xref: /openbmc/linux/arch/openrisc/mm/fault.c (revision 45cac65b0fcd287ebb877b141d40ba9bbe8e5da7)
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