Merge tag 'for-linus' of git://git.armlinux.org.uk/~rmk/linux-arm
[platform/kernel/linux-rpi.git] / 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/asm-prototypes.h>
9 #include <asm/kup.h>
10 #include <asm/cputime.h>
11 #include <asm/hw_irq.h>
12 #include <asm/interrupt.h>
13 #include <asm/kprobes.h>
14 #include <asm/paca.h>
15 #include <asm/ptrace.h>
16 #include <asm/reg.h>
17 #include <asm/signal.h>
18 #include <asm/switch_to.h>
19 #include <asm/syscall.h>
20 #include <asm/time.h>
21 #include <asm/tm.h>
22 #include <asm/unistd.h>
23
24 #if defined(CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS) && defined(CONFIG_PPC32)
25 unsigned long global_dbcr0[NR_CPUS];
26 #endif
27
28 typedef long (*syscall_fn)(long, long, long, long, long, long);
29
30 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
31 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(interrupt_exit_not_reentrant);
32 static inline bool exit_must_hard_disable(void)
33 {
34         return static_branch_unlikely(&interrupt_exit_not_reentrant);
35 }
36 #else
37 static inline bool exit_must_hard_disable(void)
38 {
39         return true;
40 }
41 #endif
42
43 /*
44  * local irqs must be disabled. Returns false if the caller must re-enable
45  * them, check for new work, and try again.
46  *
47  * This should be called with local irqs disabled, but if they were previously
48  * enabled when the interrupt handler returns (indicating a process-context /
49  * synchronous interrupt) then irqs_enabled should be true.
50  *
51  * restartable is true then EE/RI can be left on because interrupts are handled
52  * with a restart sequence.
53  */
54 static notrace __always_inline bool prep_irq_for_enabled_exit(bool restartable)
55 {
56         /* This must be done with RI=1 because tracing may touch vmaps */
57         trace_hardirqs_on();
58
59         if (exit_must_hard_disable() || !restartable)
60                 __hard_EE_RI_disable();
61
62 #ifdef CONFIG_PPC64
63         /* This pattern matches prep_irq_for_idle */
64         if (unlikely(lazy_irq_pending_nocheck())) {
65                 if (exit_must_hard_disable() || !restartable) {
66                         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
67                         __hard_RI_enable();
68                 }
69                 trace_hardirqs_off();
70
71                 return false;
72         }
73 #endif
74         return true;
75 }
76
77 /* Has to run notrace because it is entered not completely "reconciled" */
78 notrace long system_call_exception(long r3, long r4, long r5,
79                                    long r6, long r7, long r8,
80                                    unsigned long r0, struct pt_regs *regs)
81 {
82         syscall_fn f;
83
84         kuep_lock();
85
86         regs->orig_gpr3 = r3;
87
88         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
89                 BUG_ON(irq_soft_mask_return() != IRQS_ALL_DISABLED);
90
91         trace_hardirqs_off(); /* finish reconciling */
92
93         CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_KERNEL);
94         user_exit_irqoff();
95
96         BUG_ON(regs_is_unrecoverable(regs));
97         BUG_ON(!(regs->msr & MSR_PR));
98         BUG_ON(arch_irq_disabled_regs(regs));
99
100 #ifdef CONFIG_PPC_PKEY
101         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_PKEY)) {
102                 unsigned long amr, iamr;
103                 bool flush_needed = false;
104                 /*
105                  * When entering from userspace we mostly have the AMR/IAMR
106                  * different from kernel default values. Hence don't compare.
107                  */
108                 amr = mfspr(SPRN_AMR);
109                 iamr = mfspr(SPRN_IAMR);
110                 regs->amr  = amr;
111                 regs->iamr = iamr;
112                 if (mmu_has_feature(MMU_FTR_BOOK3S_KUAP)) {
113                         mtspr(SPRN_AMR, AMR_KUAP_BLOCKED);
114                         flush_needed = true;
115                 }
116                 if (mmu_has_feature(MMU_FTR_BOOK3S_KUEP)) {
117                         mtspr(SPRN_IAMR, AMR_KUEP_BLOCKED);
118                         flush_needed = true;
119                 }
120                 if (flush_needed)
121                         isync();
122         } else
123 #endif
124                 kuap_assert_locked();
125
126         booke_restore_dbcr0();
127
128         account_cpu_user_entry();
129
130         account_stolen_time();
131
132         /*
133          * This is not required for the syscall exit path, but makes the
134          * stack frame look nicer. If this was initialised in the first stack
135          * frame, or if the unwinder was taught the first stack frame always
136          * returns to user with IRQS_ENABLED, this store could be avoided!
137          */
138         irq_soft_mask_regs_set_state(regs, IRQS_ENABLED);
139
140         /*
141          * If system call is called with TM active, set _TIF_RESTOREALL to
142          * prevent RFSCV being used to return to userspace, because POWER9
143          * TM implementation has problems with this instruction returning to
144          * transactional state. Final register values are not relevant because
145          * the transaction will be aborted upon return anyway. Or in the case
146          * of unsupported_scv SIGILL fault, the return state does not much
147          * matter because it's an edge case.
148          */
149         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM) &&
150                         unlikely(MSR_TM_TRANSACTIONAL(regs->msr)))
151                 current_thread_info()->flags |= _TIF_RESTOREALL;
152
153         /*
154          * If the system call was made with a transaction active, doom it and
155          * return without performing the system call. Unless it was an
156          * unsupported scv vector, in which case it's treated like an illegal
157          * instruction.
158          */
159 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
160         if (unlikely(MSR_TM_TRANSACTIONAL(regs->msr)) &&
161             !trap_is_unsupported_scv(regs)) {
162                 /* Enable TM in the kernel, and disable EE (for scv) */
163                 hard_irq_disable();
164                 mtmsr(mfmsr() | MSR_TM);
165
166                 /* tabort, this dooms the transaction, nothing else */
167                 asm volatile(".long 0x7c00071d | ((%0) << 16)"
168                                 :: "r"(TM_CAUSE_SYSCALL|TM_CAUSE_PERSISTENT));
169
170                 /*
171                  * Userspace will never see the return value. Execution will
172                  * resume after the tbegin. of the aborted transaction with the
173                  * checkpointed register state. A context switch could occur
174                  * or signal delivered to the process before resuming the
175                  * doomed transaction context, but that should all be handled
176                  * as expected.
177                  */
178                 return -ENOSYS;
179         }
180 #endif // CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
181
182         local_irq_enable();
183
184         if (unlikely(current_thread_info()->flags & _TIF_SYSCALL_DOTRACE)) {
185                 if (unlikely(trap_is_unsupported_scv(regs))) {
186                         /* Unsupported scv vector */
187                         _exception(SIGILL, regs, ILL_ILLOPC, regs->nip);
188                         return regs->gpr[3];
189                 }
190                 /*
191                  * We use the return value of do_syscall_trace_enter() as the
192                  * syscall number. If the syscall was rejected for any reason
193                  * do_syscall_trace_enter() returns an invalid syscall number
194                  * and the test against NR_syscalls will fail and the return
195                  * value to be used is in regs->gpr[3].
196                  */
197                 r0 = do_syscall_trace_enter(regs);
198                 if (unlikely(r0 >= NR_syscalls))
199                         return regs->gpr[3];
200                 r3 = regs->gpr[3];
201                 r4 = regs->gpr[4];
202                 r5 = regs->gpr[5];
203                 r6 = regs->gpr[6];
204                 r7 = regs->gpr[7];
205                 r8 = regs->gpr[8];
206
207         } else if (unlikely(r0 >= NR_syscalls)) {
208                 if (unlikely(trap_is_unsupported_scv(regs))) {
209                         /* Unsupported scv vector */
210                         _exception(SIGILL, regs, ILL_ILLOPC, regs->nip);
211                         return regs->gpr[3];
212                 }
213                 return -ENOSYS;
214         }
215
216         /* May be faster to do array_index_nospec? */
217         barrier_nospec();
218
219         if (unlikely(is_compat_task())) {
220                 f = (void *)compat_sys_call_table[r0];
221
222                 r3 &= 0x00000000ffffffffULL;
223                 r4 &= 0x00000000ffffffffULL;
224                 r5 &= 0x00000000ffffffffULL;
225                 r6 &= 0x00000000ffffffffULL;
226                 r7 &= 0x00000000ffffffffULL;
227                 r8 &= 0x00000000ffffffffULL;
228
229         } else {
230                 f = (void *)sys_call_table[r0];
231         }
232
233         return f(r3, r4, r5, r6, r7, r8);
234 }
235
236 static notrace void booke_load_dbcr0(void)
237 {
238 #ifdef CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS
239         unsigned long dbcr0 = current->thread.debug.dbcr0;
240
241         if (likely(!(dbcr0 & DBCR0_IDM)))
242                 return;
243
244         /*
245          * Check to see if the dbcr0 register is set up to debug.
246          * Use the internal debug mode bit to do this.
247          */
248         mtmsr(mfmsr() & ~MSR_DE);
249         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC32)) {
250                 isync();
251                 global_dbcr0[smp_processor_id()] = mfspr(SPRN_DBCR0);
252         }
253         mtspr(SPRN_DBCR0, dbcr0);
254         mtspr(SPRN_DBSR, -1);
255 #endif
256 }
257
258 static void check_return_regs_valid(struct pt_regs *regs)
259 {
260 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
261         unsigned long trap, srr0, srr1;
262         static bool warned;
263         u8 *validp;
264         char *h;
265
266         if (trap_is_scv(regs))
267                 return;
268
269         trap = regs->trap;
270         // EE in HV mode sets HSRRs like 0xea0
271         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE) && trap == INTERRUPT_EXTERNAL)
272                 trap = 0xea0;
273
274         switch (trap) {
275         case 0x980:
276         case INTERRUPT_H_DATA_STORAGE:
277         case 0xe20:
278         case 0xe40:
279         case INTERRUPT_HMI:
280         case 0xe80:
281         case 0xea0:
282         case INTERRUPT_H_FAC_UNAVAIL:
283         case 0x1200:
284         case 0x1500:
285         case 0x1600:
286         case 0x1800:
287                 validp = &local_paca->hsrr_valid;
288                 if (!*validp)
289                         return;
290
291                 srr0 = mfspr(SPRN_HSRR0);
292                 srr1 = mfspr(SPRN_HSRR1);
293                 h = "H";
294
295                 break;
296         default:
297                 validp = &local_paca->srr_valid;
298                 if (!*validp)
299                         return;
300
301                 srr0 = mfspr(SPRN_SRR0);
302                 srr1 = mfspr(SPRN_SRR1);
303                 h = "";
304                 break;
305         }
306
307         if (srr0 == regs->nip && srr1 == regs->msr)
308                 return;
309
310         /*
311          * A NMI / soft-NMI interrupt may have come in after we found
312          * srr_valid and before the SRRs are loaded. The interrupt then
313          * comes in and clobbers SRRs and clears srr_valid. Then we load
314          * the SRRs here and test them above and find they don't match.
315          *
316          * Test validity again after that, to catch such false positives.
317          *
318          * This test in general will have some window for false negatives
319          * and may not catch and fix all such cases if an NMI comes in
320          * later and clobbers SRRs without clearing srr_valid, but hopefully
321          * such things will get caught most of the time, statistically
322          * enough to be able to get a warning out.
323          */
324         barrier();
325
326         if (!*validp)
327                 return;
328
329         if (!warned) {
330                 warned = true;
331                 printk("%sSRR0 was: %lx should be: %lx\n", h, srr0, regs->nip);
332                 printk("%sSRR1 was: %lx should be: %lx\n", h, srr1, regs->msr);
333                 show_regs(regs);
334         }
335
336         *validp = 0; /* fixup */
337 #endif
338 }
339
340 static notrace unsigned long
341 interrupt_exit_user_prepare_main(unsigned long ret, struct pt_regs *regs)
342 {
343         unsigned long ti_flags;
344
345 again:
346         ti_flags = READ_ONCE(current_thread_info()->flags);
347         while (unlikely(ti_flags & (_TIF_USER_WORK_MASK & ~_TIF_RESTORE_TM))) {
348                 local_irq_enable();
349                 if (ti_flags & _TIF_NEED_RESCHED) {
350                         schedule();
351                 } else {
352                         /*
353                          * SIGPENDING must restore signal handler function
354                          * argument GPRs, and some non-volatiles (e.g., r1).
355                          * Restore all for now. This could be made lighter.
356                          */
357                         if (ti_flags & _TIF_SIGPENDING)
358                                 ret |= _TIF_RESTOREALL;
359                         do_notify_resume(regs, ti_flags);
360                 }
361                 local_irq_disable();
362                 ti_flags = READ_ONCE(current_thread_info()->flags);
363         }
364
365         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S_64) && IS_ENABLED(CONFIG_PPC_FPU)) {
366                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM) &&
367                                 unlikely((ti_flags & _TIF_RESTORE_TM))) {
368                         restore_tm_state(regs);
369                 } else {
370                         unsigned long mathflags = MSR_FP;
371
372                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_VSX))
373                                 mathflags |= MSR_VEC | MSR_VSX;
374                         else if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ALTIVEC))
375                                 mathflags |= MSR_VEC;
376
377                         /*
378                          * If userspace MSR has all available FP bits set,
379                          * then they are live and no need to restore. If not,
380                          * it means the regs were given up and restore_math
381                          * may decide to restore them (to avoid taking an FP
382                          * fault).
383                          */
384                         if ((regs->msr & mathflags) != mathflags)
385                                 restore_math(regs);
386                 }
387         }
388
389         check_return_regs_valid(regs);
390
391         user_enter_irqoff();
392         if (!prep_irq_for_enabled_exit(true)) {
393                 user_exit_irqoff();
394                 local_irq_enable();
395                 local_irq_disable();
396                 goto again;
397         }
398
399 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
400         local_paca->tm_scratch = regs->msr;
401 #endif
402
403         booke_load_dbcr0();
404
405         account_cpu_user_exit();
406
407         /* Restore user access locks last */
408         kuap_user_restore(regs);
409         kuep_unlock();
410
411         return ret;
412 }
413
414 /*
415  * This should be called after a syscall returns, with r3 the return value
416  * from the syscall. If this function returns non-zero, the system call
417  * exit assembly should additionally load all GPR registers and CTR and XER
418  * from the interrupt frame.
419  *
420  * The function graph tracer can not trace the return side of this function,
421  * because RI=0 and soft mask state is "unreconciled", so it is marked notrace.
422  */
423 notrace unsigned long syscall_exit_prepare(unsigned long r3,
424                                            struct pt_regs *regs,
425                                            long scv)
426 {
427         unsigned long ti_flags;
428         unsigned long ret = 0;
429         bool is_not_scv = !IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S_64) || !scv;
430
431         CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
432
433         kuap_assert_locked();
434
435         regs->result = r3;
436
437         /* Check whether the syscall is issued inside a restartable sequence */
438         rseq_syscall(regs);
439
440         ti_flags = current_thread_info()->flags;
441
442         if (unlikely(r3 >= (unsigned long)-MAX_ERRNO) && is_not_scv) {
443                 if (likely(!(ti_flags & (_TIF_NOERROR | _TIF_RESTOREALL)))) {
444                         r3 = -r3;
445                         regs->ccr |= 0x10000000; /* Set SO bit in CR */
446                 }
447         }
448
449         if (unlikely(ti_flags & _TIF_PERSYSCALL_MASK)) {
450                 if (ti_flags & _TIF_RESTOREALL)
451                         ret = _TIF_RESTOREALL;
452                 else
453                         regs->gpr[3] = r3;
454                 clear_bits(_TIF_PERSYSCALL_MASK, &current_thread_info()->flags);
455         } else {
456                 regs->gpr[3] = r3;
457         }
458
459         if (unlikely(ti_flags & _TIF_SYSCALL_DOTRACE)) {
460                 do_syscall_trace_leave(regs);
461                 ret |= _TIF_RESTOREALL;
462         }
463
464         local_irq_disable();
465         ret = interrupt_exit_user_prepare_main(ret, regs);
466
467 #ifdef CONFIG_PPC64
468         regs->exit_result = ret;
469 #endif
470
471         return ret;
472 }
473
474 #ifdef CONFIG_PPC64
475 notrace unsigned long syscall_exit_restart(unsigned long r3, struct pt_regs *regs)
476 {
477         /*
478          * This is called when detecting a soft-pending interrupt as well as
479          * an alternate-return interrupt. So we can't just have the alternate
480          * return path clear SRR1[MSR] and set PACA_IRQ_HARD_DIS (unless
481          * the soft-pending case were to fix things up as well). RI might be
482          * disabled, in which case it gets re-enabled by __hard_irq_disable().
483          */
484         __hard_irq_disable();
485         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
486
487 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
488         set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
489 #endif
490
491         trace_hardirqs_off();
492         user_exit_irqoff();
493         account_cpu_user_entry();
494
495         BUG_ON(!user_mode(regs));
496
497         regs->exit_result = interrupt_exit_user_prepare_main(regs->exit_result, regs);
498
499         return regs->exit_result;
500 }
501 #endif
502
503 notrace unsigned long interrupt_exit_user_prepare(struct pt_regs *regs)
504 {
505         unsigned long ret;
506
507         BUG_ON(regs_is_unrecoverable(regs));
508         BUG_ON(arch_irq_disabled_regs(regs));
509         CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
510
511         /*
512          * We don't need to restore AMR on the way back to userspace for KUAP.
513          * AMR can only have been unlocked if we interrupted the kernel.
514          */
515         kuap_assert_locked();
516
517         local_irq_disable();
518
519         ret = interrupt_exit_user_prepare_main(0, regs);
520
521 #ifdef CONFIG_PPC64
522         regs->exit_result = ret;
523 #endif
524
525         return ret;
526 }
527
528 void preempt_schedule_irq(void);
529
530 notrace unsigned long interrupt_exit_kernel_prepare(struct pt_regs *regs)
531 {
532         unsigned long flags;
533         unsigned long ret = 0;
534         unsigned long kuap;
535         bool stack_store = current_thread_info()->flags &
536                                                 _TIF_EMULATE_STACK_STORE;
537
538         if (regs_is_unrecoverable(regs))
539                 unrecoverable_exception(regs);
540         /*
541          * CT_WARN_ON comes here via program_check_exception,
542          * so avoid recursion.
543          */
544         if (TRAP(regs) != INTERRUPT_PROGRAM)
545                 CT_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
546
547         kuap = kuap_get_and_assert_locked();
548
549         local_irq_save(flags);
550
551         if (!arch_irq_disabled_regs(regs)) {
552                 /* Returning to a kernel context with local irqs enabled. */
553                 WARN_ON_ONCE(!(regs->msr & MSR_EE));
554 again:
555                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT)) {
556                         /* Return to preemptible kernel context */
557                         if (unlikely(current_thread_info()->flags & _TIF_NEED_RESCHED)) {
558                                 if (preempt_count() == 0)
559                                         preempt_schedule_irq();
560                         }
561                 }
562
563                 check_return_regs_valid(regs);
564
565                 /*
566                  * Stack store exit can't be restarted because the interrupt
567                  * stack frame might have been clobbered.
568                  */
569                 if (!prep_irq_for_enabled_exit(unlikely(stack_store))) {
570                         /*
571                          * Replay pending soft-masked interrupts now. Don't
572                          * just local_irq_enabe(); local_irq_disable(); because
573                          * if we are returning from an asynchronous interrupt
574                          * here, another one might hit after irqs are enabled,
575                          * and it would exit via this same path allowing
576                          * another to fire, and so on unbounded.
577                          */
578                         hard_irq_disable();
579                         replay_soft_interrupts();
580                         /* Took an interrupt, may have more exit work to do. */
581                         goto again;
582                 }
583 #ifdef CONFIG_PPC64
584                 /*
585                  * An interrupt may clear MSR[EE] and set this concurrently,
586                  * but it will be marked pending and the exit will be retried.
587                  * This leaves a racy window where MSR[EE]=0 and HARD_DIS is
588                  * clear, until interrupt_exit_kernel_restart() calls
589                  * hard_irq_disable(), which will set HARD_DIS again.
590                  */
591                 local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_HARD_DIS;
592
593         } else {
594                 check_return_regs_valid(regs);
595
596                 if (unlikely(stack_store))
597                         __hard_EE_RI_disable();
598                 /*
599                  * Returning to a kernel context with local irqs disabled.
600                  * Here, if EE was enabled in the interrupted context, enable
601                  * it on return as well. A problem exists here where a soft
602                  * masked interrupt may have cleared MSR[EE] and set HARD_DIS
603                  * here, and it will still exist on return to the caller. This
604                  * will be resolved by the masked interrupt firing again.
605                  */
606                 if (regs->msr & MSR_EE)
607                         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_HARD_DIS;
608 #endif /* CONFIG_PPC64 */
609         }
610
611         if (unlikely(stack_store)) {
612                 clear_bits(_TIF_EMULATE_STACK_STORE, &current_thread_info()->flags);
613                 ret = 1;
614         }
615
616 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
617         local_paca->tm_scratch = regs->msr;
618 #endif
619
620         /*
621          * 64s does not want to mfspr(SPRN_AMR) here, because this comes after
622          * mtmsr, which would cause Read-After-Write stalls. Hence, take the
623          * AMR value from the check above.
624          */
625         kuap_kernel_restore(regs, kuap);
626
627         return ret;
628 }
629
630 #ifdef CONFIG_PPC64
631 notrace unsigned long interrupt_exit_user_restart(struct pt_regs *regs)
632 {
633         __hard_irq_disable();
634         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
635
636 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
637         set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
638 #endif
639
640         trace_hardirqs_off();
641         user_exit_irqoff();
642         account_cpu_user_entry();
643
644         BUG_ON(!user_mode(regs));
645
646         regs->exit_result |= interrupt_exit_user_prepare(regs);
647
648         return regs->exit_result;
649 }
650
651 /*
652  * No real need to return a value here because the stack store case does not
653  * get restarted.
654  */
655 notrace unsigned long interrupt_exit_kernel_restart(struct pt_regs *regs)
656 {
657         __hard_irq_disable();
658         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
659
660 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
661         set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
662 #endif
663
664         if (regs->softe == IRQS_ENABLED)
665                 trace_hardirqs_off();
666
667         BUG_ON(user_mode(regs));
668
669         return interrupt_exit_kernel_prepare(regs);
670 }
671 #endif