Merge branch 'for-linus' of git://git390.osdl.marist.edu/pub/scm/linux-2.6
[linux-2.6] / 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/signal.h>
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/errno.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/types.h>
24 #include <linux/ptrace.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/interrupt.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/kprobes.h>
31 #include <linux/kdebug.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/siginfo.h>
41
42
43 #ifdef CONFIG_KPROBES
44 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
45 {
46         int ret = 0;
47
48         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
49         if (!user_mode(regs)) {
50                 preempt_disable();
51                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 11))
52                         ret = 1;
53                 preempt_enable();
54         }
55
56         return ret;
57 }
58 #else
59 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
60 {
61         return 0;
62 }
63 #endif
64
65 /*
66  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
67  * an update addressing form which will update r1.
68  */
69 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
70 {
71         unsigned int inst;
72
73         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
74                 return 0;
75         /* check for 1 in the rA field */
76         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
77                 return 0;
78         /* check major opcode */
79         switch (inst >> 26) {
80         case 37:        /* stwu */
81         case 39:        /* stbu */
82         case 45:        /* sthu */
83         case 53:        /* stfsu */
84         case 55:        /* stfdu */
85                 return 1;
86         case 62:        /* std or stdu */
87                 return (inst & 3) == 1;
88         case 31:
89                 /* check minor opcode */
90                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
91                 case 181:       /* stdux */
92                 case 183:       /* stwux */
93                 case 247:       /* stbux */
94                 case 439:       /* sthux */
95                 case 695:       /* stfsux */
96                 case 759:       /* stfdux */
97                         return 1;
98                 }
99         }
100         return 0;
101 }
102
103 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
104 static void do_dabr(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
105                     unsigned long error_code)
106 {
107         siginfo_t info;
108
109         if (notify_die(DIE_DABR_MATCH, "dabr_match", regs, error_code,
110                         11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
111                 return;
112
113         if (debugger_dabr_match(regs))
114                 return;
115
116         /* Clear the DABR */
117         set_dabr(0);
118
119         /* Deliver the signal to userspace */
120         info.si_signo = SIGTRAP;
121         info.si_errno = 0;
122         info.si_code = TRAP_HWBKPT;
123         info.si_addr = (void __user *)address;
124         force_sig_info(SIGTRAP, &info, current);
125 }
126 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
127
128 /*
129  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
130  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
131  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
132  * fault.
133  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
134  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
135  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
136  *  - 0 any SLB fault.
137  *
138  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
139  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
140  */
141 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
142                             unsigned long error_code)
143 {
144         struct vm_area_struct * vma;
145         struct mm_struct *mm = current->mm;
146         siginfo_t info;
147         int code = SEGV_MAPERR;
148         int is_write = 0, ret;
149         int trap = TRAP(regs);
150         int is_exec = trap == 0x400;
151
152 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
153         /*
154          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
155          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
156          * bits we are interested in.  But there are some bits which
157          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
158          */
159         if (trap == 0x400)
160                 error_code &= 0x48200000;
161         else
162                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
163 #else
164         is_write = error_code & ESR_DST;
165 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
166
167         if (notify_page_fault(regs))
168                 return 0;
169
170         if (unlikely(debugger_fault_handler(regs)))
171                 return 0;
172
173         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
174         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
175                 return SIGSEGV;
176
177 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
178         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
179                 /* DABR match */
180                 do_dabr(regs, address, error_code);
181                 return 0;
182         }
183 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
184
185         if (in_atomic() || mm == NULL) {
186                 if (!user_mode(regs))
187                         return SIGSEGV;
188                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
189                    as is current->mm == NULL. */
190                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with "
191                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
192                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
193                        regs->nip, regs->msr);
194                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
195         }
196
197         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
198          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
199          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
200          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
201          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
202          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
203          * space from well defined areas of code, which are listed in the
204          * exceptions table.
205          *
206          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
207          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
208          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
209          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
210          * thus avoiding the deadlock.
211          */
212         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
213                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
214                         goto bad_area_nosemaphore;
215
216                 down_read(&mm->mmap_sem);
217         }
218
219         vma = find_vma(mm, address);
220         if (!vma)
221                 goto bad_area;
222         if (vma->vm_start <= address)
223                 goto good_area;
224         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
225                 goto bad_area;
226
227         /*
228          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
229          * 288 bytes below the stack pointer.
230          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
231          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
232          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
233          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
234          * expand to 1MB without further checks.
235          */
236         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
237                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
238                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
239                 if (uregs == NULL)
240                         goto bad_area;
241
242                 /*
243                  * A user-mode access to an address a long way below
244                  * the stack pointer is only valid if the instruction
245                  * is one which would update the stack pointer to the
246                  * address accessed if the instruction completed,
247                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
248                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
249                  *
250                  * If we don't check this then any write to the area
251                  * between the last mapped region and the stack will
252                  * expand the stack rather than segfaulting.
253                  */
254                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
255                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
256                         goto bad_area;
257         }
258         if (expand_stack(vma, address))
259                 goto bad_area;
260
261 good_area:
262         code = SEGV_ACCERR;
263 #if defined(CONFIG_6xx)
264         if (error_code & 0x95700000)
265                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
266                    address matching DABR, eciwx, etc. */
267                 goto bad_area;
268 #endif /* CONFIG_6xx */
269 #if defined(CONFIG_8xx)
270         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
271          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
272          * one which seems bad.
273          */
274         if (error_code & 0x10000000)
275                 /* Guarded storage error. */
276                 goto bad_area;
277 #endif /* CONFIG_8xx */
278
279         if (is_exec) {
280 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
281                 /* protection fault */
282                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
283                         goto bad_area;
284                 /*
285                  * Allow execution from readable areas if the MMU does not
286                  * provide separate controls over reading and executing.
287                  */
288                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC) &&
289                     (cpu_has_feature(CPU_FTR_NOEXECUTE) ||
290                      !(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))))
291                         goto bad_area;
292 #else
293                 pte_t *ptep;
294                 pmd_t *pmdp;
295
296                 /* Since 4xx/Book-E supports per-page execute permission,
297                  * we lazily flush dcache to icache. */
298                 ptep = NULL;
299                 if (get_pteptr(mm, address, &ptep, &pmdp)) {
300                         spinlock_t *ptl = pte_lockptr(mm, pmdp);
301                         spin_lock(ptl);
302                         if (pte_present(*ptep)) {
303                                 struct page *page = pte_page(*ptep);
304
305                                 if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags)) {
306                                         flush_dcache_icache_page(page);
307                                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
308                                 }
309                                 pte_update(ptep, 0, _PAGE_HWEXEC);
310                                 _tlbie(address, mm->context.id);
311                                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
312                                 up_read(&mm->mmap_sem);
313                                 return 0;
314                         }
315                         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
316                 }
317 #endif
318         /* a write */
319         } else if (is_write) {
320                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
321                         goto bad_area;
322         /* a read */
323         } else {
324                 /* protection fault */
325                 if (error_code & 0x08000000)
326                         goto bad_area;
327                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
328                         goto bad_area;
329         }
330
331         /*
332          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
333          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
334          * the fault.
335          */
336  survive:
337         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write);
338         if (unlikely(ret & VM_FAULT_ERROR)) {
339                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
340                         goto out_of_memory;
341                 else if (ret & VM_FAULT_SIGBUS)
342                         goto do_sigbus;
343                 BUG();
344         }
345         if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
346                 current->maj_flt++;
347         else
348                 current->min_flt++;
349         up_read(&mm->mmap_sem);
350         return 0;
351
352 bad_area:
353         up_read(&mm->mmap_sem);
354
355 bad_area_nosemaphore:
356         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
357         if (user_mode(regs)) {
358                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
359                 return 0;
360         }
361
362         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT)
363             && printk_ratelimit())
364                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
365                        " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
366                        address, current->uid);
367
368         return SIGSEGV;
369
370 /*
371  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
372  * us unable to handle the page fault gracefully.
373  */
374 out_of_memory:
375         up_read(&mm->mmap_sem);
376         if (is_global_init(current)) {
377                 yield();
378                 down_read(&mm->mmap_sem);
379                 goto survive;
380         }
381         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
382         if (user_mode(regs))
383                 do_group_exit(SIGKILL);
384         return SIGKILL;
385
386 do_sigbus:
387         up_read(&mm->mmap_sem);
388         if (user_mode(regs)) {
389                 info.si_signo = SIGBUS;
390                 info.si_errno = 0;
391                 info.si_code = BUS_ADRERR;
392                 info.si_addr = (void __user *)address;
393                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
394                 return 0;
395         }
396         return SIGBUS;
397 }
398
399 /*
400  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
401  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
402  * of the procedures in traps.c.
403  */
404 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
405 {
406         const struct exception_table_entry *entry;
407
408         /* Are we prepared to handle this fault?  */
409         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
410                 regs->nip = entry->fixup;
411                 return;
412         }
413
414         /* kernel has accessed a bad area */
415
416         switch (regs->trap) {
417         case 0x300:
418         case 0x380:
419                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
420                         "data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
421                 break;
422         case 0x400:
423         case 0x480:
424                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
425                         "instruction fetch\n");
426                 break;
427         default:
428                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
429                         "unknown fault\n");
430                 break;
431         }
432         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
433                 regs->nip);
434
435         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
436 }