161e85e36SJonas Bonn /* 261e85e36SJonas Bonn * OpenRISC fault.c 361e85e36SJonas Bonn * 461e85e36SJonas Bonn * Linux architectural port borrowing liberally from similar works of 561e85e36SJonas Bonn * others. All original copyrights apply as per the original source 661e85e36SJonas Bonn * declaration. 761e85e36SJonas Bonn * 861e85e36SJonas Bonn * Modifications for the OpenRISC architecture: 961e85e36SJonas Bonn * Copyright (C) 2003 Matjaz Breskvar <phoenix@bsemi.com> 1061e85e36SJonas Bonn * Copyright (C) 2010-2011 Jonas Bonn <jonas@southpole.se> 1161e85e36SJonas Bonn * 1261e85e36SJonas Bonn * This program is free software; you can redistribute it and/or 1361e85e36SJonas Bonn * modify it under the terms of the GNU General Public License 1461e85e36SJonas Bonn * as published by the Free Software Foundation; either version 1561e85e36SJonas Bonn * 2 of the License, or (at your option) any later version. 1661e85e36SJonas Bonn */ 1761e85e36SJonas Bonn 1861e85e36SJonas Bonn #include <linux/mm.h> 1961e85e36SJonas Bonn #include <linux/interrupt.h> 2061e85e36SJonas Bonn #include <linux/module.h> 2161e85e36SJonas Bonn #include <linux/sched.h> 2261e85e36SJonas Bonn 2361e85e36SJonas Bonn #include <asm/uaccess.h> 2461e85e36SJonas Bonn #include <asm/siginfo.h> 2561e85e36SJonas Bonn #include <asm/signal.h> 2661e85e36SJonas Bonn 2761e85e36SJonas Bonn #define NUM_TLB_ENTRIES 64 2861e85e36SJonas Bonn #define TLB_OFFSET(add) (((add) >> PAGE_SHIFT) & (NUM_TLB_ENTRIES-1)) 2961e85e36SJonas Bonn 3061e85e36SJonas Bonn unsigned long pte_misses; /* updated by do_page_fault() */ 3161e85e36SJonas Bonn unsigned long pte_errors; /* updated by do_page_fault() */ 3261e85e36SJonas Bonn 3361e85e36SJonas Bonn /* __PHX__ :: - check the vmalloc_fault in do_page_fault() 3461e85e36SJonas Bonn * - also look into include/asm-or32/mmu_context.h 3561e85e36SJonas Bonn */ 3661e85e36SJonas Bonn volatile pgd_t *current_pgd; 3761e85e36SJonas Bonn 3861e85e36SJonas Bonn extern void die(char *, struct pt_regs *, long); 3961e85e36SJonas Bonn 4061e85e36SJonas Bonn /* 4161e85e36SJonas Bonn * This routine handles page faults. It determines the address, 4261e85e36SJonas Bonn * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate 4361e85e36SJonas Bonn * routines. 4461e85e36SJonas Bonn * 4561e85e36SJonas Bonn * If this routine detects a bad access, it returns 1, otherwise it 4661e85e36SJonas Bonn * returns 0. 4761e85e36SJonas Bonn */ 4861e85e36SJonas Bonn 4961e85e36SJonas Bonn asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, 5061e85e36SJonas Bonn unsigned long vector, int write_acc) 5161e85e36SJonas Bonn { 5261e85e36SJonas Bonn struct task_struct *tsk; 5361e85e36SJonas Bonn struct mm_struct *mm; 5461e85e36SJonas Bonn struct vm_area_struct *vma; 5561e85e36SJonas Bonn siginfo_t info; 5661e85e36SJonas Bonn int fault; 574971f2bdSKautuk Consul unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE; 5861e85e36SJonas Bonn 5961e85e36SJonas Bonn tsk = current; 6061e85e36SJonas Bonn 6161e85e36SJonas Bonn /* 6261e85e36SJonas Bonn * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The 6361e85e36SJonas Bonn * 'reference' page table is init_mm.pgd. 6461e85e36SJonas Bonn * 6561e85e36SJonas Bonn * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may 6661e85e36SJonas Bonn * be in an interrupt or a critical region, and should 6761e85e36SJonas Bonn * only copy the information from the master page table, 6861e85e36SJonas Bonn * nothing more. 6961e85e36SJonas Bonn * 7061e85e36SJonas Bonn * NOTE2: This is done so that, when updating the vmalloc 7161e85e36SJonas Bonn * mappings we don't have to walk all processes pgdirs and 7261e85e36SJonas Bonn * add the high mappings all at once. Instead we do it as they 7361e85e36SJonas Bonn * are used. However vmalloc'ed page entries have the PAGE_GLOBAL 7461e85e36SJonas Bonn * bit set so sometimes the TLB can use a lingering entry. 7561e85e36SJonas Bonn * 7661e85e36SJonas Bonn * This verifies that the fault happens in kernel space 7761e85e36SJonas Bonn * and that the fault was not a protection error. 7861e85e36SJonas Bonn */ 7961e85e36SJonas Bonn 8061e85e36SJonas Bonn if (address >= VMALLOC_START && 8161e85e36SJonas Bonn (vector != 0x300 && vector != 0x400) && 8261e85e36SJonas Bonn !user_mode(regs)) 8361e85e36SJonas Bonn goto vmalloc_fault; 8461e85e36SJonas Bonn 8561e85e36SJonas Bonn /* If exceptions were enabled, we can reenable them here */ 8661e85e36SJonas Bonn if (user_mode(regs)) { 8761e85e36SJonas Bonn /* Exception was in userspace: reenable interrupts */ 8861e85e36SJonas Bonn local_irq_enable(); 8961e85e36SJonas Bonn } else { 9061e85e36SJonas Bonn /* If exception was in a syscall, then IRQ's may have 9161e85e36SJonas Bonn * been enabled or disabled. If they were enabled, 9261e85e36SJonas Bonn * reenable them. 9361e85e36SJonas Bonn */ 9461e85e36SJonas Bonn if (regs->sr && (SPR_SR_IEE | SPR_SR_TEE)) 9561e85e36SJonas Bonn local_irq_enable(); 9661e85e36SJonas Bonn } 9761e85e36SJonas Bonn 9861e85e36SJonas Bonn mm = tsk->mm; 9961e85e36SJonas Bonn info.si_code = SEGV_MAPERR; 10061e85e36SJonas Bonn 10161e85e36SJonas Bonn /* 10261e85e36SJonas Bonn * If we're in an interrupt or have no user 10361e85e36SJonas Bonn * context, we must not take the fault.. 10461e85e36SJonas Bonn */ 10561e85e36SJonas Bonn 10661e85e36SJonas Bonn if (in_interrupt() || !mm) 10761e85e36SJonas Bonn goto no_context; 10861e85e36SJonas Bonn 1094971f2bdSKautuk Consul retry: 11061e85e36SJonas Bonn down_read(&mm->mmap_sem); 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: 14161e85e36SJonas Bonn info.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 1654971f2bdSKautuk Consul fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags); 1664971f2bdSKautuk Consul 1674971f2bdSKautuk Consul if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current)) 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; 17361e85e36SJonas Bonn else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) 17461e85e36SJonas Bonn goto do_sigbus; 17561e85e36SJonas Bonn BUG(); 17661e85e36SJonas Bonn } 1774971f2bdSKautuk Consul 1784971f2bdSKautuk Consul if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) { 17961e85e36SJonas Bonn /*RGD modeled on Cris */ 18061e85e36SJonas Bonn if (fault & VM_FAULT_MAJOR) 18161e85e36SJonas Bonn tsk->maj_flt++; 18261e85e36SJonas Bonn else 18361e85e36SJonas Bonn tsk->min_flt++; 1844971f2bdSKautuk Consul if (fault & VM_FAULT_RETRY) { 1854971f2bdSKautuk Consul flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY; 186*45cac65bSShaohua Li flags |= FAULT_FLAG_TRIED; 1874971f2bdSKautuk Consul 1884971f2bdSKautuk Consul /* No need to up_read(&mm->mmap_sem) as we would 1894971f2bdSKautuk Consul * have already released it in __lock_page_or_retry 1904971f2bdSKautuk Consul * in mm/filemap.c. 1914971f2bdSKautuk Consul */ 1924971f2bdSKautuk Consul 1934971f2bdSKautuk Consul goto retry; 1944971f2bdSKautuk Consul } 1954971f2bdSKautuk Consul } 19661e85e36SJonas Bonn 19761e85e36SJonas Bonn up_read(&mm->mmap_sem); 19861e85e36SJonas Bonn return; 19961e85e36SJonas Bonn 20061e85e36SJonas Bonn /* 20161e85e36SJonas Bonn * Something tried to access memory that isn't in our memory map.. 20261e85e36SJonas Bonn * Fix it, but check if it's kernel or user first.. 20361e85e36SJonas Bonn */ 20461e85e36SJonas Bonn 20561e85e36SJonas Bonn bad_area: 20661e85e36SJonas Bonn up_read(&mm->mmap_sem); 20761e85e36SJonas Bonn 20861e85e36SJonas Bonn bad_area_nosemaphore: 20961e85e36SJonas Bonn 21061e85e36SJonas Bonn /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */ 21161e85e36SJonas Bonn 21261e85e36SJonas Bonn if (user_mode(regs)) { 21361e85e36SJonas Bonn info.si_signo = SIGSEGV; 21461e85e36SJonas Bonn info.si_errno = 0; 21561e85e36SJonas Bonn /* info.si_code has been set above */ 21661e85e36SJonas Bonn info.si_addr = (void *)address; 21761e85e36SJonas Bonn force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk); 21861e85e36SJonas Bonn return; 21961e85e36SJonas Bonn } 22061e85e36SJonas Bonn 22161e85e36SJonas Bonn no_context: 22261e85e36SJonas Bonn 22361e85e36SJonas Bonn /* Are we prepared to handle this kernel fault? 22461e85e36SJonas Bonn * 22561e85e36SJonas Bonn * (The kernel has valid exception-points in the source 22661e85e36SJonas Bonn * when it acesses user-memory. When it fails in one 22761e85e36SJonas Bonn * of those points, we find it in a table and do a jump 22861e85e36SJonas Bonn * to some fixup code that loads an appropriate error 22961e85e36SJonas Bonn * code) 23061e85e36SJonas Bonn */ 23161e85e36SJonas Bonn 23261e85e36SJonas Bonn { 23361e85e36SJonas Bonn const struct exception_table_entry *entry; 23461e85e36SJonas Bonn 23561e85e36SJonas Bonn __asm__ __volatile__("l.nop 42"); 23661e85e36SJonas Bonn 23761e85e36SJonas Bonn if ((entry = search_exception_tables(regs->pc)) != NULL) { 23861e85e36SJonas Bonn /* Adjust the instruction pointer in the stackframe */ 23961e85e36SJonas Bonn regs->pc = entry->fixup; 24061e85e36SJonas Bonn return; 24161e85e36SJonas Bonn } 24261e85e36SJonas Bonn } 24361e85e36SJonas Bonn 24461e85e36SJonas Bonn /* 24561e85e36SJonas Bonn * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to 24661e85e36SJonas Bonn * terminate things with extreme prejudice. 24761e85e36SJonas Bonn */ 24861e85e36SJonas Bonn 24961e85e36SJonas Bonn if ((unsigned long)(address) < PAGE_SIZE) 25061e85e36SJonas Bonn printk(KERN_ALERT 25161e85e36SJonas Bonn "Unable to handle kernel NULL pointer dereference"); 25261e85e36SJonas Bonn else 25361e85e36SJonas Bonn printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel access"); 25461e85e36SJonas Bonn printk(" at virtual address 0x%08lx\n", address); 25561e85e36SJonas Bonn 25661e85e36SJonas Bonn die("Oops", regs, write_acc); 25761e85e36SJonas Bonn 25861e85e36SJonas Bonn do_exit(SIGKILL); 25961e85e36SJonas Bonn 26061e85e36SJonas Bonn /* 26161e85e36SJonas Bonn * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made 26261e85e36SJonas Bonn * us unable to handle the page fault gracefully. 26361e85e36SJonas Bonn */ 26461e85e36SJonas Bonn 26561e85e36SJonas Bonn out_of_memory: 26661e85e36SJonas Bonn __asm__ __volatile__("l.nop 42"); 26761e85e36SJonas Bonn __asm__ __volatile__("l.nop 1"); 26861e85e36SJonas Bonn 26961e85e36SJonas Bonn up_read(&mm->mmap_sem); 27061e85e36SJonas Bonn printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm); 27161e85e36SJonas Bonn if (user_mode(regs)) 27261e85e36SJonas Bonn do_exit(SIGKILL); 27361e85e36SJonas Bonn goto no_context; 27461e85e36SJonas Bonn 27561e85e36SJonas Bonn do_sigbus: 27661e85e36SJonas Bonn up_read(&mm->mmap_sem); 27761e85e36SJonas Bonn 27861e85e36SJonas Bonn /* 27961e85e36SJonas Bonn * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel 28061e85e36SJonas Bonn * or user mode. 28161e85e36SJonas Bonn */ 28261e85e36SJonas Bonn info.si_signo = SIGBUS; 28361e85e36SJonas Bonn info.si_errno = 0; 28461e85e36SJonas Bonn info.si_code = BUS_ADRERR; 28561e85e36SJonas Bonn info.si_addr = (void *)address; 28661e85e36SJonas Bonn force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk); 28761e85e36SJonas Bonn 28861e85e36SJonas Bonn /* Kernel mode? Handle exceptions or die */ 28961e85e36SJonas Bonn if (!user_mode(regs)) 29061e85e36SJonas Bonn goto no_context; 29161e85e36SJonas Bonn return; 29261e85e36SJonas Bonn 29361e85e36SJonas Bonn vmalloc_fault: 29461e85e36SJonas Bonn { 29561e85e36SJonas Bonn /* 29661e85e36SJonas Bonn * Synchronize this task's top level page-table 29761e85e36SJonas Bonn * with the 'reference' page table. 29861e85e36SJonas Bonn * 29961e85e36SJonas Bonn * Use current_pgd instead of tsk->active_mm->pgd 30061e85e36SJonas Bonn * since the latter might be unavailable if this 30161e85e36SJonas Bonn * code is executed in a misfortunately run irq 30261e85e36SJonas Bonn * (like inside schedule() between switch_mm and 30361e85e36SJonas Bonn * switch_to...). 30461e85e36SJonas Bonn */ 30561e85e36SJonas Bonn 30661e85e36SJonas Bonn int offset = pgd_index(address); 30761e85e36SJonas Bonn pgd_t *pgd, *pgd_k; 30861e85e36SJonas Bonn pud_t *pud, *pud_k; 30961e85e36SJonas Bonn pmd_t *pmd, *pmd_k; 31061e85e36SJonas Bonn pte_t *pte_k; 31161e85e36SJonas Bonn 31261e85e36SJonas Bonn /* 31361e85e36SJonas Bonn phx_warn("do_page_fault(): vmalloc_fault will not work, " 31461e85e36SJonas Bonn "since current_pgd assign a proper value somewhere\n" 31561e85e36SJonas Bonn "anyhow we don't need this at the moment\n"); 31661e85e36SJonas Bonn 31761e85e36SJonas Bonn phx_mmu("vmalloc_fault"); 31861e85e36SJonas Bonn */ 31961e85e36SJonas Bonn pgd = (pgd_t *)current_pgd + offset; 32061e85e36SJonas Bonn pgd_k = init_mm.pgd + offset; 32161e85e36SJonas Bonn 32261e85e36SJonas Bonn /* Since we're two-level, we don't need to do both 32361e85e36SJonas Bonn * set_pgd and set_pmd (they do the same thing). If 32461e85e36SJonas Bonn * we go three-level at some point, do the right thing 32561e85e36SJonas Bonn * with pgd_present and set_pgd here. 32661e85e36SJonas Bonn * 32761e85e36SJonas Bonn * Also, since the vmalloc area is global, we don't 32861e85e36SJonas Bonn * need to copy individual PTE's, it is enough to 32961e85e36SJonas Bonn * copy the pgd pointer into the pte page of the 33061e85e36SJonas Bonn * root task. If that is there, we'll find our pte if 33161e85e36SJonas Bonn * it exists. 33261e85e36SJonas Bonn */ 33361e85e36SJonas Bonn 33461e85e36SJonas Bonn pud = pud_offset(pgd, address); 33561e85e36SJonas Bonn pud_k = pud_offset(pgd_k, address); 33661e85e36SJonas Bonn if (!pud_present(*pud_k)) 33761e85e36SJonas Bonn goto no_context; 33861e85e36SJonas Bonn 33961e85e36SJonas Bonn pmd = pmd_offset(pud, address); 34061e85e36SJonas Bonn pmd_k = pmd_offset(pud_k, address); 34161e85e36SJonas Bonn 34261e85e36SJonas Bonn if (!pmd_present(*pmd_k)) 34361e85e36SJonas Bonn goto bad_area_nosemaphore; 34461e85e36SJonas Bonn 34561e85e36SJonas Bonn set_pmd(pmd, *pmd_k); 34661e85e36SJonas Bonn 34761e85e36SJonas Bonn /* Make sure the actual PTE exists as well to 34861e85e36SJonas Bonn * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped 34961e85e36SJonas Bonn * addresses. If we don't do this, this will just 35061e85e36SJonas Bonn * silently loop forever. 35161e85e36SJonas Bonn */ 35261e85e36SJonas Bonn 35361e85e36SJonas Bonn pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address); 35461e85e36SJonas Bonn if (!pte_present(*pte_k)) 35561e85e36SJonas Bonn goto no_context; 35661e85e36SJonas Bonn 35761e85e36SJonas Bonn return; 35861e85e36SJonas Bonn } 35961e85e36SJonas Bonn } 360