arch/sh/mm/fault.c

   1 /*
   2  * Page fault handler for SH with an MMU.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1999  Niibe Yutaka
   5  *  Copyright (C) 2003 - 2012  Paul Mundt
   6  *
   7  *  Based on linux/arch/i386/mm/fault.c:
   8  *   Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   9  *
  10  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
  11  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
  12  * for more details.
  13  */
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/sched/signal.h>
  17 #include <linux/hardirq.h>
  18 #include <linux/kprobes.h>
  19 #include <linux/perf_event.h>
  20 #include <linux/kdebug.h>
  21 #include <linux/uaccess.h>
  22 #include <asm/io_trapped.h>
  23 #include <asm/mmu_context.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25 #include <asm/traps.h>
  26
  27 static void
  28 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address)
  29 {
  30         force_sig_fault(si_signo, si_code, (void __user *)address);
  31 }
  32
  33 /*
  34  * This is useful to dump out the page tables associated with
  35  * 'addr' in mm 'mm'.
  36  */
  37 static void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
  38 {
  39         pgd_t *pgd;
  40
  41         if (mm) {
  42                 pgd = mm->pgd;
  43         } else {
  44                 pgd = get_TTB();
  45
  46                 if (unlikely(!pgd))
  47                         pgd = swapper_pg_dir;
  48         }
  49
  50         pr_alert("pgd = %p\n", pgd);
  51         pgd += pgd_index(addr);
  52         pr_alert("[%08lx] *pgd=%0*llx", addr, (u32)(sizeof(*pgd) * 2),
  53                  (u64)pgd_val(*pgd));
  54
  55         do {
  56                 p4d_t *p4d;
  57                 pud_t *pud;
  58                 pmd_t *pmd;
  59                 pte_t *pte;
  60
  61                 if (pgd_none(*pgd))
  62                         break;
  63
  64                 if (pgd_bad(*pgd)) {
  65                         pr_cont("(bad)");
  66                         break;
  67                 }
  68
  69                 p4d = p4d_offset(pgd, addr);
  70                 if (PTRS_PER_P4D != 1)
  71                         pr_cont(", *p4d=%0*Lx", (u32)(sizeof(*p4d) * 2),
  72                                 (u64)p4d_val(*p4d));
  73
  74                 if (p4d_none(*p4d))
  75                         break;
  76
  77                 if (p4d_bad(*p4d)) {
  78                         pr_cont("(bad)");
  79                         break;
  80                 }
  81
  82                 pud = pud_offset(p4d, addr);
  83                 if (PTRS_PER_PUD != 1)
  84                         pr_cont(", *pud=%0*llx", (u32)(sizeof(*pud) * 2),
  85                                 (u64)pud_val(*pud));
  86
  87                 if (pud_none(*pud))
  88                         break;
  89
  90                 if (pud_bad(*pud)) {
  91                         pr_cont("(bad)");
  92                         break;
  93                 }
  94
  95                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
  96                 if (PTRS_PER_PMD != 1)
  97                         pr_cont(", *pmd=%0*llx", (u32)(sizeof(*pmd) * 2),
  98                                 (u64)pmd_val(*pmd));
  99
 100                 if (pmd_none(*pmd))
 101                         break;
 102
 103                 if (pmd_bad(*pmd)) {
 104                         pr_cont("(bad)");
 105                         break;
 106                 }
 107
 108                 /* We must not map this if we have highmem enabled */
 109                 if (PageHighMem(pfn_to_page(pmd_val(*pmd) >> PAGE_SHIFT)))
 110                         break;
 111
 112                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 113                 pr_cont(", *pte=%0*llx", (u32)(sizeof(*pte) * 2),
 114                         (u64)pte_val(*pte));
 115         } while (0);
 116
 117         pr_cont("\n");
 118 }
 119
 120 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 121 {
 122         unsigned index = pgd_index(address);
 123         pgd_t *pgd_k;
 124         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 125         pud_t *pud, *pud_k;
 126         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 127
 128         pgd += index;
 129         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 130
 131         if (!pgd_present(*pgd_k))
 132                 return NULL;
 133
 134         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 135         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 136         if (!p4d_present(*p4d_k))
 137                 return NULL;
 138
 139         pud = pud_offset(p4d, address);
 140         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 141         if (!pud_present(*pud_k))
 142                 return NULL;
 143
 144         if (!pud_present(*pud))
 145             set_pud(pud, *pud_k);
 146
 147         pmd = pmd_offset(pud, address);
 148         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 149         if (!pmd_present(*pmd_k))
 150                 return NULL;
 151
 152         if (!pmd_present(*pmd))
 153                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 154         else {
 155                 /*
 156                  * The page tables are fully synchronised so there must
 157                  * be another reason for the fault. Return NULL here to
 158                  * signal that we have not taken care of the fault.
 159                  */
 160                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 161                 return NULL;
 162         }
 163
 164         return pmd_k;
 165 }
 166
 167 #ifdef CONFIG_SH_STORE_QUEUES
 168 #define __FAULT_ADDR_LIMIT      P3_ADDR_MAX
 169 #else
 170 #define __FAULT_ADDR_LIMIT      VMALLOC_END
 171 #endif
 172
 173 /*
 174  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 175  */
 176 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 177 {
 178         pgd_t *pgd_k;
 179         pmd_t *pmd_k;
 180         pte_t *pte_k;
 181
 182         /* Make sure we are in vmalloc/module/P3 area: */
 183         if (!(address >= VMALLOC_START && address < __FAULT_ADDR_LIMIT))
 184                 return -1;
 185
 186         /*
 187          * Synchronize this task's top level page-table
 188          * with the 'reference' page table.
 189          *
 190          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 191          * an interrupt in the middle of a task switch..
 192          */
 193         pgd_k = get_TTB();
 194         pmd_k = vmalloc_sync_one(pgd_k, address);
 195         if (!pmd_k)
 196                 return -1;
 197
 198         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 199         if (!pte_present(*pte_k))
 200                 return -1;
 201
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 static void
 206 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 207 {
 208         if (!oops_may_print())
 209                 return;
 210
 211         pr_alert("BUG: unable to handle kernel %s at %08lx\n",
 212                  address < PAGE_SIZE ? "NULL pointer dereference"
 213                                      : "paging request",
 214                  address);
 215         pr_alert("PC:");
 216         printk_address(regs->pc, 1);
 217
 218         show_pte(NULL, address);
 219 }
 220
 221 static noinline void
 222 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 223            unsigned long address)
 224 {
 225         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 226         if (fixup_exception(regs))
 227                 return;
 228
 229         if (handle_trapped_io(regs, address))
 230                 return;
 231
 232         /*
 233          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 234          * terminate things with extreme prejudice.
 235          */
 236         bust_spinlocks(1);
 237
 238         show_fault_oops(regs, address);
 239
 240         die("Oops", regs, error_code);
 241         bust_spinlocks(0);
 242         do_exit(SIGKILL);
 243 }
 244
 245 static void
 246 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 247                        unsigned long address, int si_code)
 248 {
 249         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 250         if (user_mode(regs)) {
 251                 /*
 252                  * It's possible to have interrupts off here:
 253                  */
 254                 local_irq_enable();
 255
 256                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address);
 257
 258                 return;
 259         }
 260
 261         no_context(regs, error_code, address);
 262 }
 263
 264 static noinline void
 265 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 266                      unsigned long address)
 267 {
 268         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 269 }
 270
 271 static void
 272 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 273            unsigned long address, int si_code)
 274 {
 275         struct mm_struct *mm = current->mm;
 276
 277         /*
 278          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 279          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 280          */
 281         mmap_read_unlock(mm);
 282
 283         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
 284 }
 285
 286 static noinline void
 287 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 288 {
 289         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 290 }
 291
 292 static noinline void
 293 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 294                       unsigned long address)
 295 {
 296         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
 297 }
 298
 299 static void
 300 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 301 {
 302         struct task_struct *tsk = current;
 303         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 304
 305         mmap_read_unlock(mm);
 306
 307         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 308         if (!user_mode(regs))
 309                 no_context(regs, error_code, address);
 310
 311         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address);
 312 }
 313
 314 static noinline int
 315 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 316                unsigned long address, vm_fault_t fault)
 317 {
 318         /*
 319          * Pagefault was interrupted by SIGKILL. We have no reason to
 320          * continue pagefault.
 321          */
 322         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 323                 if (!user_mode(regs))
 324                         no_context(regs, error_code, address);
 325                 return 1;
 326         }
 327
 328         /* Release mmap_lock first if necessary */
 329         if (!(fault & VM_FAULT_RETRY))
 330                 mmap_read_unlock(current->mm);
 331
 332         if (!(fault & VM_FAULT_ERROR))
 333                 return 0;
 334
 335         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 336                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 337                 if (!user_mode(regs)) {
 338                         no_context(regs, error_code, address);
 339                         return 1;
 340                 }
 341
 342                 /*
 343                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
 344                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 345                  * oom-killed):
 346                  */
 347                 pagefault_out_of_memory();
 348         } else {
 349                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 350                         do_sigbus(regs, error_code, address);
 351                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
 352                         bad_area(regs, error_code, address);
 353                 else
 354                         BUG();
 355         }
 356
 357         return 1;
 358 }
 359
 360 static inline int access_error(int error_code, struct vm_area_struct *vma)
 361 {
 362         if (error_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 363                 /* write, present and write, not present: */
 364                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
 365                         return 1;
 366                 return 0;
 367         }
 368
 369         /* ITLB miss on NX page */
 370         if (unlikely((error_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 371                      !(vma->vm_flags & VM_EXEC)))
 372                 return 1;
 373
 374         /* read, not present: */
 375         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
 376                 return 1;
 377
 378         return 0;
 379 }
 380
 381 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
 382 {
 383         return address >= TASK_SIZE;
 384 }
 385
 386 /*
 387  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 388  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 389  * routines.
 390  */
 391 asmlinkage void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs,
 392                                         unsigned long error_code,
 393                                         unsigned long address)
 394 {
 395         unsigned long vec;
 396         struct task_struct *tsk;
 397         struct mm_struct *mm;
 398         struct vm_area_struct * vma;
 399         vm_fault_t fault;
 400         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 401
 402         tsk = current;
 403         mm = tsk->mm;
 404         vec = lookup_exception_vector();
 405
 406         /*
 407          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 408          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 409          *
 410          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 411          * be in an interrupt or a critical region, and should
 412          * only copy the information from the master page table,
 413          * nothing more.
 414          */
 415         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
 416                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
 417                         return;
 418                 if (kprobe_page_fault(regs, vec))
 419                         return;
 420
 421                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
 422                 return;
 423         }
 424
 425         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, vec)))
 426                 return;
 427
 428         /* Only enable interrupts if they were on before the fault */
 429         if ((regs->sr & SR_IMASK) != SR_IMASK)
 430                 local_irq_enable();
 431
 432         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 433
 434         /*
 435          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
 436          * with pagefaults disabled then we must not take the fault:
 437          */
 438         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
 439                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
 440                 return;
 441         }
 442
 443 retry:
 444         mmap_read_lock(mm);
 445
 446         vma = find_vma(mm, address);
 447         if (unlikely(!vma)) {
 448                 bad_area(regs, error_code, address);
 449                 return;
 450         }
 451         if (likely(vma->vm_start <= address))
 452                 goto good_area;
 453         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
 454                 bad_area(regs, error_code, address);
 455                 return;
 456         }
 457         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
 458                 bad_area(regs, error_code, address);
 459                 return;
 460         }
 461
 462         /*
 463          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 464          * we can handle it..
 465          */
 466 good_area:
 467         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
 468                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
 469                 return;
 470         }
 471
 472         set_thread_fault_code(error_code);
 473
 474         if (user_mode(regs))
 475                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 476         if (error_code & FAULT_CODE_WRITE)
 477                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 478
 479         /*
 480          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 481          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 482          * the fault.
 483          */
 484         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
 485
 486         if (unlikely(fault & (VM_FAULT_RETRY | VM_FAULT_ERROR)))
 487                 if (mm_fault_error(regs, error_code, address, fault))
 488                         return;
 489
 490         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 491                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 492                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 493
 494                         /*
 495                          * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 496                          * have already released it in __lock_page_or_retry
 497                          * in mm/filemap.c.
 498                          */
 499                         goto retry;
 500                 }
 501         }
 502
 503         mmap_read_unlock(mm);
 504 }