arch/powerpc/kernel/interrupt.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2
   3 #include <linux/context_tracking.h>
   4 #include <linux/err.h>
   5 #include <linux/compat.h>
   6 #include <linux/sched/debug.h> /* for show_regs */
   7
   8 #include <asm/kup.h>
   9 #include <asm/cputime.h>
  10 #include <asm/hw_irq.h>
  11 #include <asm/interrupt.h>
  12 #include <asm/kprobes.h>
  13 #include <asm/paca.h>
  14 #include <asm/ptrace.h>
  15 #include <asm/reg.h>
  16 #include <asm/signal.h>
  17 #include <asm/switch_to.h>
  18 #include <asm/syscall.h>
  19 #include <asm/time.h>
  20 #include <asm/tm.h>
  21 #include <asm/unistd.h>
  22
  23 #if defined(CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS) && defined(CONFIG_PPC32)
  24 unsigned long global_dbcr0[NR_CPUS];
  25 #endif
  26
  27 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
  28 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(interrupt_exit_not_reentrant);
  29 static inline bool exit_must_hard_disable(void)
  30 {
  31         return static_branch_unlikely(&interrupt_exit_not_reentrant);
  32 }
  33 #else
  34 static inline bool exit_must_hard_disable(void)
  35 {
  36         return true;
  37 }
  38 #endif
  39
  40 /*
  41  * local irqs must be disabled. Returns false if the caller must re-enable
  42  * them, check for new work, and try again.
  43  *
  44  * This should be called with local irqs disabled, but if they were previously
  45  * enabled when the interrupt handler returns (indicating a process-context /
  46  * synchronous interrupt) then irqs_enabled should be true.
  47  *
  48  * restartable is true then EE/RI can be left on because interrupts are handled
  49  * with a restart sequence.
  50  */
  51 static notrace __always_inline bool prep_irq_for_enabled_exit(bool restartable)
  52 {
  53         bool must_hard_disable = (exit_must_hard_disable() || !restartable);
  54
  55         /* This must be done with RI=1 because tracing may touch vmaps */
  56         trace_hardirqs_on();
  57
  58         if (must_hard_disable)
  59                 __hard_EE_RI_disable();
  60
  61 #ifdef CONFIG_PPC64
  62         /* This pattern matches prep_irq_for_idle */
  63         if (unlikely(lazy_irq_pending_nocheck())) {
  64                 if (must_hard_disable) {
  65                         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
  66                         __hard_RI_enable();
  67                 }
  68                 trace_hardirqs_off();
  69
  70                 return false;
  71         }
  72 #endif
  73         return true;
  74 }
  75
  76 static notrace void booke_load_dbcr0(void)
  77 {
  78 #ifdef CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS
  79         unsigned long dbcr0 = current->thread.debug.dbcr0;
  80
  81         if (likely(!(dbcr0 & DBCR0_IDM)))
  82                 return;
  83
  84         /*
  85          * Check to see if the dbcr0 register is set up to debug.
  86          * Use the internal debug mode bit to do this.
  87          */
  88         mtmsr(mfmsr() & ~MSR_DE);
  89         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC32)) {
  90                 isync();
  91                 global_dbcr0[smp_processor_id()] = mfspr(SPRN_DBCR0);
  92         }
  93         mtspr(SPRN_DBCR0, dbcr0);
  94         mtspr(SPRN_DBSR, -1);
  95 #endif
  96 }
  97
  98 static void check_return_regs_valid(struct pt_regs *regs)
  99 {
 100 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 101         unsigned long trap, srr0, srr1;
 102         static bool warned;
 103         u8 *validp;
 104         char *h;
 105
 106         if (trap_is_scv(regs))
 107                 return;
 108
 109         trap = TRAP(regs);
 110         // EE in HV mode sets HSRRs like 0xea0
 111         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE) && trap == INTERRUPT_EXTERNAL)
 112                 trap = 0xea0;
 113
 114         switch (trap) {
 115         case 0x980:
 116         case INTERRUPT_H_DATA_STORAGE:
 117         case 0xe20:
 118         case 0xe40:
 119         case INTERRUPT_HMI:
 120         case 0xe80:
 121         case 0xea0:
 122         case INTERRUPT_H_FAC_UNAVAIL:
 123         case 0x1200:
 124         case 0x1500:
 125         case 0x1600:
 126         case 0x1800:
 127                 validp = &local_paca->hsrr_valid;
 128                 if (!*validp)
 129                         return;
 130
 131                 srr0 = mfspr(SPRN_HSRR0);
 132                 srr1 = mfspr(SPRN_HSRR1);
 133                 h = "H";
 134
 135                 break;
 136         default:
 137                 validp = &local_paca->srr_valid;
 138                 if (!*validp)
 139                         return;
 140
 141                 srr0 = mfspr(SPRN_SRR0);
 142                 srr1 = mfspr(SPRN_SRR1);
 143                 h = "";
 144                 break;
 145         }
 146
 147         if (srr0 == regs->nip && srr1 == regs->msr)
 148                 return;
 149
 150         /*
 151          * A NMI / soft-NMI interrupt may have come in after we found
 152          * srr_valid and before the SRRs are loaded. The interrupt then
 153          * comes in and clobbers SRRs and clears srr_valid. Then we load
 154          * the SRRs here and test them above and find they don't match.
 155          *
 156          * Test validity again after that, to catch such false positives.
 157          *
 158          * This test in general will have some window for false negatives
 159          * and may not catch and fix all such cases if an NMI comes in
 160          * later and clobbers SRRs without clearing srr_valid, but hopefully
 161          * such things will get caught most of the time, statistically
 162          * enough to be able to get a warning out.
 163          */
 164         barrier();
 165
 166         if (!*validp)
 167                 return;
 168
 169         if (!warned) {
 170                 warned = true;
 171                 printk("%sSRR0 was: %lx should be: %lx\n", h, srr0, regs->nip);
 172                 printk("%sSRR1 was: %lx should be: %lx\n", h, srr1, regs->msr);
 173                 show_regs(regs);
 174         }
 175
 176         *validp = 0; /* fixup */
 177 #endif
 178 }
 179
 180 static notrace unsigned long
 181 interrupt_exit_user_prepare_main(unsigned long ret, struct pt_regs *regs)
 182 {
 183         unsigned long ti_flags;
 184
 185 again:
 186         ti_flags = read_thread_flags();
 187         while (unlikely(ti_flags & (_TIF_USER_WORK_MASK & ~_TIF_RESTORE_TM))) {
 188                 local_irq_enable();
 189                 if (ti_flags & _TIF_NEED_RESCHED) {
 190                         schedule();
 191                 } else {
 192                         /*
 193                          * SIGPENDING must restore signal handler function
 194                          * argument GPRs, and some non-volatiles (e.g., r1).
 195                          * Restore all for now. This could be made lighter.
 196                          */
 197                         if (ti_flags & _TIF_SIGPENDING)
 198                                 ret |= _TIF_RESTOREALL;
 199                         do_notify_resume(regs, ti_flags);
 200                 }
 201                 local_irq_disable();
 202                 ti_flags = read_thread_flags();
 203         }
 204
 205         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S_64) && IS_ENABLED(CONFIG_PPC_FPU)) {
 206                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM) &&
 207                                 unlikely((ti_flags & _TIF_RESTORE_TM))) {
 208                         restore_tm_state(regs);
 209                 } else {
 210                         unsigned long mathflags = MSR_FP;
 211
 212                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_VSX))
 213                                 mathflags |= MSR_VEC | MSR_VSX;
 214                         else if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ALTIVEC))
 215                                 mathflags |= MSR_VEC;
 216
 217                         /*
 218                          * If userspace MSR has all available FP bits set,
 219                          * then they are live and no need to restore. If not,
 220                          * it means the regs were given up and restore_math
 221                          * may decide to restore them (to avoid taking an FP
 222                          * fault).
 223                          */
 224                         if ((regs->msr & mathflags) != mathflags)
 225                                 restore_math(regs);
 226                 }
 227         }
 228
 229         check_return_regs_valid(regs);
 230
 231         user_enter_irqoff();
 232         if (!prep_irq_for_enabled_exit(true)) {
 233                 user_exit_irqoff();
 234                 local_irq_enable();
 235                 local_irq_disable();
 236                 goto again;
 237         }
 238
 239 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
 240         local_paca->tm_scratch = regs->msr;
 241 #endif
 242
 243         booke_load_dbcr0();
 244
 245         account_cpu_user_exit();
 246
 247         /* Restore user access locks last */
 248         kuap_user_restore(regs);
 249
 250         return ret;
 251 }
 252
 253 /*
 254  * This should be called after a syscall returns, with r3 the return value
 255  * from the syscall. If this function returns non-zero, the system call
 256  * exit assembly should additionally load all GPR registers and CTR and XER
 257  * from the interrupt frame.
 258  *
 259  * The function graph tracer can not trace the return side of this function,
 260  * because RI=0 and soft mask state is "unreconciled", so it is marked notrace.
 261  */
 262 notrace unsigned long syscall_exit_prepare(unsigned long r3,
 263                                            struct pt_regs *regs,
 264                                            long scv)
 265 {
 266         unsigned long ti_flags;
 267         unsigned long ret = 0;
 268         bool is_not_scv = !IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S_64) || !scv;
 269
 270         CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
 271
 272         kuap_assert_locked();
 273
 274         regs->result = r3;
 275
 276         /* Check whether the syscall is issued inside a restartable sequence */
 277         rseq_syscall(regs);
 278
 279         ti_flags = read_thread_flags();
 280
 281         if (unlikely(r3 >= (unsigned long)-MAX_ERRNO) && is_not_scv) {
 282                 if (likely(!(ti_flags & (_TIF_NOERROR | _TIF_RESTOREALL)))) {
 283                         r3 = -r3;
 284                         regs->ccr |= 0x10000000; /* Set SO bit in CR */
 285                 }
 286         }
 287
 288         if (unlikely(ti_flags & _TIF_PERSYSCALL_MASK)) {
 289                 if (ti_flags & _TIF_RESTOREALL)
 290                         ret = _TIF_RESTOREALL;
 291                 else
 292                         regs->gpr[3] = r3;
 293                 clear_bits(_TIF_PERSYSCALL_MASK, &current_thread_info()->flags);
 294         } else {
 295                 regs->gpr[3] = r3;
 296         }
 297
 298         if (unlikely(ti_flags & _TIF_SYSCALL_DOTRACE)) {
 299                 do_syscall_trace_leave(regs);
 300                 ret |= _TIF_RESTOREALL;
 301         }
 302
 303         local_irq_disable();
 304         ret = interrupt_exit_user_prepare_main(ret, regs);
 305
 306 #ifdef CONFIG_PPC64
 307         regs->exit_result = ret;
 308 #endif
 309
 310         return ret;
 311 }
 312
 313 #ifdef CONFIG_PPC64
 314 notrace unsigned long syscall_exit_restart(unsigned long r3, struct pt_regs *regs)
 315 {
 316         /*
 317          * This is called when detecting a soft-pending interrupt as well as
 318          * an alternate-return interrupt. So we can't just have the alternate
 319          * return path clear SRR1[MSR] and set PACA_IRQ_HARD_DIS (unless
 320          * the soft-pending case were to fix things up as well). RI might be
 321          * disabled, in which case it gets re-enabled by __hard_irq_disable().
 322          */
 323         __hard_irq_disable();
 324         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 325
 326 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 327         set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
 328 #endif
 329
 330         trace_hardirqs_off();
 331         user_exit_irqoff();
 332         account_cpu_user_entry();
 333
 334         BUG_ON(!user_mode(regs));
 335
 336         regs->exit_result = interrupt_exit_user_prepare_main(regs->exit_result, regs);
 337
 338         return regs->exit_result;
 339 }
 340 #endif
 341
 342 notrace unsigned long interrupt_exit_user_prepare(struct pt_regs *regs)
 343 {
 344         unsigned long ret;
 345
 346         BUG_ON(regs_is_unrecoverable(regs));
 347         BUG_ON(arch_irq_disabled_regs(regs));
 348         CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
 349
 350         /*
 351          * We don't need to restore AMR on the way back to userspace for KUAP.
 352          * AMR can only have been unlocked if we interrupted the kernel.
 353          */
 354         kuap_assert_locked();
 355
 356         local_irq_disable();
 357
 358         ret = interrupt_exit_user_prepare_main(0, regs);
 359
 360 #ifdef CONFIG_PPC64
 361         regs->exit_result = ret;
 362 #endif
 363
 364         return ret;
 365 }
 366
 367 void preempt_schedule_irq(void);
 368
 369 notrace unsigned long interrupt_exit_kernel_prepare(struct pt_regs *regs)
 370 {
 371         unsigned long flags;
 372         unsigned long ret = 0;
 373         unsigned long kuap;
 374         bool stack_store = read_thread_flags() & _TIF_EMULATE_STACK_STORE;
 375
 376         if (regs_is_unrecoverable(regs))
 377                 unrecoverable_exception(regs);
 378         /*
 379          * CT_WARN_ON comes here via program_check_exception, so avoid
 380          * recursion.
 381          *
 382          * Skip the assertion on PMIs on 64e to work around a problem caused
 383          * by NMI PMIs incorrectly taking this interrupt return path, it's
 384          * possible for this to hit after interrupt exit to user switches
 385          * context to user. See also the comment in the performance monitor
 386          * handler in exceptions-64e.S
 387          */
 388         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3E_64) &&
 389             TRAP(regs) != INTERRUPT_PROGRAM &&
 390             TRAP(regs) != INTERRUPT_PERFMON)
 391                 CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
 392
 393         kuap = kuap_get_and_assert_locked();
 394
 395         local_irq_save(flags);
 396
 397         if (!arch_irq_disabled_regs(regs)) {
 398                 /* Returning to a kernel context with local irqs enabled. */
 399                 WARN_ON_ONCE(!(regs->msr & MSR_EE));
 400 again:
 401                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT)) {
 402                         /* Return to preemptible kernel context */
 403                         if (unlikely(read_thread_flags() & _TIF_NEED_RESCHED)) {
 404                                 if (preempt_count() == 0)
 405                                         preempt_schedule_irq();
 406                         }
 407                 }
 408
 409                 check_return_regs_valid(regs);
 410
 411                 /*
 412                  * Stack store exit can't be restarted because the interrupt
 413                  * stack frame might have been clobbered.
 414                  */
 415                 if (!prep_irq_for_enabled_exit(unlikely(stack_store))) {
 416                         /*
 417                          * Replay pending soft-masked interrupts now. Don't
 418                          * just local_irq_enabe(); local_irq_disable(); because
 419                          * if we are returning from an asynchronous interrupt
 420                          * here, another one might hit after irqs are enabled,
 421                          * and it would exit via this same path allowing
 422                          * another to fire, and so on unbounded.
 423                          */
 424                         hard_irq_disable();
 425                         replay_soft_interrupts();
 426                         /* Took an interrupt, may have more exit work to do. */
 427                         goto again;
 428                 }
 429 #ifdef CONFIG_PPC64
 430                 /*
 431                  * An interrupt may clear MSR[EE] and set this concurrently,
 432                  * but it will be marked pending and the exit will be retried.
 433                  * This leaves a racy window where MSR[EE]=0 and HARD_DIS is
 434                  * clear, until interrupt_exit_kernel_restart() calls
 435                  * hard_irq_disable(), which will set HARD_DIS again.
 436                  */
 437                 local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_HARD_DIS;
 438
 439         } else {
 440                 check_return_regs_valid(regs);
 441
 442                 if (unlikely(stack_store))
 443                         __hard_EE_RI_disable();
 444 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 445         }
 446
 447         if (unlikely(stack_store)) {
 448                 clear_bits(_TIF_EMULATE_STACK_STORE, &current_thread_info()->flags);
 449                 ret = 1;
 450         }
 451
 452 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
 453         local_paca->tm_scratch = regs->msr;
 454 #endif
 455
 456         /*
 457          * 64s does not want to mfspr(SPRN_AMR) here, because this comes after
 458          * mtmsr, which would cause Read-After-Write stalls. Hence, take the
 459          * AMR value from the check above.
 460          */
 461         kuap_kernel_restore(regs, kuap);
 462
 463         return ret;
 464 }
 465
 466 #ifdef CONFIG_PPC64
 467 notrace unsigned long interrupt_exit_user_restart(struct pt_regs *regs)
 468 {
 469         __hard_irq_disable();
 470         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 471
 472 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 473         set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
 474 #endif
 475
 476         trace_hardirqs_off();
 477         user_exit_irqoff();
 478         account_cpu_user_entry();
 479
 480         BUG_ON(!user_mode(regs));
 481
 482         regs->exit_result |= interrupt_exit_user_prepare(regs);
 483
 484         return regs->exit_result;
 485 }
 486
 487 /*
 488  * No real need to return a value here because the stack store case does not
 489  * get restarted.
 490  */
 491 notrace unsigned long interrupt_exit_kernel_restart(struct pt_regs *regs)
 492 {
 493         __hard_irq_disable();
 494         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 495
 496 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 497         set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
 498 #endif
 499
 500         if (regs->softe == IRQS_ENABLED)
 501                 trace_hardirqs_off();
 502
 503         BUG_ON(user_mode(regs));
 504
 505         return interrupt_exit_kernel_prepare(regs);
 506 }
 507 #endif