Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/arm64/mm/fault.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/mm/fault.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  * Copyright (C) 1995-2004 Russell King
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   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  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  */
  20
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <linux/signal.h>
  23 #include <linux/mm.h>
  24 #include <linux/hardirq.h>
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/kprobes.h>
  27 #include <linux/uaccess.h>
  28 #include <linux/page-flags.h>
  29 #include <linux/sched.h>
  30 #include <linux/highmem.h>
  31 #include <linux/perf_event.h>
  32
  33 #include <asm/exception.h>
  34 #include <asm/debug-monitors.h>
  35 #include <asm/system_misc.h>
  36 #include <asm/pgtable.h>
  37 #include <asm/tlbflush.h>
  38
  39 /*
  40  * Dump out the page tables associated with 'addr' in mm 'mm'.
  41  */
  42 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
  43 {
  44         pgd_t *pgd;
  45
  46         if (!mm)
  47                 mm = &init_mm;
  48
  49         pr_alert("pgd = %p\n", mm->pgd);
  50         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  51         pr_alert("[%08lx] *pgd=%016llx", addr, pgd_val(*pgd));
  52
  53         do {
  54                 pud_t *pud;
  55                 pmd_t *pmd;
  56                 pte_t *pte;
  57
  58                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
  59                         break;
  60
  61                 pud = pud_offset(pgd, addr);
  62                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
  63                         break;
  64
  65                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
  66                 printk(", *pmd=%016llx", pmd_val(*pmd));
  67                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
  68                         break;
  69
  70                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
  71                 printk(", *pte=%016llx", pte_val(*pte));
  72                 pte_unmap(pte);
  73         } while(0);
  74
  75         printk("\n");
  76 }
  77
  78 /*
  79  * The kernel tried to access some page that wasn't present.
  80  */
  81 static void __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
  82                               unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
  83 {
  84         /*
  85          * Are we prepared to handle this kernel fault?
  86          */
  87         if (fixup_exception(regs))
  88                 return;
  89
  90         /*
  91          * No handler, we'll have to terminate things with extreme prejudice.
  92          */
  93         bust_spinlocks(1);
  94         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
  95                  (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
  96                  "paging request", addr);
  97
  98         show_pte(mm, addr);
  99         die("Oops", regs, esr);
 100         bust_spinlocks(0);
 101         do_exit(SIGKILL);
 102 }
 103
 104 /*
 105  * Something tried to access memory that isn't in our memory map. User mode
 106  * accesses just cause a SIGSEGV
 107  */
 108 static void __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
 109                             unsigned int esr, unsigned int sig, int code,
 110                             struct pt_regs *regs)
 111 {
 112         struct siginfo si;
 113
 114         if (show_unhandled_signals) {
 115                 pr_info("%s[%d]: unhandled page fault (%d) at 0x%08lx, code 0x%03x\n",
 116                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), sig, addr, esr);
 117                 show_pte(tsk->mm, addr);
 118                 show_regs(regs);
 119         }
 120
 121         tsk->thread.fault_address = addr;
 122         si.si_signo = sig;
 123         si.si_errno = 0;
 124         si.si_code = code;
 125         si.si_addr = (void __user *)addr;
 126         force_sig_info(sig, &si, tsk);
 127 }
 128
 129 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int esr, 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 have no context to
 136          * handle this fault with.
 137          */
 138         if (user_mode(regs))
 139                 __do_user_fault(tsk, addr, esr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
 140         else
 141                 __do_kernel_fault(mm, addr, esr, regs);
 142 }
 143
 144 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
 145 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
 146
 147 #define ESR_WRITE               (1 << 6)
 148 #define ESR_LNX_EXEC            (1 << 24)
 149
 150 /*
 151  * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which occurred.
 152  * If we encountered a write fault, we must have write permission, otherwise
 153  * we allow any permission.
 154  */
 155 static inline bool access_error(unsigned int esr, struct vm_area_struct *vma)
 156 {
 157         unsigned int mask = VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC;
 158
 159         if (esr & ESR_WRITE)
 160                 mask = VM_WRITE;
 161         if (esr & ESR_LNX_EXEC)
 162                 mask = VM_EXEC;
 163
 164         return vma->vm_flags & mask ? false : true;
 165 }
 166
 167 static int __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 168                            unsigned int esr, unsigned int flags,
 169                            struct task_struct *tsk)
 170 {
 171         struct vm_area_struct *vma;
 172         int fault;
 173
 174         vma = find_vma(mm, addr);
 175         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 176         if (unlikely(!vma))
 177                 goto out;
 178         if (unlikely(vma->vm_start > addr))
 179                 goto check_stack;
 180
 181         /*
 182          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
 183          * it.
 184          */
 185 good_area:
 186         if (access_error(esr, vma)) {
 187                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 188                 goto out;
 189         }
 190
 191         return handle_mm_fault(mm, vma, addr & PAGE_MASK, flags);
 192
 193 check_stack:
 194         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
 195                 goto good_area;
 196 out:
 197         return fault;
 198 }
 199
 200 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
 201                                    struct pt_regs *regs)
 202 {
 203         struct task_struct *tsk;
 204         struct mm_struct *mm;
 205         int fault, sig, code;
 206         int write = esr & ESR_WRITE;
 207         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE |
 208                 (write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
 209
 210         tsk = current;
 211         mm  = tsk->mm;
 212
 213         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
 214         if (interrupts_enabled(regs))
 215                 local_irq_enable();
 216
 217         /*
 218          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
 219          * the fault.
 220          */
 221         if (in_atomic() || !mm)
 222                 goto no_context;
 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) && !search_exception_tables(regs->pc))
 231                         goto no_context;
 232 retry:
 233                 down_read(&mm->mmap_sem);
 234         } else {
 235                 /*
 236                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
 237                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
 238                  */
 239                 might_sleep();
 240 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 241                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
 242                         goto no_context;
 243 #endif
 244         }
 245
 246         fault = __do_page_fault(mm, addr, esr, flags, tsk);
 247
 248         /*
 249          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 250          * signal first. We do not need to release the mmap_sem because it
 251          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
 252          */
 253         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
 254                 return 0;
 255
 256         /*
 257          * Major/minor page fault accounting is only done on the initial
 258          * attempt. If we go through a retry, it is extremely likely that the
 259          * page will be found in page cache at that point.
 260          */
 261
 262         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 263         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 264                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
 265                         tsk->maj_flt++;
 266                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs,
 267                                       addr);
 268                 } else {
 269                         tsk->min_flt++;
 270                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs,
 271                                       addr);
 272                 }
 273                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 274                         /*
 275                          * Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk of
 276                          * starvation.
 277                          */
 278                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 279                         goto retry;
 280                 }
 281         }
 282
 283         up_read(&mm->mmap_sem);
 284
 285         /*
 286          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR / VM_FAULT_MINOR
 287          */
 288         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
 289                               VM_FAULT_BADACCESS))))
 290                 return 0;
 291
 292         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 293                 /*
 294                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
 295                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 296                  * oom-killed).
 297                  */
 298                 pagefault_out_of_memory();
 299                 return 0;
 300         }
 301
 302         /*
 303          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
 304          * handle this fault with.
 305          */
 306         if (!user_mode(regs))
 307                 goto no_context;
 308
 309         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 310                 /*
 311                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
 312                  * this page fault.
 313                  */
 314                 sig = SIGBUS;
 315                 code = BUS_ADRERR;
 316         } else {
 317                 /*
 318                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
 319                  * map.
 320                  */
 321                 sig = SIGSEGV;
 322                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ?
 323                         SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
 324         }
 325
 326         __do_user_fault(tsk, addr, esr, sig, code, regs);
 327         return 0;
 328
 329 no_context:
 330         __do_kernel_fault(mm, addr, esr, regs);
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 /*
 335  * First Level Translation Fault Handler
 336  *
 337  * We enter here because the first level page table doesn't contain a valid
 338  * entry for the address.
 339  *
 340  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are probably
 341  * faulting in the vmalloc() area.
 342  *
 343  * If the init_task's first level page tables contains the relevant entry, we
 344  * copy the it to this task.  If not, we send the process a signal, fixup the
 345  * exception, or oops the kernel.
 346  *
 347  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an interrupt
 348  * or a critical region, and should only copy the information from the master
 349  * page table, nothing more.
 350  */
 351 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long addr,
 352                                           unsigned int esr,
 353                                           struct pt_regs *regs)
 354 {
 355         if (addr < TASK_SIZE)
 356                 return do_page_fault(addr, esr, regs);
 357
 358         do_bad_area(addr, esr, regs);
 359         return 0;
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Some section permission faults need to be handled gracefully.  They can
 364  * happen due to a __{get,put}_user during an oops.
 365  */
 366 static int do_sect_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
 367                          struct pt_regs *regs)
 368 {
 369         do_bad_area(addr, esr, 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 esr, struct pt_regs *regs)
 377 {
 378         return 1;
 379 }
 380
 381 static struct fault_info {
 382         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs);
 383         int     sig;
 384         int     code;
 385         const char *name;
 386 } fault_info[] = {
 387         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "ttbr address size fault"       },
 388         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 1 address size fault"    },
 389         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 2 address size fault"    },
 390         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 3 address size fault"    },
 391         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "input address range fault"     },
 392         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
 393         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
 394         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
 395         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "reserved access flag fault"    },
 396         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
 397         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
 398         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
 399         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "reserved permission fault"     },
 400         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
 401         { do_sect_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
 402         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
 403         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous external abort"    },
 404         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "asynchronous external abort"   },
 405         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 18"                    },
 406         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 19"                    },
 407         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
 408         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
 409         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
 410         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
 411         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error"      },
 412         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "asynchronous parity error"     },
 413         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 26"                    },
 414         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 27"                    },
 415         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
 416         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
 417         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
 418         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
 419         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 32"                    },
 420         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
 421         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "debug event"                   },
 422         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 35"                    },
 423         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 36"                    },
 424         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 37"                    },
 425         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 38"                    },
 426         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 39"                    },
 427         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 40"                    },
 428         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 41"                    },
 429         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 42"                    },
 430         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 43"                    },
 431         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 44"                    },
 432         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 45"                    },
 433         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 46"                    },
 434         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 47"                    },
 435         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 48"                    },
 436         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 49"                    },
 437         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 50"                    },
 438         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 51"                    },
 439         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "implementation fault (lockdown abort)" },
 440         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 53"                    },
 441         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 54"                    },
 442         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 55"                    },
 443         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 56"                    },
 444         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 57"                    },
 445         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "implementation fault (coprocessor abort)" },
 446         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 59"                    },
 447         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 60"                    },
 448         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 61"                    },
 449         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 62"                    },
 450         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 63"                    },
 451 };
 452
 453 /*
 454  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
 455  */
 456 asmlinkage void __exception do_mem_abort(unsigned long addr, unsigned int esr,
 457                                          struct pt_regs *regs)
 458 {
 459         const struct fault_info *inf = fault_info + (esr & 63);
 460         struct siginfo info;
 461
 462         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
 463                 return;
 464
 465         pr_alert("Unhandled fault: %s (0x%08x) at 0x%016lx\n",
 466                  inf->name, esr, addr);
 467
 468         info.si_signo = inf->sig;
 469         info.si_errno = 0;
 470         info.si_code  = inf->code;
 471         info.si_addr  = (void __user *)addr;
 472         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
 473 }
 474
 475 /*
 476  * Handle stack alignment exceptions.
 477  */
 478 asmlinkage void __exception do_sp_pc_abort(unsigned long addr,
 479                                            unsigned int esr,
 480                                            struct pt_regs *regs)
 481 {
 482         struct siginfo info;
 483
 484         info.si_signo = SIGBUS;
 485         info.si_errno = 0;
 486         info.si_code  = BUS_ADRALN;
 487         info.si_addr  = (void __user *)addr;
 488         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
 489 }
 490
 491 static struct fault_info debug_fault_info[] = {
 492         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
 493         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
 494         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
 495         { do_bad,       SIGBUS,         0,              "unknown 3"             },
 496         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
 497         { do_bad,       SIGTRAP,        0,              "aarch32 vector catch"  },
 498         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
 499         { do_bad,       SIGBUS,         0,              "unknown 7"             },
 500 };
 501
 502 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
 503                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
 504                                   int sig, int code, const char *name)
 505 {
 506         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
 507
 508         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
 509         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
 510         debug_fault_info[nr].code       = code;
 511         debug_fault_info[nr].name       = name;
 512 }
 513
 514 asmlinkage int __exception do_debug_exception(unsigned long addr,
 515                                               unsigned int esr,
 516                                               struct pt_regs *regs)
 517 {
 518         const struct fault_info *inf = debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
 519         struct siginfo info;
 520
 521         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
 522                 return 1;
 523
 524         pr_alert("Unhandled debug exception: %s (0x%08x) at 0x%016lx\n",
 525                  inf->name, esr, addr);
 526
 527         info.si_signo = inf->sig;
 528         info.si_errno = 0;
 529         info.si_code  = inf->code;
 530         info.si_addr  = (void __user *)addr;
 531         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
 532
 533         return 0;
 534 }