Merge branch 'x86-cpu-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / 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/hardirq.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/kprobes.h>
17 #include <linux/uaccess.h>
18 #include <linux/page-flags.h>
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21
22 #include <asm/system.h>
23 #include <asm/pgtable.h>
24 #include <asm/tlbflush.h>
25
26 #include "fault.h"
27
28 /*
29  * Fault status register encodings.  We steal bit 31 for our own purposes.
30  */
31 #define FSR_LNX_PF              (1 << 31)
32 #define FSR_WRITE               (1 << 11)
33 #define FSR_FS4                 (1 << 10)
34 #define FSR_FS3_0               (15)
35
36 static inline int fsr_fs(unsigned int fsr)
37 {
38         return (fsr & FSR_FS3_0) | (fsr & FSR_FS4) >> 6;
39 }
40
41 #ifdef CONFIG_MMU
42
43 #ifdef CONFIG_KPROBES
44 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned int fsr)
45 {
46         int ret = 0;
47
48         if (!user_mode(regs)) {
49                 /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
50                 preempt_disable();
51                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, fsr))
52                         ret = 1;
53                 preempt_enable();
54         }
55
56         return ret;
57 }
58 #else
59 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned int fsr)
60 {
61         return 0;
62 }
63 #endif
64
65 /*
66  * This is useful to dump out the page tables associated with
67  * 'addr' in mm 'mm'.
68  */
69 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
70 {
71         pgd_t *pgd;
72
73         if (!mm)
74                 mm = &init_mm;
75
76         printk(KERN_ALERT "pgd = %p\n", mm->pgd);
77         pgd = pgd_offset(mm, addr);
78         printk(KERN_ALERT "[%08lx] *pgd=%08lx", addr, pgd_val(*pgd));
79
80         do {
81                 pmd_t *pmd;
82                 pte_t *pte;
83
84                 if (pgd_none(*pgd))
85                         break;
86
87                 if (pgd_bad(*pgd)) {
88                         printk("(bad)");
89                         break;
90                 }
91
92                 pmd = pmd_offset(pgd, addr);
93                 if (PTRS_PER_PMD != 1)
94                         printk(", *pmd=%08lx", pmd_val(*pmd));
95
96                 if (pmd_none(*pmd))
97                         break;
98
99                 if (pmd_bad(*pmd)) {
100                         printk("(bad)");
101                         break;
102                 }
103
104                 /* We must not map this if we have highmem enabled */
105                 if (PageHighMem(pfn_to_page(pmd_val(*pmd) >> PAGE_SHIFT)))
106                         break;
107
108                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
109                 printk(", *pte=%08lx", pte_val(*pte));
110                 printk(", *ppte=%08lx", pte_val(pte[-PTRS_PER_PTE]));
111                 pte_unmap(pte);
112         } while(0);
113
114         printk("\n");
115 }
116 #else                                   /* CONFIG_MMU */
117 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
118 { }
119 #endif                                  /* CONFIG_MMU */
120
121 /*
122  * Oops.  The kernel tried to access some page that wasn't present.
123  */
124 static void
125 __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned int fsr,
126                   struct pt_regs *regs)
127 {
128         /*
129          * Are we prepared to handle this kernel fault?
130          */
131         if (fixup_exception(regs))
132                 return;
133
134         /*
135          * No handler, we'll have to terminate things with extreme prejudice.
136          */
137         bust_spinlocks(1);
138         printk(KERN_ALERT
139                 "Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
140                 (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
141                 "paging request", addr);
142
143         show_pte(mm, addr);
144         die("Oops", regs, fsr);
145         bust_spinlocks(0);
146         do_exit(SIGKILL);
147 }
148
149 /*
150  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
151  * User mode accesses just cause a SIGSEGV
152  */
153 static void
154 __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
155                 unsigned int fsr, unsigned int sig, int code,
156                 struct pt_regs *regs)
157 {
158         struct siginfo si;
159
160 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
161         if (user_debug & UDBG_SEGV) {
162                 printk(KERN_DEBUG "%s: unhandled page fault (%d) at 0x%08lx, code 0x%03x\n",
163                        tsk->comm, sig, addr, fsr);
164                 show_pte(tsk->mm, addr);
165                 show_regs(regs);
166         }
167 #endif
168
169         tsk->thread.address = addr;
170         tsk->thread.error_code = fsr;
171         tsk->thread.trap_no = 14;
172         si.si_signo = sig;
173         si.si_errno = 0;
174         si.si_code = code;
175         si.si_addr = (void __user *)addr;
176         force_sig_info(sig, &si, tsk);
177 }
178
179 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
180 {
181         struct task_struct *tsk = current;
182         struct mm_struct *mm = tsk->active_mm;
183
184         /*
185          * If we are in kernel mode at this point, we
186          * have no context to handle this fault with.
187          */
188         if (user_mode(regs))
189                 __do_user_fault(tsk, addr, fsr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
190         else
191                 __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
192 }
193
194 #ifdef CONFIG_MMU
195 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
196 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
197
198 /*
199  * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which occurred.
200  * If we encountered a write fault, we must have write permission, otherwise
201  * we allow any permission.
202  */
203 static inline bool access_error(unsigned int fsr, struct vm_area_struct *vma)
204 {
205         unsigned int mask = VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC;
206
207         if (fsr & FSR_WRITE)
208                 mask = VM_WRITE;
209         if (fsr & FSR_LNX_PF)
210                 mask = VM_EXEC;
211
212         return vma->vm_flags & mask ? false : true;
213 }
214
215 static int __kprobes
216 __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned int fsr,
217                 struct task_struct *tsk)
218 {
219         struct vm_area_struct *vma;
220         int fault;
221
222         vma = find_vma(mm, addr);
223         fault = VM_FAULT_BADMAP;
224         if (unlikely(!vma))
225                 goto out;
226         if (unlikely(vma->vm_start > addr))
227                 goto check_stack;
228
229         /*
230          * Ok, we have a good vm_area for this
231          * memory access, so we can handle it.
232          */
233 good_area:
234         if (access_error(fsr, vma)) {
235                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
236                 goto out;
237         }
238
239         /*
240          * If for any reason at all we couldn't handle the fault, make
241          * sure we exit gracefully rather than endlessly redo the fault.
242          */
243         fault = handle_mm_fault(mm, vma, addr & PAGE_MASK, (fsr & FSR_WRITE) ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
244         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
245                 return fault;
246         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
247                 tsk->maj_flt++;
248         else
249                 tsk->min_flt++;
250         return fault;
251
252 check_stack:
253         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
254                 goto good_area;
255 out:
256         return fault;
257 }
258
259 static int __kprobes
260 do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
261 {
262         struct task_struct *tsk;
263         struct mm_struct *mm;
264         int fault, sig, code;
265
266         if (notify_page_fault(regs, fsr))
267                 return 0;
268
269         tsk = current;
270         mm  = tsk->mm;
271
272         /*
273          * If we're in an interrupt or have no user
274          * context, we must not take the fault..
275          */
276         if (in_atomic() || !mm)
277                 goto no_context;
278
279         /*
280          * As per x86, we may deadlock here.  However, since the kernel only
281          * validly references user space from well defined areas of the code,
282          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
283          */
284         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
285                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ARM_pc))
286                         goto no_context;
287                 down_read(&mm->mmap_sem);
288         } else {
289                 /*
290                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
291                  * which case, we'll have missed the might_sleep() from
292                  * down_read()
293                  */
294                 might_sleep();
295 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
296                 if (!user_mode(regs) &&
297                     !search_exception_tables(regs->ARM_pc))
298                         goto no_context;
299 #endif
300         }
301
302         fault = __do_page_fault(mm, addr, fsr, tsk);
303         up_read(&mm->mmap_sem);
304
305         /*
306          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR / VM_FAULT_MINOR
307          */
308         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP | VM_FAULT_BADACCESS))))
309                 return 0;
310
311         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
312                 /*
313                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
314                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we
315                  * got oom-killed)
316                  */
317                 pagefault_out_of_memory();
318                 return 0;
319         }
320
321         /*
322          * If we are in kernel mode at this point, we
323          * have no context to handle this fault with.
324          */
325         if (!user_mode(regs))
326                 goto no_context;
327
328         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
329                 /*
330                  * We had some memory, but were unable to
331                  * successfully fix up this page fault.
332                  */
333                 sig = SIGBUS;
334                 code = BUS_ADRERR;
335         } else {
336                 /*
337                  * Something tried to access memory that
338                  * isn't in our memory map..
339                  */
340                 sig = SIGSEGV;
341                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ?
342                         SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
343         }
344
345         __do_user_fault(tsk, addr, fsr, sig, code, regs);
346         return 0;
347
348 no_context:
349         __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
350         return 0;
351 }
352 #else                                   /* CONFIG_MMU */
353 static int
354 do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
355 {
356         return 0;
357 }
358 #endif                                  /* CONFIG_MMU */
359
360 /*
361  * First Level Translation Fault Handler
362  *
363  * We enter here because the first level page table doesn't contain
364  * a valid entry for the address.
365  *
366  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are
367  * probably faulting in the vmalloc() area.
368  *
369  * If the init_task's first level page tables contains the relevant
370  * entry, we copy the it to this task.  If not, we send the process
371  * a signal, fixup the exception, or oops the kernel.
372  *
373  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an
374  * interrupt or a critical region, and should only copy the information
375  * from the master page table, nothing more.
376  */
377 #ifdef CONFIG_MMU
378 static int __kprobes
379 do_translation_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr,
380                      struct pt_regs *regs)
381 {
382         unsigned int index;
383         pgd_t *pgd, *pgd_k;
384         pmd_t *pmd, *pmd_k;
385
386         if (addr < TASK_SIZE)
387                 return do_page_fault(addr, fsr, regs);
388
389         index = pgd_index(addr);
390
391         /*
392          * FIXME: CP15 C1 is write only on ARMv3 architectures.
393          */
394         pgd = cpu_get_pgd() + index;
395         pgd_k = init_mm.pgd + index;
396
397         if (pgd_none(*pgd_k))
398                 goto bad_area;
399
400         if (!pgd_present(*pgd))
401                 set_pgd(pgd, *pgd_k);
402
403         pmd_k = pmd_offset(pgd_k, addr);
404         pmd   = pmd_offset(pgd, addr);
405
406         if (pmd_none(*pmd_k))
407                 goto bad_area;
408
409         copy_pmd(pmd, pmd_k);
410         return 0;
411
412 bad_area:
413         do_bad_area(addr, fsr, regs);
414         return 0;
415 }
416 #else                                   /* CONFIG_MMU */
417 static int
418 do_translation_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr,
419                      struct pt_regs *regs)
420 {
421         return 0;
422 }
423 #endif                                  /* CONFIG_MMU */
424
425 /*
426  * Some section permission faults need to be handled gracefully.
427  * They can happen due to a __{get,put}_user during an oops.
428  */
429 static int
430 do_sect_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
431 {
432         do_bad_area(addr, fsr, regs);
433         return 0;
434 }
435
436 /*
437  * This abort handler always returns "fault".
438  */
439 static int
440 do_bad(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
441 {
442         return 1;
443 }
444
445 static struct fsr_info {
446         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs);
447         int     sig;
448         int     code;
449         const char *name;
450 } fsr_info[] = {
451         /*
452          * The following are the standard ARMv3 and ARMv4 aborts.  ARMv5
453          * defines these to be "precise" aborts.
454          */
455         { do_bad,               SIGSEGV, 0,             "vector exception"                 },
456         { do_bad,               SIGILL,  BUS_ADRALN,    "alignment exception"              },
457         { do_bad,               SIGKILL, 0,             "terminal exception"               },
458         { do_bad,               SIGILL,  BUS_ADRALN,    "alignment exception"              },
459         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on linefetch"      },
460         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "section translation fault"        },
461         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on linefetch"      },
462         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "page translation fault"           },
463         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on non-linefetch"  },
464         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section domain fault"             },
465         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on non-linefetch"  },
466         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page domain fault"                },
467         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on translation"    },
468         { do_sect_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section permission fault"         },
469         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on translation"    },
470         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page permission fault"            },
471         /*
472          * The following are "imprecise" aborts, which are signalled by bit
473          * 10 of the FSR, and may not be recoverable.  These are only
474          * supported if the CPU abort handler supports bit 10.
475          */
476         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 16"                       },
477         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 17"                       },
478         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 18"                       },
479         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 19"                       },
480         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "lock abort"                       }, /* xscale */
481         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 21"                       },
482         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_OBJERR,    "imprecise external abort"         }, /* xscale */
483         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 23"                       },
484         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "dcache parity error"              }, /* xscale */
485         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 25"                       },
486         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 26"                       },
487         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 27"                       },
488         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 28"                       },
489         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 29"                       },
490         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 30"                       },
491         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 31"                       }
492 };
493
494 void __init
495 hook_fault_code(int nr, int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
496                 int sig, const char *name)
497 {
498         if (nr >= 0 && nr < ARRAY_SIZE(fsr_info)) {
499                 fsr_info[nr].fn   = fn;
500                 fsr_info[nr].sig  = sig;
501                 fsr_info[nr].name = name;
502         }
503 }
504
505 /*
506  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
507  */
508 asmlinkage void __exception
509 do_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
510 {
511         const struct fsr_info *inf = fsr_info + fsr_fs(fsr);
512         struct siginfo info;
513
514         if (!inf->fn(addr, fsr & ~FSR_LNX_PF, regs))
515                 return;
516
517         printk(KERN_ALERT "Unhandled fault: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
518                 inf->name, fsr, addr);
519
520         info.si_signo = inf->sig;
521         info.si_errno = 0;
522         info.si_code  = inf->code;
523         info.si_addr  = (void __user *)addr;
524         arm_notify_die("", regs, &info, fsr, 0);
525 }
526
527
528 static struct fsr_info ifsr_info[] = {
529         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 0"                        },
530         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 1"                        },
531         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "debug event"                      },
532         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section access flag fault"        },
533         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 4"                        },
534         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "section translation fault"        },
535         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page access flag fault"           },
536         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "page translation fault"           },
537         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on non-linefetch"  },
538         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section domain fault"             },
539         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 10"                       },
540         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page domain fault"                },
541         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on translation"    },
542         { do_sect_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "section permission fault"         },
543         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "external abort on translation"    },
544         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "page permission fault"            },
545         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 16"                       },
546         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 17"                       },
547         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 18"                       },
548         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 19"                       },
549         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 20"                       },
550         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 21"                       },
551         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 22"                       },
552         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 23"                       },
553         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 24"                       },
554         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 25"                       },
555         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 26"                       },
556         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 27"                       },
557         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 28"                       },
558         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 29"                       },
559         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 30"                       },
560         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 31"                       },
561 };
562
563 asmlinkage void __exception
564 do_PrefetchAbort(unsigned long addr, unsigned int ifsr, struct pt_regs *regs)
565 {
566         const struct fsr_info *inf = ifsr_info + fsr_fs(ifsr);
567         struct siginfo info;
568
569         if (!inf->fn(addr, ifsr | FSR_LNX_PF, regs))
570                 return;
571
572         printk(KERN_ALERT "Unhandled prefetch abort: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
573                 inf->name, ifsr, addr);
574
575         info.si_signo = inf->sig;
576         info.si_errno = 0;
577         info.si_code  = inf->code;
578         info.si_addr  = (void __user *)addr;
579         arm_notify_die("", regs, &info, ifsr, 0);
580 }
581