powerpc32, ftrace: dynamic function graph tracer
[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/firmware.h>
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/tlbflush.h>
41 #include <asm/siginfo.h>
42
43
44 #ifdef CONFIG_KPROBES
45 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
46 {
47         int ret = 0;
48
49         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
50         if (!user_mode(regs)) {
51                 preempt_disable();
52                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 11))
53                         ret = 1;
54                 preempt_enable();
55         }
56
57         return ret;
58 }
59 #else
60 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
61 {
62         return 0;
63 }
64 #endif
65
66 /*
67  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
68  * an update addressing form which will update r1.
69  */
70 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
71 {
72         unsigned int inst;
73
74         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
75                 return 0;
76         /* check for 1 in the rA field */
77         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
78                 return 0;
79         /* check major opcode */
80         switch (inst >> 26) {
81         case 37:        /* stwu */
82         case 39:        /* stbu */
83         case 45:        /* sthu */
84         case 53:        /* stfsu */
85         case 55:        /* stfdu */
86                 return 1;
87         case 62:        /* std or stdu */
88                 return (inst & 3) == 1;
89         case 31:
90                 /* check minor opcode */
91                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
92                 case 181:       /* stdux */
93                 case 183:       /* stwux */
94                 case 247:       /* stbux */
95                 case 439:       /* sthux */
96                 case 695:       /* stfsux */
97                 case 759:       /* stfdux */
98                         return 1;
99                 }
100         }
101         return 0;
102 }
103
104 /*
105  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
106  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
107  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
108  * fault.
109  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
110  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
111  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
112  *  - 0 any SLB fault.
113  *
114  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
115  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
116  */
117 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
118                             unsigned long error_code)
119 {
120         struct vm_area_struct * vma;
121         struct mm_struct *mm = current->mm;
122         siginfo_t info;
123         int code = SEGV_MAPERR;
124         int is_write = 0, ret;
125         int trap = TRAP(regs);
126         int is_exec = trap == 0x400;
127
128 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
129         /*
130          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
131          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
132          * bits we are interested in.  But there are some bits which
133          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
134          */
135         if (trap == 0x400)
136                 error_code &= 0x48200000;
137         else
138                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
139 #else
140         is_write = error_code & ESR_DST;
141 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
142
143         if (notify_page_fault(regs))
144                 return 0;
145
146         if (unlikely(debugger_fault_handler(regs)))
147                 return 0;
148
149         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
150         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
151                 return SIGSEGV;
152
153 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
154         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
155                 /* DABR match */
156                 do_dabr(regs, address, error_code);
157                 return 0;
158         }
159 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
160
161         if (in_atomic() || mm == NULL) {
162                 if (!user_mode(regs))
163                         return SIGSEGV;
164                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
165                    as is current->mm == NULL. */
166                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with "
167                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
168                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
169                        regs->nip, regs->msr);
170                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
171         }
172
173         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
174          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
175          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
176          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
177          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
178          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
179          * space from well defined areas of code, which are listed in the
180          * exceptions table.
181          *
182          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
183          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
184          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
185          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
186          * thus avoiding the deadlock.
187          */
188         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
189                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
190                         goto bad_area_nosemaphore;
191
192                 down_read(&mm->mmap_sem);
193         }
194
195         vma = find_vma(mm, address);
196         if (!vma)
197                 goto bad_area;
198         if (vma->vm_start <= address)
199                 goto good_area;
200         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
201                 goto bad_area;
202
203         /*
204          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
205          * 288 bytes below the stack pointer.
206          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
207          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
208          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
209          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
210          * expand to 1MB without further checks.
211          */
212         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
213                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
214                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
215                 if (uregs == NULL)
216                         goto bad_area;
217
218                 /*
219                  * A user-mode access to an address a long way below
220                  * the stack pointer is only valid if the instruction
221                  * is one which would update the stack pointer to the
222                  * address accessed if the instruction completed,
223                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
224                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
225                  *
226                  * If we don't check this then any write to the area
227                  * between the last mapped region and the stack will
228                  * expand the stack rather than segfaulting.
229                  */
230                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
231                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
232                         goto bad_area;
233         }
234         if (expand_stack(vma, address))
235                 goto bad_area;
236
237 good_area:
238         code = SEGV_ACCERR;
239 #if defined(CONFIG_6xx)
240         if (error_code & 0x95700000)
241                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
242                    address matching DABR, eciwx, etc. */
243                 goto bad_area;
244 #endif /* CONFIG_6xx */
245 #if defined(CONFIG_8xx)
246         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
247          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
248          * one which seems bad.
249          */
250         if (error_code & 0x10000000)
251                 /* Guarded storage error. */
252                 goto bad_area;
253 #endif /* CONFIG_8xx */
254
255         if (is_exec) {
256 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
257                 /* Protection fault on exec go straight to failure on
258                  * Hash based MMUs as they either don't support per-page
259                  * execute permission, or if they do, it's handled already
260                  * at the hash level. This test would probably have to
261                  * be removed if we change the way this works to make hash
262                  * processors use the same I/D cache coherency mechanism
263                  * as embedded.
264                  */
265                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
266                         goto bad_area;
267 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
268
269                 /*
270                  * Allow execution from readable areas if the MMU does not
271                  * provide separate controls over reading and executing.
272                  *
273                  * Note: That code used to not be enabled for 4xx/BookE.
274                  * It is now as I/D cache coherency for these is done at
275                  * set_pte_at() time and I see no reason why the test
276                  * below wouldn't be valid on those processors. This -may-
277                  * break programs compiled with a really old ABI though.
278                  */
279                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC) &&
280                     (cpu_has_feature(CPU_FTR_NOEXECUTE) ||
281                      !(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))))
282                         goto bad_area;
283         /* a write */
284         } else if (is_write) {
285                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
286                         goto bad_area;
287         /* a read */
288         } else {
289                 /* protection fault */
290                 if (error_code & 0x08000000)
291                         goto bad_area;
292                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
293                         goto bad_area;
294         }
295
296         /*
297          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
298          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
299          * the fault.
300          */
301  survive:
302         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write);
303         if (unlikely(ret & VM_FAULT_ERROR)) {
304                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
305                         goto out_of_memory;
306                 else if (ret & VM_FAULT_SIGBUS)
307                         goto do_sigbus;
308                 BUG();
309         }
310         if (ret & VM_FAULT_MAJOR) {
311                 current->maj_flt++;
312 #ifdef CONFIG_PPC_SMLPAR
313                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_CMO)) {
314                         preempt_disable();
315                         get_lppaca()->page_ins += (1 << PAGE_FACTOR);
316                         preempt_enable();
317                 }
318 #endif
319         } else
320                 current->min_flt++;
321         up_read(&mm->mmap_sem);
322         return 0;
323
324 bad_area:
325         up_read(&mm->mmap_sem);
326
327 bad_area_nosemaphore:
328         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
329         if (user_mode(regs)) {
330                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
331                 return 0;
332         }
333
334         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT)
335             && printk_ratelimit())
336                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
337                        " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
338                        address, current_uid());
339
340         return SIGSEGV;
341
342 /*
343  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
344  * us unable to handle the page fault gracefully.
345  */
346 out_of_memory:
347         up_read(&mm->mmap_sem);
348         if (is_global_init(current)) {
349                 yield();
350                 down_read(&mm->mmap_sem);
351                 goto survive;
352         }
353         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
354         if (user_mode(regs))
355                 do_group_exit(SIGKILL);
356         return SIGKILL;
357
358 do_sigbus:
359         up_read(&mm->mmap_sem);
360         if (user_mode(regs)) {
361                 info.si_signo = SIGBUS;
362                 info.si_errno = 0;
363                 info.si_code = BUS_ADRERR;
364                 info.si_addr = (void __user *)address;
365                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
366                 return 0;
367         }
368         return SIGBUS;
369 }
370
371 /*
372  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
373  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
374  * of the procedures in traps.c.
375  */
376 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
377 {
378         const struct exception_table_entry *entry;
379
380         /* Are we prepared to handle this fault?  */
381         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
382                 regs->nip = entry->fixup;
383                 return;
384         }
385
386         /* kernel has accessed a bad area */
387
388         switch (regs->trap) {
389         case 0x300:
390         case 0x380:
391                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
392                         "data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
393                 break;
394         case 0x400:
395         case 0x480:
396                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
397                         "instruction fetch\n");
398                 break;
399         default:
400                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
401                         "unknown fault\n");
402                 break;
403         }
404         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
405                 regs->nip);
406
407         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
408 }