arch/cris/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/cris/mm/fault.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000, 2001  Axis Communications AB
   5  *
   6  *  Authors:  Bjorn Wesen
   7  *
   8  *  $Log: fault.c,v $
   9  *  Revision 1.20  2005/03/04 08:16:18  starvik
  10  *  Merge of Linux 2.6.11.
  11  *
  12  *  Revision 1.19  2005/01/14 10:07:59  starvik
  13  *  Fixed warning.
  14  *
  15  *  Revision 1.18  2005/01/12 08:10:14  starvik
  16  *  Re-added the change of frametype when handling kernel page fault fixup
  17  *  for v10. This is necessary to avoid that the CPU remakes the faulting
  18  *  access.
  19  *
  20  *  Revision 1.17  2005/01/11 13:53:05  starvik
  21  *  Use raw_printk.
  22  *
  23  *  Revision 1.16  2004/12/17 11:39:41  starvik
  24  *  SMP support.
  25  *
  26  *  Revision 1.15  2004/11/23 18:36:18  starvik
  27  *  Stack is now non-executable.
  28  *  Signal handler trampolines are placed in a reserved page mapped into all
  29  *  processes.
  30  *
  31  *  Revision 1.14  2004/11/23 07:10:21  starvik
  32  *  Moved find_fixup_code to generic code.
  33  *
  34  *  Revision 1.13  2004/11/23 07:00:54  starvik
  35  *  Actually use the execute permission bit in the MMU. This makes it possible
  36  *  to prevent e.g. attacks where executable code is put on the stack.
  37  *
  38  *  Revision 1.12  2004/09/29 06:16:04  starvik
  39  *  Use instruction_pointer
  40  *
  41  *  Revision 1.11  2004/05/14 07:58:05  starvik
  42  *  Merge of changes from 2.4
  43  *
  44  *  Revision 1.10  2003/10/27 14:51:24  starvik
  45  *  Removed debugcode
  46  *
  47  *  Revision 1.9  2003/10/27 14:50:42  starvik
  48  *  Changed do_page_fault signature
  49  *
  50  *  Revision 1.8  2003/07/04 13:02:48  tobiasa
  51  *  Moved code snippet from arch/cris/mm/fault.c that searches for fixup code
  52  *  to separate function in arch-specific files.
  53  *
  54  *  Revision 1.7  2003/01/22 06:48:38  starvik
  55  *  Fixed warnings issued by GCC 3.2.1
  56  *
  57  *  Revision 1.6  2003/01/09 14:42:52  starvik
  58  *  Merge of Linux 2.5.55
  59  *
  60  *  Revision 1.5  2002/12/11 14:44:48  starvik
  61  *  Extracted v10 (ETRAX 100LX) specific stuff to arch/cris/arch-v10/mm
  62  *
  63  *  Revision 1.4  2002/11/13 15:10:28  starvik
  64  *  pte_offset has been renamed to pte_offset_kernel
  65  *
  66  *  Revision 1.3  2002/11/05 06:45:13  starvik
  67  *  Merge of Linux 2.5.45
  68  *
  69  *  Revision 1.2  2001/12/18 13:35:22  bjornw
  70  *  Applied the 2.4.13->2.4.16 CRIS patch to 2.5.1 (is a copy of 2.4.15).
  71  *
  72  *  Revision 1.20  2001/11/22 13:34:06  bjornw
  73  *  * Bug workaround (LX TR89): force a rerun of the whole of an interrupted
  74  *    unaligned write, because the second half of the write will be corrupted
  75  *    otherwise. Affected unaligned writes spanning not-yet mapped pages.
  76  *  * Optimization: use the wr_rd bit in R_MMU_CAUSE to know whether a miss
  77  *    was due to a read or a write (before we didn't know this until the next
  78  *    restart of the interrupted instruction, thus wasting one fault-irq)
  79  *
  80  *  Revision 1.19  2001/11/12 19:02:10  pkj
  81  *  Fixed compiler warnings.
  82  *
  83  *  Revision 1.18  2001/07/18 22:14:32  bjornw
  84  *  Enable interrupts in the bulk of do_page_fault
  85  *
  86  *  Revision 1.17  2001/07/18 13:07:23  bjornw
  87  *  * Detect non-existant PTE's in vmalloc pmd synchronization
  88  *  * Remove comment about fast-paths for VMALLOC_START etc, because all that
  89  *    was totally bogus anyway it turned out :)
  90  *  * Fix detection of vmalloc-area synchronization
  91  *  * Add some comments
  92  *
  93  *  Revision 1.16  2001/06/13 00:06:08  bjornw
  94  *  current_pgd should be volatile
  95  *
  96  *  Revision 1.15  2001/06/13 00:02:23  bjornw
  97  *  Use a separate variable to store the current pgd to avoid races in schedule
  98  *
  99  *  Revision 1.14  2001/05/16 17:41:07  hp
 100  *  Last comment tweak further tweaked.
 101  *
 102  *  Revision 1.13  2001/05/15 00:58:44  hp
 103  *  Expand a bit on the comment why we compare address >= TASK_SIZE rather
 104  *  than >= VMALLOC_START.
 105  *
 106  *  Revision 1.12  2001/04/04 10:51:14  bjornw
 107  *  mmap_sem is grabbed for reading
 108  *
 109  *  Revision 1.11  2001/03/23 07:36:07  starvik
 110  *  Corrected according to review remarks
 111  *
 112  *  Revision 1.10  2001/03/21 16:10:11  bjornw
 113  *  CRIS_FRAME_FIXUP not needed anymore, use FRAME_NORMAL
 114  *
 115  *  Revision 1.9  2001/03/05 13:22:20  bjornw
 116  *  Spell-fix and fix in vmalloc_fault handling
 117  *
 118  *  Revision 1.8  2000/11/22 14:45:31  bjornw
 119  *  * 2.4.0-test10 removed the set_pgdir instantaneous kernel global mapping
 120  *    into all processes. Instead we fill in the missing PTE entries on demand.
 121  *
 122  *  Revision 1.7  2000/11/21 16:39:09  bjornw
 123  *  fixup switches frametype
 124  *
 125  *  Revision 1.6  2000/11/17 16:54:08  bjornw
 126  *  More detailed siginfo reporting
 127  *
 128  *
 129  */
 130
 131 #include <linux/mm.h>
 132 #include <linux/interrupt.h>
 133 #include <linux/module.h>
 134 #include <asm/uaccess.h>
 135
 136 extern int find_fixup_code(struct pt_regs *);
 137 extern void die_if_kernel(const char *, struct pt_regs *, long);
 138 extern int raw_printk(const char *fmt, ...);
 139
 140 /* debug of low-level TLB reload */
 141 #undef DEBUG
 142
 143 #ifdef DEBUG
 144 #define D(x) x
 145 #else
 146 #define D(x)
 147 #endif
 148
 149 /* debug of higher-level faults */
 150 #define DPG(x)
 151
 152 /* current active page directory */
 153
 154 volatile DEFINE_PER_CPU(pgd_t *,current_pgd);
 155 unsigned long cris_signal_return_page;
 156
 157 /*
 158  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 159  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 160  * routines.
 161  *
 162  * Notice that the address we're given is aligned to the page the fault
 163  * occurred in, since we only get the PFN in R_MMU_CAUSE not the complete
 164  * address.
 165  *
 166  * error_code:
 167  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
 168  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
 169  *
 170  * If this routine detects a bad access, it returns 1, otherwise it
 171  * returns 0.
 172  */
 173
 174 asmlinkage void
 175 do_page_fault(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
 176               int protection, int writeaccess)
 177 {
 178         struct task_struct *tsk;
 179         struct mm_struct *mm;
 180         struct vm_area_struct * vma;
 181         siginfo_t info;
 182         int fault;
 183
 184         D(printk("Page fault for %lX on %X at %lX, prot %d write %d\n",
 185                  address, smp_processor_id(), instruction_pointer(regs),
 186                  protection, writeaccess));
 187
 188         tsk = current;
 189
 190         /*
 191          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 192          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 193          *
 194          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 195          * be in an interrupt or a critical region, and should
 196          * only copy the information from the master page table,
 197          * nothing more.
 198          *
 199          * NOTE2: This is done so that, when updating the vmalloc
 200          * mappings we don't have to walk all processes pgdirs and
 201          * add the high mappings all at once. Instead we do it as they
 202          * are used. However vmalloc'ed page entries have the PAGE_GLOBAL
 203          * bit set so sometimes the TLB can use a lingering entry.
 204          *
 205          * This verifies that the fault happens in kernel space
 206          * and that the fault was not a protection error (error_code & 1).
 207          */
 208
 209         if (address >= VMALLOC_START &&
 210             !protection &&
 211             !user_mode(regs))
 212                 goto vmalloc_fault;
 213
 214         /* When stack execution is not allowed we store the signal
 215          * trampolines in the reserved cris_signal_return_page.
 216          * Handle this in the exact same way as vmalloc (we know
 217          * that the mapping is there and is valid so no need to
 218          * call handle_mm_fault).
 219          */
 220         if (cris_signal_return_page &&
 221             address == cris_signal_return_page &&
 222             !protection && user_mode(regs))
 223                 goto vmalloc_fault;
 224
 225         /* we can and should enable interrupts at this point */
 226         local_irq_enable();
 227
 228         mm = tsk->mm;
 229         info.si_code = SEGV_MAPERR;
 230
 231         /*
 232          * If we're in an interrupt or have no user
 233          * context, we must not take the fault..
 234          */
 235
 236         if (in_atomic() || !mm)
 237                 goto no_context;
 238
 239         down_read(&mm->mmap_sem);
 240         vma = find_vma(mm, address);
 241         if (!vma)
 242                 goto bad_area;
 243         if (vma->vm_start <= address)
 244                 goto good_area;
 245         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 246                 goto bad_area;
 247         if (user_mode(regs)) {
 248                 /*
 249                  * accessing the stack below usp is always a bug.
 250                  * we get page-aligned addresses so we can only check
 251                  * if we're within a page from usp, but that might be
 252                  * enough to catch brutal errors at least.
 253                  */
 254                 if (address + PAGE_SIZE < rdusp())
 255                         goto bad_area;
 256         }
 257         if (expand_stack(vma, address))
 258                 goto bad_area;
 259
 260         /*
 261          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 262          * we can handle it..
 263          */
 264
 265  good_area:
 266         info.si_code = SEGV_ACCERR;
 267
 268         /* first do some preliminary protection checks */
 269
 270         if (writeaccess == 2){
 271                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
 272                         goto bad_area;
 273         } else if (writeaccess == 1) {
 274                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 275                         goto bad_area;
 276         } else {
 277                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 278                         goto bad_area;
 279         }
 280
 281         /*
 282          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 283          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 284          * the fault.
 285          */
 286
 287         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, writeaccess & 1);
 288         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 289                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 290                         goto out_of_memory;
 291                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 292                         goto do_sigbus;
 293                 BUG();
 294         }
 295         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 296                 tsk->maj_flt++;
 297         else
 298                 tsk->min_flt++;
 299
 300         up_read(&mm->mmap_sem);
 301         return;
 302
 303         /*
 304          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 305          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 306          */
 307
 308  bad_area:
 309         up_read(&mm->mmap_sem);
 310
 311  bad_area_nosemaphore:
 312         DPG(show_registers(regs));
 313
 314         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 315
 316         if (user_mode(regs)) {
 317                 info.si_signo = SIGSEGV;
 318                 info.si_errno = 0;
 319                 /* info.si_code has been set above */
 320                 info.si_addr = (void *)address;
 321                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
 322                 return;
 323         }
 324
 325  no_context:
 326
 327         /* Are we prepared to handle this kernel fault?
 328          *
 329          * (The kernel has valid exception-points in the source
 330          *  when it acesses user-memory. When it fails in one
 331          *  of those points, we find it in a table and do a jump
 332          *  to some fixup code that loads an appropriate error
 333          *  code)
 334          */
 335
 336         if (find_fixup_code(regs))
 337                 return;
 338
 339         /*
 340          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 341          * terminate things with extreme prejudice.
 342          */
 343
 344         if ((unsigned long) (address) < PAGE_SIZE)
 345                 raw_printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
 346         else
 347                 raw_printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel access");
 348         raw_printk(" at virtual address %08lx\n",address);
 349
 350         die_if_kernel("Oops", regs, (writeaccess << 1) | protection);
 351
 352         do_exit(SIGKILL);
 353
 354         /*
 355          * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 356          * us unable to handle the page fault gracefully.
 357          */
 358
 359  out_of_memory:
 360         up_read(&mm->mmap_sem);
 361         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
 362         if (user_mode(regs))
 363                 do_group_exit(SIGKILL);
 364         goto no_context;
 365
 366  do_sigbus:
 367         up_read(&mm->mmap_sem);
 368
 369         /*
 370          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 371          * or user mode.
 372          */
 373         info.si_signo = SIGBUS;
 374         info.si_errno = 0;
 375         info.si_code = BUS_ADRERR;
 376         info.si_addr = (void *)address;
 377         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
 378
 379         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 380         if (!user_mode(regs))
 381                 goto no_context;
 382         return;
 383
 384 vmalloc_fault:
 385         {
 386                 /*
 387                  * Synchronize this task's top level page-table
 388                  * with the 'reference' page table.
 389                  *
 390                  * Use current_pgd instead of tsk->active_mm->pgd
 391                  * since the latter might be unavailable if this
 392                  * code is executed in a misfortunately run irq
 393                  * (like inside schedule() between switch_mm and
 394                  *  switch_to...).
 395                  */
 396
 397                 int offset = pgd_index(address);
 398                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
 399                 pud_t *pud, *pud_k;
 400                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
 401                 pte_t *pte_k;
 402
 403                 pgd = (pgd_t *)per_cpu(current_pgd, smp_processor_id()) + offset;
 404                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
 405
 406                 /* Since we're two-level, we don't need to do both
 407                  * set_pgd and set_pmd (they do the same thing). If
 408                  * we go three-level at some point, do the right thing
 409                  * with pgd_present and set_pgd here.
 410                  *
 411                  * Also, since the vmalloc area is global, we don't
 412                  * need to copy individual PTE's, it is enough to
 413                  * copy the pgd pointer into the pte page of the
 414                  * root task. If that is there, we'll find our pte if
 415                  * it exists.
 416                  */
 417
 418                 pud = pud_offset(pgd, address);
 419                 pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 420                 if (!pud_present(*pud_k))
 421                         goto no_context;
 422
 423                 pmd = pmd_offset(pud, address);
 424                 pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 425
 426                 if (!pmd_present(*pmd_k))
 427                         goto bad_area_nosemaphore;
 428
 429                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 430
 431                 /* Make sure the actual PTE exists as well to
 432                  * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
 433                  * addresses. If we don't do this, this will just
 434                  * silently loop forever.
 435                  */
 436
 437                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 438                 if (!pte_present(*pte_k))
 439                         goto no_context;
 440
 441                 return;
 442         }
 443 }
 444
 445 /* Find fixup code. */
 446 int
 447 find_fixup_code(struct pt_regs *regs)
 448 {
 449         const struct exception_table_entry *fixup;
 450
 451         if ((fixup = search_exception_tables(instruction_pointer(regs))) != 0) {
 452                 /* Adjust the instruction pointer in the stackframe. */
 453                 instruction_pointer(regs) = fixup->fixup;
 454                 arch_fixup(regs);
 455                 return 1;
 456         }
 457
 458         return 0;
 459 }