Merge tag 'arm64-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/cmarinas...
[~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 static const char *fault_name(unsigned int esr);
40
41 /*
42  * Dump out the page tables associated with 'addr' in mm 'mm'.
43  */
44 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
45 {
46         pgd_t *pgd;
47
48         if (!mm)
49                 mm = &init_mm;
50
51         pr_alert("pgd = %p\n", mm->pgd);
52         pgd = pgd_offset(mm, addr);
53         pr_alert("[%08lx] *pgd=%016llx", addr, pgd_val(*pgd));
54
55         do {
56                 pud_t *pud;
57                 pmd_t *pmd;
58                 pte_t *pte;
59
60                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
61                         break;
62
63                 pud = pud_offset(pgd, addr);
64                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
65                         break;
66
67                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
68                 printk(", *pmd=%016llx", pmd_val(*pmd));
69                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
70                         break;
71
72                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
73                 printk(", *pte=%016llx", pte_val(*pte));
74                 pte_unmap(pte);
75         } while(0);
76
77         printk("\n");
78 }
79
80 /*
81  * The kernel tried to access some page that wasn't present.
82  */
83 static void __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
84                               unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
85 {
86         /*
87          * Are we prepared to handle this kernel fault?
88          */
89         if (fixup_exception(regs))
90                 return;
91
92         /*
93          * No handler, we'll have to terminate things with extreme prejudice.
94          */
95         bust_spinlocks(1);
96         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
97                  (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
98                  "paging request", addr);
99
100         show_pte(mm, addr);
101         die("Oops", regs, esr);
102         bust_spinlocks(0);
103         do_exit(SIGKILL);
104 }
105
106 /*
107  * Something tried to access memory that isn't in our memory map. User mode
108  * accesses just cause a SIGSEGV
109  */
110 static void __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
111                             unsigned int esr, unsigned int sig, int code,
112                             struct pt_regs *regs)
113 {
114         struct siginfo si;
115
116         if (show_unhandled_signals) {
117                 pr_info("%s[%d]: unhandled %s (%d) at 0x%08lx, esr 0x%03x\n",
118                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), fault_name(esr), sig,
119                         addr, esr);
120                 show_pte(tsk->mm, addr);
121                 show_regs(regs);
122         }
123
124         tsk->thread.fault_address = addr;
125         si.si_signo = sig;
126         si.si_errno = 0;
127         si.si_code = code;
128         si.si_addr = (void __user *)addr;
129         force_sig_info(sig, &si, tsk);
130 }
131
132 void do_bad_area(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
133 {
134         struct task_struct *tsk = current;
135         struct mm_struct *mm = tsk->active_mm;
136
137         /*
138          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
139          * handle this fault with.
140          */
141         if (user_mode(regs))
142                 __do_user_fault(tsk, addr, esr, SIGSEGV, SEGV_MAPERR, regs);
143         else
144                 __do_kernel_fault(mm, addr, esr, regs);
145 }
146
147 #define VM_FAULT_BADMAP         0x010000
148 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x020000
149
150 #define ESR_WRITE               (1 << 6)
151 #define ESR_LNX_EXEC            (1 << 24)
152
153 /*
154  * Check that the permissions on the VMA allow for the fault which occurred.
155  * If we encountered a write fault, we must have write permission, otherwise
156  * we allow any permission.
157  */
158 static inline bool access_error(unsigned int esr, struct vm_area_struct *vma)
159 {
160         unsigned int mask = VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC;
161
162         if (esr & ESR_WRITE)
163                 mask = VM_WRITE;
164         if (esr & ESR_LNX_EXEC)
165                 mask = VM_EXEC;
166
167         return vma->vm_flags & mask ? false : true;
168 }
169
170 static int __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
171                            unsigned int esr, unsigned int flags,
172                            struct task_struct *tsk)
173 {
174         struct vm_area_struct *vma;
175         int fault;
176
177         vma = find_vma(mm, addr);
178         fault = VM_FAULT_BADMAP;
179         if (unlikely(!vma))
180                 goto out;
181         if (unlikely(vma->vm_start > addr))
182                 goto check_stack;
183
184         /*
185          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so we can handle
186          * it.
187          */
188 good_area:
189         if (access_error(esr, vma)) {
190                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
191                 goto out;
192         }
193
194         return handle_mm_fault(mm, vma, addr & PAGE_MASK, flags);
195
196 check_stack:
197         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
198                 goto good_area;
199 out:
200         return fault;
201 }
202
203 static int __kprobes do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
204                                    struct pt_regs *regs)
205 {
206         struct task_struct *tsk;
207         struct mm_struct *mm;
208         int fault, sig, code;
209         int write = esr & ESR_WRITE;
210         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE |
211                 (write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
212
213         tsk = current;
214         mm  = tsk->mm;
215
216         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
217         if (interrupts_enabled(regs))
218                 local_irq_enable();
219
220         /*
221          * If we're in an interrupt or have no user context, we must not take
222          * the fault.
223          */
224         if (in_atomic() || !mm)
225                 goto no_context;
226
227         /*
228          * As per x86, we may deadlock here. However, since the kernel only
229          * validly references user space from well defined areas of the code,
230          * we can bug out early if this is from code which shouldn't.
231          */
232         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
233                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
234                         goto no_context;
235 retry:
236                 down_read(&mm->mmap_sem);
237         } else {
238                 /*
239                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
240                  * case, we'll have missed the might_sleep() from down_read().
241                  */
242                 might_sleep();
243 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
244                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->pc))
245                         goto no_context;
246 #endif
247         }
248
249         fault = __do_page_fault(mm, addr, esr, flags, tsk);
250
251         /*
252          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
253          * signal first. We do not need to release the mmap_sem because it
254          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
255          */
256         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
257                 return 0;
258
259         /*
260          * Major/minor page fault accounting is only done on the initial
261          * attempt. If we go through a retry, it is extremely likely that the
262          * page will be found in page cache at that point.
263          */
264
265         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
266         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
267                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
268                         tsk->maj_flt++;
269                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs,
270                                       addr);
271                 } else {
272                         tsk->min_flt++;
273                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs,
274                                       addr);
275                 }
276                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
277                         /*
278                          * Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk of
279                          * starvation.
280                          */
281                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
282                         goto retry;
283                 }
284         }
285
286         up_read(&mm->mmap_sem);
287
288         /*
289          * Handle the "normal" case first - VM_FAULT_MAJOR / VM_FAULT_MINOR
290          */
291         if (likely(!(fault & (VM_FAULT_ERROR | VM_FAULT_BADMAP |
292                               VM_FAULT_BADACCESS))))
293                 return 0;
294
295         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
296                 /*
297                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return to
298                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
299                  * oom-killed).
300                  */
301                 pagefault_out_of_memory();
302                 return 0;
303         }
304
305         /*
306          * If we are in kernel mode at this point, we have no context to
307          * handle this fault with.
308          */
309         if (!user_mode(regs))
310                 goto no_context;
311
312         if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
313                 /*
314                  * We had some memory, but were unable to successfully fix up
315                  * this page fault.
316                  */
317                 sig = SIGBUS;
318                 code = BUS_ADRERR;
319         } else {
320                 /*
321                  * Something tried to access memory that isn't in our memory
322                  * map.
323                  */
324                 sig = SIGSEGV;
325                 code = fault == VM_FAULT_BADACCESS ?
326                         SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
327         }
328
329         __do_user_fault(tsk, addr, esr, sig, code, regs);
330         return 0;
331
332 no_context:
333         __do_kernel_fault(mm, addr, esr, regs);
334         return 0;
335 }
336
337 /*
338  * First Level Translation Fault Handler
339  *
340  * We enter here because the first level page table doesn't contain a valid
341  * entry for the address.
342  *
343  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are probably
344  * faulting in the vmalloc() area.
345  *
346  * If the init_task's first level page tables contains the relevant entry, we
347  * copy the it to this task.  If not, we send the process a signal, fixup the
348  * exception, or oops the kernel.
349  *
350  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an interrupt
351  * or a critical region, and should only copy the information from the master
352  * page table, nothing more.
353  */
354 static int __kprobes do_translation_fault(unsigned long addr,
355                                           unsigned int esr,
356                                           struct pt_regs *regs)
357 {
358         if (addr < TASK_SIZE)
359                 return do_page_fault(addr, esr, regs);
360
361         do_bad_area(addr, esr, regs);
362         return 0;
363 }
364
365 /*
366  * Some section permission faults need to be handled gracefully.  They can
367  * happen due to a __{get,put}_user during an oops.
368  */
369 static int do_sect_fault(unsigned long addr, unsigned int esr,
370                          struct pt_regs *regs)
371 {
372         do_bad_area(addr, esr, regs);
373         return 0;
374 }
375
376 /*
377  * This abort handler always returns "fault".
378  */
379 static int do_bad(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs)
380 {
381         return 1;
382 }
383
384 static struct fault_info {
385         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int esr, struct pt_regs *regs);
386         int     sig;
387         int     code;
388         const char *name;
389 } fault_info[] = {
390         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "ttbr address size fault"       },
391         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 1 address size fault"    },
392         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 2 address size fault"    },
393         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "level 3 address size fault"    },
394         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "input address range fault"     },
395         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 1 translation fault"     },
396         { do_translation_fault, SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 2 translation fault"     },
397         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_MAPERR,   "level 3 translation fault"     },
398         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "reserved access flag fault"    },
399         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 access flag fault"     },
400         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 access flag fault"     },
401         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 access flag fault"     },
402         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "reserved permission fault"     },
403         { do_bad,               SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 1 permission fault"      },
404         { do_sect_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 2 permission fault"      },
405         { do_page_fault,        SIGSEGV, SEGV_ACCERR,   "level 3 permission fault"      },
406         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous external abort"    },
407         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "asynchronous external abort"   },
408         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 18"                    },
409         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 19"                    },
410         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
411         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
412         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
413         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous abort (translation table walk)" },
414         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error"      },
415         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "asynchronous parity error"     },
416         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 26"                    },
417         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 27"                    },
418         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
419         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
420         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
421         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "synchronous parity error (translation table walk" },
422         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 32"                    },
423         { do_bad,               SIGBUS,  BUS_ADRALN,    "alignment fault"               },
424         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "debug event"                   },
425         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 35"                    },
426         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 36"                    },
427         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 37"                    },
428         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 38"                    },
429         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 39"                    },
430         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 40"                    },
431         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 41"                    },
432         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 42"                    },
433         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 43"                    },
434         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 44"                    },
435         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 45"                    },
436         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 46"                    },
437         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 47"                    },
438         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 48"                    },
439         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 49"                    },
440         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 50"                    },
441         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 51"                    },
442         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "implementation fault (lockdown abort)" },
443         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 53"                    },
444         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 54"                    },
445         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 55"                    },
446         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 56"                    },
447         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 57"                    },
448         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "implementation fault (coprocessor abort)" },
449         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 59"                    },
450         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 60"                    },
451         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 61"                    },
452         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 62"                    },
453         { do_bad,               SIGBUS,  0,             "unknown 63"                    },
454 };
455
456 static const char *fault_name(unsigned int esr)
457 {
458         const struct fault_info *inf = fault_info + (esr & 63);
459         return inf->name;
460 }
461
462 /*
463  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
464  */
465 asmlinkage void __exception do_mem_abort(unsigned long addr, unsigned int esr,
466                                          struct pt_regs *regs)
467 {
468         const struct fault_info *inf = fault_info + (esr & 63);
469         struct siginfo info;
470
471         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
472                 return;
473
474         pr_alert("Unhandled fault: %s (0x%08x) at 0x%016lx\n",
475                  inf->name, esr, addr);
476
477         info.si_signo = inf->sig;
478         info.si_errno = 0;
479         info.si_code  = inf->code;
480         info.si_addr  = (void __user *)addr;
481         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
482 }
483
484 /*
485  * Handle stack alignment exceptions.
486  */
487 asmlinkage void __exception do_sp_pc_abort(unsigned long addr,
488                                            unsigned int esr,
489                                            struct pt_regs *regs)
490 {
491         struct siginfo info;
492
493         info.si_signo = SIGBUS;
494         info.si_errno = 0;
495         info.si_code  = BUS_ADRALN;
496         info.si_addr  = (void __user *)addr;
497         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
498 }
499
500 static struct fault_info debug_fault_info[] = {
501         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware breakpoint"   },
502         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware single-step"  },
503         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_HWBKPT,    "hardware watchpoint"   },
504         { do_bad,       SIGBUS,         0,              "unknown 3"             },
505         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch32 BKPT"          },
506         { do_bad,       SIGTRAP,        0,              "aarch32 vector catch"  },
507         { do_bad,       SIGTRAP,        TRAP_BRKPT,     "aarch64 BRK"           },
508         { do_bad,       SIGBUS,         0,              "unknown 7"             },
509 };
510
511 void __init hook_debug_fault_code(int nr,
512                                   int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
513                                   int sig, int code, const char *name)
514 {
515         BUG_ON(nr < 0 || nr >= ARRAY_SIZE(debug_fault_info));
516
517         debug_fault_info[nr].fn         = fn;
518         debug_fault_info[nr].sig        = sig;
519         debug_fault_info[nr].code       = code;
520         debug_fault_info[nr].name       = name;
521 }
522
523 asmlinkage int __exception do_debug_exception(unsigned long addr,
524                                               unsigned int esr,
525                                               struct pt_regs *regs)
526 {
527         const struct fault_info *inf = debug_fault_info + DBG_ESR_EVT(esr);
528         struct siginfo info;
529
530         if (!inf->fn(addr, esr, regs))
531                 return 1;
532
533         pr_alert("Unhandled debug exception: %s (0x%08x) at 0x%016lx\n",
534                  inf->name, esr, addr);
535
536         info.si_signo = inf->sig;
537         info.si_errno = 0;
538         info.si_code  = inf->code;
539         info.si_addr  = (void __user *)addr;
540         arm64_notify_die("", regs, &info, esr);
541
542         return 0;
543 }