arch/arm/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/fault.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  *  Modifications for ARM processor (c) 1995-2004 Russell King
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/signal.h>
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/kprobes.h>
  16 #include <linux/uaccess.h>
  17
  18 #include <asm/system.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21
  22 #include "fault.h"
  23
  24
  25 #ifdef CONFIG_KPROBES
  26 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned int fsr)
  27 {
  28         int ret = 0;
  29
  30         if (!user_mode(regs)) {
  31                 /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  32                 preempt_disable();
  33                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, fsr))
  34                         ret = 1;
  35                 preempt_enable();
  36         }
  37
  38         return ret;
  39 }
  40 #else
  41 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned int fsr)
  42 {
  43         return 0;
  44 }
  45 #endif
  46
  47 /*
  48  * This is useful to dump out the page tables associated with
  49  * 'addr' in mm 'mm'.
  50  */
  51 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
  52 {
  53         pgd_t *pgd;
  54
  55         if (!mm)
  56                 mm = &init_mm;
  57
  58         printk(KERN_ALERT "pgd = %p\n", mm->pgd);
  59         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  60         printk(KERN_ALERT "[%08lx] *pgd=%08lx", addr, pgd_val(*pgd));
  61
  62         do {
  63                 pmd_t *pmd;
  64                 pte_t *pte;
  65
  66                 if (pgd_none(*pgd))
  67                         break;
  68
  69                 if (pgd_bad(*pgd)) {
  70                         printk("(bad)");
  71                         break;
  72                 }
  73
  74                 pmd = pmd_offset(pgd, addr);
  75                 if (PTRS_PER_PMD != 1)
  76                         printk(", *pmd=%08lx", pmd_val(*pmd));
  77
  78                 if (pmd_none(*pmd))
  79                         break;
  80
  81                 if (pmd_bad(*pmd)) {
  82                         printk("(bad)");
  83                         break;
  84                 }
  85
  86 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
  87                 /* We must not map this if we have highmem enabled */
  88                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
  89                 printk(", *pte=%08lx", pte_val(*pte));
  90                 printk(", *ppte=%08lx", pte_val(pte[-PTRS_PER_PTE]));
  91                 pte_unmap(pte);
  92 #endif
  93         } while(0);
  94
  95         printk("\n");
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Oops.  The kernel tried to access some page that wasn't present.
 100  */
 101 static void
 102 __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned int fsr,
 103                   struct pt_regs *regs)
 104 {
 105         /*
 106          * Are we prepared to handle this kernel fault?
 107          */
 108         if (fixup_exception(regs))
 109                 return;
 110
 111         /*
 112          * No handler, we'll have to terminate things with extreme prejudice.
 113          */
 114         bust_spinlocks(1);
 115         printk(KERN_ALERT
 116                 "Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
 117                 (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
 118                 "paging request", addr);
 119
 120         show_pte(mm, addr);
 121         die("Oops", regs, fsr);
 122         bust_spinlocks(0);
 123         do_exit(SIGKILL);
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 128  * User mode accesses just cause a SIGSEGV
 129  */
 130 static void
 131 __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
 132                 unsigned int fsr, unsigned int sig, int code,
 133                 struct pt_regs *regs)
 134 {
 135         struct siginfo si;
 136
 137 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
 138         if (user_debug & UDBG_SEGV) {
 139                 printk(KERN_DEBUG "%s: unhandled page fault (%d) at 0x%08lx, code 0x%03x\n",
 140                        tsk->comm, sig, addr, fsr);
 141                 show_pte(tsk->mm, addr);
 142                 show_regs(regs);
 143         }
 144 #endif
 145
 146         tsk->thread.address = addr;
 147         tsk->thread.error_code = fsr;
 148         tsk->thread.trap_no = 14;
 149         si.si_signo = sig;
 150         si.si_errno = 0;
 151         si.si_code = code;
 152         si.si_addr = (void __user *)addr;
 153         force_sig_info(sig, &si, tsk);
 154 }
 155
 156 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 157 {
 158         struct task_struct *tsk = current;
 159         struct mm_struct *mm = tsk->active_mm;
 160
 161         /*
 162          * If we are in kernel mode at this point, we
 163          * have no context to handle this fault with.
 164          */
 165         if (user_mode(regs))
 166                 __do_user_fault(tsk, addr, fsr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
 167         else
 168                 __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 169 }
 170
 171 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
 172 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
 173
 174 static int
 175 __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned int fsr,
 176                 struct task_struct *tsk)
 177 {
 178         struct vm_area_struct *vma;
 179         int fault, mask;
 180
 181         vma = find_vma(mm, addr);
 182         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 183         if (!vma)
 184                 goto out;
 185         if (vma->vm_start > addr)
 186                 goto check_stack;
 187
 188         /*
 189          * Ok, we have a good vm_area for this
 190          * memory access, so we can handle it.
 191          */
 192 good_area:
 193         if (fsr & (1 << 11)) /* write? */
 194                 mask = VM_WRITE;
 195         else
 196                 mask = VM_READ|VM_EXEC|VM_WRITE;
 197
 198         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 199         if (!(vma->vm_flags & mask))
 200                 goto out;
 201
 202         /*
 203          * If for any reason at all we couldn't handle
 204          * the fault, make sure we exit gracefully rather
 205          * than endlessly redo the fault.
 206          */
 207 survive:
 208         fault = handle_mm_fault(mm, vma, addr & PAGE_MASK, fsr & (1 << 11));
 209         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 210                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 211                         goto out_of_memory;
 212                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 213                         return fault;
 214                 BUG();
 215         }
 216         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 217                 tsk->maj_flt++;
 218         else
 219                 tsk->min_flt++;
 220         return fault;
 221
 222 out_of_memory:
 223         if (!is_global_init(tsk))
 224                 goto out;
 225
 226         /*
 227          * If we are out of memory for pid1, sleep for a while and retry
 228          */
 229         up_read(&mm->mmap_sem);
 230         yield();
 231         down_read(&mm->mmap_sem);
 232         goto survive;
 233
 234 check_stack:
 235         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
 236                 goto good_area;
 237 out:
 238         return fault;
 239 }
 240
 241 static int __kprobes
 242 do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 243 {
 244         struct task_struct *tsk;
 245         struct mm_struct *mm;
 246         int fault, sig, code;
 247
 248         if (notify_page_fault(regs, fsr))
 249                 return 0;
 250
 251         tsk = current;
 252         mm  = tsk->mm;
 253
 254         /*
 255          * If we're in an interrupt or have no user
 256          * context, we must not take the fault..
 257          */
 258         if (in_atomic() || !mm)
 259                 goto no_context;
 260
 261         /*
 262          * As per x86, we may deadlock here.  However, since the kernel only
 263          * validly references user space from well defined areas of the code,
 264          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
 265          */
 266         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 267                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ARM_pc))
 268                         goto no_context;
 269                 down_read(&mm->mmap_sem);
 270         }
 271
 272         fault = __do_page_fault(mm, addr, fsr, tsk);
 273         up_read(&mm->mmap_sem);
 274
 275         /*
 276          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR / VM_FAULT_MINOR
 277          */
 278         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP | VM_FAULT_BADACCESS))))
 279                 return 0;
 280
 281         /*
 282          * If we are in kernel mode at this point, we
 283          * have no context to handle this fault with.
 284          */
 285         if (!user_mode(regs))
 286                 goto no_context;
 287
 288         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 289                 /*
 290                  * We ran out of memory, or some other thing
 291                  * happened to us that made us unable to handle
 292                  * the page fault gracefully.
 293                  */
 294                 printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
 295                 do_group_exit(SIGKILL);
 296                 return 0;
 297         }
 298         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 299                 /*
 300                  * We had some memory, but were unable to
 301                  * successfully fix up this page fault.
 302                  */
 303                 sig = SIGBUS;
 304                 code = BUS_ADRERR;
 305         } else {
 306                 /*
 307                  * Something tried to access memory that
 308                  * isn't in our memory map..
 309                  */
 310                 sig = SIGSEGV;
 311                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ?
 312                         SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
 313         }
 314
 315         __do_user_fault(tsk, addr, fsr, sig, code, regs);
 316         return 0;
 317
 318 no_context:
 319         __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 320         return 0;
 321 }
 322
 323 /*
 324  * First Level Translation Fault Handler
 325  *
 326  * We enter here because the first level page table doesn't contain
 327  * a valid entry for the address.
 328  *
 329  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are
 330  * probably faulting in the vmalloc() area.
 331  *
 332  * If the init_task's first level page tables contains the relevant
 333  * entry, we copy the it to this task.  If not, we send the process
 334  * a signal, fixup the exception, or oops the kernel.
 335  *
 336  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an
 337  * interrupt or a critical region, and should only copy the information
 338  * from the master page table, nothing more.
 339  */
 340 static int __kprobes
 341 do_translation_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr,
 342                      struct pt_regs *regs)
 343 {
 344         unsigned int index;
 345         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 346         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 347
 348         if (addr < TASK_SIZE)
 349                 return do_page_fault(addr, fsr, regs);
 350
 351         index = pgd_index(addr);
 352
 353         /*
 354          * FIXME: CP15 C1 is write only on ARMv3 architectures.
 355          */
 356         pgd = cpu_get_pgd() + index;
 357         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 358
 359         if (pgd_none(*pgd_k))
 360                 goto bad_area;
 361
 362         if (!pgd_present(*pgd))
 363                 set_pgd(pgd, *pgd_k);
 364
 365         pmd_k = pmd_offset(pgd_k, addr);
 366         pmd   = pmd_offset(pgd, addr);
 367
 368         if (pmd_none(*pmd_k))
 369                 goto bad_area;
 370
 371         copy_pmd(pmd, pmd_k);
 372         return 0;
 373
 374 bad_area:
 375         do_bad_area(addr, fsr, regs);
 376         return 0;
 377 }
 378
 379 /*
 380  * Some section permission faults need to be handled gracefully.
 381  * They can happen due to a __{get,put}_user during an oops.
 382  */
 383 static int
 384 do_sect_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 385 {
 386         do_bad_area(addr, fsr, regs);
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 /*
 391  * This abort handler always returns "fault".
 392  */
 393 static int
 394 do_bad(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 395 {
 396         return 1;
 397 }
 398
 399 static struct fsr_info {
 400         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs);
 401         int     sig;
 402         int     code;
 403         const char *name;
 404 } fsr_info[] = {
 405         /*
 406          * The following are the standard ARMv3 and ARMv4 aborts.  ARMv5
 407          * defines these to be "precise" aborts.
 408          */
 409         { do_bad,               SIGSEGV, 0,             "vector exception"                 },
 410         { do_bad,               SIGILL,  BUS_ADRALN,    "alignment exception"              },
 411         { do_bad,               SIGKILL, 0,             "terminal exception"               },
 412         { do_bad,               SIGILL,  BUS_ADRALN,    "alignment exception"              },
 413         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on linefetch"      },
 414         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "section translation fault"        },
 415         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on linefetch"      },
 416         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "page translation fault"           },
 417         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on non-linefetch"  },
 418         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section domain fault"             },
 419         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on non-linefetch"  },
 420         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page domain fault"                },
 421         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on translation"    },
 422         { do_sect_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section permission fault"         },
 423         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on translation"    },
 424         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page permission fault"            },
 425         /*
 426          * The following are "imprecise" aborts, which are signalled by bit
 427          * 10 of the FSR, and may not be recoverable.  These are only
 428          * supported if the CPU abort handler supports bit 10.
 429          */
 430         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 16"                       },
 431         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 17"                       },
 432         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 18"                       },
 433         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 19"                       },
 434         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "lock abort"                       }, /* xscale */
 435         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 21"                       },
 436         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "imprecise external abort"         }, /* xscale */
 437         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 23"                       },
 438         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "dcache parity error"              }, /* xscale */
 439         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 25"                       },
 440         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 26"                       },
 441         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 27"                       },
 442         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 28"                       },
 443         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 29"                       },
 444         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 30"                       },
 445         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 31"                       }
 446 };
 447
 448 void __init
 449 hook_fault_code(int nr, int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
 450                 int sig, const char *name)
 451 {
 452         if (nr >= 0 && nr < ARRAY_SIZE(fsr_info)) {
 453                 fsr_info[nr].fn   = fn;
 454                 fsr_info[nr].sig  = sig;
 455                 fsr_info[nr].name = name;
 456         }
 457 }
 458
 459 /*
 460  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
 461  */
 462 asmlinkage void __exception
 463 do_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 464 {
 465         const struct fsr_info *inf = fsr_info + (fsr & 15) + ((fsr & (1 << 10)) >> 6);
 466         struct siginfo info;
 467
 468         if (!inf->fn(addr, fsr, regs))
 469                 return;
 470
 471         printk(KERN_ALERT "Unhandled fault: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
 472                 inf->name, fsr, addr);
 473
 474         info.si_signo = inf->sig;
 475         info.si_errno = 0;
 476         info.si_code  = inf->code;
 477         info.si_addr  = (void __user *)addr;
 478         arm_notify_die("", regs, &info, fsr, 0);
 479 }
 480
 481 asmlinkage void __exception
 482 do_PrefetchAbort(unsigned long addr, struct pt_regs *regs)
 483 {
 484         do_translation_fault(addr, 0, regs);
 485 }
 486