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         struct siginfo si;
 124
 125         tsk->thread.address = addr;
 126         tsk->thread.error_code = fsr;
 127         tsk->thread.trap_no = 14;
 128         clear_siginfo(&si);
 129         si.si_signo = sig;
 130         si.si_errno = 0;
 131         si.si_code = code;
 132         si.si_addr = (void __user *)addr;
 133         force_sig_info(sig, &si, tsk);
 134 }
 135
 136 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 137 {
 138         struct task_struct *tsk = current;
 139         struct mm_struct *mm = tsk->active_mm;
 140
 141         /*
 142          * If we are in kernel mode at this point, we
 143          * have no context to handle this fault with.
 144          */
 145         if (user_mode(regs))
 146                 __do_user_fault(tsk, addr, fsr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
 147         else
 148                 __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 149 }
 150
 151 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
 152 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
 153
 154 /*
 155  * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which occurred.
 156  * If we encountered a write fault, we must have write permission, otherwise
 157  * we allow any permission.
 158  */
 159 static inline bool access_error(unsigned int fsr, struct vm_area_struct *vma)
 160 {
 161         unsigned int mask = VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC;
 162
 163         if (!(fsr ^ 0x12))      /* write? */
 164                 mask = VM_WRITE;
 165         if (fsr & FSR_LNX_PF)
 166                 mask = VM_EXEC;
 167
 168         return vma->vm_flags & mask ? false : true;
 169 }
 170
 171 static vm_fault_t __do_pf(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 172                 unsigned int fsr, unsigned int flags, struct task_struct *tsk)
 173 {
 174         struct vm_area_struct *vma;
 175         vm_fault_t fault;
 176
 177         vma = find_vma(mm, addr);
 178         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 179         if (unlikely(!vma))
 180                 goto out;
 181         if (unlikely(vma->vm_start > addr))
 182                 goto check_stack;
 183
 184         /*
 185          * Ok, we have a good vm_area for this
 186          * memory access, so we can handle it.
 187          */
 188 good_area:
 189         if (access_error(fsr, vma)) {
 190                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 191                 goto out;
 192         }
 193
 194         /*
 195          * If for any reason at all we couldn't handle the fault, make
 196          * sure we exit gracefully rather than endlessly redo the fault.
 197          */
 198         fault = handle_mm_fault(vma, addr & PAGE_MASK, flags);
 199         return fault;
 200
 201 check_stack:
 202         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
 203                 goto good_area;
 204 out:
 205         return fault;
 206 }
 207
 208 static int do_pf(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 209 {
 210         struct task_struct *tsk;
 211         struct mm_struct *mm;
 212         int sig, code;
 213         vm_fault_t fault;
 214         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
 215
 216         tsk = current;
 217         mm = tsk->mm;
 218
 219         /*
 220          * If we're in an interrupt or have no user
 221          * context, we must not take the fault..
 222          */
 223         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 224                 goto no_context;
 225
 226         if (user_mode(regs))
 227                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 228         if (!(fsr ^ 0x12))
 229                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 230
 231         /*
 232          * As per x86, we may deadlock here.  However, since the kernel only
 233          * validly references user space from well defined areas of the code,
 234          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
 235          */
 236         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 237                 if (!user_mode(regs)
 238                     && !search_exception_tables(regs->UCreg_pc))
 239                         goto no_context;
 240 retry:
 241                 down_read(&mm->mmap_sem);
 242         } else {
 243                 /*
 244                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
 245                  * which case, we'll have missed the might_sleep() from
 246                  * down_read()
 247                  */
 248                 might_sleep();
 249 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 250                 if (!user_mode(regs) &&
 251                     !search_exception_tables(regs->UCreg_pc))
 252                         goto no_context;
 253 #endif
 254         }
 255
 256         fault = __do_pf(mm, addr, fsr, flags, tsk);
 257
 258         /* If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 259          * signal first. We do not need to release the mmap_sem because
 260          * it would already be released in __lock_page_or_retry in
 261          * mm/filemap.c. */
 262         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
 263                 return 0;
 264
 265         if (!(fault & VM_FAULT_ERROR) && (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY)) {
 266                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 267                         tsk->maj_flt++;
 268                 else
 269                         tsk->min_flt++;
 270                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 271                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
 272                         * of starvation. */
 273                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 274                         goto retry;
 275                 }
 276         }
 277
 278         up_read(&mm->mmap_sem);
 279
 280         /*
 281          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR
 282          */
 283         if (likely(!(fault &
 284                (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP | VM_FAULT_BADACCESS))))
 285                 return 0;
 286
 287         /*
 288          * If we are in kernel mode at this point, we
 289          * have no context to handle this fault with.
 290          */
 291         if (!user_mode(regs))
 292                 goto no_context;
 293
 294         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 295                 /*
 296                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 297                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we
 298                  * got oom-killed)
 299                  */
 300                 pagefault_out_of_memory();
 301                 return 0;
 302         }
 303
 304         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 305                 /*
 306                  * We had some memory, but were unable to
 307                  * successfully fix up this page fault.
 308                  */
 309                 sig = SIGBUS;
 310                 code = BUS_ADRERR;
 311         } else {
 312                 /*
 313                  * Something tried to access memory that
 314                  * isn't in our memory map..
 315                  */
 316                 sig = SIGSEGV;
 317                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
 318         }
 319
 320         __do_user_fault(tsk, addr, fsr, sig, code, regs);
 321         return 0;
 322
 323 no_context:
 324         __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 325         return 0;
 326 }
 327
 328 /*
 329  * First Level Translation Fault Handler
 330  *
 331  * We enter here because the first level page table doesn't contain
 332  * a valid entry for the address.
 333  *
 334  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are
 335  * probably faulting in the vmalloc() area.
 336  *
 337  * If the init_task's first level page tables contains the relevant
 338  * entry, we copy the it to this task.  If not, we send the process
 339  * a signal, fixup the exception, or oops the kernel.
 340  *
 341  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an
 342  * interrupt or a critical region, and should only copy the information
 343  * from the master page table, nothing more.
 344  */
 345 static int do_ifault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 346 {
 347         unsigned int index;
 348         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 349         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 350
 351         if (addr < TASK_SIZE)
 352                 return do_pf(addr, fsr, regs);
 353
 354         if (user_mode(regs))
 355                 goto bad_area;
 356
 357         index = pgd_index(addr);
 358
 359         pgd = cpu_get_pgd() + index;
 360         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 361
 362         if (pgd_none(*pgd_k))
 363                 goto bad_area;
 364
 365         pmd_k = pmd_offset((pud_t *) pgd_k, addr);
 366         pmd = pmd_offset((pud_t *) pgd, addr);
 367
 368         if (pmd_none(*pmd_k))
 369                 goto bad_area;
 370
 371         set_pmd(pmd, *pmd_k);
 372         flush_pmd_entry(pmd);
 373         return 0;
 374
 375 bad_area:
 376         do_bad_area(addr, fsr, regs);
 377         return 0;
 378 }
 379
 380 /*
 381  * This abort handler always returns "fault".
 382  */
 383 static int do_bad(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 384 {
 385         return 1;
 386 }
 387
 388 static int do_good(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 389 {
 390         unsigned int res1, res2;
 391
 392         printk("dabt exception but no error!\n");
 393
 394         __asm__ __volatile__(
 395                         "mff %0,f0\n"
 396                         "mff %1,f1\n"
 397                         : "=r"(res1), "=r"(res2)
 398                         :
 399                         : "memory");
 400
 401         printk(KERN_EMERG "r0 :%08x  r1 :%08x\n", res1, res2);
 402         panic("shut up\n");
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 static struct fsr_info {
 407         int (*fn) (unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs);
 408         int sig;
 409         int code;
 410         const char *name;
 411 } fsr_info[] = {
 412         /*
 413          * The following are the standard Unicore-I and UniCore-II aborts.
 414          */
 415         { do_good,      SIGBUS,  0,             "no error"              },
 416         { do_bad,       SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment exception"   },
 417         { do_bad,       SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "external exception"    },
 418         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "burst operation"       },
 419         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 00100"         },
 420         { do_ifault,    SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "2nd level pt non-exist"},
 421         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "2nd lvl large pt non-exist" },
 422         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "invalid pte"           },
 423         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "page miss"             },
 424         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "middle page miss"      },
 425         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "large page miss"       },
 426         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "super page (section) miss" },
 427         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01100"         },
 428         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01101"         },
 429         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01110"         },
 430         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 01111"         },
 431         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "addr: up 3G or IO"     },
 432         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "read unreadable addr"  },
 433         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "write unwriteable addr"},
 434         { do_pf,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "exec unexecutable addr"},
 435         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10100"         },
 436         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10101"         },
 437         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10110"         },
 438         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 10111"         },
 439         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11000"         },
 440         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11001"         },
 441         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11010"         },
 442         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11011"         },
 443         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11100"         },
 444         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11101"         },
 445         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11110"         },
 446         { do_bad,       SIGBUS,  0,             "unknown 11111"         }
 447 };
 448
 449 void __init hook_fault_code(int nr,
 450                 int (*fn) (unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
 451                 int sig, int code, const char *name)
 452 {
 453         if (nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(fsr_info))
 454                 BUG();
 455
 456         fsr_info[nr].fn   = fn;
 457         fsr_info[nr].sig  = sig;
 458         fsr_info[nr].code = code;
 459         fsr_info[nr].name = name;
 460 }
 461
 462 /*
 463  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
 464  */
 465 asmlinkage void do_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr,
 466                         struct pt_regs *regs)
 467 {
 468         const struct fsr_info *inf = fsr_info + fsr_fs(fsr);
 469         struct siginfo info;
 470
 471         if (!inf->fn(addr, fsr & ~FSR_LNX_PF, regs))
 472                 return;
 473
 474         printk(KERN_ALERT "Unhandled fault: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
 475                inf->name, fsr, addr);
 476
 477         clear_siginfo(&info);
 478         info.si_signo = inf->sig;
 479         info.si_errno = 0;
 480         info.si_code = inf->code;
 481         info.si_addr = (void __user *)addr;
 482         uc32_notify_die("", regs, &info, fsr, 0);
 483 }
 484
 485 asmlinkage void do_PrefetchAbort(unsigned long addr,
 486                         unsigned int ifsr, struct pt_regs *regs)
 487 {
 488         const struct fsr_info *inf = fsr_info + fsr_fs(ifsr);
 489         struct siginfo info;
 490
 491         if (!inf->fn(addr, ifsr | FSR_LNX_PF, regs))
 492                 return;
 493
 494         printk(KERN_ALERT "Unhandled prefetch abort: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
 495                inf->name, ifsr, addr);
 496
 497         clear_siginfo(&info);
 498         info.si_signo = inf->sig;
 499         info.si_errno = 0;
 500         info.si_code = inf->code;
 501         info.si_addr = (void __user *)addr;
 502         uc32_notify_die("", regs, &info, ifsr, 0);
 503 }