Merge branch 'omap-serial' of git://git.linaro.org/people/rmk/linux-arm
[~shefty/rdma-dev.git] / arch / arm64 / mm / fault.c
1 /*
2  * Based on arch/arm/mm/fault.c
3  *
4  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
5  * Copyright (C) 1995-2004 Russell King
6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
10  * published by the Free Software Foundation.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include <linux/module.h>
22 #include <linux/signal.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/hardirq.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kprobes.h>
27 #include <linux/uaccess.h>
28 #include <linux/page-flags.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31 #include <linux/perf_event.h>
32
33 #include <asm/exception.h>
34 #include <asm/debug-monitors.h>
35 #include <asm/system_misc.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include <asm/tlbflush.h>
38
39 /*
40  * Dump out the page tables associated with 'addr' in mm 'mm'.
41  */
42 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
43 {
44         pgd_t *pgd;
45
46         if (!mm)
47                 mm = &init_mm;
48
49         pr_alert("pgd = %p\n", mm->pgd);
50         pgd = pgd_offset(mm, addr);
51         pr_alert("[%08lx] *pgd=%016llx", addr, pgd_val(*pgd));
52
53         do {
54                 pud_t *pud;
55                 pmd_t *pmd;
56                 pte_t *pte;
57
58                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
59                         break;
60
61                 pud = pud_offset(pgd, addr);
62                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
63                         break;
64
65                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
66                 printk(", *pmd=%016llx", pmd_val(*pmd));
67                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
68                         break;
69
70                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
71                 printk(", *pte=%016llx", pte_val(*pte));
72                 pte_unmap(pte);
73         } while(0);
74
75         printk("\n");
76 }
77
78 /*
79  * The kernel tried to access some page that wasn't present.
80  */
81 static void __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
82                               unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
83 {
84         /*
85          * Are we prepared to handle this kernel fault?
86          */
87         if (fixup_exception(regs))
88                 return;
89
90         /*
91          * No handler, we'll have to terminate things with extreme prejudice.
92          */
93         bust_spinlocks(1);
94         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
95                  (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
96                  "paging request", addr);
97
98         show_pte(mm, addr);
99         die("Oops", regs, esr);
100         bust_spinlocks(0);
101         do_exit(SIGKILL);
102 }
103
104 /*
105  * Something tried to access memory that isn't in our memory map. User mode
106  * accesses just cause a SIGSEGV
107  */
108 static void __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
109                             unsigned int esr, unsigned int sig, int code,
110                             struct pt_regs *regs)
111 {
112         struct siginfo si;
113
114         if (show_unhandled_signals) {
115                 pr_info("%s[%d]: unhandled page fault (%d) at 0x%08lx, code 0x%03x\n",
116                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), sig, addr, esr);
117                 show_pte(tsk->mm, addr);
118                 show_regs(regs);
119         }
120
121         tsk->thread.fault_address = addr;
122         si.si_signo = sig;
123         si.si_errno = 0;
124         si.si_code = code;
125         si.si_addr = (void __user *)addr;
126         force_sig_info(sig, &si, tsk);
127 }
128
129 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
130 {
131         struct task_struct *tsk = current;
132         struct mm_struct *mm = tsk->active_mm;
133
134         /*
135          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
136          * handle this fault with.
137          */
138         if (user_mode(regs))
139                 __do_user_fault(tsk, addr, esr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
140         else
141                 __do_kernel_fault(mm, addr, esr, regs);
142 }
143
144 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
145 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
146
147 #define ESR_WRITE               (1 << 6)
148 #define ESR_LNX_EXEC            (1 << 24)
149
150 /*
151  * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which occurred.
152  * If we encountered a write fault, we must have write permission, otherwise
153  * we allow any permission.
154  */
155 static inline bool access_error(unsigned int esr, struct vm_area_struct *vma)
156 {
157         unsigned int mask = VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC;
158
159         if (esr & ESR_WRITE)
160                 mask = VM_WRITE;
161         if (esr & ESR_LNX_EXEC)
162                 mask = VM_EXEC;
163
164         return vma->vm_flags & mask ? false : true;
165 }
166
167 static int __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
168                            unsigned int esr, unsigned int flags,
169                            struct task_struct *tsk)
170 {
171         struct vm_area_struct *vma;
172         int fault;
173
174         vma = find_vma(mm, addr);
175         fault = VM_FAULT_BADMAP;
176         if (unlikely(!vma))
177                 goto out;
178         if (unlikely(vma->vm_start > addr))
179                 goto check_stack;
180
181         /*
182          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
183          * it.
184          */
185 good_area:
186         if (access_error(esr, vma)) {
187                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
188                 goto out;
189         }
190
191         return handle_mm_fault(mm, vma, addr & PAGE_MASK, flags);
192
193 check_stack:
194         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
195                 goto good_area;
196 out:
197         return fault;
198 }
199
200 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
201                                    struct pt_regs *regs)
202 {
203         struct task_struct *tsk;
204         struct mm_struct *mm;
205         int fault, sig, code;
206         int write = esr & ESR_WRITE;
207         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE |
208                 (write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
209
210         tsk = current;
211         mm  = tsk->mm;
212
213         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
214         if (interrupts_enabled(regs))
215                 local_irq_enable();
216
217         /*
218          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
219          * the fault.
220          */
221         if (in_atomic() || !mm)
222                 goto no_context;
223
224         /*
225          * As per x86, we may deadlock here. However, since the kernel only
226          * validly references user space from well defined areas of the code,
227          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
228          */
229         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
230                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
231                         goto no_context;
232 retry:
233                 down_read(&mm->mmap_sem);
234         } else {
235                 /*
236                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
237                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
238                  */
239                 might_sleep();
240 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
241                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
242                         goto no_context;
243 #endif
244         }
245
246         fault = __do_page_fault(mm, addr, esr, flags, tsk);
247
248         /*
249          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
250          * signal first. We do not need to release the mmap_sem because it
251          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
252          */
253         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
254                 return 0;
255
256         /*
257          * Major/minor page fault accounting is only done on the initial
258          * attempt. If we go through a retry, it is extremely likely that the
259          * page will be found in page cache at that point.
260          */
261
262         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
263         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
264                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
265                         tsk->maj_flt++;
266                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs,
267                                       addr);
268                 } else {
269                         tsk->min_flt++;
270                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs,
271                                       addr);
272                 }
273                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
274                         /*
275                          * Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk of
276                          * starvation.
277                          */
278                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
279                         goto retry;
280                 }
281         }
282
283         up_read(&mm->mmap_sem);
284
285         /*
286          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR / VM_FAULT_MINOR
287          */
288         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
289                               VM_FAULT_BADACCESS))))
290                 return 0;
291
292         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
293                 /*
294                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
295                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
296                  * oom-killed).
297                  */
298                 pagefault_out_of_memory();
299                 return 0;
300         }
301
302         /*
303          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
304          * handle this fault with.
305          */
306         if (!user_mode(regs))
307                 goto no_context;
308
309         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
310                 /*
311                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
312                  * this page fault.
313                  */
314                 sig = SIGBUS;
315                 code = BUS_ADRERR;
316         } else {
317                 /*
318                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
319                  * map.
320                  */
321                 sig = SIGSEGV;
322                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ?
323                         SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
324         }
325
326         __do_user_fault(tsk, addr, esr, sig, code, regs);
327         return 0;
328
329 no_context:
330         __do_kernel_fault(mm, addr, esr, regs);
331         return 0;
332 }
333
334 /*
335  * First Level Translation Fault Handler
336  *
337  * We enter here because the first level page table doesn't contain a valid
338  * entry for the address.
339  *
340  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are probably
341  * faulting in the vmalloc() area.
342  *
343  * If the init_task's first level page tables contains the relevant entry, we
344  * copy the it to this task.  If not, we send the process a signal, fixup the
345  * exception, or oops the kernel.
346  *
347  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an interrupt
348  * or a critical region, and should only copy the information from the master
349  * page table, nothing more.
350  */
351 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long addr,
352                                           unsigned int esr,
353                                           struct pt_regs *regs)
354 {
355         if (addr < TASK_SIZE)
356                 return do_page_fault(addr, esr, regs);
357
358         do_bad_area(addr, esr, regs);
359         return 0;
360 }
361
362 /*
363  * Some section permission faults need to be handled gracefully.  They can
364  * happen due to a __{get,put}_user during an oops.
365  */
366 static int do_sect_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
367                          struct pt_regs *regs)
368 {
369         do_bad_area(addr, esr, regs);
370         return 0;
371 }
372
373 /*
374  * This abort handler always returns "fault".
375  */
376 static int do_bad(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
377 {
378         return 1;
379 }
380
381 static struct fault_info {
382         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs);
383         int     sig;
384         int     code;
385         const char *name;
386 } fault_info[] = {
387         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "ttbr address size fault"       },
388         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 1 address size fault"    },
389         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 2 address size fault"    },
390         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 3 address size fault"    },
391         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "input address range fault"     },
392         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
393         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
394         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
395         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "reserved access flag fault"    },
396         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
397         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
398         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
399         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "reserved permission fault"     },
400         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
401         { do_sect_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
402         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
403         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous external abort"    },
404         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "asynchronous external abort"   },
405         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 18"                    },
406         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 19"                    },
407         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
408         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
409         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
410         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
411         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error"      },
412         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "asynchronous parity error"     },
413         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 26"                    },
414         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 27"                    },
415         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
416         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
417         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
418         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
419         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 32"                    },
420         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
421         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "debug event"                   },
422         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 35"                    },
423         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 36"                    },
424         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 37"                    },
425         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 38"                    },
426         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 39"                    },
427         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 40"                    },
428         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 41"                    },
429         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 42"                    },
430         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 43"                    },
431         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 44"                    },
432         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 45"                    },
433         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 46"                    },
434         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 47"                    },
435         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 48"                    },
436         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 49"                    },
437         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 50"                    },
438         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 51"                    },
439         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "implementation fault (lockdown abort)" },
440         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 53"                    },
441         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 54"                    },
442         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 55"                    },
443         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 56"                    },
444         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 57"                    },
445         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "implementation fault (coprocessor abort)" },
446         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 59"                    },
447         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 60"                    },
448         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 61"                    },
449         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 62"                    },
450         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 63"                    },
451 };
452
453 /*
454  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
455  */
456 asmlinkage void __exception do_mem_abort(unsigned long addr, unsigned int esr,
457                                          struct pt_regs *regs)
458 {
459         const struct fault_info *inf = fault_info + (esr & 63);
460         struct siginfo info;
461
462         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
463                 return;
464
465         pr_alert("Unhandled fault: %s (0x%08x) at 0x%016lx\n",
466                  inf->name, esr, addr);
467
468         info.si_signo = inf->sig;
469         info.si_errno = 0;
470         info.si_code  = inf->code;
471         info.si_addr  = (void __user *)addr;
472         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
473 }
474
475 /*
476  * Handle stack alignment exceptions.
477  */
478 asmlinkage void __exception do_sp_pc_abort(unsigned long addr,
479                                            unsigned int esr,
480                                            struct pt_regs *regs)
481 {
482         struct siginfo info;
483
484         info.si_signo = SIGBUS;
485         info.si_errno = 0;
486         info.si_code  = BUS_ADRALN;
487         info.si_addr  = (void __user *)addr;
488         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
489 }
490
491 static struct fault_info debug_fault_info[] = {
492         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
493         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
494         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
495         { do_bad,       SIGBUS,         0,              "unknown 3"             },
496         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
497         { do_bad,       SIGTRAP,        0,              "aarch32 vector catch"  },
498         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
499         { do_bad,       SIGBUS,         0,              "unknown 7"             },
500 };
501
502 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
503                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
504                                   int sig, int code, const char *name)
505 {
506         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
507
508         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
509         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
510         debug_fault_info[nr].code       = code;
511         debug_fault_info[nr].name       = name;
512 }
513
514 asmlinkage int __exception do_debug_exception(unsigned long addr,
515                                               unsigned int esr,
516                                               struct pt_regs *regs)
517 {
518         const struct fault_info *inf = debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
519         struct siginfo info;
520
521         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
522                 return 1;
523
524         pr_alert("Unhandled debug exception: %s (0x%08x) at 0x%016lx\n",
525                  inf->name, esr, addr);
526
527         info.si_signo = inf->sig;
528         info.si_errno = 0;
529         info.si_code  = inf->code;
530         info.si_addr  = (void __user *)addr;
531         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
532
533         return 0;
534 }