arch/unicore32/mm/fault.c

   1 /*
   2  * linux/arch/unicore32/mm/fault.c
   3  *
   4  * Code specific to PKUnity SoC and UniCore ISA
   5  *
   6  * Copyright (C) 2001-2010 GUAN Xue-tao
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  */
  12 #include <linux/extable.h>
  13 #include <linux/signal.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/hardirq.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/kprobes.h>
  18 #include <linux/uaccess.h>
  19 #include <linux/page-flags.h>
  20 #include <linux/sched/signal.h>
  21 #include <linux/io.h>
  22
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25
  26 /*
  27  * Fault status register encodings.  We steal bit 31 for our own purposes.
  28  */
  29 #define FSR_LNX_PF              (1 << 31)
  30
  31 static inline int fsr_fs(unsigned int fsr)
  32 {
  33         /* xyabcde will be abcde+xy */
  34         return (fsr & 31) + ((fsr & (3 << 5)) >> 5);
  35 }
  36
  37 /*
  38  * This is useful to dump out the page tables associated with
  39  * 'addr' in mm 'mm'.
  40  */
  41 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
  42 {
  43         pgd_t *pgd;
  44
  45         if (!mm)
  46                 mm = &init_mm;
  47
  48         printk(KERN_ALERT "pgd = %p\n", mm->pgd);
  49         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  50         printk(KERN_ALERT "[%08lx] *pgd=%08lx", addr, pgd_val(*pgd));
  51
  52         do {
  53                 pmd_t *pmd;
  54                 pte_t *pte;
  55
  56                 if (pgd_none(*pgd))
  57                         break;
  58
  59                 if (pgd_bad(*pgd)) {
  60                         printk("(bad)");
  61                         break;
  62                 }
  63
  64                 pmd = pmd_offset((pud_t *) pgd, addr);
  65                 if (PTRS_PER_PMD != 1)
  66                         printk(", *pmd=%08lx", pmd_val(*pmd));
  67
  68                 if (pmd_none(*pmd))
  69                         break;
  70
  71                 if (pmd_bad(*pmd)) {
  72                         printk("(bad)");
  73                         break;
  74                 }
  75
  76                 /* We must not map this if we have highmem enabled */
  77                 if (PageHighMem(pfn_to_page(pmd_val(*pmd) >> PAGE_SHIFT)))
  78                         break;
  79
  80                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
  81                 printk(", *pte=%08lx", pte_val(*pte));
  82                 pte_unmap(pte);
  83         } while (0);
  84
  85         printk("\n");
  86 }
  87
  88 /*
  89  * Oops.  The kernel tried to access some page that wasn't present.
  90  */
  91 static void __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
  92                 unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
  93 {
  94         /*
  95          * Are we prepared to handle this kernel fault?
  96          */
  97         if (fixup_exception(regs))
  98                 return;
  99
 100         /*
 101          * No handler, we'll have to terminate things with extreme prejudice.
 102          */
 103         bust_spinlocks(1);
 104         printk(KERN_ALERT
 105                "Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
 106                (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
 107                "paging request", addr);
 108
 109         show_pte(mm, addr);
 110         die("Oops", regs, fsr);
 111         bust_spinlocks(0);
 112         do_exit(SIGKILL);
 113 }
 114
 115 /*
 116  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 117  * User mode accesses just cause a SIGSEGV
 118  */
 119 static void __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
 120                 unsigned int fsr, unsigned int sig, int code,
 121                 struct pt_regs *regs)
 122 {
 123         tsk->thread.address = addr;
 124         tsk->thread.error_code = fsr;
 125         tsk->thread.trap_no = 14;
 126         force_sig_fault(sig, code, (void __user *)addr, tsk);
 127 }
 128
 129 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 130 {
 131         struct task_struct *tsk = current;
 132         struct mm_struct *mm = tsk->active_mm;
 133
 134         /*
 135          * If we are in kernel mode at this point, we
 136          * have no context to handle this fault with.
 137          */
 138         if (user_mode(regs))
 139                 __do_user_fault(tsk, addr, fsr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
 140         else
 141                 __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 142 }
 143
 144 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
 145 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
 146
 147 /*
 148  * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which occurred.
 149  * If we encountered a write fault, we must have write permission, otherwise
 150  * we allow any permission.
 151  */
 152 static inline bool access_error(unsigned int fsr, struct vm_area_struct *vma)
 153 {
 154         unsigned int mask = VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC;
 155
 156         if (!(fsr ^ 0x12))      /* write? */
 157                 mask = VM_WRITE;
 158         if (fsr & FSR_LNX_PF)
 159                 mask = VM_EXEC;
 160
 161         return vma->vm_flags & mask ? false : true;
 162 }
 163
 164 static vm_fault_t __do_pf(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 165                 unsigned int fsr, unsigned int flags, struct task_struct *tsk)
 166 {
 167         struct vm_area_struct *vma;
 168         vm_fault_t fault;
 169
 170         vma = find_vma(mm, addr);
 171         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 172         if (unlikely(!vma))
 173                 goto out;
 174         if (unlikely(vma->vm_start > addr))
 175                 goto check_stack;
 176
 177         /*
 178          * Ok, we have a good vm_area for this
 179          * memory access, so we can handle it.
 180          */
 181 good_area:
 182         if (access_error(fsr, vma)) {
 183                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 184                 goto out;
 185         }
 186
 187         /*
 188          * If for any reason at all we couldn't handle the fault, make
 189          * sure we exit gracefully rather than endlessly redo the fault.
 190          */
 191         fault = handle_mm_fault(vma, addr & PAGE_MASK, flags);
 192         return fault;
 193
 194 check_stack:
 195         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
 196                 goto good_area;
 197 out:
 198         return fault;
 199 }
 200
 201 static int do_pf(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 202 {
 203         struct task_struct *tsk;
 204         struct mm_struct *mm;
 205         int sig, code;
 206         vm_fault_t fault;
 207         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
 208
 209         tsk = current;
 210         mm = tsk->mm;
 211
 212         /*
 213          * If we're in an interrupt or have no user
 214          * context, we must not take the fault..
 215          */
 216         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 217                 goto no_context;
 218
 219         if (user_mode(regs))
 220                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 221         if (!(fsr ^ 0x12))
 222                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 223
 224         /*
 225          * As per x86, we may deadlock here.  However, since the kernel only
 226          * validly references user space from well defined areas of the code,
 227          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
 228          */
 229         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 230                 if (!user_mode(regs)
 231                     && !search_exception_tables(regs->UCreg_pc))
 232                         goto no_context;
 233 retry:
 234                 down_read(&mm->mmap_sem);
 235         } else {
 236                 /*
 237                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
 238                  * which case, we'll have missed the might_sleep() from
 239                  * down_read()
 240                  */
 241                 might_sleep();
 242 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 243                 if (!user_mode(regs) &&
 244                     !search_exception_tables(regs->UCreg_pc))
 245                         goto no_context;
 246 #endif
 247         }
 248
 249         fault = __do_pf(mm, addr, fsr, flags, tsk);
 250
 251         /* If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 252          * signal first. We do not need to release the mmap_sem because
 253          * it would already be released in __lock_page_or_retry in
 254          * mm/filemap.c. */
 255         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
 256                 return 0;
 257
 258         if (!(fault & VM_FAULT_ERROR) && (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY)) {
 259                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 260                         tsk->maj_flt++;
 261                 else
 262                         tsk->min_flt++;
 263                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 264                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
 265                         * of starvation. */
 266                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 267                         goto retry;
 268                 }
 269         }
 270
 271         up_read(&mm->mmap_sem);
 272
 273         /*
 274          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR
 275          */
 276         if (likely(!(fault &
 277                (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP | VM_FAULT_BADACCESS))))
 278                 return 0;
 279
 280         /*
 281          * If we are in kernel mode at this point, we
 282          * have no context to handle this fault with.
 283          */
 284         if (!user_mode(regs))
 285                 goto no_context;
 286
 287         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 288                 /*
 289                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 290                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we
 291                  * got oom-killed)
 292                  */
 293                 pagefault_out_of_memory();
 294                 return 0;
 295         }
 296
 297         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 298                 /*
 299                  * We had some memory, but were unable to
 300                  * successfully fix up this page fault.
 301                  */
 302                 sig = SIGBUS;
 303                 code = BUS_ADRERR;
 304         } else {
 305                 /*
 306                  * Something tried to access memory that
 307                  * isn't in our memory map..
 308                  */
 309                 sig = SIGSEGV;
 310                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
 311         }
 312
 313         __do_user_fault(tsk, addr, fsr, sig, code, regs);
 314         return 0;
 315
 316 no_context:
 317         __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 318         return 0;
 319 }
 320
 321 /*
 322  * First Level Translation Fault Handler
 323  *
 324  * We enter here because the first level page table doesn't contain
 325  * a valid entry for the address.
 326  *
 327  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are
 328  * probably faulting in the vmalloc() area.
 329  *
 330  * If the init_task's first level page tables contains the relevant
 331  * entry, we copy the it to this task.  If not, we send the process
 332  * a signal, fixup the exception, or oops the kernel.
 333  *
 334  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an
 335  * interrupt or a critical region, and should only copy the information
 336  * from the master page table, nothing more.
 337  */
 338 static int do_ifault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 339 {
 340         unsigned int index;
 341         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 342         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 343
 344         if (addr < TASK_SIZE)
 345                 return do_pf(addr, fsr, regs);
 346
 347         if (user_mode(regs))
 348                 goto bad_area;
 349
 350         index = pgd_index(addr);
 351
 352         pgd = cpu_get_pgd() + index;
 353         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 354
 355         if (pgd_none(*pgd_k))
 356                 goto bad_area;
 357
 358         pmd_k = pmd_offset((pud_t *) pgd_k, addr);
 359         pmd = pmd_offset((pud_t *) pgd, addr);
 360
 361         if (pmd_none(*pmd_k))
 362                 goto bad_area;
 363
 364         set_pmd(pmd, *pmd_k);
 365         flush_pmd_entry(pmd);
 366         return 0;
 367
 368 bad_area:
 369         do_bad_area(addr, fsr, regs);
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 /*
 374  * This abort handler always returns "fault".
 375  */
 376 static int do_bad(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 377 {
 378         return 1;
 379 }
 380
 381 static int do_good(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 382 {
 383         unsigned int res1, res2;
 384
 385         printk("dabt exception but no error!\n");
 386
 387         __asm__ __volatile__(
 388                         "mff %0,f0\n"
 389                         "mff %1,f1\n"
 390                         : "=r"(res1), "=r"(res2)
 391                         :
 392                         : "memory");
 393
 394         printk(KERN_EMERG "r0 :%08x  r1 :%08x\n", res1, res2);
 395         panic("shut up\n");
 396         return 0;
 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 Unicore-I and UniCore-II aborts.
 407          */
 408         { do_good,      SIGBUS,  0,             "no error"              },
 409         { do_bad,       SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment exception"   },
 410         { do_bad,       SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "external exception"    },
 411         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "burst operation"       },
 412         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 00100"         },
 413         { do_ifault,    SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "2nd level pt non-exist"},
 414         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "2nd lvl large pt non-exist" },
 415         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "invalid pte"           },
 416         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "page miss"             },
 417         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "middle page miss"      },
 418         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "large page miss"       },
 419         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "super page (section) miss" },
 420         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01100"         },
 421         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01101"         },
 422         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01110"         },
 423         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01111"         },
 424         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "addr: up 3G or IO"     },
 425         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "read unreadable addr"  },
 426         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "write unwriteable addr"},
 427         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "exec unexecutable addr"},
 428         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10100"         },
 429         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10101"         },
 430         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10110"         },
 431         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10111"         },
 432         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11000"         },
 433         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11001"         },
 434         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11010"         },
 435         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11011"         },
 436         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11100"         },
 437         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11101"         },
 438         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11110"         },
 439         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11111"         }
 440 };
 441
 442 void __init hook_fault_code(int nr,
 443                 int (*fn) (unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
 444                 int sig, int code, const char *name)
 445 {
 446         if (nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(fsr_info))
 447                 BUG();
 448
 449         fsr_info[nr].fn   = fn;
 450         fsr_info[nr].sig  = sig;
 451         fsr_info[nr].code = code;
 452         fsr_info[nr].name = name;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
 457  */
 458 asmlinkage void do_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr,
 459                         struct pt_regs *regs)
 460 {
 461         const struct fsr_info *inf = fsr_info + fsr_fs(fsr);
 462
 463         if (!inf->fn(addr, fsr & ~FSR_LNX_PF, regs))
 464                 return;
 465
 466         printk(KERN_ALERT "Unhandled fault: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
 467                inf->name, fsr, addr);
 468
 469         uc32_notify_die("", regs, inf->sig, inf->code, (void __user *)addr,
 470                         fsr, 0);
 471 }
 472
 473 asmlinkage void do_PrefetchAbort(unsigned long addr,
 474                         unsigned int ifsr, struct pt_regs *regs)
 475 {
 476         const struct fsr_info *inf = fsr_info + fsr_fs(ifsr);
 477
 478         if (!inf->fn(addr, ifsr | FSR_LNX_PF, regs))
 479                 return;
 480
 481         printk(KERN_ALERT "Unhandled prefetch abort: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
 482                inf->name, ifsr, addr);
 483
 484         uc32_notify_die("", regs, inf->sig, inf->code, (void __user *)addr,
 485                         ifsr, 0);
 486 }