xref: /openbmc/linux/arch/openrisc/mm/fault.c (revision 61e85e367535a7b6385b404bef93928768140f96)
1*61e85e36SJonas Bonn /*
2*61e85e36SJonas Bonn  * OpenRISC fault.c
3*61e85e36SJonas Bonn  *
4*61e85e36SJonas Bonn  * Linux architectural port borrowing liberally from similar works of
5*61e85e36SJonas Bonn  * others.  All original copyrights apply as per the original source
6*61e85e36SJonas Bonn  * declaration.
7*61e85e36SJonas Bonn  *
8*61e85e36SJonas Bonn  * Modifications for the OpenRISC architecture:
9*61e85e36SJonas Bonn  * Copyright (C) 2003 Matjaz Breskvar <phoenix@bsemi.com>
10*61e85e36SJonas Bonn  * Copyright (C) 2010-2011 Jonas Bonn <jonas@southpole.se>
11*61e85e36SJonas Bonn  *
12*61e85e36SJonas Bonn  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
13*61e85e36SJonas Bonn  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
14*61e85e36SJonas Bonn  *      as published by the Free Software Foundation; either version
15*61e85e36SJonas Bonn  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
16*61e85e36SJonas Bonn  */
17*61e85e36SJonas Bonn 
18*61e85e36SJonas Bonn #include <linux/mm.h>
19*61e85e36SJonas Bonn #include <linux/interrupt.h>
20*61e85e36SJonas Bonn #include <linux/module.h>
21*61e85e36SJonas Bonn #include <linux/sched.h>
22*61e85e36SJonas Bonn 
23*61e85e36SJonas Bonn #include <asm/uaccess.h>
24*61e85e36SJonas Bonn #include <asm/siginfo.h>
25*61e85e36SJonas Bonn #include <asm/signal.h>
26*61e85e36SJonas Bonn 
27*61e85e36SJonas Bonn #define NUM_TLB_ENTRIES 64
28*61e85e36SJonas Bonn #define TLB_OFFSET(add) (((add) >> PAGE_SHIFT) & (NUM_TLB_ENTRIES-1))
29*61e85e36SJonas Bonn 
30*61e85e36SJonas Bonn unsigned long pte_misses;	/* updated by do_page_fault() */
31*61e85e36SJonas Bonn unsigned long pte_errors;	/* updated by do_page_fault() */
32*61e85e36SJonas Bonn 
33*61e85e36SJonas Bonn /* __PHX__ :: - check the vmalloc_fault in do_page_fault()
34*61e85e36SJonas Bonn  *            - also look into include/asm-or32/mmu_context.h
35*61e85e36SJonas Bonn  */
36*61e85e36SJonas Bonn volatile pgd_t *current_pgd;
37*61e85e36SJonas Bonn 
38*61e85e36SJonas Bonn extern void die(char *, struct pt_regs *, long);
39*61e85e36SJonas Bonn 
40*61e85e36SJonas Bonn /*
41*61e85e36SJonas Bonn  * This routine handles page faults.  It determines the address,
42*61e85e36SJonas Bonn  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
43*61e85e36SJonas Bonn  * routines.
44*61e85e36SJonas Bonn  *
45*61e85e36SJonas Bonn  * If this routine detects a bad access, it returns 1, otherwise it
46*61e85e36SJonas Bonn  * returns 0.
47*61e85e36SJonas Bonn  */
48*61e85e36SJonas Bonn 
49*61e85e36SJonas Bonn asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
50*61e85e36SJonas Bonn 			      unsigned long vector, int write_acc)
51*61e85e36SJonas Bonn {
52*61e85e36SJonas Bonn 	struct task_struct *tsk;
53*61e85e36SJonas Bonn 	struct mm_struct *mm;
54*61e85e36SJonas Bonn 	struct vm_area_struct *vma;
55*61e85e36SJonas Bonn 	siginfo_t info;
56*61e85e36SJonas Bonn 	int fault;
57*61e85e36SJonas Bonn 
58*61e85e36SJonas Bonn 	tsk = current;
59*61e85e36SJonas Bonn 
60*61e85e36SJonas Bonn 	/*
61*61e85e36SJonas Bonn 	 * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
62*61e85e36SJonas Bonn 	 * 'reference' page table is init_mm.pgd.
63*61e85e36SJonas Bonn 	 *
64*61e85e36SJonas Bonn 	 * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
65*61e85e36SJonas Bonn 	 * be in an interrupt or a critical region, and should
66*61e85e36SJonas Bonn 	 * only copy the information from the master page table,
67*61e85e36SJonas Bonn 	 * nothing more.
68*61e85e36SJonas Bonn 	 *
69*61e85e36SJonas Bonn 	 * NOTE2: This is done so that, when updating the vmalloc
70*61e85e36SJonas Bonn 	 * mappings we don't have to walk all processes pgdirs and
71*61e85e36SJonas Bonn 	 * add the high mappings all at once. Instead we do it as they
72*61e85e36SJonas Bonn 	 * are used. However vmalloc'ed page entries have the PAGE_GLOBAL
73*61e85e36SJonas Bonn 	 * bit set so sometimes the TLB can use a lingering entry.
74*61e85e36SJonas Bonn 	 *
75*61e85e36SJonas Bonn 	 * This verifies that the fault happens in kernel space
76*61e85e36SJonas Bonn 	 * and that the fault was not a protection error.
77*61e85e36SJonas Bonn 	 */
78*61e85e36SJonas Bonn 
79*61e85e36SJonas Bonn 	if (address >= VMALLOC_START &&
80*61e85e36SJonas Bonn 	    (vector != 0x300 && vector != 0x400) &&
81*61e85e36SJonas Bonn 	    !user_mode(regs))
82*61e85e36SJonas Bonn 		goto vmalloc_fault;
83*61e85e36SJonas Bonn 
84*61e85e36SJonas Bonn 	/* If exceptions were enabled, we can reenable them here */
85*61e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs)) {
86*61e85e36SJonas Bonn 		/* Exception was in userspace: reenable interrupts */
87*61e85e36SJonas Bonn 		local_irq_enable();
88*61e85e36SJonas Bonn 	} else {
89*61e85e36SJonas Bonn 		/* If exception was in a syscall, then IRQ's may have
90*61e85e36SJonas Bonn 		 * been enabled or disabled.  If they were enabled,
91*61e85e36SJonas Bonn 		 * reenable them.
92*61e85e36SJonas Bonn 		 */
93*61e85e36SJonas Bonn 		if (regs->sr && (SPR_SR_IEE | SPR_SR_TEE))
94*61e85e36SJonas Bonn 			local_irq_enable();
95*61e85e36SJonas Bonn 	}
96*61e85e36SJonas Bonn 
97*61e85e36SJonas Bonn 	mm = tsk->mm;
98*61e85e36SJonas Bonn 	info.si_code = SEGV_MAPERR;
99*61e85e36SJonas Bonn 
100*61e85e36SJonas Bonn 	/*
101*61e85e36SJonas Bonn 	 * If we're in an interrupt or have no user
102*61e85e36SJonas Bonn 	 * context, we must not take the fault..
103*61e85e36SJonas Bonn 	 */
104*61e85e36SJonas Bonn 
105*61e85e36SJonas Bonn 	if (in_interrupt() || !mm)
106*61e85e36SJonas Bonn 		goto no_context;
107*61e85e36SJonas Bonn 
108*61e85e36SJonas Bonn 	down_read(&mm->mmap_sem);
109*61e85e36SJonas Bonn 	vma = find_vma(mm, address);
110*61e85e36SJonas Bonn 
111*61e85e36SJonas Bonn 	if (!vma)
112*61e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
113*61e85e36SJonas Bonn 
114*61e85e36SJonas Bonn 	if (vma->vm_start <= address)
115*61e85e36SJonas Bonn 		goto good_area;
116*61e85e36SJonas Bonn 
117*61e85e36SJonas Bonn 	if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
118*61e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
119*61e85e36SJonas Bonn 
120*61e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs)) {
121*61e85e36SJonas Bonn 		/*
122*61e85e36SJonas Bonn 		 * accessing the stack below usp is always a bug.
123*61e85e36SJonas Bonn 		 * we get page-aligned addresses so we can only check
124*61e85e36SJonas Bonn 		 * if we're within a page from usp, but that might be
125*61e85e36SJonas Bonn 		 * enough to catch brutal errors at least.
126*61e85e36SJonas Bonn 		 */
127*61e85e36SJonas Bonn 		if (address + PAGE_SIZE < regs->sp)
128*61e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area;
129*61e85e36SJonas Bonn 	}
130*61e85e36SJonas Bonn 	if (expand_stack(vma, address))
131*61e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
132*61e85e36SJonas Bonn 
133*61e85e36SJonas Bonn 	/*
134*61e85e36SJonas Bonn 	 * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
135*61e85e36SJonas Bonn 	 * we can handle it..
136*61e85e36SJonas Bonn 	 */
137*61e85e36SJonas Bonn 
138*61e85e36SJonas Bonn good_area:
139*61e85e36SJonas Bonn 	info.si_code = SEGV_ACCERR;
140*61e85e36SJonas Bonn 
141*61e85e36SJonas Bonn 	/* first do some preliminary protection checks */
142*61e85e36SJonas Bonn 
143*61e85e36SJonas Bonn 	if (write_acc) {
144*61e85e36SJonas Bonn 		if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
145*61e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area;
146*61e85e36SJonas Bonn 	} else {
147*61e85e36SJonas Bonn 		/* not present */
148*61e85e36SJonas Bonn 		if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
149*61e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area;
150*61e85e36SJonas Bonn 	}
151*61e85e36SJonas Bonn 
152*61e85e36SJonas Bonn 	/* are we trying to execute nonexecutable area */
153*61e85e36SJonas Bonn 	if ((vector == 0x400) && !(vma->vm_page_prot.pgprot & _PAGE_EXEC))
154*61e85e36SJonas Bonn 		goto bad_area;
155*61e85e36SJonas Bonn 
156*61e85e36SJonas Bonn 	/*
157*61e85e36SJonas Bonn 	 * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
158*61e85e36SJonas Bonn 	 * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
159*61e85e36SJonas Bonn 	 * the fault.
160*61e85e36SJonas Bonn 	 */
161*61e85e36SJonas Bonn 
162*61e85e36SJonas Bonn 	fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write_acc);
163*61e85e36SJonas Bonn 	if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
164*61e85e36SJonas Bonn 		if (fault & VM_FAULT_OOM)
165*61e85e36SJonas Bonn 			goto out_of_memory;
166*61e85e36SJonas Bonn 		else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
167*61e85e36SJonas Bonn 			goto do_sigbus;
168*61e85e36SJonas Bonn 		BUG();
169*61e85e36SJonas Bonn 	}
170*61e85e36SJonas Bonn 	/*RGD modeled on Cris */
171*61e85e36SJonas Bonn 	if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
172*61e85e36SJonas Bonn 		tsk->maj_flt++;
173*61e85e36SJonas Bonn 	else
174*61e85e36SJonas Bonn 		tsk->min_flt++;
175*61e85e36SJonas Bonn 
176*61e85e36SJonas Bonn 	up_read(&mm->mmap_sem);
177*61e85e36SJonas Bonn 	return;
178*61e85e36SJonas Bonn 
179*61e85e36SJonas Bonn 	/*
180*61e85e36SJonas Bonn 	 * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
181*61e85e36SJonas Bonn 	 * Fix it, but check if it's kernel or user first..
182*61e85e36SJonas Bonn 	 */
183*61e85e36SJonas Bonn 
184*61e85e36SJonas Bonn bad_area:
185*61e85e36SJonas Bonn 	up_read(&mm->mmap_sem);
186*61e85e36SJonas Bonn 
187*61e85e36SJonas Bonn bad_area_nosemaphore:
188*61e85e36SJonas Bonn 
189*61e85e36SJonas Bonn 	/* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
190*61e85e36SJonas Bonn 
191*61e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs)) {
192*61e85e36SJonas Bonn 		info.si_signo = SIGSEGV;
193*61e85e36SJonas Bonn 		info.si_errno = 0;
194*61e85e36SJonas Bonn 		/* info.si_code has been set above */
195*61e85e36SJonas Bonn 		info.si_addr = (void *)address;
196*61e85e36SJonas Bonn 		force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
197*61e85e36SJonas Bonn 		return;
198*61e85e36SJonas Bonn 	}
199*61e85e36SJonas Bonn 
200*61e85e36SJonas Bonn no_context:
201*61e85e36SJonas Bonn 
202*61e85e36SJonas Bonn 	/* Are we prepared to handle this kernel fault?
203*61e85e36SJonas Bonn 	 *
204*61e85e36SJonas Bonn 	 * (The kernel has valid exception-points in the source
205*61e85e36SJonas Bonn 	 *  when it acesses user-memory. When it fails in one
206*61e85e36SJonas Bonn 	 *  of those points, we find it in a table and do a jump
207*61e85e36SJonas Bonn 	 *  to some fixup code that loads an appropriate error
208*61e85e36SJonas Bonn 	 *  code)
209*61e85e36SJonas Bonn 	 */
210*61e85e36SJonas Bonn 
211*61e85e36SJonas Bonn 	{
212*61e85e36SJonas Bonn 		const struct exception_table_entry *entry;
213*61e85e36SJonas Bonn 
214*61e85e36SJonas Bonn 		__asm__ __volatile__("l.nop 42");
215*61e85e36SJonas Bonn 
216*61e85e36SJonas Bonn 		if ((entry = search_exception_tables(regs->pc)) != NULL) {
217*61e85e36SJonas Bonn 			/* Adjust the instruction pointer in the stackframe */
218*61e85e36SJonas Bonn 			regs->pc = entry->fixup;
219*61e85e36SJonas Bonn 			return;
220*61e85e36SJonas Bonn 		}
221*61e85e36SJonas Bonn 	}
222*61e85e36SJonas Bonn 
223*61e85e36SJonas Bonn 	/*
224*61e85e36SJonas Bonn 	 * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
225*61e85e36SJonas Bonn 	 * terminate things with extreme prejudice.
226*61e85e36SJonas Bonn 	 */
227*61e85e36SJonas Bonn 
228*61e85e36SJonas Bonn 	if ((unsigned long)(address) < PAGE_SIZE)
229*61e85e36SJonas Bonn 		printk(KERN_ALERT
230*61e85e36SJonas Bonn 		       "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
231*61e85e36SJonas Bonn 	else
232*61e85e36SJonas Bonn 		printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel access");
233*61e85e36SJonas Bonn 	printk(" at virtual address 0x%08lx\n", address);
234*61e85e36SJonas Bonn 
235*61e85e36SJonas Bonn 	die("Oops", regs, write_acc);
236*61e85e36SJonas Bonn 
237*61e85e36SJonas Bonn 	do_exit(SIGKILL);
238*61e85e36SJonas Bonn 
239*61e85e36SJonas Bonn 	/*
240*61e85e36SJonas Bonn 	 * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
241*61e85e36SJonas Bonn 	 * us unable to handle the page fault gracefully.
242*61e85e36SJonas Bonn 	 */
243*61e85e36SJonas Bonn 
244*61e85e36SJonas Bonn out_of_memory:
245*61e85e36SJonas Bonn 	__asm__ __volatile__("l.nop 42");
246*61e85e36SJonas Bonn 	__asm__ __volatile__("l.nop 1");
247*61e85e36SJonas Bonn 
248*61e85e36SJonas Bonn 	up_read(&mm->mmap_sem);
249*61e85e36SJonas Bonn 	printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
250*61e85e36SJonas Bonn 	if (user_mode(regs))
251*61e85e36SJonas Bonn 		do_exit(SIGKILL);
252*61e85e36SJonas Bonn 	goto no_context;
253*61e85e36SJonas Bonn 
254*61e85e36SJonas Bonn do_sigbus:
255*61e85e36SJonas Bonn 	up_read(&mm->mmap_sem);
256*61e85e36SJonas Bonn 
257*61e85e36SJonas Bonn 	/*
258*61e85e36SJonas Bonn 	 * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
259*61e85e36SJonas Bonn 	 * or user mode.
260*61e85e36SJonas Bonn 	 */
261*61e85e36SJonas Bonn 	info.si_signo = SIGBUS;
262*61e85e36SJonas Bonn 	info.si_errno = 0;
263*61e85e36SJonas Bonn 	info.si_code = BUS_ADRERR;
264*61e85e36SJonas Bonn 	info.si_addr = (void *)address;
265*61e85e36SJonas Bonn 	force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
266*61e85e36SJonas Bonn 
267*61e85e36SJonas Bonn 	/* Kernel mode? Handle exceptions or die */
268*61e85e36SJonas Bonn 	if (!user_mode(regs))
269*61e85e36SJonas Bonn 		goto no_context;
270*61e85e36SJonas Bonn 	return;
271*61e85e36SJonas Bonn 
272*61e85e36SJonas Bonn vmalloc_fault:
273*61e85e36SJonas Bonn 	{
274*61e85e36SJonas Bonn 		/*
275*61e85e36SJonas Bonn 		 * Synchronize this task's top level page-table
276*61e85e36SJonas Bonn 		 * with the 'reference' page table.
277*61e85e36SJonas Bonn 		 *
278*61e85e36SJonas Bonn 		 * Use current_pgd instead of tsk->active_mm->pgd
279*61e85e36SJonas Bonn 		 * since the latter might be unavailable if this
280*61e85e36SJonas Bonn 		 * code is executed in a misfortunately run irq
281*61e85e36SJonas Bonn 		 * (like inside schedule() between switch_mm and
282*61e85e36SJonas Bonn 		 *  switch_to...).
283*61e85e36SJonas Bonn 		 */
284*61e85e36SJonas Bonn 
285*61e85e36SJonas Bonn 		int offset = pgd_index(address);
286*61e85e36SJonas Bonn 		pgd_t *pgd, *pgd_k;
287*61e85e36SJonas Bonn 		pud_t *pud, *pud_k;
288*61e85e36SJonas Bonn 		pmd_t *pmd, *pmd_k;
289*61e85e36SJonas Bonn 		pte_t *pte_k;
290*61e85e36SJonas Bonn 
291*61e85e36SJonas Bonn /*
292*61e85e36SJonas Bonn 		phx_warn("do_page_fault(): vmalloc_fault will not work, "
293*61e85e36SJonas Bonn 			 "since current_pgd assign a proper value somewhere\n"
294*61e85e36SJonas Bonn 			 "anyhow we don't need this at the moment\n");
295*61e85e36SJonas Bonn 
296*61e85e36SJonas Bonn 		phx_mmu("vmalloc_fault");
297*61e85e36SJonas Bonn */
298*61e85e36SJonas Bonn 		pgd = (pgd_t *)current_pgd + offset;
299*61e85e36SJonas Bonn 		pgd_k = init_mm.pgd + offset;
300*61e85e36SJonas Bonn 
301*61e85e36SJonas Bonn 		/* Since we're two-level, we don't need to do both
302*61e85e36SJonas Bonn 		 * set_pgd and set_pmd (they do the same thing). If
303*61e85e36SJonas Bonn 		 * we go three-level at some point, do the right thing
304*61e85e36SJonas Bonn 		 * with pgd_present and set_pgd here.
305*61e85e36SJonas Bonn 		 *
306*61e85e36SJonas Bonn 		 * Also, since the vmalloc area is global, we don't
307*61e85e36SJonas Bonn 		 * need to copy individual PTE's, it is enough to
308*61e85e36SJonas Bonn 		 * copy the pgd pointer into the pte page of the
309*61e85e36SJonas Bonn 		 * root task. If that is there, we'll find our pte if
310*61e85e36SJonas Bonn 		 * it exists.
311*61e85e36SJonas Bonn 		 */
312*61e85e36SJonas Bonn 
313*61e85e36SJonas Bonn 		pud = pud_offset(pgd, address);
314*61e85e36SJonas Bonn 		pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
315*61e85e36SJonas Bonn 		if (!pud_present(*pud_k))
316*61e85e36SJonas Bonn 			goto no_context;
317*61e85e36SJonas Bonn 
318*61e85e36SJonas Bonn 		pmd = pmd_offset(pud, address);
319*61e85e36SJonas Bonn 		pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
320*61e85e36SJonas Bonn 
321*61e85e36SJonas Bonn 		if (!pmd_present(*pmd_k))
322*61e85e36SJonas Bonn 			goto bad_area_nosemaphore;
323*61e85e36SJonas Bonn 
324*61e85e36SJonas Bonn 		set_pmd(pmd, *pmd_k);
325*61e85e36SJonas Bonn 
326*61e85e36SJonas Bonn 		/* Make sure the actual PTE exists as well to
327*61e85e36SJonas Bonn 		 * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
328*61e85e36SJonas Bonn 		 * addresses. If we don't do this, this will just
329*61e85e36SJonas Bonn 		 * silently loop forever.
330*61e85e36SJonas Bonn 		 */
331*61e85e36SJonas Bonn 
332*61e85e36SJonas Bonn 		pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
333*61e85e36SJonas Bonn 		if (!pte_present(*pte_k))
334*61e85e36SJonas Bonn 			goto no_context;
335*61e85e36SJonas Bonn 
336*61e85e36SJonas Bonn 		return;
337*61e85e36SJonas Bonn 	}
338*61e85e36SJonas Bonn }
339