arch/ppc64/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  arch/ppc/mm/fault.c
   3  *
   4  *  PowerPC version
   5  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   6  *
   7  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
   8  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
   9  *
  10  *  Modified by Cort Dougan and Paul Mackerras.
  11  *
  12  *  Modified for PPC64 by Dave Engebretsen (engebret@ibm.com)
  13  *
  14  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  15  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  16  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  17  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  18  */
  19
  20 #include <linux/config.h>
  21 #include <linux/signal.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/errno.h>
  25 #include <linux/string.h>
  26 #include <linux/types.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/interrupt.h>
  30 #include <linux/smp_lock.h>
  31 #include <linux/module.h>
  32 #include <linux/kprobes.h>
  33
  34 #include <asm/page.h>
  35 #include <asm/pgtable.h>
  36 #include <asm/mmu.h>
  37 #include <asm/mmu_context.h>
  38 #include <asm/system.h>
  39 #include <asm/uaccess.h>
  40 #include <asm/kdebug.h>
  41
  42 /*
  43  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
  44  * an update addressing form which will update r1.
  45  */
  46 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
  47 {
  48         unsigned int inst;
  49
  50         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
  51                 return 0;
  52         /* check for 1 in the rA field */
  53         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
  54                 return 0;
  55         /* check major opcode */
  56         switch (inst >> 26) {
  57         case 37:        /* stwu */
  58         case 39:        /* stbu */
  59         case 45:        /* sthu */
  60         case 53:        /* stfsu */
  61         case 55:        /* stfdu */
  62                 return 1;
  63         case 62:        /* std or stdu */
  64                 return (inst & 3) == 1;
  65         case 31:
  66                 /* check minor opcode */
  67                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
  68                 case 181:       /* stdux */
  69                 case 183:       /* stwux */
  70                 case 247:       /* stbux */
  71                 case 439:       /* sthux */
  72                 case 695:       /* stfsux */
  73                 case 759:       /* stfdux */
  74                         return 1;
  75                 }
  76         }
  77         return 0;
  78 }
  79
  80 static void do_dabr(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
  81 {
  82         siginfo_t info;
  83
  84         if (notify_die(DIE_DABR_MATCH, "dabr_match", regs, error_code,
  85                         11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
  86                 return;
  87
  88         if (debugger_dabr_match(regs))
  89                 return;
  90
  91         /* Clear the DABR */
  92         set_dabr(0);
  93
  94         /* Deliver the signal to userspace */
  95         info.si_signo = SIGTRAP;
  96         info.si_errno = 0;
  97         info.si_code = TRAP_HWBKPT;
  98         info.si_addr = (void __user *)regs->nip;
  99         force_sig_info(SIGTRAP, &info, current);
 100 }
 101
 102 /*
 103  * The error_code parameter is
 104  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
 105  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
 106  *  - 0 any SLB fault.
 107  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
 108  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
 109  */
 110 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 111                             unsigned long error_code)
 112 {
 113         struct vm_area_struct * vma;
 114         struct mm_struct *mm = current->mm;
 115         siginfo_t info;
 116         unsigned long code = SEGV_MAPERR;
 117         unsigned long is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
 118         unsigned long trap = TRAP(regs);
 119         unsigned long is_exec = trap == 0x400;
 120
 121         BUG_ON((trap == 0x380) || (trap == 0x480));
 122
 123         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs, error_code,
 124                                 11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 125                 return 0;
 126
 127         if (trap == 0x300) {
 128                 if (debugger_fault_handler(regs))
 129                         return 0;
 130         }
 131
 132         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
 133         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
 134                 return SIGSEGV;
 135
 136         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
 137                 do_dabr(regs, error_code);
 138                 return 0;
 139         }
 140
 141         if (in_atomic() || mm == NULL) {
 142                 if (!user_mode(regs))
 143                         return SIGSEGV;
 144                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
 145                    as is current->mm == NULL. */
 146                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with"
 147                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
 148                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
 149                        regs->nip, regs->msr);
 150                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
 151         }
 152
 153         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
 154          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 155          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
 156          * erroneous fault occuring in a code path which already holds mmap_sem
 157          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 158          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 159          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 160          * exceptions table.
 161          *
 162          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 163          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
 164          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 165          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 166          * thus avoiding the deadlock.
 167          */
 168         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 169                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
 170                         goto bad_area_nosemaphore;
 171
 172                 down_read(&mm->mmap_sem);
 173         }
 174
 175         vma = find_vma(mm, address);
 176         if (!vma)
 177                 goto bad_area;
 178
 179         if (vma->vm_start <= address) {
 180                 goto good_area;
 181         }
 182         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 183                 goto bad_area;
 184
 185         /*
 186          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
 187          * 288 bytes below the stack pointer.
 188          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
 189          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
 190          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
 191          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
 192          * expand to 1MB without further checks.
 193          */
 194         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
 195                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
 196                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
 197                 if (uregs == NULL)
 198                         goto bad_area;
 199
 200                 /*
 201                  * A user-mode access to an address a long way below
 202                  * the stack pointer is only valid if the instruction
 203                  * is one which would update the stack pointer to the
 204                  * address accessed if the instruction completed,
 205                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
 206                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
 207                  *
 208                  * If we don't check this then any write to the area
 209                  * between the last mapped region and the stack will
 210                  * expand the stack rather than segfaulting.
 211                  */
 212                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
 213                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
 214                         goto bad_area;
 215         }
 216
 217         if (expand_stack(vma, address))
 218                 goto bad_area;
 219
 220 good_area:
 221         code = SEGV_ACCERR;
 222
 223         if (is_exec) {
 224                 /* protection fault */
 225                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
 226                         goto bad_area;
 227                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
 228                         goto bad_area;
 229         /* a write */
 230         } else if (is_write) {
 231                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 232                         goto bad_area;
 233         /* a read */
 234         } else {
 235                 if (!(vma->vm_flags & VM_READ))
 236                         goto bad_area;
 237         }
 238
 239  survive:
 240         /*
 241          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 242          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 243          * the fault.
 244          */
 245         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write)) {
 246
 247         case VM_FAULT_MINOR:
 248                 current->min_flt++;
 249                 break;
 250         case VM_FAULT_MAJOR:
 251                 current->maj_flt++;
 252                 break;
 253         case VM_FAULT_SIGBUS:
 254                 goto do_sigbus;
 255         case VM_FAULT_OOM:
 256                 goto out_of_memory;
 257         default:
 258                 BUG();
 259         }
 260
 261         up_read(&mm->mmap_sem);
 262         return 0;
 263
 264 bad_area:
 265         up_read(&mm->mmap_sem);
 266
 267 bad_area_nosemaphore:
 268         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
 269         if (user_mode(regs)) {
 270                 info.si_signo = SIGSEGV;
 271                 info.si_errno = 0;
 272                 info.si_code = code;
 273                 info.si_addr = (void __user *) address;
 274                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, current);
 275                 return 0;
 276         }
 277
 278         if (trap == 0x400 && (error_code & DSISR_PROTFAULT)
 279             && printk_ratelimit())
 280                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
 281                        " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
 282                        address, current->uid);
 283
 284         return SIGSEGV;
 285
 286 /*
 287  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 288  * us unable to handle the page fault gracefully.
 289  */
 290 out_of_memory:
 291         up_read(&mm->mmap_sem);
 292         if (current->pid == 1) {
 293                 yield();
 294                 down_read(&mm->mmap_sem);
 295                 goto survive;
 296         }
 297         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 298         if (user_mode(regs))
 299                 do_exit(SIGKILL);
 300         return SIGKILL;
 301
 302 do_sigbus:
 303         up_read(&mm->mmap_sem);
 304         if (user_mode(regs)) {
 305                 info.si_signo = SIGBUS;
 306                 info.si_errno = 0;
 307                 info.si_code = BUS_ADRERR;
 308                 info.si_addr = (void __user *)address;
 309                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
 310                 return 0;
 311         }
 312         return SIGBUS;
 313 }
 314
 315 /*
 316  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
 317  * It is called from do_page_fault above and from some of the procedures
 318  * in traps.c.
 319  */
 320 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
 321 {
 322         const struct exception_table_entry *entry;
 323
 324         /* Are we prepared to handle this fault?  */
 325         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
 326                 regs->nip = entry->fixup;
 327                 return;
 328         }
 329
 330         /* kernel has accessed a bad area */
 331         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
 332 }