xref: /openbmc/linux/arch/openrisc/mm/fault.c (revision 11648cbb7b335b7eb54e1ff973fb938939616f46)
12874c5fdSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
261e85e36SJonas Bonn /*
361e85e36SJonas Bonn  * OpenRISC fault.c
461e85e36SJonas Bonn  *
561e85e36SJonas Bonn  * Linux architectural port borrowing liberally from similar works of
661e85e36SJonas Bonn  * others.  All original copyrights apply as per the original source
761e85e36SJonas Bonn  * declaration.
861e85e36SJonas Bonn  *
961e85e36SJonas Bonn  * Modifications for the OpenRISC architecture:
1061e85e36SJonas Bonn  * Copyright (C) 2003 Matjaz Breskvar <phoenix@bsemi.com>
1161e85e36SJonas Bonn  * Copyright (C) 2010-2011 Jonas Bonn <jonas@southpole.se>
1261e85e36SJonas Bonn  */
1361e85e36SJonas Bonn 
1461e85e36SJonas Bonn #include <linux/mm.h>
1561e85e36SJonas Bonn #include <linux/interrupt.h>
16ce139ab8SPaul Gortmaker #include <linux/extable.h>
173f07c014SIngo Molnar #include <linux/sched/signal.h>
1838caa902SPeter Xu #include <linux/perf_event.h>
1961e85e36SJonas Bonn 
207c0f6ba6SLinus Torvalds #include <linux/uaccess.h>
2161e85e36SJonas Bonn #include <asm/siginfo.h>
2261e85e36SJonas Bonn #include <asm/signal.h>
2361e85e36SJonas Bonn 
2461e85e36SJonas Bonn #define NUM_TLB_ENTRIES 64
2561e85e36SJonas Bonn #define TLB_OFFSET(add) (((add) >> PAGE_SHIFT) & (NUM_TLB_ENTRIES-1))
2661e85e36SJonas Bonn 
2761e85e36SJonas Bonn unsigned long pte_misses;	/* updated by do_page_fault() */
2861e85e36SJonas Bonn unsigned long pte_errors;	/* updated by do_page_fault() */
2961e85e36SJonas Bonn 
3061e85e36SJonas Bonn /* __PHX__ :: - check the vmalloc_fault in do_page_fault()
31*11648cbbSRandy Dunlap  *            - also look into include/asm/mmu_context.h
3261e85e36SJonas Bonn  */
338e6d08e0SStefan Kristiansson volatile pgd_t *current_pgd[NR_CPUS];
3461e85e36SJonas Bonn 
3561e85e36SJonas Bonn extern void die(char *, struct pt_regs *, long);
3661e85e36SJonas Bonn 
3761e85e36SJonas Bonn /*
3861e85e36SJonas Bonn  * This routine handles page faults.  It determines the address,
3961e85e36SJonas Bonn  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
4061e85e36SJonas Bonn  * routines.
4161e85e36SJonas Bonn  *
4261e85e36SJonas Bonn  * If this routine detects a bad access, it returns 1, otherwise it
4361e85e36SJonas Bonn  * returns 0.
4461e85e36SJonas Bonn  */
4561e85e36SJonas Bonn 
4661e85e36SJonas Bonn asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
4761e85e36SJonas Bonn 			      unsigned long vector, int write_acc)
4861e85e36SJonas Bonn {
4961e85e36SJonas Bonn 	struct task_struct *tsk;
5061e85e36SJonas Bonn 	struct mm_struct *mm;
5161e85e36SJonas Bonn 	struct vm_area_struct *vma;
5275bfb9a1SEric W. Biederman 	int si_code;
5350a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t fault;
54dde16072SPeter Xu 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
5561e85e36SJonas Bonn 
5661e85e36SJonas Bonn 	tsk = current;
5761e85e36SJonas Bonn 
5861e85e36SJonas Bonn 	/*
5961e85e36SJonas Bonn 	 * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
6061e85e36SJonas Bonn 	 * 'reference' page table is init_mm.pgd.
6161e85e36SJonas Bonn 	 *
6261e85e36SJonas Bonn 	 * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
6361e85e36SJonas Bonn 	 * be in an interrupt or a critical region, and should
6461e85e36SJonas Bonn 	 * only copy the information from the master page table,
6561e85e36SJonas Bonn 	 * nothing more.
6661e85e36SJonas Bonn 	 *
6761e85e36SJonas Bonn 	 * NOTE2: This is done so that, when updating the vmalloc
6861e85e36SJonas Bonn 	 * mappings we don't have to walk all processes pgdirs and
6961e85e36SJonas Bonn 	 * add the high mappings all at once. Instead we do it as they
7061e85e36SJonas Bonn 	 * are used. However vmalloc'ed page entries have the PAGE_GLOBAL
7161e85e36SJonas Bonn 	 * bit set so sometimes the TLB can use a lingering entry.
7261e85e36SJonas Bonn 	 *
7361e85e36SJonas Bonn 	 * This verifies that the fault happens in kernel space
7461e85e36SJonas Bonn 	 * and that the fault was not a protection error.
7561e85e36SJonas Bonn 	 */
7661e85e36SJonas Bonn 
7761e85e36SJonas Bonn 	if (address >= VMALLOC_START &&
7861e85e36SJonas Bonn 	    (vector != 0x300 && vector != 0x400) &&
7961e85e36SJonas Bonn 	    !user_mode(regs))
8061e85e36SJonas Bonn 		goto vmalloc_fault;
8161e85e36SJonas Bonn 
8261e85e36SJonas Bonn 	/* If exceptions were enabled, we can reenable them here */
8361e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs)) {
8461e85e36SJonas Bonn 		/* Exception was in userspace: reenable interrupts */
8561e85e36SJonas Bonn 		local_irq_enable();
86759496baSJohannes Weiner 		flags |= FAULT_FLAG_USER;
8761e85e36SJonas Bonn 	} else {
8861e85e36SJonas Bonn 		/* If exception was in a syscall, then IRQ's may have
8961e85e36SJonas Bonn 		 * been enabled or disabled.  If they were enabled,
9061e85e36SJonas Bonn 		 * reenable them.
9161e85e36SJonas Bonn 		 */
9261e85e36SJonas Bonn 		if (regs->sr && (SPR_SR_IEE | SPR_SR_TEE))
9361e85e36SJonas Bonn 			local_irq_enable();
9461e85e36SJonas Bonn 	}
9561e85e36SJonas Bonn 
9661e85e36SJonas Bonn 	mm = tsk->mm;
9775bfb9a1SEric W. Biederman 	si_code = SEGV_MAPERR;
9861e85e36SJonas Bonn 
9961e85e36SJonas Bonn 	/*
10061e85e36SJonas Bonn 	 * If we're in an interrupt or have no user
10161e85e36SJonas Bonn 	 * context, we must not take the fault..
10261e85e36SJonas Bonn 	 */
10361e85e36SJonas Bonn 
10461e85e36SJonas Bonn 	if (in_interrupt() || !mm)
10561e85e36SJonas Bonn 		goto no_context;
10661e85e36SJonas Bonn 
10738caa902SPeter Xu 	perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
10838caa902SPeter Xu 
1094971f2bdSKautuk Consul retry:
110d8ed45c5SMichel Lespinasse 	mmap_read_lock(mm);
11161e85e36SJonas Bonn 	vma = find_vma(mm, address);
11261e85e36SJonas Bonn 
11361e85e36SJonas Bonn 	if (!vma)
11461e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
11561e85e36SJonas Bonn 
11661e85e36SJonas Bonn 	if (vma->vm_start <= address)
11761e85e36SJonas Bonn 		goto good_area;
11861e85e36SJonas Bonn 
11961e85e36SJonas Bonn 	if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
12061e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
12161e85e36SJonas Bonn 
12261e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs)) {
12361e85e36SJonas Bonn 		/*
12461e85e36SJonas Bonn 		 * accessing the stack below usp is always a bug.
12561e85e36SJonas Bonn 		 * we get page-aligned addresses so we can only check
12661e85e36SJonas Bonn 		 * if we're within a page from usp, but that might be
12761e85e36SJonas Bonn 		 * enough to catch brutal errors at least.
12861e85e36SJonas Bonn 		 */
12961e85e36SJonas Bonn 		if (address + PAGE_SIZE < regs->sp)
13061e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area;
13161e85e36SJonas Bonn 	}
13261e85e36SJonas Bonn 	if (expand_stack(vma, address))
13361e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
13461e85e36SJonas Bonn 
13561e85e36SJonas Bonn 	/*
13661e85e36SJonas Bonn 	 * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
13761e85e36SJonas Bonn 	 * we can handle it..
13861e85e36SJonas Bonn 	 */
13961e85e36SJonas Bonn 
14061e85e36SJonas Bonn good_area:
14175bfb9a1SEric W. Biederman 	si_code = SEGV_ACCERR;
14261e85e36SJonas Bonn 
14361e85e36SJonas Bonn 	/* first do some preliminary protection checks */
14461e85e36SJonas Bonn 
14561e85e36SJonas Bonn 	if (write_acc) {
14661e85e36SJonas Bonn 		if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
14761e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area;
1484971f2bdSKautuk Consul 		flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
14961e85e36SJonas Bonn 	} else {
15061e85e36SJonas Bonn 		/* not present */
15161e85e36SJonas Bonn 		if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
15261e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area;
15361e85e36SJonas Bonn 	}
15461e85e36SJonas Bonn 
15561e85e36SJonas Bonn 	/* are we trying to execute nonexecutable area */
15661e85e36SJonas Bonn 	if ((vector == 0x400) && !(vma->vm_page_prot.pgprot & _PAGE_EXEC))
15761e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
15861e85e36SJonas Bonn 
15961e85e36SJonas Bonn 	/*
16061e85e36SJonas Bonn 	 * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
16161e85e36SJonas Bonn 	 * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
16261e85e36SJonas Bonn 	 * the fault.
16361e85e36SJonas Bonn 	 */
16461e85e36SJonas Bonn 
16538caa902SPeter Xu 	fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1664971f2bdSKautuk Consul 
1674ef87322SPeter Xu 	if (fault_signal_pending(fault, regs))
1684971f2bdSKautuk Consul 		return;
1694971f2bdSKautuk Consul 
17061e85e36SJonas Bonn 	if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
17161e85e36SJonas Bonn 		if (fault & VM_FAULT_OOM)
17261e85e36SJonas Bonn 			goto out_of_memory;
17333692f27SLinus Torvalds 		else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
17433692f27SLinus Torvalds 			goto bad_area;
17561e85e36SJonas Bonn 		else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
17661e85e36SJonas Bonn 			goto do_sigbus;
17761e85e36SJonas Bonn 		BUG();
17861e85e36SJonas Bonn 	}
1794971f2bdSKautuk Consul 
1804971f2bdSKautuk Consul 	if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
18161e85e36SJonas Bonn 		/*RGD modeled on Cris */
1824971f2bdSKautuk Consul 		if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
18345cac65bSShaohua Li 			flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1844971f2bdSKautuk Consul 
1853e4e28c5SMichel Lespinasse 			 /* No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
1864971f2bdSKautuk Consul 			 * have already released it in __lock_page_or_retry
1874971f2bdSKautuk Consul 			 * in mm/filemap.c.
1884971f2bdSKautuk Consul 			 */
1894971f2bdSKautuk Consul 
1904971f2bdSKautuk Consul 			goto retry;
1914971f2bdSKautuk Consul 		}
1924971f2bdSKautuk Consul 	}
19361e85e36SJonas Bonn 
194d8ed45c5SMichel Lespinasse 	mmap_read_unlock(mm);
19561e85e36SJonas Bonn 	return;
19661e85e36SJonas Bonn 
19761e85e36SJonas Bonn 	/*
19861e85e36SJonas Bonn 	 * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
19961e85e36SJonas Bonn 	 * Fix it, but check if it's kernel or user first..
20061e85e36SJonas Bonn 	 */
20161e85e36SJonas Bonn 
20261e85e36SJonas Bonn bad_area:
203d8ed45c5SMichel Lespinasse 	mmap_read_unlock(mm);
20461e85e36SJonas Bonn 
20561e85e36SJonas Bonn bad_area_nosemaphore:
20661e85e36SJonas Bonn 
20761e85e36SJonas Bonn 	/* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
20861e85e36SJonas Bonn 
20961e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs)) {
2102e1661d2SEric W. Biederman 		force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
21161e85e36SJonas Bonn 		return;
21261e85e36SJonas Bonn 	}
21361e85e36SJonas Bonn 
21461e85e36SJonas Bonn no_context:
21561e85e36SJonas Bonn 
21661e85e36SJonas Bonn 	/* Are we prepared to handle this kernel fault?
21761e85e36SJonas Bonn 	 *
21861e85e36SJonas Bonn 	 * (The kernel has valid exception-points in the source
21961e85e36SJonas Bonn 	 *  when it acesses user-memory. When it fails in one
22061e85e36SJonas Bonn 	 *  of those points, we find it in a table and do a jump
22161e85e36SJonas Bonn 	 *  to some fixup code that loads an appropriate error
22261e85e36SJonas Bonn 	 *  code)
22361e85e36SJonas Bonn 	 */
22461e85e36SJonas Bonn 
22561e85e36SJonas Bonn 	{
22661e85e36SJonas Bonn 		const struct exception_table_entry *entry;
22761e85e36SJonas Bonn 
22861e85e36SJonas Bonn 		__asm__ __volatile__("l.nop 42");
22961e85e36SJonas Bonn 
23061e85e36SJonas Bonn 		if ((entry = search_exception_tables(regs->pc)) != NULL) {
23161e85e36SJonas Bonn 			/* Adjust the instruction pointer in the stackframe */
23261e85e36SJonas Bonn 			regs->pc = entry->fixup;
23361e85e36SJonas Bonn 			return;
23461e85e36SJonas Bonn 		}
23561e85e36SJonas Bonn 	}
23661e85e36SJonas Bonn 
23761e85e36SJonas Bonn 	/*
23861e85e36SJonas Bonn 	 * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
23961e85e36SJonas Bonn 	 * terminate things with extreme prejudice.
24061e85e36SJonas Bonn 	 */
24161e85e36SJonas Bonn 
24261e85e36SJonas Bonn 	if ((unsigned long)(address) < PAGE_SIZE)
24361e85e36SJonas Bonn 		printk(KERN_ALERT
24461e85e36SJonas Bonn 		       "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
24561e85e36SJonas Bonn 	else
24661e85e36SJonas Bonn 		printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel access");
24761e85e36SJonas Bonn 	printk(" at virtual address 0x%08lx\n", address);
24861e85e36SJonas Bonn 
24961e85e36SJonas Bonn 	die("Oops", regs, write_acc);
25061e85e36SJonas Bonn 
25161e85e36SJonas Bonn 	do_exit(SIGKILL);
25261e85e36SJonas Bonn 
25361e85e36SJonas Bonn 	/*
25461e85e36SJonas Bonn 	 * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
25561e85e36SJonas Bonn 	 * us unable to handle the page fault gracefully.
25661e85e36SJonas Bonn 	 */
25761e85e36SJonas Bonn 
25861e85e36SJonas Bonn out_of_memory:
25961e85e36SJonas Bonn 	__asm__ __volatile__("l.nop 42");
26061e85e36SJonas Bonn 	__asm__ __volatile__("l.nop 1");
26161e85e36SJonas Bonn 
262d8ed45c5SMichel Lespinasse 	mmap_read_unlock(mm);
263609838cfSJohannes Weiner 	if (!user_mode(regs))
26461e85e36SJonas Bonn 		goto no_context;
265609838cfSJohannes Weiner 	pagefault_out_of_memory();
266609838cfSJohannes Weiner 	return;
26761e85e36SJonas Bonn 
26861e85e36SJonas Bonn do_sigbus:
269d8ed45c5SMichel Lespinasse 	mmap_read_unlock(mm);
27061e85e36SJonas Bonn 
27161e85e36SJonas Bonn 	/*
27261e85e36SJonas Bonn 	 * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
27361e85e36SJonas Bonn 	 * or user mode.
27461e85e36SJonas Bonn 	 */
2752e1661d2SEric W. Biederman 	force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
27661e85e36SJonas Bonn 
27761e85e36SJonas Bonn 	/* Kernel mode? Handle exceptions or die */
27861e85e36SJonas Bonn 	if (!user_mode(regs))
27961e85e36SJonas Bonn 		goto no_context;
28061e85e36SJonas Bonn 	return;
28161e85e36SJonas Bonn 
28261e85e36SJonas Bonn vmalloc_fault:
28361e85e36SJonas Bonn 	{
28461e85e36SJonas Bonn 		/*
28561e85e36SJonas Bonn 		 * Synchronize this task's top level page-table
28661e85e36SJonas Bonn 		 * with the 'reference' page table.
28761e85e36SJonas Bonn 		 *
28861e85e36SJonas Bonn 		 * Use current_pgd instead of tsk->active_mm->pgd
28961e85e36SJonas Bonn 		 * since the latter might be unavailable if this
29061e85e36SJonas Bonn 		 * code is executed in a misfortunately run irq
29161e85e36SJonas Bonn 		 * (like inside schedule() between switch_mm and
29261e85e36SJonas Bonn 		 *  switch_to...).
29361e85e36SJonas Bonn 		 */
29461e85e36SJonas Bonn 
29561e85e36SJonas Bonn 		int offset = pgd_index(address);
29661e85e36SJonas Bonn 		pgd_t *pgd, *pgd_k;
297b187fb7fSMike Rapoport 		p4d_t *p4d, *p4d_k;
29861e85e36SJonas Bonn 		pud_t *pud, *pud_k;
29961e85e36SJonas Bonn 		pmd_t *pmd, *pmd_k;
30061e85e36SJonas Bonn 		pte_t *pte_k;
30161e85e36SJonas Bonn 
30261e85e36SJonas Bonn /*
30361e85e36SJonas Bonn 		phx_warn("do_page_fault(): vmalloc_fault will not work, "
30461e85e36SJonas Bonn 			 "since current_pgd assign a proper value somewhere\n"
30561e85e36SJonas Bonn 			 "anyhow we don't need this at the moment\n");
30661e85e36SJonas Bonn 
30761e85e36SJonas Bonn 		phx_mmu("vmalloc_fault");
30861e85e36SJonas Bonn */
3098e6d08e0SStefan Kristiansson 		pgd = (pgd_t *)current_pgd[smp_processor_id()] + offset;
31061e85e36SJonas Bonn 		pgd_k = init_mm.pgd + offset;
31161e85e36SJonas Bonn 
31261e85e36SJonas Bonn 		/* Since we're two-level, we don't need to do both
31361e85e36SJonas Bonn 		 * set_pgd and set_pmd (they do the same thing). If
31461e85e36SJonas Bonn 		 * we go three-level at some point, do the right thing
31561e85e36SJonas Bonn 		 * with pgd_present and set_pgd here.
31661e85e36SJonas Bonn 		 *
31761e85e36SJonas Bonn 		 * Also, since the vmalloc area is global, we don't
31861e85e36SJonas Bonn 		 * need to copy individual PTE's, it is enough to
31961e85e36SJonas Bonn 		 * copy the pgd pointer into the pte page of the
32061e85e36SJonas Bonn 		 * root task. If that is there, we'll find our pte if
32161e85e36SJonas Bonn 		 * it exists.
32261e85e36SJonas Bonn 		 */
32361e85e36SJonas Bonn 
324b187fb7fSMike Rapoport 		p4d = p4d_offset(pgd, address);
325b187fb7fSMike Rapoport 		p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
326b187fb7fSMike Rapoport 		if (!p4d_present(*p4d_k))
327b187fb7fSMike Rapoport 			goto no_context;
328b187fb7fSMike Rapoport 
329b187fb7fSMike Rapoport 		pud = pud_offset(p4d, address);
330b187fb7fSMike Rapoport 		pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
33161e85e36SJonas Bonn 		if (!pud_present(*pud_k))
33261e85e36SJonas Bonn 			goto no_context;
33361e85e36SJonas Bonn 
33461e85e36SJonas Bonn 		pmd = pmd_offset(pud, address);
33561e85e36SJonas Bonn 		pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
33661e85e36SJonas Bonn 
33761e85e36SJonas Bonn 		if (!pmd_present(*pmd_k))
33861e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area_nosemaphore;
33961e85e36SJonas Bonn 
34061e85e36SJonas Bonn 		set_pmd(pmd, *pmd_k);
34161e85e36SJonas Bonn 
34261e85e36SJonas Bonn 		/* Make sure the actual PTE exists as well to
34361e85e36SJonas Bonn 		 * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
34461e85e36SJonas Bonn 		 * addresses. If we don't do this, this will just
34561e85e36SJonas Bonn 		 * silently loop forever.
34661e85e36SJonas Bonn 		 */
34761e85e36SJonas Bonn 
34861e85e36SJonas Bonn 		pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
34961e85e36SJonas Bonn 		if (!pte_present(*pte_k))
35061e85e36SJonas Bonn 			goto no_context;
35161e85e36SJonas Bonn 
35261e85e36SJonas Bonn 		return;
35361e85e36SJonas Bonn 	}
35461e85e36SJonas Bonn }
355