Merge from Linus' tree
[linux-2.6] / 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 static void do_dabr(struct pt_regs *regs, 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 *)regs->nip;
102         force_sig_info(SIGTRAP, &info, current);
103 }
104
105 /*
106  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
107  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
108  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
109  * fault.
110  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
111  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
112  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
113  *  - 0 any SLB fault.
114  *
115  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
116  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
117  */
118 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
119                             unsigned long error_code)
120 {
121         struct vm_area_struct * vma;
122         struct mm_struct *mm = current->mm;
123         siginfo_t info;
124         int code = SEGV_MAPERR;
125         int is_write = 0;
126         int trap = TRAP(regs);
127         int is_exec = trap == 0x400;
128
129 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
130         /*
131          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
132          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
133          * bits we are interested in.  But there are some bits which
134          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
135          */
136         if (trap == 0x400)
137                 error_code &= 0x48200000;
138         else
139                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
140 #else
141         is_write = error_code & ESR_DST;
142 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
143
144         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs, error_code,
145                                 11, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
146                 return 0;
147
148         if (trap == 0x300) {
149                 if (debugger_fault_handler(regs))
150                         return 0;
151         }
152
153         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
154         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
155                 return SIGSEGV;
156
157 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
158         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
159                 /* DABR match */
160                 do_dabr(regs, error_code);
161                 return 0;
162         }
163 #endif /* !(CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE)*/
164
165         if (in_atomic() || mm == NULL) {
166                 if (!user_mode(regs))
167                         return SIGSEGV;
168                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
169                    as is current->mm == NULL. */
170                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with"
171                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
172                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
173                        regs->nip, regs->msr);
174                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
175         }
176
177         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
178          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
179          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
180          * erroneous fault occuring in a code path which already holds mmap_sem
181          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
182          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
183          * space from well defined areas of code, which are listed in the
184          * exceptions table.
185          *
186          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
187          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
188          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
189          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
190          * thus avoiding the deadlock.
191          */
192         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
193                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
194                         goto bad_area_nosemaphore;
195
196                 down_read(&mm->mmap_sem);
197         }
198
199         vma = find_vma(mm, address);
200         if (!vma)
201                 goto bad_area;
202         if (vma->vm_start <= address)
203                 goto good_area;
204         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
205                 goto bad_area;
206
207         /*
208          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
209          * 288 bytes below the stack pointer.
210          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
211          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
212          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
213          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
214          * expand to 1MB without further checks.
215          */
216         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
217                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
218                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
219                 if (uregs == NULL)
220                         goto bad_area;
221
222                 /*
223                  * A user-mode access to an address a long way below
224                  * the stack pointer is only valid if the instruction
225                  * is one which would update the stack pointer to the
226                  * address accessed if the instruction completed,
227                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
228                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
229                  *
230                  * If we don't check this then any write to the area
231                  * between the last mapped region and the stack will
232                  * expand the stack rather than segfaulting.
233                  */
234                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
235                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
236                         goto bad_area;
237         }
238         if (expand_stack(vma, address))
239                 goto bad_area;
240
241 good_area:
242         code = SEGV_ACCERR;
243 #if defined(CONFIG_6xx)
244         if (error_code & 0x95700000)
245                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
246                    address matching DABR, eciwx, etc. */
247                 goto bad_area;
248 #endif /* CONFIG_6xx */
249 #if defined(CONFIG_8xx)
250         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
251          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
252          * one which seems bad.
253          */
254         if (error_code & 0x10000000)
255                 /* Guarded storage error. */
256                 goto bad_area;
257 #endif /* CONFIG_8xx */
258
259         if (is_exec) {
260 #ifdef CONFIG_PPC64
261                 /* protection fault */
262                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
263                         goto bad_area;
264                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
265                         goto bad_area;
266 #endif
267 #if defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE)
268                 pte_t *ptep;
269
270                 /* Since 4xx/Book-E supports per-page execute permission,
271                  * we lazily flush dcache to icache. */
272                 ptep = NULL;
273                 if (get_pteptr(mm, address, &ptep) && pte_present(*ptep)) {
274                         struct page *page = pte_page(*ptep);
275
276                         if (! test_bit(PG_arch_1, &page->flags)) {
277                                 flush_dcache_icache_page(page);
278                                 set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
279                         }
280                         pte_update(ptep, 0, _PAGE_HWEXEC);
281                         _tlbie(address);
282                         pte_unmap(ptep);
283                         up_read(&mm->mmap_sem);
284                         return 0;
285                 }
286                 if (ptep != NULL)
287                         pte_unmap(ptep);
288 #endif
289         /* a write */
290         } else if (is_write) {
291                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
292                         goto bad_area;
293         /* a read */
294         } else {
295                 /* protection fault */
296                 if (error_code & 0x08000000)
297                         goto bad_area;
298                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
299                         goto bad_area;
300         }
301
302         /*
303          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
304          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
305          * the fault.
306          */
307  survive:
308         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write)) {
309
310         case VM_FAULT_MINOR:
311                 current->min_flt++;
312                 break;
313         case VM_FAULT_MAJOR:
314                 current->maj_flt++;
315                 break;
316         case VM_FAULT_SIGBUS:
317                 goto do_sigbus;
318         case VM_FAULT_OOM:
319                 goto out_of_memory;
320         default:
321                 BUG();
322         }
323
324         up_read(&mm->mmap_sem);
325         return 0;
326
327 bad_area:
328         up_read(&mm->mmap_sem);
329
330 bad_area_nosemaphore:
331         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
332         if (user_mode(regs)) {
333                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
334                 return 0;
335         }
336
337         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT)
338             && printk_ratelimit())
339                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
340                        " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
341                        address, current->uid);
342
343         return SIGSEGV;
344
345 /*
346  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
347  * us unable to handle the page fault gracefully.
348  */
349 out_of_memory:
350         up_read(&mm->mmap_sem);
351         if (current->pid == 1) {
352                 yield();
353                 down_read(&mm->mmap_sem);
354                 goto survive;
355         }
356         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
357         if (user_mode(regs))
358                 do_exit(SIGKILL);
359         return SIGKILL;
360
361 do_sigbus:
362         up_read(&mm->mmap_sem);
363         if (user_mode(regs)) {
364                 info.si_signo = SIGBUS;
365                 info.si_errno = 0;
366                 info.si_code = BUS_ADRERR;
367                 info.si_addr = (void __user *)address;
368                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
369                 return 0;
370         }
371         return SIGBUS;
372 }
373
374 /*
375  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
376  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
377  * of the procedures in traps.c.
378  */
379 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
380 {
381         const struct exception_table_entry *entry;
382
383         /* Are we prepared to handle this fault?  */
384         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
385                 regs->nip = entry->fixup;
386                 return;
387         }
388
389         /* kernel has accessed a bad area */
390         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
391 }