OpenRISC: Memory management
[linux-3.10.git] / arch / openrisc / mm / fault.c
1 /*
2  * OpenRISC fault.c
3  *
4  * Linux architectural port borrowing liberally from similar works of
5  * others.  All original copyrights apply as per the original source
6  * declaration.
7  *
8  * Modifications for the OpenRISC architecture:
9  * Copyright (C) 2003 Matjaz Breskvar <phoenix@bsemi.com>
10  * Copyright (C) 2010-2011 Jonas Bonn <jonas@southpole.se>
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/mm.h>
19 #include <linux/interrupt.h>
20 #include <linux/module.h>
21 #include <linux/sched.h>
22
23 #include <asm/uaccess.h>
24 #include <asm/siginfo.h>
25 #include <asm/signal.h>
26
27 #define NUM_TLB_ENTRIES 64
28 #define TLB_OFFSET(add) (((add) >> PAGE_SHIFT) & (NUM_TLB_ENTRIES-1))
29
30 unsigned long pte_misses;       /* updated by do_page_fault() */
31 unsigned long pte_errors;       /* updated by do_page_fault() */
32
33 /* __PHX__ :: - check the vmalloc_fault in do_page_fault()
34  *            - also look into include/asm-or32/mmu_context.h
35  */
36 volatile pgd_t *current_pgd;
37
38 extern void die(char *, struct pt_regs *, long);
39
40 /*
41  * This routine handles page faults.  It determines the address,
42  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
43  * routines.
44  *
45  * If this routine detects a bad access, it returns 1, otherwise it
46  * returns 0.
47  */
48
49 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
50                               unsigned long vector, int write_acc)
51 {
52         struct task_struct *tsk;
53         struct mm_struct *mm;
54         struct vm_area_struct *vma;
55         siginfo_t info;
56         int fault;
57
58         tsk = current;
59
60         /*
61          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
62          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
63          *
64          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
65          * be in an interrupt or a critical region, and should
66          * only copy the information from the master page table,
67          * nothing more.
68          *
69          * NOTE2: This is done so that, when updating the vmalloc
70          * mappings we don't have to walk all processes pgdirs and
71          * add the high mappings all at once. Instead we do it as they
72          * are used. However vmalloc'ed page entries have the PAGE_GLOBAL
73          * bit set so sometimes the TLB can use a lingering entry.
74          *
75          * This verifies that the fault happens in kernel space
76          * and that the fault was not a protection error.
77          */
78
79         if (address >= VMALLOC_START &&
80             (vector != 0x300 && vector != 0x400) &&
81             !user_mode(regs))
82                 goto vmalloc_fault;
83
84         /* If exceptions were enabled, we can reenable them here */
85         if (user_mode(regs)) {
86                 /* Exception was in userspace: reenable interrupts */
87                 local_irq_enable();
88         } else {
89                 /* If exception was in a syscall, then IRQ's may have
90                  * been enabled or disabled.  If they were enabled,
91                  * reenable them.
92                  */
93                 if (regs->sr && (SPR_SR_IEE | SPR_SR_TEE))
94                         local_irq_enable();
95         }
96
97         mm = tsk->mm;
98         info.si_code = SEGV_MAPERR;
99
100         /*
101          * If we're in an interrupt or have no user
102          * context, we must not take the fault..
103          */
104
105         if (in_interrupt() || !mm)
106                 goto no_context;
107
108         down_read(&mm->mmap_sem);
109         vma = find_vma(mm, address);
110
111         if (!vma)
112                 goto bad_area;
113
114         if (vma->vm_start <= address)
115                 goto good_area;
116
117         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
118                 goto bad_area;
119
120         if (user_mode(regs)) {
121                 /*
122                  * accessing the stack below usp is always a bug.
123                  * we get page-aligned addresses so we can only check
124                  * if we're within a page from usp, but that might be
125                  * enough to catch brutal errors at least.
126                  */
127                 if (address + PAGE_SIZE < regs->sp)
128                         goto bad_area;
129         }
130         if (expand_stack(vma, address))
131                 goto bad_area;
132
133         /*
134          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
135          * we can handle it..
136          */
137
138 good_area:
139         info.si_code = SEGV_ACCERR;
140
141         /* first do some preliminary protection checks */
142
143         if (write_acc) {
144                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
145                         goto bad_area;
146         } else {
147                 /* not present */
148                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
149                         goto bad_area;
150         }
151
152         /* are we trying to execute nonexecutable area */
153         if ((vector == 0x400) && !(vma->vm_page_prot.pgprot & _PAGE_EXEC))
154                 goto bad_area;
155
156         /*
157          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
158          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
159          * the fault.
160          */
161
162         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write_acc);
163         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
164                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
165                         goto out_of_memory;
166                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
167                         goto do_sigbus;
168                 BUG();
169         }
170         /*RGD modeled on Cris */
171         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
172                 tsk->maj_flt++;
173         else
174                 tsk->min_flt++;
175
176         up_read(&mm->mmap_sem);
177         return;
178
179         /*
180          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
181          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
182          */
183
184 bad_area:
185         up_read(&mm->mmap_sem);
186
187 bad_area_nosemaphore:
188
189         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
190
191         if (user_mode(regs)) {
192                 info.si_signo = SIGSEGV;
193                 info.si_errno = 0;
194                 /* info.si_code has been set above */
195                 info.si_addr = (void *)address;
196                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
197                 return;
198         }
199
200 no_context:
201
202         /* Are we prepared to handle this kernel fault?
203          *
204          * (The kernel has valid exception-points in the source
205          *  when it acesses user-memory. When it fails in one
206          *  of those points, we find it in a table and do a jump
207          *  to some fixup code that loads an appropriate error
208          *  code)
209          */
210
211         {
212                 const struct exception_table_entry *entry;
213
214                 __asm__ __volatile__("l.nop 42");
215
216                 if ((entry = search_exception_tables(regs->pc)) != NULL) {
217                         /* Adjust the instruction pointer in the stackframe */
218                         regs->pc = entry->fixup;
219                         return;
220                 }
221         }
222
223         /*
224          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
225          * terminate things with extreme prejudice.
226          */
227
228         if ((unsigned long)(address) < PAGE_SIZE)
229                 printk(KERN_ALERT
230                        "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
231         else
232                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel access");
233         printk(" at virtual address 0x%08lx\n", address);
234
235         die("Oops", regs, write_acc);
236
237         do_exit(SIGKILL);
238
239         /*
240          * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
241          * us unable to handle the page fault gracefully.
242          */
243
244 out_of_memory:
245         __asm__ __volatile__("l.nop 42");
246         __asm__ __volatile__("l.nop 1");
247
248         up_read(&mm->mmap_sem);
249         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
250         if (user_mode(regs))
251                 do_exit(SIGKILL);
252         goto no_context;
253
254 do_sigbus:
255         up_read(&mm->mmap_sem);
256
257         /*
258          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
259          * or user mode.
260          */
261         info.si_signo = SIGBUS;
262         info.si_errno = 0;
263         info.si_code = BUS_ADRERR;
264         info.si_addr = (void *)address;
265         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
266
267         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
268         if (!user_mode(regs))
269                 goto no_context;
270         return;
271
272 vmalloc_fault:
273         {
274                 /*
275                  * Synchronize this task's top level page-table
276                  * with the 'reference' page table.
277                  *
278                  * Use current_pgd instead of tsk->active_mm->pgd
279                  * since the latter might be unavailable if this
280                  * code is executed in a misfortunately run irq
281                  * (like inside schedule() between switch_mm and
282                  *  switch_to...).
283                  */
284
285                 int offset = pgd_index(address);
286                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
287                 pud_t *pud, *pud_k;
288                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
289                 pte_t *pte_k;
290
291 /*
292                 phx_warn("do_page_fault(): vmalloc_fault will not work, "
293                          "since current_pgd assign a proper value somewhere\n"
294                          "anyhow we don't need this at the moment\n");
295
296                 phx_mmu("vmalloc_fault");
297 */
298                 pgd = (pgd_t *)current_pgd + offset;
299                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
300
301                 /* Since we're two-level, we don't need to do both
302                  * set_pgd and set_pmd (they do the same thing). If
303                  * we go three-level at some point, do the right thing
304                  * with pgd_present and set_pgd here.
305                  *
306                  * Also, since the vmalloc area is global, we don't
307                  * need to copy individual PTE's, it is enough to
308                  * copy the pgd pointer into the pte page of the
309                  * root task. If that is there, we'll find our pte if
310                  * it exists.
311                  */
312
313                 pud = pud_offset(pgd, address);
314                 pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
315                 if (!pud_present(*pud_k))
316                         goto no_context;
317
318                 pmd = pmd_offset(pud, address);
319                 pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
320
321                 if (!pmd_present(*pmd_k))
322                         goto bad_area_nosemaphore;
323
324                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
325
326                 /* Make sure the actual PTE exists as well to
327                  * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
328                  * addresses. If we don't do this, this will just
329                  * silently loop forever.
330                  */
331
332                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
333                 if (!pte_present(*pte_k))
334                         goto no_context;
335
336                 return;
337         }
338 }