debug_fault_info[] = {
 849         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
 850         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
 851         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
 852         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 3"             },
 853         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
 854         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "aarch32 vector catch"  },
 855         { early_brk64,  SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
 856         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 7"             },
 857 };
 858
 859 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
 860                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned long, struct pt_regs *),
 861                                   int sig, int code, const char *name)
 862 {
 863         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
 864
 865         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
 866         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
 867         debug_fault_info[nr].code       = code;
 868         debug_fault_info[nr].name       = name;
 869 }
 870
 871 /*
 872  * In debug exception context, we explicitly disable preemption despite
 873  * having interrupts disabled.
 874  * This serves two purposes: it makes it much less likely that we would
 875  * accidentally schedule in exception context and it will force a warning
 876  * if we somehow manage to schedule by accident.
 877  */
 878 static void debug_exception_enter(struct pt_regs *regs)
 879 {
 880         preempt_disable();
 881
 882         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 883         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "exception_enter didn't work");
 884 }
 885 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_enter);
 886
 887 static void debug_exception_exit(struct pt_regs *regs)
 888 {
 889         preempt_enable_no_resched();
 890 }
 891 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_exit);
 892
 893 void do_debug_exception(unsigned long addr_if_watchpoint, unsigned long esr,
 894                         struct pt_regs *regs)
 895 {
 896         const struct fault_info *inf = esr_to_debug_fault_info(esr);
 897         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 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, inf->sig, inf->code, pc, esr);
 906         }
 907
 908         debug_exception_exit(regs);
 909 }
 910 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug_exception);
 911
 912 /*
 913  * Used during anonymous page fault handling.
 914  */
 915 struct page *alloc_zeroed_user_highpage_movable(struct vm_area_struct *vma,
 916                                                 unsigned long vaddr)
 917 {
 918         gfp_t flags = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_ZERO;
 919
 920         /*
 921          * If the page is mapped with PROT_MTE, initialise the tags at the
 922          * point of allocation and page zeroing as this is usually faster than
 923          * separate DC ZVA and STGM.
 924          */
 925         if (vma->vm_flags & VM_MTE)
 926                 flags |= __GFP_ZEROTAGS;
 927
 928         return alloc_page_vma(flags, vma, vaddr);
 929 }
 930
 931 void tag_clear_highpage(struct page *page)
 932 {
 933         mte_zero_clear_page_tags(page_address(page));
 934         set_bit(PG_mte_tagged, &page->flags);
 935 }