perf_counter: Standardize event names
[linux-2.6.git] / 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_counter.h>
33
34 #include <asm/firmware.h>
35 #include <asm/page.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include <asm/mmu.h>
38 #include <asm/mmu_context.h>
39 #include <asm/system.h>
40 #include <asm/uaccess.h>
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/siginfo.h>
43
44
45 #ifdef CONFIG_KPROBES
46 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
47 {
48         int ret = 0;
49
50         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
51         if (!user_mode(regs)) {
52                 preempt_disable();
53                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 11))
54                         ret = 1;
55                 preempt_enable();
56         }
57
58         return ret;
59 }
60 #else
61 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
62 {
63         return 0;
64 }
65 #endif
66
67 /*
68  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
69  * an update addressing form which will update r1.
70  */
71 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
72 {
73         unsigned int inst;
74
75         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
76                 return 0;
77         /* check for 1 in the rA field */
78         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
79                 return 0;
80         /* check major opcode */
81         switch (inst >> 26) {
82         case 37:        /* stwu */
83         case 39:        /* stbu */
84         case 45:        /* sthu */
85         case 53:        /* stfsu */
86         case 55:        /* stfdu */
87                 return 1;
88         case 62:        /* std or stdu */
89                 return (inst & 3) == 1;
90         case 31:
91                 /* check minor opcode */
92                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
93                 case 181:       /* stdux */
94                 case 183:       /* stwux */
95                 case 247:       /* stbux */
96                 case 439:       /* sthux */
97                 case 695:       /* stfsux */
98                 case 759:       /* stfdux */
99                         return 1;
100                 }
101         }
102         return 0;
103 }
104
105 /*
106  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
107  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
108  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
109  * fault.
110  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
111  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
112  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
113  *  - 0 any SLB fault.
114  *
115  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
116  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
117  */
118 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
119                             unsigned long error_code)
120 {
121         struct vm_area_struct * vma;
122         struct mm_struct *mm = current->mm;
123         siginfo_t info;
124         int code = SEGV_MAPERR;
125         int is_write = 0, ret;
126         int trap = TRAP(regs);
127         int is_exec = trap == 0x400;
128
129 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
130         /*
131          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
132          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
133          * bits we are interested in.  But there are some bits which
134          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
135          */
136         if (trap == 0x400)
137                 error_code &= 0x48200000;
138         else
139                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
140 #else
141         is_write = error_code & ESR_DST;
142 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
143
144         if (notify_page_fault(regs))
145                 return 0;
146
147         if (unlikely(debugger_fault_handler(regs)))
148                 return 0;
149
150         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
151         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
152                 return SIGSEGV;
153
154 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
155         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
156                 /* DABR match */
157                 do_dabr(regs, address, error_code);
158                 return 0;
159         }
160 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
161
162         if (in_atomic() || mm == NULL) {
163                 if (!user_mode(regs))
164                         return SIGSEGV;
165                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
166                    as is current->mm == NULL. */
167                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with "
168                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
169                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
170                        regs->nip, regs->msr);
171                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
172         }
173
174         perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
175
176         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
177          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
178          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
179          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
180          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
181          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
182          * space from well defined areas of code, which are listed in the
183          * exceptions table.
184          *
185          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
186          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
187          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
188          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
189          * thus avoiding the deadlock.
190          */
191         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
192                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
193                         goto bad_area_nosemaphore;
194
195                 down_read(&mm->mmap_sem);
196         }
197
198         vma = find_vma(mm, address);
199         if (!vma)
200                 goto bad_area;
201         if (vma->vm_start <= address)
202                 goto good_area;
203         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
204                 goto bad_area;
205
206         /*
207          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
208          * 288 bytes below the stack pointer.
209          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
210          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
211          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
212          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
213          * expand to 1MB without further checks.
214          */
215         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
216                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
217                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
218                 if (uregs == NULL)
219                         goto bad_area;
220
221                 /*
222                  * A user-mode access to an address a long way below
223                  * the stack pointer is only valid if the instruction
224                  * is one which would update the stack pointer to the
225                  * address accessed if the instruction completed,
226                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
227                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
228                  *
229                  * If we don't check this then any write to the area
230                  * between the last mapped region and the stack will
231                  * expand the stack rather than segfaulting.
232                  */
233                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
234                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
235                         goto bad_area;
236         }
237         if (expand_stack(vma, address))
238                 goto bad_area;
239
240 good_area:
241         code = SEGV_ACCERR;
242 #if defined(CONFIG_6xx)
243         if (error_code & 0x95700000)
244                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
245                    address matching DABR, eciwx, etc. */
246                 goto bad_area;
247 #endif /* CONFIG_6xx */
248 #if defined(CONFIG_8xx)
249         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
250          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
251          * one which seems bad.
252          */
253         if (error_code & 0x10000000)
254                 /* Guarded storage error. */
255                 goto bad_area;
256 #endif /* CONFIG_8xx */
257
258         if (is_exec) {
259 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
260                 /* Protection fault on exec go straight to failure on
261                  * Hash based MMUs as they either don't support per-page
262                  * execute permission, or if they do, it's handled already
263                  * at the hash level. This test would probably have to
264                  * be removed if we change the way this works to make hash
265                  * processors use the same I/D cache coherency mechanism
266                  * as embedded.
267                  */
268                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
269                         goto bad_area;
270 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
271
272                 /*
273                  * Allow execution from readable areas if the MMU does not
274                  * provide separate controls over reading and executing.
275                  *
276                  * Note: That code used to not be enabled for 4xx/BookE.
277                  * It is now as I/D cache coherency for these is done at
278                  * set_pte_at() time and I see no reason why the test
279                  * below wouldn't be valid on those processors. This -may-
280                  * break programs compiled with a really old ABI though.
281                  */
282                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC) &&
283                     (cpu_has_feature(CPU_FTR_NOEXECUTE) ||
284                      !(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))))
285                         goto bad_area;
286         /* a write */
287         } else if (is_write) {
288                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
289                         goto bad_area;
290         /* a read */
291         } else {
292                 /* protection fault */
293                 if (error_code & 0x08000000)
294                         goto bad_area;
295                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
296                         goto bad_area;
297         }
298
299         /*
300          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
301          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
302          * the fault.
303          */
304  survive:
305         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write);
306         if (unlikely(ret & VM_FAULT_ERROR)) {
307                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
308                         goto out_of_memory;
309                 else if (ret & VM_FAULT_SIGBUS)
310                         goto do_sigbus;
311                 BUG();
312         }
313         if (ret & VM_FAULT_MAJOR) {
314                 current->maj_flt++;
315                 perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
316                                      regs, address);
317 #ifdef CONFIG_PPC_SMLPAR
318                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_CMO)) {
319                         preempt_disable();
320                         get_lppaca()->page_ins += (1 << PAGE_FACTOR);
321                         preempt_enable();
322                 }
323 #endif
324         } else {
325                 current->min_flt++;
326                 perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
327                                      regs, address);
328         }
329         up_read(&mm->mmap_sem);
330         return 0;
331
332 bad_area:
333         up_read(&mm->mmap_sem);
334
335 bad_area_nosemaphore:
336         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
337         if (user_mode(regs)) {
338                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
339                 return 0;
340         }
341
342         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT)
343             && printk_ratelimit())
344                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
345                        " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
346                        address, current_uid());
347
348         return SIGSEGV;
349
350 /*
351  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
352  * us unable to handle the page fault gracefully.
353  */
354 out_of_memory:
355         up_read(&mm->mmap_sem);
356         if (is_global_init(current)) {
357                 yield();
358                 down_read(&mm->mmap_sem);
359                 goto survive;
360         }
361         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
362         if (user_mode(regs))
363                 do_group_exit(SIGKILL);
364         return SIGKILL;
365
366 do_sigbus:
367         up_read(&mm->mmap_sem);
368         if (user_mode(regs)) {
369                 info.si_signo = SIGBUS;
370                 info.si_errno = 0;
371                 info.si_code = BUS_ADRERR;
372                 info.si_addr = (void __user *)address;
373                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
374                 return 0;
375         }
376         return SIGBUS;
377 }
378
379 /*
380  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
381  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
382  * of the procedures in traps.c.
383  */
384 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
385 {
386         const struct exception_table_entry *entry;
387
388         /* Are we prepared to handle this fault?  */
389         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
390                 regs->nip = entry->fixup;
391                 return;
392         }
393
394         /* kernel has accessed a bad area */
395
396         switch (regs->trap) {
397         case 0x300:
398         case 0x380:
399                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
400                         "data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
401                 break;
402         case 0x400:
403         case 0x480:
404                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
405                         "instruction fetch\n");
406                 break;
407         default:
408                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
409                         "unknown fault\n");
410                 break;
411         }
412         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
413                 regs->nip);
414
415         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
416 }