arch/powerpc/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/ptrace.h>
  28 #include <linux/mman.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/interrupt.h>
  31 #include <linux/highmem.h>
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <linux/kprobes.h>
  34
  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/kdebug.h>
  43 #include <asm/siginfo.h>
  44
  45 /*
  46  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
  47  * an update addressing form which will update r1.
  48  */
  49 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
  50 {
  51         unsigned int inst;
  52
  53         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
  54                 return 0;
  55         /* check for 1 in the rA field */
  56         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
  57                 return 0;
  58         /* check major opcode */
  59         switch (inst >> 26) {
  60         case 37:        /* stwu */
  61         case 39:        /* stbu */
  62         case 45:        /* sthu */
  63         case 53:        /* stfsu */
  64         case 55:        /* stfdu */
  65                 return 1;
  66         case 62:        /* std or stdu */
  67                 return (inst & 3) == 1;
  68         case 31:
  69                 /* check minor opcode */
  70                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
  71                 case 181:       /* stdux */
  72                 case 183:       /* stwux */
  73                 case 247:       /* stbux */
  74                 case 439:       /* sthux */
  75                 case 695:       /* stfsux */
  76                 case 759:       /* stfdux */
  77                         return 1;
  78                 }
  79         }
  80         return 0;
  81 }
  82
  83 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
  84 static void do_dabr(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
  85                     unsigned long error_code)
  86 {
  87         siginfo_t info;
  88
  89         if (notify_die(DIE_DABR_MATCH, "dabr_match", regs, error_code,
  90                         11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
  91                 return;
  92
  93         if (debugger_dabr_match(regs))
  94                 return;
  95
  96         /* Clear the DABR */
  97         set_dabr(0);
  98
  99         /* Deliver the signal to userspace */
 100         info.si_signo = SIGTRAP;
 101         info.si_errno = 0;
 102         info.si_code = TRAP_HWBKPT;
 103         info.si_addr = (void __user *)address;
 104         force_sig_info(SIGTRAP, &info, current);
 105 }
 106 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
 107
 108 /*
 109  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
 110  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
 111  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
 112  * fault.
 113  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
 114  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
 115  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
 116  *  - 0 any SLB fault.
 117  *
 118  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
 119  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
 120  */
 121 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 122                             unsigned long error_code)
 123 {
 124         struct vm_area_struct * vma;
 125         struct mm_struct *mm = current->mm;
 126         siginfo_t info;
 127         int code = SEGV_MAPERR;
 128         int is_write = 0;
 129         int trap = TRAP(regs);
 130         int is_exec = trap == 0x400;
 131
 132 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
 133         /*
 134          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
 135          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
 136          * bits we are interested in.  But there are some bits which
 137          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
 138          */
 139         if (trap == 0x400)
 140                 error_code &= 0x48200000;
 141         else
 142                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
 143 #else
 144         is_write = error_code & ESR_DST;
 145 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
 146
 147         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs, error_code,
 148                                 11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 149                 return 0;
 150
 151         if (trap == 0x300) {
 152                 if (debugger_fault_handler(regs))
 153                         return 0;
 154         }
 155
 156         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
 157         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
 158                 return SIGSEGV;
 159
 160 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
 161         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
 162                 /* DABR match */
 163                 do_dabr(regs, address, error_code);
 164                 return 0;
 165         }
 166 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
 167
 168         if (in_atomic() || mm == NULL) {
 169                 if (!user_mode(regs))
 170                         return SIGSEGV;
 171                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
 172                    as is current->mm == NULL. */
 173                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with"
 174                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
 175                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
 176                        regs->nip, regs->msr);
 177                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
 178         }
 179
 180         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
 181          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 182          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
 183          * erroneous fault occuring in a code path which already holds mmap_sem
 184          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 185          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 186          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 187          * exceptions table.
 188          *
 189          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 190          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
 191          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 192          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 193          * thus avoiding the deadlock.
 194          */
 195         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 196                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
 197                         goto bad_area_nosemaphore;
 198
 199                 down_read(&mm->mmap_sem);
 200         }
 201
 202         vma = find_vma(mm, address);
 203         if (!vma)
 204                 goto bad_area;
 205         if (vma->vm_start <= address)
 206                 goto good_area;
 207         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 208                 goto bad_area;
 209
 210         /*
 211          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
 212          * 288 bytes below the stack pointer.
 213          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
 214          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
 215          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
 216          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
 217          * expand to 1MB without further checks.
 218          */
 219         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
 220                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
 221                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
 222                 if (uregs == NULL)
 223                         goto bad_area;
 224
 225                 /*
 226                  * A user-mode access to an address a long way below
 227                  * the stack pointer is only valid if the instruction
 228                  * is one which would update the stack pointer to the
 229                  * address accessed if the instruction completed,
 230                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
 231                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
 232                  *
 233                  * If we don't check this then any write to the area
 234                  * between the last mapped region and the stack will
 235                  * expand the stack rather than segfaulting.
 236                  */
 237                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
 238                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
 239                         goto bad_area;
 240         }
 241         if (expand_stack(vma, address))
 242                 goto bad_area;
 243
 244 good_area:
 245         code = SEGV_ACCERR;
 246 #if defined(CONFIG_6xx)
 247         if (error_code & 0x95700000)
 248                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
 249                    address matching DABR, eciwx, etc. */
 250                 goto bad_area;
 251 #endif /* CONFIG_6xx */
 252 #if defined(CONFIG_8xx)
 253         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
 254          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
 255          * one which seems bad.
 256          */
 257         if (error_code & 0x10000000)
 258                 /* Guarded storage error. */
 259                 goto bad_area;
 260 #endif /* CONFIG_8xx */
 261
 262         if (is_exec) {
 263 #ifdef CONFIG_PPC64
 264                 /* protection fault */
 265                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
 266                         goto bad_area;
 267                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
 268                         goto bad_area;
 269 #endif
 270 #if defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE)
 271                 pte_t *ptep;
 272
 273                 /* Since 4xx/Book-E supports per-page execute permission,
 274                  * we lazily flush dcache to icache. */
 275                 ptep = NULL;
 276                 if (get_pteptr(mm, address, &ptep) && pte_present(*ptep)) {
 277                         struct page *page = pte_page(*ptep);
 278
 279                         if (! test_bit(PG_arch_1, &page->flags)) {
 280                                 flush_dcache_icache_page(page);
 281                                 set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
 282                         }
 283                         pte_update(ptep, 0, _PAGE_HWEXEC);
 284                         _tlbie(address);
 285                         pte_unmap(ptep);
 286                         up_read(&mm->mmap_sem);
 287                         return 0;
 288                 }
 289                 if (ptep != NULL)
 290                         pte_unmap(ptep);
 291 #endif
 292         /* a write */
 293         } else if (is_write) {
 294                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 295                         goto bad_area;
 296         /* a read */
 297         } else {
 298                 /* protection fault */
 299                 if (error_code & 0x08000000)
 300                         goto bad_area;
 301                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 302                         goto bad_area;
 303         }
 304
 305         /*
 306          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 307          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 308          * the fault.
 309          */
 310  survive:
 311         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write)) {
 312
 313         case VM_FAULT_MINOR:
 314                 current->min_flt++;
 315                 break;
 316         case VM_FAULT_MAJOR:
 317                 current->maj_flt++;
 318                 break;
 319         case VM_FAULT_SIGBUS:
 320                 goto do_sigbus;
 321         case VM_FAULT_OOM:
 322                 goto out_of_memory;
 323         default:
 324                 BUG();
 325         }
 326
 327         up_read(&mm->mmap_sem);
 328         return 0;
 329
 330 bad_area:
 331         up_read(&mm->mmap_sem);
 332
 333 bad_area_nosemaphore:
 334         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
 335         if (user_mode(regs)) {
 336                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
 337                 return 0;
 338         }
 339
 340         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT)
 341             && printk_ratelimit())
 342                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
 343                        " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
 344                        address, current->uid);
 345
 346         return SIGSEGV;
 347
 348 /*
 349  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 350  * us unable to handle the page fault gracefully.
 351  */
 352 out_of_memory:
 353         up_read(&mm->mmap_sem);
 354         if (current->pid == 1) {
 355                 yield();
 356                 down_read(&mm->mmap_sem);
 357                 goto survive;
 358         }
 359         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 360         if (user_mode(regs))
 361                 do_exit(SIGKILL);
 362         return SIGKILL;
 363
 364 do_sigbus:
 365         up_read(&mm->mmap_sem);
 366         if (user_mode(regs)) {
 367                 info.si_signo = SIGBUS;
 368                 info.si_errno = 0;
 369                 info.si_code = BUS_ADRERR;
 370                 info.si_addr = (void __user *)address;
 371                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
 372                 return 0;
 373         }
 374         return SIGBUS;
 375 }
 376
 377 /*
 378  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
 379  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
 380  * of the procedures in traps.c.
 381  */
 382 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
 383 {
 384         const struct exception_table_entry *entry;
 385
 386         /* Are we prepared to handle this fault?  */
 387         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
 388                 regs->nip = entry->fixup;
 389                 return;
 390         }
 391
 392         /* kernel has accessed a bad area */
 393
 394         printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for ");
 395         switch (regs->trap) {
 396                 case 0x300:
 397                 case 0x380:
 398                         printk("data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
 399                         break;
 400                 case 0x400:
 401                 case 0x480:
 402                         printk("instruction fetch\n");
 403                         break;
 404                 default:
 405                         printk("unknown fault\n");
 406         }
 407         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
 408                 regs->nip);
 409
 410         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
 411 }