hc
2024-08-12 233ab1bd4c5697f5cdec94e60206e8c6ac609b4c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * Based on arch/arm/mm/proc.S
 *
 * Copyright (C) 2001 Deep Blue Solutions Ltd.
 * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
 * Author: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
 */
 
#include <linux/init.h>
#include <linux/linkage.h>
#include <linux/pgtable.h>
#include <asm/assembler.h>
#include <asm/asm-offsets.h>
#include <asm/asm_pointer_auth.h>
#include <asm/hwcap.h>
#include <asm/pgtable-hwdef.h>
#include <asm/cpufeature.h>
#include <asm/alternative.h>
#include <asm/smp.h>
#include <asm/sysreg.h>
 
#ifdef CONFIG_ARM64_64K_PAGES
#define TCR_TG_FLAGS    TCR_TG0_64K | TCR_TG1_64K
#elif defined(CONFIG_ARM64_16K_PAGES)
#define TCR_TG_FLAGS    TCR_TG0_16K | TCR_TG1_16K
#else /* CONFIG_ARM64_4K_PAGES */
#define TCR_TG_FLAGS    TCR_TG0_4K | TCR_TG1_4K
#endif
 
#ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
#define TCR_KASLR_FLAGS    TCR_NFD1
#else
#define TCR_KASLR_FLAGS    0
#endif
 
#define TCR_SMP_FLAGS    TCR_SHARED
 
/* PTWs cacheable, inner/outer WBWA */
#define TCR_CACHE_FLAGS    TCR_IRGN_WBWA | TCR_ORGN_WBWA
 
#ifdef CONFIG_KASAN_SW_TAGS
#define TCR_KASAN_SW_FLAGS TCR_TBI1 | TCR_TBID1
#else
#define TCR_KASAN_SW_FLAGS 0
#endif
 
#ifdef CONFIG_KASAN_HW_TAGS
#define TCR_MTE_FLAGS SYS_TCR_EL1_TCMA1 | TCR_TBI1 | TCR_TBID1
#else
/*
 * The mte_zero_clear_page_tags() implementation uses DC GZVA, which relies on
 * TBI being enabled at EL1.
 */
#define TCR_MTE_FLAGS TCR_TBI1 | TCR_TBID1
#endif
 
/*
 * Default MAIR_EL1. MT_NORMAL_TAGGED is initially mapped as Normal memory and
 * changed during __cpu_setup to Normal Tagged if the system supports MTE.
 */
#define MAIR_EL1_SET                            \
   (MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_DEVICE_nGnRnE, MT_DEVICE_nGnRnE) |    \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_DEVICE_nGnRE, MT_DEVICE_nGnRE) |    \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_DEVICE_GRE, MT_DEVICE_GRE) |        \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_NORMAL_NC, MT_NORMAL_NC) |        \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_NORMAL, MT_NORMAL) |            \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_NORMAL_WT, MT_NORMAL_WT) |        \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_NORMAL, MT_NORMAL_TAGGED) |        \
    MAIR_ATTRIDX(MAIR_ATTR_NORMAL_iNC_oWB, MT_NORMAL_iNC_oWB))
 
#ifdef CONFIG_CPU_PM
/**
 * cpu_do_suspend - save CPU registers context
 *
 * x0: virtual address of context pointer
 *
 * This must be kept in sync with struct cpu_suspend_ctx in <asm/suspend.h>.
 */
SYM_FUNC_START(cpu_do_suspend)
   mrs    x2, tpidr_el0
   mrs    x3, tpidrro_el0
   mrs    x4, contextidr_el1
   mrs    x5, osdlr_el1
   mrs    x6, cpacr_el1
   mrs    x7, tcr_el1
   mrs    x8, vbar_el1
   mrs    x9, mdscr_el1
   mrs    x10, oslsr_el1
   mrs    x11, sctlr_el1
alternative_if_not ARM64_HAS_VIRT_HOST_EXTN
   mrs    x12, tpidr_el1
alternative_else
   mrs    x12, tpidr_el2
alternative_endif
   mrs    x13, sp_el0
   stp    x2, x3, [x0]
   stp    x4, x5, [x0, #16]
   stp    x6, x7, [x0, #32]
   stp    x8, x9, [x0, #48]
   stp    x10, x11, [x0, #64]
   stp    x12, x13, [x0, #80]
   /*
    * Save x18 as it may be used as a platform register, e.g. by shadow
    * call stack.
    */
   str    x18, [x0, #96]
   ret
SYM_FUNC_END(cpu_do_suspend)
 
/**
 * cpu_do_resume - restore CPU register context
 *
 * x0: Address of context pointer
 */
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
SYM_FUNC_START(cpu_do_resume)
   ldp    x2, x3, [x0]
   ldp    x4, x5, [x0, #16]
   ldp    x6, x8, [x0, #32]
   ldp    x9, x10, [x0, #48]
   ldp    x11, x12, [x0, #64]
   ldp    x13, x14, [x0, #80]
   /*
    * Restore x18, as it may be used as a platform register, and clear
    * the buffer to minimize the risk of exposure when used for shadow
    * call stack.
    */
   ldr    x18, [x0, #96]
   str    xzr, [x0, #96]
   msr    tpidr_el0, x2
   msr    tpidrro_el0, x3
   msr    contextidr_el1, x4
   msr    cpacr_el1, x6
 
   /* Don't change t0sz here, mask those bits when restoring */
   mrs    x7, tcr_el1
   bfi    x8, x7, TCR_T0SZ_OFFSET, TCR_TxSZ_WIDTH
 
   msr    tcr_el1, x8
   msr    vbar_el1, x9
 
   /*
    * __cpu_setup() cleared MDSCR_EL1.MDE and friends, before unmasking
    * debug exceptions. By restoring MDSCR_EL1 here, we may take a debug
    * exception. Mask them until local_daif_restore() in cpu_suspend()
    * resets them.
    */
   disable_daif
   msr    mdscr_el1, x10
 
   msr    sctlr_el1, x12
alternative_if_not ARM64_HAS_VIRT_HOST_EXTN
   msr    tpidr_el1, x13
alternative_else
   msr    tpidr_el2, x13
alternative_endif
   msr    sp_el0, x14
   /*
    * Restore oslsr_el1 by writing oslar_el1
    */
   msr    osdlr_el1, x5
   ubfx    x11, x11, #1, #1
   msr    oslar_el1, x11
   reset_pmuserenr_el0 x0            // Disable PMU access from EL0
   reset_amuserenr_el0 x0            // Disable AMU access from EL0
 
alternative_if ARM64_HAS_RAS_EXTN
   msr_s    SYS_DISR_EL1, xzr
alternative_else_nop_endif
 
   ptrauth_keys_install_kernel_nosync x14, x1, x2, x3
   isb
   ret
SYM_FUNC_END(cpu_do_resume)
   .popsection
#endif
 
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
 
.macro    __idmap_cpu_set_reserved_ttbr1, tmp1, tmp2
   adrp    \tmp1, reserved_pg_dir
   phys_to_ttbr \tmp2, \tmp1
   offset_ttbr1 \tmp2, \tmp1
   msr    ttbr1_el1, \tmp2
   isb
   tlbi    vmalle1
   dsb    nsh
   isb
.endm
 
/*
 * void idmap_cpu_replace_ttbr1(phys_addr_t ttbr1)
 *
 * This is the low-level counterpart to cpu_replace_ttbr1, and should not be
 * called by anything else. It can only be executed from a TTBR0 mapping.
 */
SYM_FUNC_START(idmap_cpu_replace_ttbr1)
   save_and_disable_daif flags=x2
 
   __idmap_cpu_set_reserved_ttbr1 x1, x3
 
   offset_ttbr1 x0, x3
   msr    ttbr1_el1, x0
   isb
 
   restore_daif x2
 
   ret
SYM_FUNC_END(idmap_cpu_replace_ttbr1)
   .popsection
 
#ifdef CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
 
   .macro    __idmap_kpti_get_pgtable_ent, type
   dc    cvac, cur_\()\type\()p        // Ensure any existing dirty
   dmb    sy                // lines are written back before
   ldr    \type, [cur_\()\type\()p]    // loading the entry
   tbz    \type, #0, skip_\()\type    // Skip invalid and
   tbnz    \type, #11, skip_\()\type    // non-global entries
   .endm
 
   .macro __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng, type
   orr    \type, \type, #PTE_NG        // Same bit for blocks and pages
   str    \type, [cur_\()\type\()p]    // Update the entry and ensure
   dmb    sy                // that it is visible to all
   dc    civac, cur_\()\type\()p        // CPUs.
   .endm
 
/*
 * void __kpti_install_ng_mappings(int cpu, int num_cpus, phys_addr_t swapper)
 *
 * Called exactly once from stop_machine context by each CPU found during boot.
 */
__idmap_kpti_flag:
   .long    1
SYM_FUNC_START(idmap_kpti_install_ng_mappings)
   cpu        .req    w0
   num_cpus    .req    w1
   swapper_pa    .req    x2
   swapper_ttb    .req    x3
   flag_ptr    .req    x4
   cur_pgdp    .req    x5
   end_pgdp    .req    x6
   pgd        .req    x7
   cur_pudp    .req    x8
   end_pudp    .req    x9
   pud        .req    x10
   cur_pmdp    .req    x11
   end_pmdp    .req    x12
   pmd        .req    x13
   cur_ptep    .req    x14
   end_ptep    .req    x15
   pte        .req    x16
 
   mrs    swapper_ttb, ttbr1_el1
   restore_ttbr1    swapper_ttb
   adr    flag_ptr, __idmap_kpti_flag
 
   cbnz    cpu, __idmap_kpti_secondary
 
   /* We're the boot CPU. Wait for the others to catch up */
   sevl
1:    wfe
   ldaxr    w17, [flag_ptr]
   eor    w17, w17, num_cpus
   cbnz    w17, 1b
 
   /* We need to walk swapper, so turn off the MMU. */
   pre_disable_mmu_workaround
   mrs    x17, sctlr_el1
   bic    x17, x17, #SCTLR_ELx_M
   msr    sctlr_el1, x17
   isb
 
   /* Everybody is enjoying the idmap, so we can rewrite swapper. */
   /* PGD */
   mov    cur_pgdp, swapper_pa
   add    end_pgdp, cur_pgdp, #(PTRS_PER_PGD * 8)
do_pgd:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pgd
   tbnz    pgd, #1, walk_puds
next_pgd:
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pgd
skip_pgd:
   add    cur_pgdp, cur_pgdp, #8
   cmp    cur_pgdp, end_pgdp
   b.ne    do_pgd
 
   /* Publish the updated tables and nuke all the TLBs */
   dsb    sy
   tlbi    vmalle1is
   dsb    ish
   isb
 
   /* We're done: fire up the MMU again */
   mrs    x17, sctlr_el1
   orr    x17, x17, #SCTLR_ELx_M
   set_sctlr_el1    x17
 
   /* Set the flag to zero to indicate that we're all done */
   str    wzr, [flag_ptr]
   ret
 
   /* PUD */
walk_puds:
   .if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
   pte_to_phys    cur_pudp, pgd
   add    end_pudp, cur_pudp, #(PTRS_PER_PUD * 8)
do_pud:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pud
   tbnz    pud, #1, walk_pmds
next_pud:
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pud
skip_pud:
   add    cur_pudp, cur_pudp, 8
   cmp    cur_pudp, end_pudp
   b.ne    do_pud
   b    next_pgd
   .else /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 3 */
   mov    pud, pgd
   b    walk_pmds
next_pud:
   b    next_pgd
   .endif
 
   /* PMD */
walk_pmds:
   .if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
   pte_to_phys    cur_pmdp, pud
   add    end_pmdp, cur_pmdp, #(PTRS_PER_PMD * 8)
do_pmd:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pmd
   tbnz    pmd, #1, walk_ptes
next_pmd:
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pmd
skip_pmd:
   add    cur_pmdp, cur_pmdp, #8
   cmp    cur_pmdp, end_pmdp
   b.ne    do_pmd
   b    next_pud
   .else /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 2 */
   mov    pmd, pud
   b    walk_ptes
next_pmd:
   b    next_pud
   .endif
 
   /* PTE */
walk_ptes:
   pte_to_phys    cur_ptep, pmd
   add    end_ptep, cur_ptep, #(PTRS_PER_PTE * 8)
do_pte:    __idmap_kpti_get_pgtable_ent    pte
   __idmap_kpti_put_pgtable_ent_ng    pte
skip_pte:
   add    cur_ptep, cur_ptep, #8
   cmp    cur_ptep, end_ptep
   b.ne    do_pte
   b    next_pmd
 
   .unreq    cpu
   .unreq    num_cpus
   .unreq    swapper_pa
   .unreq    cur_pgdp
   .unreq    end_pgdp
   .unreq    pgd
   .unreq    cur_pudp
   .unreq    end_pudp
   .unreq    pud
   .unreq    cur_pmdp
   .unreq    end_pmdp
   .unreq    pmd
   .unreq    cur_ptep
   .unreq    end_ptep
   .unreq    pte
 
   /* Secondary CPUs end up here */
__idmap_kpti_secondary:
   /* Uninstall swapper before surgery begins */
   __idmap_cpu_set_reserved_ttbr1 x16, x17
 
   /* Increment the flag to let the boot CPU we're ready */
1:    ldxr    w16, [flag_ptr]
   add    w16, w16, #1
   stxr    w17, w16, [flag_ptr]
   cbnz    w17, 1b
 
   /* Wait for the boot CPU to finish messing around with swapper */
   sevl
1:    wfe
   ldxr    w16, [flag_ptr]
   cbnz    w16, 1b
 
   /* All done, act like nothing happened */
   offset_ttbr1 swapper_ttb, x16
   msr    ttbr1_el1, swapper_ttb
   isb
   ret
 
   .unreq    swapper_ttb
   .unreq    flag_ptr
SYM_FUNC_END(idmap_kpti_install_ng_mappings)
   .popsection
#endif
 
/*
 *    __cpu_setup
 *
 *    Initialise the processor for turning the MMU on.
 *
 * Output:
 *    Return in x0 the value of the SCTLR_EL1 register.
 */
   .pushsection ".idmap.text", "awx"
SYM_FUNC_START(__cpu_setup)
   tlbi    vmalle1                // Invalidate local TLB
   dsb    nsh
 
   mov    x1, #3 << 20
   msr    cpacr_el1, x1            // Enable FP/ASIMD
   mov    x1, #1 << 12            // Reset mdscr_el1 and disable
   msr    mdscr_el1, x1            // access to the DCC from EL0
   isb                    // Unmask debug exceptions now,
   enable_dbg                // since this is per-cpu
   reset_pmuserenr_el0 x1            // Disable PMU access from EL0
   reset_amuserenr_el0 x1            // Disable AMU access from EL0
 
   /*
    * Memory region attributes
    */
   mov_q    x5, MAIR_EL1_SET
#ifdef CONFIG_ARM64_MTE
   mte_tcr    .req    x20
 
   mov    mte_tcr, #0
 
   /*
    * Update MAIR_EL1, GCR_EL1 and TFSR*_EL1 if MTE is supported
    * (ID_AA64PFR1_EL1[11:8] > 1).
    */
   mrs    x10, ID_AA64PFR1_EL1
   ubfx    x10, x10, #ID_AA64PFR1_MTE_SHIFT, #4
   cmp    x10, #ID_AA64PFR1_MTE
   b.lt    1f
 
   /* Normal Tagged memory type at the corresponding MAIR index */
   mov    x10, #MAIR_ATTR_NORMAL_TAGGED
   bfi    x5, x10, #(8 *  MT_NORMAL_TAGGED), #8
 
   mov    x10, #KERNEL_GCR_EL1
   msr_s    SYS_GCR_EL1, x10
 
   /*
    * If GCR_EL1.RRND=1 is implemented the same way as RRND=0, then
    * RGSR_EL1.SEED must be non-zero for IRG to produce
    * pseudorandom numbers. As RGSR_EL1 is UNKNOWN out of reset, we
    * must initialize it.
    */
   mrs    x10, CNTVCT_EL0
   ands    x10, x10, #SYS_RGSR_EL1_SEED_MASK
   csinc    x10, x10, xzr, ne
   lsl    x10, x10, #SYS_RGSR_EL1_SEED_SHIFT
   msr_s    SYS_RGSR_EL1, x10
 
   /* clear any pending tag check faults in TFSR*_EL1 */
   msr_s    SYS_TFSR_EL1, xzr
   msr_s    SYS_TFSRE0_EL1, xzr
 
   /* set the TCR_EL1 bits */
   mov_q    mte_tcr, TCR_MTE_FLAGS
1:
#endif
   msr    mair_el1, x5
   /*
    * Set/prepare TCR and TTBR. TCR_EL1.T1SZ gets further
    * adjusted if the kernel is compiled with 52bit VA support.
    */
   mov_q    x10, TCR_TxSZ(VA_BITS) | TCR_CACHE_FLAGS | TCR_SMP_FLAGS | \
           TCR_TG_FLAGS | TCR_KASLR_FLAGS | TCR_ASID16 | \
           TCR_TBI0 | TCR_A1 | TCR_KASAN_SW_FLAGS
#ifdef CONFIG_ARM64_MTE
   orr    x10, x10, mte_tcr
   .unreq    mte_tcr
#endif
   tcr_clear_errata_bits x10, x9, x5
 
#ifdef CONFIG_ARM64_VA_BITS_52
   ldr_l        x9, vabits_actual
   sub        x9, xzr, x9
   add        x9, x9, #64
   tcr_set_t1sz    x10, x9
#else
   ldr_l        x9, idmap_t0sz
#endif
   tcr_set_t0sz    x10, x9
 
   /*
    * Set the IPS bits in TCR_EL1.
    */
   tcr_compute_pa_size x10, #TCR_IPS_SHIFT, x5, x6
#ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
   /*
    * Enable hardware update of the Access Flags bit.
    * Hardware dirty bit management is enabled later,
    * via capabilities.
    */
   mrs    x9, ID_AA64MMFR1_EL1
   and    x9, x9, #0xf
   cbz    x9, 1f
   orr    x10, x10, #TCR_HA        // hardware Access flag update
1:
#endif    /* CONFIG_ARM64_HW_AFDBM */
   msr    tcr_el1, x10
   /*
    * Prepare SCTLR
    */
   mov_q    x0, INIT_SCTLR_EL1_MMU_ON
   ret                    // return to head.S
SYM_FUNC_END(__cpu_setup)