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.  Unfortunately, in the case of an
 181          * erroneous fault occurring 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 possibility 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 }