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 #include <linux/kfence.h>
  18
  19 #include <asm/ptrace.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21
  22 #include "../kernel/head.h"
  23
  24 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
  25                 struct pt_regs *regs)
  26 {
  27         bust_spinlocks(1);
  28
  29         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address " REG_FMT "\n", msg,
  30                 addr);
  31
  32         bust_spinlocks(0);
  33         die(regs, "Oops");
  34         do_exit(SIGKILL);
  35 }
  36
  37 static inline void no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  38 {
  39         const char *msg;
  40
  41         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
  42         if (fixup_exception(regs))
  43                 return;
  44
  45         /*
  46          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
  47          * terminate things with extreme prejudice.
  48          */
  49         if (addr < PAGE_SIZE)
  50                 msg = "NULL pointer dereference";
  51         else {
  52                 if (kfence_handle_page_fault(addr, regs->cause == EXC_STORE_PAGE_FAULT, regs))
  53                         return;
  54
  55                 msg = "paging request";
  56         }
  57
  58         die_kernel_fault(msg, addr, regs);
  59 }
  60
  61 static inline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long addr, vm_fault_t fault)
  62 {
  63         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
  64                 /*
  65                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
  66                  * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
  67                  */
  68                 if (!user_mode(regs)) {
  69                         no_context(regs, addr);
  70                         return;
  71                 }
  72                 pagefault_out_of_memory();
  73                 return;
  74         } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
  75                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
  76                 if (!user_mode(regs)) {
  77                         no_context(regs, addr);
  78                         return;
  79                 }
  80                 do_trap(regs, SIGBUS, BUS_ADRERR, addr);
  81                 return;
  82         }
  83         BUG();
  84 }
  85
  86 static inline void bad_area(struct pt_regs *regs, struct mm_struct *mm, int code, unsigned long addr)
  87 {
  88         /*
  89          * Something tried to access memory that isn't in our memory map.
  90          * Fix it, but check if it's kernel or user first.
  91          */
  92         mmap_read_unlock(mm);
  93         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
  94         if (user_mode(regs)) {
  95                 do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
  96                 return;
  97         }
  98
  99         no_context(regs, addr);
 100 }
 101
 102 static inline void vmalloc_fault(struct pt_regs *regs, int code, unsigned long addr)
 103 {
 104         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 105         pud_t *pud, *pud_k;
 106         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 107         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 108         pte_t *pte_k;
 109         int index;
 110         unsigned long pfn;
 111
 112         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 113         if (user_mode(regs))
 114                 return do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
 115
 116         /*
 117          * Synchronize this task's top level page-table
 118          * with the 'reference' page table.
 119          *
 120          * Do _not_ use "tsk->active_mm->pgd" here.
 121          * We might be inside an interrupt in the middle
 122          * of a task switch.
 123          */
 124         index = pgd_index(addr);
 125         pfn = csr_read(CSR_SATP) & SATP_PPN;
 126         pgd = (pgd_t *)pfn_to_virt(pfn) + index;
 127         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 128
 129         if (!pgd_present(*pgd_k)) {
 130                 no_context(regs, addr);
 131                 return;
 132         }
 133         set_pgd(pgd, *pgd_k);
 134
 135         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 136         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, addr);
 137         if (!p4d_present(*p4d_k)) {
 138                 no_context(regs, addr);
 139                 return;
 140         }
 141
 142         pud = pud_offset(p4d, addr);
 143         pud_k = pud_offset(p4d_k, addr);
 144         if (!pud_present(*pud_k)) {
 145                 no_context(regs, addr);
 146                 return;
 147         }
 148
 149         /*
 150          * Since the vmalloc area is global, it is unnecessary
 151          * to copy individual PTEs
 152          */
 153         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 154         pmd_k = pmd_offset(pud_k, addr);
 155         if (!pmd_present(*pmd_k)) {
 156                 no_context(regs, addr);
 157                 return;
 158         }
 159         set_pmd(pmd, *pmd_k);
 160
 161         /*
 162          * Make sure the actual PTE exists as well to
 163          * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
 164          * addresses. If we don't do this, this will just
 165          * silently loop forever.
 166          */
 167         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, addr);
 168         if (!pte_present(*pte_k)) {
 169                 no_context(regs, addr);
 170                 return;
 171         }
 172
 173         /*
 174          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid
 175          * entries, but in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an
 176          * ordering constraint, not a cache flush; it is
 177          * necessary even after writing invalid entries.
 178          */
 179         local_flush_tlb_page(addr);
 180 }
 181
 182 static inline bool access_error(unsigned long cause, struct vm_area_struct *vma)
 183 {
 184         switch (cause) {
 185         case EXC_INST_PAGE_FAULT:
 186                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 187                         return true;
 188                 }
 189                 break;
 190         case EXC_LOAD_PAGE_FAULT:
 191                 if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
 192                         return true;
 193                 }
 194                 break;
 195         case EXC_STORE_PAGE_FAULT:
 196                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
 197                         return true;
 198                 }
 199                 break;
 200         default:
 201                 panic("%s: unhandled cause %lu", __func__, cause);
 202         }
 203         return false;
 204 }
 205
 206 /*
 207  * This routine handles page faults.  It determines the address and the
 208  * problem, and then passes it off to one of the appropriate routines.
 209  */
 210 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs)
 211 {
 212         struct task_struct *tsk;
 213         struct vm_area_struct *vma;
 214         struct mm_struct *mm;
 215         unsigned long addr, cause;
 216         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 217         int code = SEGV_MAPERR;
 218         vm_fault_t fault;
 219
 220         cause = regs->cause;
 221         addr = regs->badaddr;
 222
 223         tsk = current;
 224         mm = tsk->mm;
 225
 226         if (kprobe_page_fault(regs, cause))
 227                 return;
 228
 229         /*
 230          * Fault-in kernel-space virtual memory on-demand.
 231          * The 'reference' page table is init_mm.pgd.
 232          *
 233          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 234          * be in an interrupt or a critical region, and should
 235          * only copy the information from the master page table,
 236          * nothing more.
 237          */
 238         if (unlikely((addr >= VMALLOC_START) && (addr <= VMALLOC_END))) {
 239                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 240                 return;
 241         }
 242
 243 #ifdef CONFIG_64BIT
 244         /*
 245          * Modules in 64bit kernels lie in their own virtual region which is not
 246          * in the vmalloc region, but dealing with page faults in this region
 247          * or the vmalloc region amounts to doing the same thing: checking that
 248          * the mapping exists in init_mm.pgd and updating user page table, so
 249          * just use vmalloc_fault.
 250          */
 251         if (unlikely(addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)) {
 252                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 253                 return;
 254         }
 255 #endif
 256         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
 257         if (likely(regs->status & SR_PIE))
 258                 local_irq_enable();
 259
 260         /*
 261          * If we're in an interrupt, have no user context, or are running
 262          * in an atomic region, then we must not take the fault.
 263          */
 264         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
 265                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 266                 no_context(regs, addr);
 267                 return;
 268         }
 269
 270         if (user_mode(regs))
 271                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 272
 273         if (!user_mode(regs) && addr < TASK_SIZE &&
 274                         unlikely(!(regs->status & SR_SUM)))
 275                 die_kernel_fault("access to user memory without uaccess routines",
 276                                 addr, regs);
 277
 278         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 279
 280         if (cause == EXC_STORE_PAGE_FAULT)
 281                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 282         else if (cause == EXC_INST_PAGE_FAULT)
 283                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 284 retry:
 285         mmap_read_lock(mm);
 286         vma = find_vma(mm, addr);
 287         if (unlikely(!vma)) {
 288                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 289                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 290                 return;
 291         }
 292         if (likely(vma->vm_start <= addr))
 293                 goto good_area;
 294         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
 295                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 296                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 297                 return;
 298         }
 299         if (unlikely(expand_stack(vma, addr))) {
 300                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 301                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 302                 return;
 303         }
 304
 305         /*
 306          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 307          * we can handle it.
 308          */
 309 good_area:
 310         code = SEGV_ACCERR;
 311
 312         if (unlikely(access_error(cause, vma))) {
 313                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 314                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 315                 return;
 316         }
 317
 318         /*
 319          * If for any reason at all we could not handle the fault,
 320          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 321          * the fault.
 322          */
 323         fault = handle_mm_fault(vma, addr, flags, regs);
 324
 325         /*
 326          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 327          * signal first. We do not need to release the mmap_lock because it
 328          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
 329          */
 330         if (fault_signal_pending(fault, regs))
 331                 return;
 332
 333         if (unlikely((fault & VM_FAULT_RETRY) && (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY))) {
 334                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 335
 336                 /*
 337                  * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 338                  * have already released it in __lock_page_or_retry
 339                  * in mm/filemap.c.
 340                  */
 341                 goto retry;
 342         }
 343
 344         mmap_read_unlock(mm);
 345
 346         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 347                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 348                 mm_fault_error(regs, addr, fault);
 349                 return;
 350         }
 351         return;
 352 }
 353 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);