arch/riscv/mm/fault.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2009 Sunplus Core Technology Co., Ltd.
   4  *  Lennox Wu <lennox.wu@sunplusct.com>
   5  *  Chen Liqin <liqin.chen@sunplusct.com>
   6  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   7  */
   8
   9
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/perf_event.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/uaccess.h>
  16 #include <linux/kprobes.h>
  17
  18 #include <asm/ptrace.h>
  19 #include <asm/tlbflush.h>
  20
  21 #include "../kernel/head.h"
  22
  23 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
  24                 struct pt_regs *regs)
  25 {
  26         bust_spinlocks(1);
  27
  28         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address " REG_FMT "\n", msg,
  29                 addr);
  30
  31         bust_spinlocks(0);
  32         die(regs, "Oops");
  33         do_exit(SIGKILL);
  34 }
  35
  36 static inline void no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  37 {
  38         const char *msg;
  39
  40         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
  41         if (fixup_exception(regs))
  42                 return;
  43
  44         /*
  45          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
  46          * terminate things with extreme prejudice.
  47          */
  48         msg = (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" : "paging request";
  49         die_kernel_fault(msg, addr, regs);
  50 }
  51
  52 static inline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long addr, vm_fault_t fault)
  53 {
  54         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
  55                 /*
  56                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
  57                  * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
  58                  */
  59                 if (!user_mode(regs)) {
  60                         no_context(regs, addr);
  61                         return;
  62                 }
  63                 pagefault_out_of_memory();
  64                 return;
  65         } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
  66                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
  67                 if (!user_mode(regs)) {
  68                         no_context(regs, addr);
  69                         return;
  70                 }
  71                 do_trap(regs, SIGBUS, BUS_ADRERR, addr);
  72                 return;
  73         }
  74         BUG();
  75 }
  76
  77 static inline void bad_area(struct pt_regs *regs, struct mm_struct *mm, int code, unsigned long addr)
  78 {
  79         /*
  80          * Something tried to access memory that isn't in our memory map.
  81          * Fix it, but check if it's kernel or user first.
  82          */
  83         mmap_read_unlock(mm);
  84         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
  85         if (user_mode(regs)) {
  86                 do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
  87                 return;
  88         }
  89
  90         no_context(regs, addr);
  91 }
  92
  93 static inline void vmalloc_fault(struct pt_regs *regs, int code, unsigned long addr)
  94 {
  95         pgd_t *pgd, *pgd_k;
  96         pud_t *pud, *pud_k;
  97         p4d_t *p4d, *p4d_k;
  98         pmd_t *pmd, *pmd_k;
  99         pte_t *pte_k;
 100         int index;
 101         unsigned long pfn;
 102
 103         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 104         if (user_mode(regs))
 105                 return do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
 106
 107         /*
 108          * Synchronize this task's top level page-table
 109          * with the 'reference' page table.
 110          *
 111          * Do _not_ use "tsk->active_mm->pgd" here.
 112          * We might be inside an interrupt in the middle
 113          * of a task switch.
 114          */
 115         index = pgd_index(addr);
 116         pfn = csr_read(CSR_SATP) & SATP_PPN;
 117         pgd = (pgd_t *)pfn_to_virt(pfn) + index;
 118         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 119
 120         if (!pgd_present(*pgd_k)) {
 121                 no_context(regs, addr);
 122                 return;
 123         }
 124         set_pgd(pgd, *pgd_k);
 125
 126         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 127         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, addr);
 128         if (!p4d_present(*p4d_k)) {
 129                 no_context(regs, addr);
 130                 return;
 131         }
 132
 133         pud = pud_offset(p4d, addr);
 134         pud_k = pud_offset(p4d_k, addr);
 135         if (!pud_present(*pud_k)) {
 136                 no_context(regs, addr);
 137                 return;
 138         }
 139
 140         /*
 141          * Since the vmalloc area is global, it is unnecessary
 142          * to copy individual PTEs
 143          */
 144         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 145         pmd_k = pmd_offset(pud_k, addr);
 146         if (!pmd_present(*pmd_k)) {
 147                 no_context(regs, addr);
 148                 return;
 149         }
 150         set_pmd(pmd, *pmd_k);
 151
 152         /*
 153          * Make sure the actual PTE exists as well to
 154          * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
 155          * addresses. If we don't do this, this will just
 156          * silently loop forever.
 157          */
 158         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, addr);
 159         if (!pte_present(*pte_k)) {
 160                 no_context(regs, addr);
 161                 return;
 162         }
 163
 164         /*
 165          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid
 166          * entries, but in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an
 167          * ordering constraint, not a cache flush; it is
 168          * necessary even after writing invalid entries.
 169          */
 170         local_flush_tlb_page(addr);
 171 }
 172
 173 static inline bool access_error(unsigned long cause, struct vm_area_struct *vma)
 174 {
 175         switch (cause) {
 176         case EXC_INST_PAGE_FAULT:
 177                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 178                         return true;
 179                 }
 180                 break;
 181         case EXC_LOAD_PAGE_FAULT:
 182                 if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
 183                         return true;
 184                 }
 185                 break;
 186         case EXC_STORE_PAGE_FAULT:
 187                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
 188                         return true;
 189                 }
 190                 break;
 191         default:
 192                 panic("%s: unhandled cause %lu", __func__, cause);
 193         }
 194         return false;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * This routine handles page faults.  It determines the address and the
 199  * problem, and then passes it off to one of the appropriate routines.
 200  */
 201 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs)
 202 {
 203         struct task_struct *tsk;
 204         struct vm_area_struct *vma;
 205         struct mm_struct *mm;
 206         unsigned long addr, cause;
 207         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 208         int code = SEGV_MAPERR;
 209         vm_fault_t fault;
 210
 211         cause = regs->cause;
 212         addr = regs->badaddr;
 213
 214         tsk = current;
 215         mm = tsk->mm;
 216
 217         if (kprobe_page_fault(regs, cause))
 218                 return;
 219
 220         /*
 221          * Fault-in kernel-space virtual memory on-demand.
 222          * The 'reference' page table is init_mm.pgd.
 223          *
 224          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 225          * be in an interrupt or a critical region, and should
 226          * only copy the information from the master page table,
 227          * nothing more.
 228          */
 229         if (unlikely((addr >= VMALLOC_START) && (addr <= VMALLOC_END))) {
 230                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 231                 return;
 232         }
 233
 234 #ifdef CONFIG_64BIT
 235         /*
 236          * Modules in 64bit kernels lie in their own virtual region which is not
 237          * in the vmalloc region, but dealing with page faults in this region
 238          * or the vmalloc region amounts to doing the same thing: checking that
 239          * the mapping exists in init_mm.pgd and updating user page table, so
 240          * just use vmalloc_fault.
 241          */
 242         if (unlikely(addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)) {
 243                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 244                 return;
 245         }
 246 #endif
 247         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
 248         if (likely(regs->status & SR_PIE))
 249                 local_irq_enable();
 250
 251         /*
 252          * If we're in an interrupt, have no user context, or are running
 253          * in an atomic region, then we must not take the fault.
 254          */
 255         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
 256                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 257                 no_context(regs, addr);
 258                 return;
 259         }
 260
 261         if (user_mode(regs))
 262                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 263
 264         if (!user_mode(regs) && addr < TASK_SIZE &&
 265                         unlikely(!(regs->status & SR_SUM)))
 266                 die_kernel_fault("access to user memory without uaccess routines",
 267                                 addr, regs);
 268
 269         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 270
 271         if (cause == EXC_STORE_PAGE_FAULT)
 272                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 273         else if (cause == EXC_INST_PAGE_FAULT)
 274                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 275 retry:
 276         mmap_read_lock(mm);
 277         vma = find_vma(mm, addr);
 278         if (unlikely(!vma)) {
 279                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 280                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 281                 return;
 282         }
 283         if (likely(vma->vm_start <= addr))
 284                 goto good_area;
 285         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
 286                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 287                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 288                 return;
 289         }
 290         if (unlikely(expand_stack(vma, addr))) {
 291                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 292                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 293                 return;
 294         }
 295
 296         /*
 297          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 298          * we can handle it.
 299          */
 300 good_area:
 301         code = SEGV_ACCERR;
 302
 303         if (unlikely(access_error(cause, vma))) {
 304                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 305                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 306                 return;
 307         }
 308
 309         /*
 310          * If for any reason at all we could not handle the fault,
 311          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 312          * the fault.
 313          */
 314         fault = handle_mm_fault(vma, addr, flags, regs);
 315
 316         /*
 317          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 318          * signal first. We do not need to release the mmap_lock because it
 319          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
 320          */
 321         if (fault_signal_pending(fault, regs))
 322                 return;
 323
 324         if (unlikely((fault & VM_FAULT_RETRY) && (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY))) {
 325                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 326
 327                 /*
 328                  * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 329                  * have already released it in __lock_page_or_retry
 330                  * in mm/filemap.c.
 331                  */
 332                 goto retry;
 333         }
 334
 335         mmap_read_unlock(mm);
 336
 337         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 338                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 339                 mm_fault_error(regs, addr, fault);
 340                 return;
 341         }
 342         return;
 343 }
 344 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);