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/efi.h>
  34 #include <asm/exception.h>
  35 #include <asm/daifflags.h>
  36 #include <asm/debug-monitors.h>
  37 #include <asm/esr.h>
  38 #include <asm/kprobes.h>
  39 #include <asm/mte.h>
  40 #include <asm/processor.h>
  41 #include <asm/sysreg.h>
  42 #include <asm/system_misc.h>
  43 #include <asm/tlbflush.h>
  44 #include <asm/traps.h>
  45
  46 struct fault_info {
  47         int     (*fn)(unsigned long far, unsigned long esr,
  48                       struct pt_regs *regs);
  49         int     sig;
  50         int     code;
  51         const char *name;
  52 };
  53
  54 static const struct fault_info fault_info[];
  55 static struct fault_info debug_fault_info[];
  56
  57 static inline const struct fault_info *esr_to_fault_info(unsigned long esr)
  58 {
  59         return fault_info + (esr & ESR_ELx_FSC);
  60 }
  61
  62 static inline const struct fault_info *esr_to_debug_fault_info(unsigned long esr)
  63 {
  64         return debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
  65 }
  66
  67 static void data_abort_decode(unsigned long esr)
  68 {
  69         unsigned long iss2 = ESR_ELx_ISS2(esr);
  70
  71         pr_alert("Data abort info:\n");
  72
  73         if (esr & ESR_ELx_ISV) {
  74                 pr_alert("  Access size = %u byte(s)\n",
  75                          1U << ((esr & ESR_ELx_SAS) >> ESR_ELx_SAS_SHIFT));
  76                 pr_alert("  SSE = %lu, SRT = %lu\n",
  77                          (esr & ESR_ELx_SSE) >> ESR_ELx_SSE_SHIFT,
  78                          (esr & ESR_ELx_SRT_MASK) >> ESR_ELx_SRT_SHIFT);
  79                 pr_alert("  SF = %lu, AR = %lu\n",
  80                          (esr & ESR_ELx_SF) >> ESR_ELx_SF_SHIFT,
  81                          (esr & ESR_ELx_AR) >> ESR_ELx_AR_SHIFT);
  82         } else {
  83                 pr_alert("  ISV = 0, ISS = 0x%08lx, ISS2 = 0x%08lx\n",
  84                          esr & ESR_ELx_ISS_MASK, iss2);
  85         }
  86
  87         pr_alert("  CM = %lu, WnR = %lu, TnD = %lu, TagAccess = %lu\n",
  88                  (esr & ESR_ELx_CM) >> ESR_ELx_CM_SHIFT,
  89                  (esr & ESR_ELx_WNR) >> ESR_ELx_WNR_SHIFT,
  90                  (iss2 & ESR_ELx_TnD) >> ESR_ELx_TnD_SHIFT,
  91                  (iss2 & ESR_ELx_TagAccess) >> ESR_ELx_TagAccess_SHIFT);
  92
  93         pr_alert("  GCS = %ld, Overlay = %lu, DirtyBit = %lu, Xs = %llu\n",
  94                  (iss2 & ESR_ELx_GCS) >> ESR_ELx_GCS_SHIFT,
  95                  (iss2 & ESR_ELx_Overlay) >> ESR_ELx_Overlay_SHIFT,
  96                  (iss2 & ESR_ELx_DirtyBit) >> ESR_ELx_DirtyBit_SHIFT,
  97                  (iss2 & ESR_ELx_Xs_MASK) >> ESR_ELx_Xs_SHIFT);
  98 }
  99
 100 static void mem_abort_decode(unsigned long esr)
 101 {
 102         pr_alert("Mem abort info:\n");
 103
 104         pr_alert("  ESR = 0x%016lx\n", esr);
 105         pr_alert("  EC = 0x%02lx: %s, IL = %u bits\n",
 106                  ESR_ELx_EC(esr), esr_get_class_string(esr),
 107                  (esr & ESR_ELx_IL) ? 32 : 16);
 108         pr_alert("  SET = %lu, FnV = %lu\n",
 109                  (esr & ESR_ELx_SET_MASK) >> ESR_ELx_SET_SHIFT,
 110                  (esr & ESR_ELx_FnV) >> ESR_ELx_FnV_SHIFT);
 111         pr_alert("  EA = %lu, S1PTW = %lu\n",
 112                  (esr & ESR_ELx_EA) >> ESR_ELx_EA_SHIFT,
 113                  (esr & ESR_ELx_S1PTW) >> ESR_ELx_S1PTW_SHIFT);
 114         pr_alert("  FSC = 0x%02lx: %s\n", (esr & ESR_ELx_FSC),
 115                  esr_to_fault_info(esr)->name);
 116
 117         if (esr_is_data_abort(esr))
 118                 data_abort_decode(esr);
 119 }
 120
 121 static inline unsigned long mm_to_pgd_phys(struct mm_struct *mm)
 122 {
 123         /* Either init_pg_dir or swapper_pg_dir */
 124         if (mm == &init_mm)
 125                 return __pa_symbol(mm->pgd);
 126
 127         return (unsigned long)virt_to_phys(mm->pgd);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Dump out the page tables associated with 'addr' in the currently active mm.
 132  */
 133 static void show_pte(unsigned long addr)
 134 {
 135         struct mm_struct *mm;
 136         pgd_t *pgdp;
 137         pgd_t pgd;
 138
 139         if (is_ttbr0_addr(addr)) {
 140                 /* TTBR0 */
 141                 mm = current->active_mm;
 142                 if (mm == &init_mm) {
 143                         pr_alert("[%016lx] user address but active_mm is swapper\n",
 144                                  addr);
 145                         return;
 146                 }
 147         } else if (is_ttbr1_addr(addr)) {
 148                 /* TTBR1 */
 149                 mm = &init_mm;
 150         } else {
 151                 pr_alert("[%016lx] address between user and kernel address ranges\n",
 152                          addr);
 153                 return;
 154         }
 155
 156         pr_alert("%s pgtable: %luk pages, %llu-bit VAs, pgdp=%016lx\n",
 157                  mm == &init_mm ? "swapper" : "user", PAGE_SIZE / SZ_1K,
 158                  vabits_actual, mm_to_pgd_phys(mm));
 159         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 160         pgd = READ_ONCE(*pgdp);
 161         pr_alert("[%016lx] pgd=%016llx", addr, pgd_val(pgd));
 162
 163         do {
 164                 p4d_t *p4dp, p4d;
 165                 pud_t *pudp, pud;
 166                 pmd_t *pmdp, pmd;
 167                 pte_t *ptep, pte;
 168
 169                 if (pgd_none(pgd) || pgd_bad(pgd))
 170                         break;
 171
 172                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 173                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 174                 pr_cont(", p4d=%016llx", p4d_val(p4d));
 175                 if (p4d_none(p4d) || p4d_bad(p4d))
 176                         break;
 177
 178                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
 179                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 180                 pr_cont(", pud=%016llx", pud_val(pud));
 181                 if (pud_none(pud) || pud_bad(pud))
 182                         break;
 183
 184                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 185                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 186                 pr_cont(", pmd=%016llx", pmd_val(pmd));
 187                 if (pmd_none(pmd) || pmd_bad(pmd))
 188                         break;
 189
 190                 ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
 191                 if (!ptep)
 192                         break;
 193
 194                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 195                 pr_cont(", pte=%016llx", pte_val(pte));
 196                 pte_unmap(ptep);
 197         } while(0);
 198
 199         pr_cont("\n");
 200 }
 201
 202 /*
 203  * This function sets the access flags (dirty, accessed), as well as write
 204  * permission, and only to a more permissive setting.
 205  *
 206  * It needs to cope with hardware update of the accessed/dirty state by other
 207  * agents in the system and can safely skip the __sync_icache_dcache() call as,
 208  * like set_pte_at(), the PTE is never changed from no-exec to exec here.
 209  *
 210  * Returns whether or not the PTE actually changed.
 211  */
 212 int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 213                           unsigned long address, pte_t *ptep,
 214                           pte_t entry, int dirty)
 215 {
 216         pteval_t old_pteval, pteval;
 217         pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
 218
 219         if (pte_same(pte, entry))
 220                 return 0;
 221
 222         /* only preserve the access flags and write permission */
 223         pte_val(entry) &= PTE_RDONLY | PTE_AF | PTE_WRITE | PTE_DIRTY;
 224
 225         /*
 226          * Setting the flags must be done atomically to avoid racing with the
 227          * hardware update of the access/dirty state. The PTE_RDONLY bit must
 228          * be set to the most permissive (lowest value) of *ptep and entry
 229          * (calculated as: a & b == ~(~a | ~b)).
 230          */
 231         pte_val(entry) ^= PTE_RDONLY;
 232         pteval = pte_val(pte);
 233         do {
 234                 old_pteval = pteval;
 235                 pteval ^= PTE_RDONLY;
 236                 pteval |= pte_val(entry);
 237                 pteval ^= PTE_RDONLY;
 238                 pteval = cmpxchg_relaxed(&pte_val(*ptep), old_pteval, pteval);
 239         } while (pteval != old_pteval);
 240
 241         /* Invalidate a stale read-only entry */
 242         if (dirty)
 243                 flush_tlb_page(vma, address);
 244         return 1;
 245 }
 246
 247 static bool is_el1_instruction_abort(unsigned long esr)
 248 {
 249         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_CUR;
 250 }
 251
 252 static bool is_el1_data_abort(unsigned long esr)
 253 {
 254         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_DABT_CUR;
 255 }
 256
 257 static inline bool is_el1_permission_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 258                                            struct pt_regs *regs)
 259 {
 260         unsigned long fsc_type = esr & ESR_ELx_FSC_TYPE;
 261
 262         if (!is_el1_data_abort(esr) && !is_el1_instruction_abort(esr))
 263                 return false;
 264
 265         if (fsc_type == ESR_ELx_FSC_PERM)
 266                 return true;
 267
 268         if (is_ttbr0_addr(addr) && system_uses_ttbr0_pan())
 269                 return fsc_type == ESR_ELx_FSC_FAULT &&
 270                         (regs->pstate & PSR_PAN_BIT);
 271
 272         return false;
 273 }
 274
 275 static bool __kprobes is_spurious_el1_translation_fault(unsigned long addr,
 276                                                         unsigned long esr,
 277                                                         struct pt_regs *regs)
 278 {
 279         unsigned long flags;
 280         u64 par, dfsc;
 281
 282         if (!is_el1_data_abort(esr) ||
 283             (esr & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT)
 284                 return false;
 285
 286         local_irq_save(flags);
 287         asm volatile("at s1e1r, %0" :: "r" (addr));
 288         isb();
 289         par = read_sysreg_par();
 290         local_irq_restore(flags);
 291
 292         /*
 293          * If we now have a valid translation, treat the translation fault as
 294          * spurious.
 295          */
 296         if (!(par & SYS_PAR_EL1_F))
 297                 return true;
 298
 299         /*
 300          * If we got a different type of fault from the AT instruction,
 301          * treat the translation fault as spurious.
 302          */
 303         dfsc = FIELD_GET(SYS_PAR_EL1_FST, par);
 304         return (dfsc & ESR_ELx_FSC_TYPE) != ESR_ELx_FSC_FAULT;
 305 }
 306
 307 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
 308                              unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 309 {
 310         bust_spinlocks(1);
 311
 312         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %016lx\n", msg,
 313                  addr);
 314
 315         kasan_non_canonical_hook(addr);
 316
 317         mem_abort_decode(esr);
 318
 319         show_pte(addr);
 320         die("Oops", regs, esr);
 321         bust_spinlocks(0);
 322         make_task_dead(SIGKILL);
 323 }
 324
 325 #ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
 326 static void report_tag_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 327                              struct pt_regs *regs)
 328 {
 329         /*
 330          * SAS bits aren't set for all faults reported in EL1, so we can't
 331          * find out access size.
 332          */
 333         bool is_write = !!(esr & ESR_ELx_WNR);
 334         kasan_report((void *)addr, 0, is_write, regs->pc);
 335 }
 336 #else
 337 /* Tag faults aren't enabled without CONFIG_KASAN_HW_TAGS. */
 338 static inline void report_tag_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 339                                     struct pt_regs *regs) { }
 340 #endif
 341
 342 static void do_tag_recovery(unsigned long addr, unsigned long esr,
 343                            struct pt_regs *regs)
 344 {
 345
 346         report_tag_fault(addr, esr, regs);
 347
 348         /*
 349          * Disable MTE Tag Checking on the local CPU for the current EL.
 350          * It will be done lazily on the other CPUs when they will hit a
 351          * tag fault.
 352          */
 353         sysreg_clear_set(sctlr_el1, SCTLR_EL1_TCF_MASK,
 354                          SYS_FIELD_PREP_ENUM(SCTLR_EL1, TCF, NONE));
 355         isb();
 356 }
 357
 358 static bool is_el1_mte_sync_tag_check_fault(unsigned long esr)
 359 {
 360         unsigned long fsc = esr & ESR_ELx_FSC;
 361
 362         if (!is_el1_data_abort(esr))
 363                 return false;
 364
 365         if (fsc == ESR_ELx_FSC_MTE)
 366                 return true;
 367
 368         return false;
 369 }
 370
 371 static bool is_translation_fault(unsigned long esr)
 372 {
 373         return (esr & ESR_ELx_FSC_TYPE) == ESR_ELx_FSC_FAULT;
 374 }
 375
 376 static void __do_kernel_fault(unsigned long addr, unsigned long esr,
 377                               struct pt_regs *regs)
 378 {
 379         const char *msg;
 380
 381         /*
 382          * Are we prepared to handle this kernel fault?
 383          * We are almost certainly not prepared to handle instruction faults.
 384          */
 385         if (!is_el1_instruction_abort(esr) && fixup_exception(regs))
 386                 return;
 387
 388         if (WARN_RATELIMIT(is_spurious_el1_translation_fault(addr, esr, regs),
 389             "Ignoring spurious kernel translation fault at virtual address %016lx\n", addr))
 390                 return;
 391
 392         if (is_el1_mte_sync_tag_check_fault(esr)) {
 393                 do_tag_recovery(addr, esr, regs);
 394
 395                 return;
 396         }
 397
 398         if (is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 399                 if (esr & ESR_ELx_WNR)
 400                         msg = "write to read-only memory";
 401                 else if (is_el1_instruction_abort(esr))
 402                         msg = "execute from non-executable memory";
 403                 else
 404                         msg = "read from unreadable memory";
 405         } else if (addr < PAGE_SIZE) {
 406                 msg = "NULL pointer dereference";
 407         } else {
 408                 if (is_translation_fault(esr) &&
 409                     kfence_handle_page_fault(addr, esr & ESR_ELx_WNR, regs))
 410                         return;
 411
 412                 msg = "paging request";
 413         }
 414
 415         if (efi_runtime_fixup_exception(regs, msg))
 416                 return;
 417
 418         die_kernel_fault(msg, addr, esr, regs);
 419 }
 420
 421 static void set_thread_esr(unsigned long address, unsigned long esr)
 422 {
 423         current->thread.fault_address = address;
 424
 425         /*
 426          * If the faulting address is in the kernel, we must sanitize the ESR.
 427          * From userspace's point of view, kernel-only mappings don't exist
 428          * at all, so we report them as level 0 translation faults.
 429          * (This is not quite the way that "no mapping there at all" behaves:
 430          * an alignment fault not caused by the memory type would take
 431          * precedence over translation fault for a real access to empty
 432          * space. Unfortunately we can't easily distinguish "alignment fault
 433          * not caused by memory type" from "alignment fault caused by memory
 434          * type", so we ignore this wrinkle and just return the translation
 435          * fault.)
 436          */
 437         if (!is_ttbr0_addr(current->thread.fault_address)) {
 438                 switch (ESR_ELx_EC(esr)) {
 439                 case ESR_ELx_EC_DABT_LOW:
 440                         /*
 441                          * These bits provide only information about the
 442                          * faulting instruction, which userspace knows already.
 443                          * We explicitly clear bits which are architecturally
 444                          * RES0 in case they are given meanings in future.
 445                          * We always report the ESR as if the fault was taken
 446                          * to EL1 and so ISV and the bits in ISS[23:14] are
 447                          * clear. (In fact it always will be a fault to EL1.)
 448                          */
 449                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL |
 450                                 ESR_ELx_CM | ESR_ELx_WNR;
 451                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 452                         break;
 453                 case ESR_ELx_EC_IABT_LOW:
 454                         /*
 455                          * Claim a level 0 translation fault.
 456                          * All other bits are architecturally RES0 for faults
 457                          * reported with that DFSC value, so we clear them.
 458                          */
 459                         esr &= ESR_ELx_EC_MASK | ESR_ELx_IL;
 460                         esr |= ESR_ELx_FSC_FAULT;
 461                         break;
 462                 default:
 463                         /*
 464                          * This should never happen (entry.S only brings us
 465                          * into this code for insn and data aborts from a lower
 466                          * exception level). Fail safe by not providing an ESR
 467                          * context record at all.
 468                          */
 469                         WARN(1, "ESR 0x%lx is not DABT or IABT from EL0\n", esr);
 470                         esr = 0;
 471                         break;
 472                 }
 473         }
 474
 475         current->thread.fault_code = esr;
 476 }
 477
 478 static void do_bad_area(unsigned long far, unsigned long esr,
 479                         struct pt_regs *regs)
 480 {
 481         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 482
 483         /*
 484          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 485          * handle this fault with.
 486          */
 487         if (user_mode(regs)) {
 488                 const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 489
 490                 set_thread_esr(addr, esr);
 491                 arm64_force_sig_fault(inf->sig, inf->code, far, inf->name);
 492         } else {
 493                 __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 494         }
 495 }
 496
 497 #define VM_FAULT_BADMAP         ((__force vm_fault_t)0x010000)
 498 #define VM_FAULT_BADACCESS      ((__force vm_fault_t)0x020000)
 499
 500 static vm_fault_t __do_page_fault(struct mm_struct *mm,
 501                                   struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
 502                                   unsigned int mm_flags, unsigned long vm_flags,
 503                                   struct pt_regs *regs)
 504 {
 505         /*
 506          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
 507          * it.
 508          * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which
 509          * occurred.
 510          */
 511         if (!(vma->vm_flags & vm_flags))
 512                 return VM_FAULT_BADACCESS;
 513         return handle_mm_fault(vma, addr, mm_flags, regs);
 514 }
 515
 516 static bool is_el0_instruction_abort(unsigned long esr)
 517 {
 518         return ESR_ELx_EC(esr) == ESR_ELx_EC_IABT_LOW;
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Note: not valid for EL1 DC IVAC, but we never use that such that it
 523  * should fault. EL0 cannot issue DC IVAC (undef).
 524  */
 525 static bool is_write_abort(unsigned long esr)
 526 {
 527         return (esr & ESR_ELx_WNR) && !(esr & ESR_ELx_CM);
 528 }
 529
 530 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 531                                    struct pt_regs *regs)
 532 {
 533         const struct fault_info *inf;
 534         struct mm_struct *mm = current->mm;
 535         vm_fault_t fault;
 536         unsigned long vm_flags;
 537         unsigned int mm_flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 538         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 539         struct vm_area_struct *vma;
 540
 541         if (kprobe_page_fault(regs, esr))
 542                 return 0;
 543
 544         /*
 545          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
 546          * the fault.
 547          */
 548         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 549                 goto no_context;
 550
 551         if (user_mode(regs))
 552                 mm_flags |= FAULT_FLAG_USER;
 553
 554         /*
 555          * vm_flags tells us what bits we must have in vma->vm_flags
 556          * for the fault to be benign, __do_page_fault() would check
 557          * vma->vm_flags & vm_flags and returns an error if the
 558          * intersection is empty
 559          */
 560         if (is_el0_instruction_abort(esr)) {
 561                 /* It was exec fault */
 562                 vm_flags = VM_EXEC;
 563                 mm_flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 564         } else if (is_write_abort(esr)) {
 565                 /* It was write fault */
 566                 vm_flags = VM_WRITE;
 567                 mm_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 568         } else {
 569                 /* It was read fault */
 570                 vm_flags = VM_READ;
 571                 /* Write implies read */
 572                 vm_flags |= VM_WRITE;
 573                 /* If EPAN is absent then exec implies read */
 574                 if (!cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_EPAN))
 575                         vm_flags |= VM_EXEC;
 576         }
 577
 578         if (is_ttbr0_addr(addr) && is_el1_permission_fault(addr, esr, regs)) {
 579                 if (is_el1_instruction_abort(esr))
 580                         die_kernel_fault("execution of user memory",
 581                                          addr, esr, regs);
 582
 583                 if (!search_exception_tables(regs->pc))
 584                         die_kernel_fault("access to user memory outside uaccess routines",
 585                                          addr, esr, regs);
 586         }
 587
 588         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 589
 590 #ifdef CONFIG_PER_VMA_LOCK
 591         if (!(mm_flags & FAULT_FLAG_USER))
 592                 goto lock_mmap;
 593
 594         vma = lock_vma_under_rcu(mm, addr);
 595         if (!vma)
 596                 goto lock_mmap;
 597
 598         if (!(vma->vm_flags & vm_flags)) {
 599                 vma_end_read(vma);
 600                 goto lock_mmap;
 601         }
 602         fault = handle_mm_fault(vma, addr, mm_flags | FAULT_FLAG_VMA_LOCK, regs);
 603         vma_end_read(vma);
 604
 605         if (!(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
 606                 count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_SUCCESS);
 607                 goto done;
 608         }
 609         count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_RETRY);
 610
 611         /* Quick path to respond to signals */
 612         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 613                 if (!user_mode(regs))
 614                         goto no_context;
 615                 return 0;
 616         }
 617 lock_mmap:
 618 #endif /* CONFIG_PER_VMA_LOCK */
 619
 620 retry:
 621         vma = lock_mm_and_find_vma(mm, addr, regs);
 622         if (unlikely(!vma)) {
 623                 fault = VM_FAULT_BADMAP;
 624                 goto done;
 625         }
 626
 627         fault = __do_page_fault(mm, vma, addr, mm_flags, vm_flags, regs);
 628
 629         /* Quick path to respond to signals */
 630         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 631                 if (!user_mode(regs))
 632                         goto no_context;
 633                 return 0;
 634         }
 635
 636         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 637         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
 638                 return 0;
 639
 640         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 641                 mm_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 642                 goto retry;
 643         }
 644         mmap_read_unlock(mm);
 645
 646 done:
 647         /*
 648          * Handle the "normal" (no error) case first.
 649          */
 650         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
 651                               VM_FAULT_BADACCESS))))
 652                 return 0;
 653
 654         /*
 655          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 656          * handle this fault with.
 657          */
 658         if (!user_mode(regs))
 659                 goto no_context;
 660
 661         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 662                 /*
 663                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 664                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 665                  * oom-killed).
 666                  */
 667                 pagefault_out_of_memory();
 668                 return 0;
 669         }
 670
 671         inf = esr_to_fault_info(esr);
 672         set_thread_esr(addr, esr);
 673         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 674                 /*
 675                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
 676                  * this page fault.
 677                  */
 678                 arm64_force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, far, inf->name);
 679         } else if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON_LARGE | VM_FAULT_HWPOISON)) {
 680                 unsigned int lsb;
 681
 682                 lsb = PAGE_SHIFT;
 683                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 684                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 685
 686                 arm64_force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, far, lsb, inf->name);
 687         } else {
 688                 /*
 689                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
 690                  * map.
 691                  */
 692                 arm64_force_sig_fault(SIGSEGV,
 693                                       fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR,
 694                                       far, inf->name);
 695         }
 696
 697         return 0;
 698
 699 no_context:
 700         __do_kernel_fault(addr, esr, regs);
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long far,
 705                                           unsigned long esr,
 706                                           struct pt_regs *regs)
 707 {
 708         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 709
 710         if (is_ttbr0_addr(addr))
 711                 return do_page_fault(far, esr, regs);
 712
 713         do_bad_area(far, esr, regs);
 714         return 0;
 715 }
 716
 717 static int do_alignment_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 718                               struct pt_regs *regs)
 719 {
 720         if (IS_ENABLED(CONFIG_COMPAT_ALIGNMENT_FIXUPS) &&
 721             compat_user_mode(regs))
 722                 return do_compat_alignment_fixup(far, regs);
 723         do_bad_area(far, esr, regs);
 724         return 0;
 725 }
 726
 727 static int do_bad(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 728 {
 729         return 1; /* "fault" */
 730 }
 731
 732 static int do_sea(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 733 {
 734         const struct fault_info *inf;
 735         unsigned long siaddr;
 736
 737         inf = esr_to_fault_info(esr);
 738
 739         if (user_mode(regs) && apei_claim_sea(regs) == 0) {
 740                 /*
 741                  * APEI claimed this as a firmware-first notification.
 742                  * Some processing deferred to task_work before ret_to_user().
 743                  */
 744                 return 0;
 745         }
 746
 747         if (esr & ESR_ELx_FnV) {
 748                 siaddr = 0;
 749         } else {
 750                 /*
 751                  * The architecture specifies that the tag bits of FAR_EL1 are
 752                  * UNKNOWN for synchronous external aborts. Mask them out now
 753                  * so that userspace doesn't see them.
 754                  */
 755                 siaddr  = untagged_addr(far);
 756         }
 757         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, siaddr, esr);
 758
 759         return 0;
 760 }
 761
 762 static int do_tag_check_fault(unsigned long far, unsigned long esr,
 763                               struct pt_regs *regs)
 764 {
 765         /*
 766          * The architecture specifies that bits 63:60 of FAR_EL1 are UNKNOWN
 767          * for tag check faults. Set them to corresponding bits in the untagged
 768          * address.
 769          */
 770         far = (__untagged_addr(far) & ~MTE_TAG_MASK) | (far & MTE_TAG_MASK);
 771         do_bad_area(far, esr, regs);
 772         return 0;
 773 }
 774
 775 static const struct fault_info fault_info[] = {
 776         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "ttbr address size fault"       },
 777         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 address size fault"    },
 778         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 address size fault"    },
 779         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 address size fault"    },
 780         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 0 translation fault"     },
 781         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
 782         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
 783         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
 784         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 8"                     },
 785         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
 786         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
 787         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
 788         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 12"                    },
 789         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
 790         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
 791         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
 792         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous external abort"    },
 793         { do_tag_check_fault,   SIGSEGV, SEGV_MTESERR,  "synchronous tag check fault"   },
 794         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 18"                    },
 795         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 19"                    },
 796         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 (translation table walk)"      },
 797         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 (translation table walk)"      },
 798         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 (translation table walk)"      },
 799         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 (translation table walk)"      },
 800         { do_sea,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "synchronous parity or ECC error" },    // Reserved when RAS is implemented
 801         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 25"                    },
 802         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 26"                    },
 803         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 27"                    },
 804         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 0 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 805         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 1 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 806         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 2 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 807         { do_sea,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "level 3 synchronous parity error (translation table walk)"     },      // Reserved when RAS is implemented
 808         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 32"                    },
 809         { do_alignment_fault,   SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
 810         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 34"                    },
 811         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 35"                    },
 812         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 36"                    },
 813         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 37"                    },
 814         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 38"                    },
 815         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 39"                    },
 816         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 40"                    },
 817         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 41"                    },
 818         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 42"                    },
 819         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 43"                    },
 820         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 44"                    },
 821         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 45"                    },
 822         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 46"                    },
 823         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 47"                    },
 824         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "TLB conflict abort"            },
 825         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "Unsupported atomic hardware update fault"      },
 826         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 50"                    },
 827         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 51"                    },
 828         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "implementation fault (lockdown abort)" },
 829         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "implementation fault (unsupported exclusive)" },
 830         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 54"                    },
 831         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 55"                    },
 832         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 56"                    },
 833         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 57"                    },
 834         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 58"                    },
 835         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 59"                    },
 836         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 60"                    },
 837         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "section domain fault"          },
 838         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "page domain fault"             },
 839         { do_bad,               SIGKILL, SI_KERNEL,     "unknown 63"                    },
 840 };
 841
 842 void do_mem_abort(unsigned long far, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 843 {
 844         const struct fault_info *inf = esr_to_fault_info(esr);
 845         unsigned long addr = untagged_addr(far);
 846
 847         if (!inf->fn(far, esr, regs))
 848                 return;
 849
 850         if (!user_mode(regs))
 851                 die_kernel_fault(inf->name, addr, esr, regs);
 852
 853         /*
 854          * At this point we have an unrecognized fault type whose tag bits may
 855          * have been defined as UNKNOWN. Therefore we only expose the untagged
 856          * address to the signal handler.
 857          */
 858         arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, addr, esr);
 859 }
 860 NOKPROBE_SYMBOL(do_mem_abort);
 861
 862 void do_sp_pc_abort(unsigned long addr, unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
 863 {
 864         arm64_notify_die("SP/PC alignment exception", regs, SIGBUS, BUS_ADRALN,
 865                          addr, esr);
 866 }
 867 NOKPROBE_SYMBOL(do_sp_pc_abort);
 868
 869 /*
 870  * __refdata because early_brk64 is __init, but the reference to it is
 871  * clobbered at arch_initcall time.
 872  * See traps.c and debug-monitors.c:debug_traps_init().
 873  */
 874 static struct fault_info __refdata debug_fault_info[] = {
 875         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
 876         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
 877         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
 878         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 3"             },
 879         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
 880         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "aarch32 vector catch"  },
 881         { early_brk64,  SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
 882         { do_bad,       SIGKILL,        SI_KERNEL,      "unknown 7"             },
 883 };
 884
 885 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
 886                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned long, struct pt_regs *),
 887                                   int sig, int code, const char *name)
 888 {
 889         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
 890
 891         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
 892         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
 893         debug_fault_info[nr].code       = code;
 894         debug_fault_info[nr].name       = name;
 895 }
 896
 897 /*
 898  * In debug exception context, we explicitly disable preemption despite
 899  * having interrupts disabled.
 900  * This serves two purposes: it makes it much less likely that we would
 901  * accidentally schedule in exception context and it will force a warning
 902  * if we somehow manage to schedule by accident.
 903  */
 904 static void debug_exception_enter(struct pt_regs *regs)
 905 {
 906         preempt_disable();
 907
 908         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 909         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "exception_enter didn't work");
 910 }
 911 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_enter);
 912
 913 static void debug_exception_exit(struct pt_regs *regs)
 914 {
 915         preempt_enable_no_resched();
 916 }
 917 NOKPROBE_SYMBOL(debug_exception_exit);
 918
 919 void do_debug_exception(unsigned long addr_if_watchpoint, unsigned long esr,
 920                         struct pt_regs *regs)
 921 {
 922         const struct fault_info *inf = esr_to_debug_fault_info(esr);
 923         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 924
 925         debug_exception_enter(regs);
 926
 927         if (user_mode(regs) && !is_ttbr0_addr(pc))
 928                 arm64_apply_bp_hardening();
 929
 930         if (inf->fn(addr_if_watchpoint, esr, regs)) {
 931                 arm64_notify_die(inf->name, regs, inf->sig, inf->code, pc, esr);
 932         }
 933
 934         debug_exception_exit(regs);
 935 }
 936 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug_exception);
 937
 938 /*
 939  * Used during anonymous page fault handling.
 940  */
 941 struct folio *vma_alloc_zeroed_movable_folio(struct vm_area_struct *vma,
 942                                                 unsigned long vaddr)
 943 {
 944         gfp_t flags = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_ZERO;
 945
 946         /*
 947          * If the page is mapped with PROT_MTE, initialise the tags at the
 948          * point of allocation and page zeroing as this is usually faster than
 949          * separate DC ZVA and STGM.
 950          */
 951         if (vma->vm_flags & VM_MTE)
 952                 flags |= __GFP_ZEROTAGS;
 953
 954         return vma_alloc_folio(flags, 0, vma, vaddr, false);
 955 }
 956
 957 void tag_clear_highpage(struct page *page)
 958 {
 959         /* Newly allocated page, shouldn't have been tagged yet */
 960         WARN_ON_ONCE(!try_page_mte_tagging(page));
 961         mte_zero_clear_page_tags(page_address(page));
 962         set_page_mte_tagged(page);
 963 }