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         mem_abort_decode(esr);
 301
 302         show_pte(addr);
 303         die("Oops", regs, esr);
 304         bust_spinlocks(0);
 305         make_task_dead(SIGKILL);
 306 }
 307
 308 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
 309 static void report_tag_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 310                              struct pt_regs *regs)
 311 {
 312         /*
 313          * SAS bits aren't set for all faults reported in EL1, so we can't
 314          * find out access size.
 315          */
 316         bool is_write = !!(esr & ESR_ELx_WNR);
 317         kasan_report(addr, 0, is_write, regs->pc);
 318 }
 319 #else
 320 /* Tag faults aren't enabled without CONFIG_KASAN_HW_TAGS. */
 321 static inline void report_tag_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 322                                     struct pt_regs *regs) { }
 323 #endif
 324
 325 static void do_tag_recovery(unsigned long addr, unsigned long esr,
 326                            struct pt_regs *regs)
 327 {
 328
 329         report_tag_fault(addr, esr, regs);
 330
 331         /*
 332          * Disable MTE Tag Checking on the local CPU for the current EL.
 333          * It will be done lazily on the other CPUs when they will hit a
 334          * tag fault.
 335          */
 336         sysreg_clear_set(sctlr_el1, SCTLR_ELx_TCF_MASK, SCTLR_ELx_TCF_NONE);
 337         isb();
 338 }
 339
 340 static bool is_el1_mte_sync_tag_check_fault(unsigned long esr)
 341 {
 342         unsigned long fsc = esr & ESR_ELx_FSC;
 343
 344         if (!is_el1_data_abort(esr))
 345                 return false;
 346
 347         if (fsc == ESR_ELx_FSC_MTE)
 348                 return true;
 349
 350         return false;
 351 }
 352
 353 static bool is_translation_fault(unsigned long esr)
 354 {
 355         return (esr & ESR_ELx_FSC_TYPE) == ESR_ELx_FSC_FAULT;
 356 }
 357
 358 static void __do_kernel_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 359                               struct pt_regs *regs)
 360 {
 361         const char *msg;
 362
 363         /*
 364          * Are we prepared to handle this kernel fault?
 365          * We are almost certainly not prepared to handle instruction faults.
 366          */
 367         if (!is_el1_instruction_abort(esr) && fixup_exception(regs))
 368                 return;
 369
 370         if (WARN_RATELIMIT(is_spurious_el1_translation_fault(addr, esr, regs),
 371             "Ignoring spurious kernel translation fault at virtual address %016lx\n", addr))
 372                 return;
 373
 374         if (is_el1_mte_sync_tag_check_fault(esr)) {
 375                 do_tag_recovery(addr, esr, regs);
 376
 377                 return;
 378         }
 379
 380         if (is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 381                 if (esr & ESR_ELx_WNR)
 382                         msg = "write to read-only memory";
 383                 else if (is_el1_instruction_abort(esr))
 384                         msg = "execute from non-executable memory";
 385                 else
 386                         msg = "read from unreadable memory";
 387         } else if (addr < PAGE_SIZE) {
 388                 msg = "NULL pointer dereference";
 389         } else {
 390                 if (is_translation_fault(esr) &&
 391                     kfence_handle_page_fault(addr, esr & ESR_ELx_WNR, regs))
 392                         return;
 393
 394                 msg = "paging request";
 395         }
 396
 397         die_kernel_fault(msg, addr, esr, regs);
 398 }
 399
 400 static void set_thread_esr(unsigned long address, unsigned long esr)
 401 {
 402         current->thread.fault_address = address;
 403
 404         /*
 405          * If the faulting address is in the kernel, we must sanitize the ESR.
 406          * From userspace's point of view, kernel-only mappings don't exist
 407          * at all, so we report them as level 0 translation faults.
 408          * (This is not quite the way that "no mapping there at all" behaves:
 409          * an alignment fault not caused by the memory type would take
 410          * precedence over translation fault for a real access to empty
 411          * space. Unfortunately we can't easily distinguish "alignment fault
 412          * not caused by memory type" from "alignment fault caused by memory
 413          * type", so we ignore this wrinkle and just return the translation
 414          * fault.)
 415          */
 416         if (!is_ttbr0_addr(current->thread.fault_address)) {
 417                 switch (ESR_ELx_EC(esr)) {
 418                 case ESR_ELx_EC_DABT_LOW:
 419                         /*
 420                          * These bits provide only information about the
 421                          * faulting instruction, which userspace knows already.
 422                          * We explicitly clear bits which are architecturally
 423                          * RES0 in case they are given meanings in future.
 424                          * We always report the ESR as if the fault was taken
 425                          * to EL1 and so ISV and the bits in ISS[23:14] are
 426                          * clear. (In fact it always will be a fault to EL1.)
 427                          */
 428                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL |
 429                                 ESR_ELx_CM | ESR_ELx_WNR;
 430                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 431                         break;
 432                 case ESR_ELx_EC_IABT_LOW:
 433                         /*
 434                          * Claim a level 0 translation fault.
 435                          * All other bits are architecturally RES0 for faults
 436                          * reported with that DFSC value, so we clear them.
 437                          */
 438                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL;
 439                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 440                         break;
 441                 default:
 442                         /*
 443                          * This should never happen (entry.S only brings us
 444                          * into this code for insn and data aborts from a lower
 445                          * exception level). Fail safe by not providing an ESR
 446                          * context record at all.
 447                          */
 448                         WARN(1, "ESR 0x%lx is not DABT or IABT from EL0\n", esr);
 449                         esr = 0;
 450                         break;
 451                 }
 452         }
 453
 454         current->thread.fault_code = esr;
 455 }
 456
 457 static void do_bad_area(unsigned long far, unsigned long esr,
 458                         struct pt_regs *regs)
 459 {
 460         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 461
 462         /*
 463          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 464          * handle this fault with.
 465          */
 466         if (user_mode(regs)) {
 467                 const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 468
 469                 set_thread_esr(addr, esr);
 470                 arm64_force_sig_fault(inf->sig, inf->code, far, inf->name);
 471         } else {
 472                 __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 473         }
 474 }
 475
 476 #define VM_FAULT_BADMAP         ((__force vm_fault_t)0x010000)
 477 #define VM_FAULT_BADACCESS      ((__force vm_fault_t)0x020000)
 478
 479 static vm_fault_t __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 480                                   unsigned int mm_flags, unsigned long vm_flags,
 481                                   struct pt_regs *regs)
 482 {
 483         struct vm_area_struct *vma = find_vma(mm, addr);
 484
 485         if (unlikely(!vma))
 486                 return VM_FAULT_BADMAP;
 487
 488         /*
 489          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
 490          * it.
 491          */
 492         if (unlikely(vma->vm_start > addr)) {
 493                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 494                         return VM_FAULT_BADMAP;
 495                 if (expand_stack(vma, addr))
 496                         return VM_FAULT_BADMAP;
 497         }
 498
 499         /*
 500          * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which
 501          * occurred.
 502          */
 503         if (!(vma->vm_flags & vm_flags))
 504                 return VM_FAULT_BADACCESS;
 505         return handle_mm_fault(vma, addr, mm_flags, regs);
 506 }
 507
 508 static bool is_el0_instruction_abort(unsigned long esr)
 509 {
 510         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_LOW;
 511 }
 512
 513 /*
 514  * Note: not valid for EL1 DC IVAC, but we never use that such that it
 515  * should fault. EL0 cannot issue DC IVAC (undef).
 516  */
 517 static bool is_write_abort(unsigned long esr)
 518 {
 519         return (esr & ESR_ELx_WNR) && !(esr & ESR_ELx_CM);
 520 }
 521
 522 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 523                                    struct pt_regs *regs)
 524 {
 525         const struct fault_info *inf;
 526         struct mm_struct *mm = current->mm;
 527         vm_fault_t fault;
 528         unsigned long vm_flags;
 529         unsigned int mm_flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 530         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 531
 532         if (kprobe_page_fault(regs, esr))
 533                 return 0;
 534
 535         /*
 536          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
 537          * the fault.
 538          */
 539         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 540                 goto no_context;
 541
 542         if (user_mode(regs))
 543                 mm_flags |= FAULT_FLAG_USER;
 544
 545         /*
 546          * vm_flags tells us what bits we must have in vma->vm_flags
 547          * for the fault to be benign, __do_page_fault() would check
 548          * vma->vm_flags & vm_flags and returns an error if the
 549          * intersection is empty
 550          */
 551         if (is_el0_instruction_abort(esr)) {
 552                 /* It was exec fault */
 553                 vm_flags = VM_EXEC;
 554                 mm_flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 555         } else if (is_write_abort(esr)) {
 556                 /* It was write fault */
 557                 vm_flags = VM_WRITE;
 558                 mm_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 559         } else {
 560                 /* It was read fault */
 561                 vm_flags = VM_READ;
 562                 /* Write implies read */
 563                 vm_flags |= VM_WRITE;
 564                 /* If EPAN is absent then exec implies read */
 565                 if (!cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_EPAN))
 566                         vm_flags |= VM_EXEC;
 567         }
 568
 569         if (is_ttbr0_addr(addr) && is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 570                 if (is_el1_instruction_abort(esr))
 571                         die_kernel_fault("execution of user memory",
 572                                          addr, esr, regs);
 573
 574                 if (!search_exception_tables(regs->pc))
 575                         die_kernel_fault("access to user memory outside uaccess routines",
 576                                          addr, esr, regs);
 577         }
 578
 579         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 580
 581         /*
 582          * As per x86, we may deadlock here. However, since the kernel only
 583          * validly references user space from well defined areas of the code,
 584          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
 585          */
 586         if (!mmap_read_trylock(mm)) {
 587                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
 588                         goto no_context;
 589 retry:
 590                 mmap_read_lock(mm);
 591         } else {
 592                 /*
 593                  * The above mmap_read_trylock() might have succeeded in which
 594                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
 595                  */
 596                 might_sleep();
 597 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 598                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc)) {
 599                         mmap_read_unlock(mm);
 600                         goto no_context;
 601                 }
 602 #endif
 603         }
 604
 605         fault = __do_page_fault(mm, addr, mm_flags, vm_flags, regs);
 606
 607         /* Quick path to respond to signals */
 608         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 609                 if (!user_mode(regs))
 610                         goto no_context;
 611                 return 0;
 612         }
 613
 614         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 615                 if (mm_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 616                         mm_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 617                         goto retry;
 618                 }
 619         }
 620         mmap_read_unlock(mm);
 621
 622         /*
 623          * Handle the "normal" (no error) case first.
 624          */
 625         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
 626                               VM_FAULT_BADACCESS))))
 627                 return 0;
 628
 629         /*
 630          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 631          * handle this fault with.
 632          */
 633         if (!user_mode(regs))
 634                 goto no_context;
 635
 636         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 637                 /*
 638                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 639                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 640                  * oom-killed).
 641                  */
 642                 pagefault_out_of_memory();
 643                 return 0;
 644         }
 645
 646         inf = esr_to_fault_info(esr);
 647         set_thread_esr(addr, esr);
 648         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 649                 /*
 650                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
 651                  * this page fault.
 652                  */
 653                 arm64_force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, far, inf->name);
 654         } else if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_HWPOISON)) {
 655                 unsigned int lsb;
 656
 657                 lsb = PAGE_SHIFT;
 658                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 659                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 660
 661                 arm64_force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, far, lsb, inf->name);
 662         } else {
 663                 /*
 664                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
 665                  * map.
 666                  */
 667                 arm64_force_sig_fault(SIGSEGV,
 668                                       fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR,
 669                                       far, inf->name);
 670         }
 671
 672         return 0;
 673
 674 no_context:
 675         __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 676         return 0;
 677 }
 678
 679 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long far,
 680                                           unsigned long esr,
 681                                           struct pt_regs *regs)
 682 {
 683         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 684
 685         if (is_ttbr0_addr(addr))
 686                 return do_page_fault(far, esr, regs);
 687
 688         do_bad_area(far, esr, regs);
 689         return 0;
 690 }
 691
 692 static int do_alignment_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 693                               struct pt_regs *regs)
 694 {
 695         do_bad_area(far, esr, regs);
 696         return 0;
 697 }
 698
 699 static int do_bad(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 700 {
 701         return 1; /* "fault" */
 702 }
 703
 704 static int do_sea(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 705 {
 706         const struct fault_info *inf;
 707         unsigned long siaddr;
 708
 709         inf = esr_to_fault_info(esr);
 710
 711         if (user_mode(regs) && apei_claim_sea(regs) == 0) {
 712                 /*
 713                  * APEI claimed this as a firmware-first notification.
 714                  * Some processing deferred to task_work before ret_to_user().
 715                  */
 716                 return 0;
 717         }
 718
 719         if (esr & ESR_ELx_FnV) {
 720                 siaddr = 0;
 721         } else {
 722                 /*
 723                  * The architecture specifies that the tag bits of FAR_EL1 are
 724                  * UNKNOWN for synchronous external aborts. Mask them out now
 725                  * so that userspace doesn't see them.
 726                  */
 727                 siaddr  = untagged_addr(far);
 728         }
 729         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, siaddr, esr);
 730
 731         return 0;
 732 }
 733
 734 static int do_tag_check_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 735                               struct pt_regs *regs)
 736 {
 737         /*
 738          * The architecture specifies that bits 63:60 of FAR_EL1 are UNKNOWN
 739          * for tag check faults. Set them to corresponding bits in the untagged
 740          * address.
 741          */
 742         far = (__untagged_addr(far) & ~MTE_TAG_MASK) | (far & MTE_TAG_MASK);
 743         do_bad_area(far, esr, regs);
 744         return 0;
 745 }
 746
 747 static const struct fault_info fault_info[] = {
 748         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "ttbr address size fault"       },
 749         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 address size fault"    },
 750         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 address size fault"    },
 751         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 address size fault"    },
 752         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 0 translation fault"     },
 753         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
 754         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
 755         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
 756         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 8"                     },
 757         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
 758         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
 759         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
 760         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 12"                    },
 761         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
 762         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
 763         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
 764         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous external abort"    },
 765         { do_tag_check_fault,   SIGSEGV, SEGV_MTESERR,  "synchronous tag check fault"   },
 766         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 18"                    },
 767         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 19"                    },
 768         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 (translation table walk)"      },
 769         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 (translation table walk)"      },
 770         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 (translation table walk)"      },
 771         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 (translation table walk)"      },
 772         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous parity or ECC error" },    // Reserved when RAS is implemented
 773         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 25"                    },
 774         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 26"                    },
 775         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 27"                    },
 776         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 777         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 778         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 779         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 780         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 32"                    },
 781         { do_alignment_fault,   SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
 782         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 34"                    },
 783         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 35"                    },
 784         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 36"                    },
 785         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 37"                    },
 786         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 38"                    },
 787         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 39"                    },
 788         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 40"                    },
 789         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 41"                    },
 790         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 42"                    },
 791         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 43"                    },
 792         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 44"                    },
 793         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 45"                    },
 794         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 46"                    },
 795         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 47"                    },
 796         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "TLB conflict abort"            },
 797         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "Unsupported atomic hardware update fault"      },
 798         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 50"                    },
 799         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 51"                    },
 800         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "implementation fault (lockdown abort)" },
 801         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "implementation fault (unsupported exclusive)" },
 802         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 54"                    },
 803         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 55"                    },
 804         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 56"                    },
 805         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 57"                    },
 806         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 58"                    },
 807         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 59"                    },
 808         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 60"                    },
 809         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "section domain fault"          },
 810         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "page domain fault"             },
 811         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 63"                    },
 812 };
 813
 814 void do_mem_abort(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 815 {
 816         const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 817         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 818
 819         if (!inf->fn(far, esr, regs))
 820                 return;
 821
 822         if (!user_mode(regs)) {
 823                 pr_alert("Unhandled fault at 0x%016lx\n", addr);
 824                 mem_abort_decode(esr);
 825                 show_pte(addr);
 826         }
 827
 828         /*
 829          * At this point we have an unrecognized fault type whose tag bits may
 830          * have been defined as UNKNOWN. Therefore we only expose the untagged
 831          * address to the signal handler.
 832          */
 833         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, addr, esr);
 834 }
 835 NOKPROBE_SYMBOL(do_mem_abort);
 836
 837 void do_sp_pc_abort(unsigned long addr, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 838 {
 839         arm64_notify_die("SP/PC alignment exception", regs, SIGBUS, BUS_ADRALN,
 840                          addr, esr);
 841 }
 842 NOKPROBE_SYMBOL(do_sp_pc_abort);
 843
 844 int __init early_brk64(unsigned long addr, unsigned long esr,
 845                        struct pt_regs *regs);
 846
 847 /*
 848  * __refdata because early_brk64 is __init, but the reference to it is
 849  * clobbered at arch_initcall time.
 850  * See traps.c and debug-monitors.c:debug_traps_init().
 851  */
 852 static struct fault_info __refdata debug_fault_info[] = {
 853         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
 854         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
 855         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
 856         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 3"             },
 857         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
 858         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "aarch32 vector catch"  },
 859         { early_brk64,  SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
 860         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 7"             },
 861 };
 862
 863 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
 864                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned long, struct pt_regs *),
 865                                   int sig, int code, const char *name)
 866 {
 867         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
 868
 869         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
 870         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
 871         debug_fault_info[nr].code       = code;
 872         debug_fault_info[nr].name       = name;
 873 }
 874
 875 /*
 876  * In debug exception context, we explicitly disable preemption despite
 877  * having interrupts disabled.
 878  * This serves two purposes: it makes it much less likely that we would
 879  * accidentally schedule in exception context and it will force a warning
 880  * if we somehow manage to schedule by accident.
 881  */
 882 static void debug_exception_enter(struct pt_regs *regs)
 883 {
 884         preempt_disable();
 885
 886         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 887         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "exception_enter didn't work");
 888 }
 889 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_enter);
 890
 891 static void debug_exception_exit(struct pt_regs *regs)
 892 {
 893         preempt_enable_no_resched();
 894 }
 895 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_exit);
 896
 897 void do_debug_exception(unsigned long addr_if_watchpoint, unsigned long esr,
 898                         struct pt_regs *regs)
 899 {
 900         const struct fault_info *inf = esr_to_debug_fault_info(esr);
 901         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 902
 903         debug_exception_enter(regs);
 904
 905         if (user_mode(regs) && !is_ttbr0_addr(pc))
 906                 arm64_apply_bp_hardening();
 907
 908         if (inf->fn(addr_if_watchpoint, esr, regs)) {
 909                 arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, pc, esr);
 910         }
 911
 912         debug_exception_exit(regs);
 913 }
 914 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug_exception);
 915
 916 /*
 917  * Used during anonymous page fault handling.
 918  */
 919 struct page *alloc_zeroed_user_highpage_movable(struct vm_area_struct *vma,
 920                                                 unsigned long vaddr)
 921 {
 922         gfp_t flags = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_ZERO;
 923
 924         /*
 925          * If the page is mapped with PROT_MTE, initialise the tags at the
 926          * point of allocation and page zeroing as this is usually faster than
 927          * separate DC ZVA and STGM.
 928          */
 929         if (vma->vm_flags & VM_MTE)
 930                 flags |= __GFP_ZEROTAGS;
 931
 932         return alloc_page_vma(flags, vma, vaddr);
 933 }
 934
 935 void tag_clear_highpage(struct page *page)
 936 {
 937         mte_zero_clear_page_tags(page_address(page));
 938         page_kasan_tag_reset(page);
 939         set_bit(PG_mte_tagged, &page->flags);
 940 }