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

   1 /*
   2  *  PowerPC version
   3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   4  *
   5  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
   6  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
   7  *
   8  *  Modified by Cort Dougan and Paul Mackerras.
   9  *
  10  *  Modified for PPC64 by Dave Engebretsen (engebret@ibm.com)
  11  *
  12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  13  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  14  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  15  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  16  */
  17
  18 #include <linux/signal.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/errno.h>
  22 #include <linux/string.h>
  23 #include <linux/types.h>
  24 #include <linux/ptrace.h>
  25 #include <linux/mman.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/module.h>
  30 #include <linux/kprobes.h>
  31 #include <linux/kdebug.h>
  32 #include <linux/perf_event.h>
  33 #include <linux/magic.h>
  34 #include <linux/ratelimit.h>
  35
  36 #include <asm/firmware.h>
  37 #include <asm/page.h>
  38 #include <asm/pgtable.h>
  39 #include <asm/mmu.h>
  40 #include <asm/mmu_context.h>
  41 #include <asm/system.h>
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43 #include <asm/tlbflush.h>
  44 #include <asm/siginfo.h>
  45 #include <mm/mmu_decl.h>
  46
  47 #include "icswx.h"
  48
  49 #ifdef CONFIG_KPROBES
  50 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  51 {
  52         int ret = 0;
  53
  54         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  55         if (!user_mode(regs)) {
  56                 preempt_disable();
  57                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 11))
  58                         ret = 1;
  59                 preempt_enable();
  60         }
  61
  62         return ret;
  63 }
  64 #else
  65 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  66 {
  67         return 0;
  68 }
  69 #endif
  70
  71 /*
  72  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
  73  * an update addressing form which will update r1.
  74  */
  75 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
  76 {
  77         unsigned int inst;
  78
  79         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
  80                 return 0;
  81         /* check for 1 in the rA field */
  82         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
  83                 return 0;
  84         /* check major opcode */
  85         switch (inst >> 26) {
  86         case 37:        /* stwu */
  87         case 39:        /* stbu */
  88         case 45:        /* sthu */
  89         case 53:        /* stfsu */
  90         case 55:        /* stfdu */
  91                 return 1;
  92         case 62:        /* std or stdu */
  93                 return (inst & 3) == 1;
  94         case 31:
  95                 /* check minor opcode */
  96                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
  97                 case 181:       /* stdux */
  98                 case 183:       /* stwux */
  99                 case 247:       /* stbux */
 100                 case 439:       /* sthux */
 101                 case 695:       /* stfsux */
 102                 case 759:       /* stfdux */
 103                         return 1;
 104                 }
 105         }
 106         return 0;
 107 }
 108
 109 /*
 110  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
 111  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
 112  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
 113  * fault.
 114  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
 115  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
 116  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
 117  *  - 0 any SLB fault.
 118  *
 119  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
 120  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
 121  */
 122 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 123                             unsigned long error_code)
 124 {
 125         struct vm_area_struct * vma;
 126         struct mm_struct *mm = current->mm;
 127         siginfo_t info;
 128         int code = SEGV_MAPERR;
 129         int is_write = 0, ret;
 130         int trap = TRAP(regs);
 131         int is_exec = trap == 0x400;
 132
 133 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
 134         /*
 135          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
 136          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
 137          * bits we are interested in.  But there are some bits which
 138          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
 139          */
 140         if (trap == 0x400)
 141                 error_code &= 0x48200000;
 142         else
 143                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
 144 #else
 145         is_write = error_code & ESR_DST;
 146 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
 147
 148 #ifdef CONFIG_PPC_ICSWX
 149         /*
 150          * we need to do this early because this "data storage
 151          * interrupt" does not update the DAR/DEAR so we don't want to
 152          * look at it
 153          */
 154         if (error_code & ICSWX_DSI_UCT) {
 155                 int ret;
 156
 157                 ret = acop_handle_fault(regs, address, error_code);
 158                 if (ret)
 159                         return ret;
 160         }
 161 #endif
 162
 163         if (notify_page_fault(regs))
 164                 return 0;
 165
 166         if (unlikely(debugger_fault_handler(regs)))
 167                 return 0;
 168
 169         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
 170         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
 171                 return SIGSEGV;
 172
 173 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE) || \
 174                              defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_64))
 175         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
 176                 /* DABR match */
 177                 do_dabr(regs, address, error_code);
 178                 return 0;
 179         }
 180 #endif
 181
 182         if (in_atomic() || mm == NULL) {
 183                 if (!user_mode(regs))
 184                         return SIGSEGV;
 185                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
 186                    as is current->mm == NULL. */
 187                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with "
 188                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
 189                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
 190                        regs->nip, regs->msr);
 191                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
 192         }
 193
 194         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 195
 196         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
 197          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 198          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
 199          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
 200          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 201          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 202          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 203          * exceptions table.
 204          *
 205          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 206          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
 207          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 208          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 209          * thus avoiding the deadlock.
 210          */
 211         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 212                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
 213                         goto bad_area_nosemaphore;
 214
 215                 down_read(&mm->mmap_sem);
 216         }
 217
 218         vma = find_vma(mm, address);
 219         if (!vma)
 220                 goto bad_area;
 221         if (vma->vm_start <= address)
 222                 goto good_area;
 223         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 224                 goto bad_area;
 225
 226         /*
 227          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
 228          * 288 bytes below the stack pointer.
 229          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
 230          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
 231          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
 232          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
 233          * expand to 1MB without further checks.
 234          */
 235         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
 236                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
 237                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
 238                 if (uregs == NULL)
 239                         goto bad_area;
 240
 241                 /*
 242                  * A user-mode access to an address a long way below
 243                  * the stack pointer is only valid if the instruction
 244                  * is one which would update the stack pointer to the
 245                  * address accessed if the instruction completed,
 246                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
 247                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
 248                  *
 249                  * If we don't check this then any write to the area
 250                  * between the last mapped region and the stack will
 251                  * expand the stack rather than segfaulting.
 252                  */
 253                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
 254                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
 255                         goto bad_area;
 256         }
 257         if (expand_stack(vma, address))
 258                 goto bad_area;
 259
 260 good_area:
 261         code = SEGV_ACCERR;
 262 #if defined(CONFIG_6xx)
 263         if (error_code & 0x95700000)
 264                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
 265                    address matching DABR, eciwx, etc. */
 266                 goto bad_area;
 267 #endif /* CONFIG_6xx */
 268 #if defined(CONFIG_8xx)
 269         /* 8xx sometimes need to load a invalid/non-present TLBs.
 270          * These must be invalidated separately as linux mm don't.
 271          */
 272         if (error_code & 0x40000000) /* no translation? */
 273                 _tlbil_va(address, 0, 0, 0);
 274
 275         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
 276          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
 277          * one which seems bad.
 278          */
 279         if (error_code & 0x10000000)
 280                 /* Guarded storage error. */
 281                 goto bad_area;
 282 #endif /* CONFIG_8xx */
 283
 284         if (is_exec) {
 285 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
 286                 /* Protection fault on exec go straight to failure on
 287                  * Hash based MMUs as they either don't support per-page
 288                  * execute permission, or if they do, it's handled already
 289                  * at the hash level. This test would probably have to
 290                  * be removed if we change the way this works to make hash
 291                  * processors use the same I/D cache coherency mechanism
 292                  * as embedded.
 293                  */
 294                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
 295                         goto bad_area;
 296 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
 297
 298                 /*
 299                  * Allow execution from readable areas if the MMU does not
 300                  * provide separate controls over reading and executing.
 301                  *
 302                  * Note: That code used to not be enabled for 4xx/BookE.
 303                  * It is now as I/D cache coherency for these is done at
 304                  * set_pte_at() time and I see no reason why the test
 305                  * below wouldn't be valid on those processors. This -may-
 306                  * break programs compiled with a really old ABI though.
 307                  */
 308                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC) &&
 309                     (cpu_has_feature(CPU_FTR_NOEXECUTE) ||
 310                      !(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))))
 311                         goto bad_area;
 312         /* a write */
 313         } else if (is_write) {
 314                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 315                         goto bad_area;
 316         /* a read */
 317         } else {
 318                 /* protection fault */
 319                 if (error_code & 0x08000000)
 320                         goto bad_area;
 321                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
 322                         goto bad_area;
 323         }
 324
 325         /*
 326          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 327          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 328          * the fault.
 329          */
 330         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
 331         if (unlikely(ret & VM_FAULT_ERROR)) {
 332                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
 333                         goto out_of_memory;
 334                 else if (ret & VM_FAULT_SIGBUS)
 335                         goto do_sigbus;
 336                 BUG();
 337         }
 338         if (ret & VM_FAULT_MAJOR) {
 339                 current->maj_flt++;
 340                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1,
 341                                      regs, address);
 342 #ifdef CONFIG_PPC_SMLPAR
 343                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_CMO)) {
 344                         preempt_disable();
 345                         get_lppaca()->page_ins += (1 << PAGE_FACTOR);
 346                         preempt_enable();
 347                 }
 348 #endif
 349         } else {
 350                 current->min_flt++;
 351                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1,
 352                                      regs, address);
 353         }
 354         up_read(&mm->mmap_sem);
 355         return 0;
 356
 357 bad_area:
 358         up_read(&mm->mmap_sem);
 359
 360 bad_area_nosemaphore:
 361         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
 362         if (user_mode(regs)) {
 363                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
 364                 return 0;
 365         }
 366
 367         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT))
 368                 printk_ratelimited(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
 369                                    " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
 370                                    address, current_uid());
 371
 372         return SIGSEGV;
 373
 374 /*
 375  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 376  * us unable to handle the page fault gracefully.
 377  */
 378 out_of_memory:
 379         up_read(&mm->mmap_sem);
 380         if (!user_mode(regs))
 381                 return SIGKILL;
 382         pagefault_out_of_memory();
 383         return 0;
 384
 385 do_sigbus:
 386         up_read(&mm->mmap_sem);
 387         if (user_mode(regs)) {
 388                 info.si_signo = SIGBUS;
 389                 info.si_errno = 0;
 390                 info.si_code = BUS_ADRERR;
 391                 info.si_addr = (void __user *)address;
 392                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
 393                 return 0;
 394         }
 395         return SIGBUS;
 396 }
 397
 398 /*
 399  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
 400  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
 401  * of the procedures in traps.c.
 402  */
 403 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
 404 {
 405         const struct exception_table_entry *entry;
 406         unsigned long *stackend;
 407
 408         /* Are we prepared to handle this fault?  */
 409         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
 410                 regs->nip = entry->fixup;
 411                 return;
 412         }
 413
 414         /* kernel has accessed a bad area */
 415
 416         switch (regs->trap) {
 417         case 0x300:
 418         case 0x380:
 419                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
 420                         "data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
 421                 break;
 422         case 0x400:
 423         case 0x480:
 424                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
 425                         "instruction fetch\n");
 426                 break;
 427         default:
 428                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
 429                         "unknown fault\n");
 430                 break;
 431         }
 432         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
 433                 regs->nip);
 434
 435         stackend = end_of_stack(current);
 436         if (current != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
 437                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 438
 439         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
 440 }