[PATCH] lock PTE before updating it in 440/BookE page fault handler
[linux-3.10.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/config.h>
19 #include <linux/signal.h>
20 #include <linux/sched.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/errno.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/types.h>
25 #include <linux/ptrace.h>
26 #include <linux/mman.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/kprobes.h>
32
33 #include <asm/page.h>
34 #include <asm/pgtable.h>
35 #include <asm/mmu.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <asm/system.h>
38 #include <asm/uaccess.h>
39 #include <asm/tlbflush.h>
40 #include <asm/kdebug.h>
41 #include <asm/siginfo.h>
42
43 /*
44  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
45  * an update addressing form which will update r1.
46  */
47 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
48 {
49         unsigned int inst;
50
51         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
52                 return 0;
53         /* check for 1 in the rA field */
54         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
55                 return 0;
56         /* check major opcode */
57         switch (inst >> 26) {
58         case 37:        /* stwu */
59         case 39:        /* stbu */
60         case 45:        /* sthu */
61         case 53:        /* stfsu */
62         case 55:        /* stfdu */
63                 return 1;
64         case 62:        /* std or stdu */
65                 return (inst & 3) == 1;
66         case 31:
67                 /* check minor opcode */
68                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
69                 case 181:       /* stdux */
70                 case 183:       /* stwux */
71                 case 247:       /* stbux */
72                 case 439:       /* sthux */
73                 case 695:       /* stfsux */
74                 case 759:       /* stfdux */
75                         return 1;
76                 }
77         }
78         return 0;
79 }
80
81 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
82 static void do_dabr(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
83                     unsigned long error_code)
84 {
85         siginfo_t info;
86
87         if (notify_die(DIE_DABR_MATCH, "dabr_match", regs, error_code,
88                         11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
89                 return;
90
91         if (debugger_dabr_match(regs))
92                 return;
93
94         /* Clear the DABR */
95         set_dabr(0);
96
97         /* Deliver the signal to userspace */
98         info.si_signo = SIGTRAP;
99         info.si_errno = 0;
100         info.si_code = TRAP_HWBKPT;
101         info.si_addr = (void __user *)address;
102         force_sig_info(SIGTRAP, &info, current);
103 }
104 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
105
106 /*
107  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
108  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
109  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
110  * fault.
111  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
112  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
113  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
114  *  - 0 any SLB fault.
115  *
116  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
117  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
118  */
119 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
120                             unsigned long error_code)
121 {
122         struct vm_area_struct * vma;
123         struct mm_struct *mm = current->mm;
124         siginfo_t info;
125         int code = SEGV_MAPERR;
126         int is_write = 0;
127         int trap = TRAP(regs);
128         int is_exec = trap == 0x400;
129
130 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
131         /*
132          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
133          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
134          * bits we are interested in.  But there are some bits which
135          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
136          */
137         if (trap == 0x400)
138                 error_code &= 0x48200000;
139         else
140                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
141 #else
142         is_write = error_code & ESR_DST;
143 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
144
145         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs, error_code,
146                                 11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
147                 return 0;
148
149         if (trap == 0x300) {
150                 if (debugger_fault_handler(regs))
151                         return 0;
152         }
153
154         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
155         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
156                 return SIGSEGV;
157
158 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
159         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
160                 /* DABR match */
161                 do_dabr(regs, address, error_code);
162                 return 0;
163         }
164 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
165
166         if (in_atomic() || mm == NULL) {
167                 if (!user_mode(regs))
168                         return SIGSEGV;
169                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
170                    as is current->mm == NULL. */
171                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with"
172                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
173                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
174                        regs->nip, regs->msr);
175                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
176         }
177
178         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
179          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
180          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
181          * erroneous fault occuring in a code path which already holds mmap_sem
182          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
183          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
184          * space from well defined areas of code, which are listed in the
185          * exceptions table.
186          *
187          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
188          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
189          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
190          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
191          * thus avoiding the deadlock.
192          */
193         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
194                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
195                         goto bad_area_nosemaphore;
196
197                 down_read(&mm->mmap_sem);
198         }
199
200         vma = find_vma(mm, address);
201         if (!vma)
202                 goto bad_area;
203         if (vma->vm_start <= address)
204                 goto good_area;
205         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
206                 goto bad_area;
207
208         /*
209          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
210          * 288 bytes below the stack pointer.
211          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
212          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
213          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
214          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
215          * expand to 1MB without further checks.
216          */
217         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
218                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
219                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
220                 if (uregs == NULL)
221                         goto bad_area;
222
223                 /*
224                  * A user-mode access to an address a long way below
225                  * the stack pointer is only valid if the instruction
226                  * is one which would update the stack pointer to the
227                  * address accessed if the instruction completed,
228                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
229                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
230                  *
231                  * If we don't check this then any write to the area
232                  * between the last mapped region and the stack will
233                  * expand the stack rather than segfaulting.
234                  */
235                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
236                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
237                         goto bad_area;
238         }
239         if (expand_stack(vma, address))
240                 goto bad_area;
241
242 good_area:
243         code = SEGV_ACCERR;
244 #if defined(CONFIG_6xx)
245         if (error_code & 0x95700000)
246                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
247                    address matching DABR, eciwx, etc. */
248                 goto bad_area;
249 #endif /* CONFIG_6xx */
250 #if defined(CONFIG_8xx)
251         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
252          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
253          * one which seems bad.
254          */
255         if (error_code & 0x10000000)
256                 /* Guarded storage error. */
257                 goto bad_area;
258 #endif /* CONFIG_8xx */
259
260         if (is_exec) {
261 #ifdef CONFIG_PPC64
262                 /* protection fault */
263                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
264                         goto bad_area;
265                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
266                         goto bad_area;
267 #endif
268 #if defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE)
269                 pte_t *ptep;
270                 pmd_t *pmdp;
271
272                 /* Since 4xx/Book-E supports per-page execute permission,
273                  * we lazily flush dcache to icache. */
274                 ptep = NULL;
275                 if (get_pteptr(mm, address, &ptep, &pmdp)) {
276                         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmdp);
277                         spin_lock(ptl);
278                         if (pte_present(*ptep)) {
279                                 struct page *page = pte_page(*ptep);
280
281                                 if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags)) {
282                                         flush_dcache_icache_page(page);
283                                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
284                                 }
285                                 pte_update(ptep, 0, _PAGE_HWEXEC);
286                                 _tlbie(address);
287                                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
288                                 up_read(&mm->mmap_sem);
289                                 return 0;
290                         }
291                         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
292                 }
293 #endif
294         /* a write */
295         } else if (is_write) {
296                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
297                         goto bad_area;
298         /* a read */
299         } else {
300                 /* protection fault */
301                 if (error_code & 0x08000000)
302                         goto bad_area;
303                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
304                         goto bad_area;
305         }
306
307         /*
308          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
309          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
310          * the fault.
311          */
312  survive:
313         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write)) {
314
315         case VM_FAULT_MINOR:
316                 current->min_flt++;
317                 break;
318         case VM_FAULT_MAJOR:
319                 current->maj_flt++;
320                 break;
321         case VM_FAULT_SIGBUS:
322                 goto do_sigbus;
323         case VM_FAULT_OOM:
324                 goto out_of_memory;
325         default:
326                 BUG();
327         }
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 (current->pid == 1) {
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_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         printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for ");
397         switch (regs->trap) {
398                 case 0x300:
399                 case 0x380:
400                         printk("data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
401                         break;
402                 case 0x400:
403                 case 0x480:
404                         printk("instruction fetch\n");
405                         break;
406                 default:
407                         printk("unknown fault\n");
408         }
409         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
410                 regs->nip);
411
412         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
413 }