arch/arm/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/fault.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  *  Modifications for ARM processor (c) 1995-2004 Russell King
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/config.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/signal.h>
  14 #include <linux/ptrace.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17
  18 #include <asm/system.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21 #include <asm/uaccess.h>
  22
  23 #include "fault.h"
  24
  25 /*
  26  * This is useful to dump out the page tables associated with
  27  * 'addr' in mm 'mm'.
  28  */
  29 void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
  30 {
  31         pgd_t *pgd;
  32
  33         if (!mm)
  34                 mm = &init_mm;
  35
  36         printk(KERN_ALERT "pgd = %p\n", mm->pgd);
  37         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  38         printk(KERN_ALERT "[%08lx] *pgd=%08lx", addr, pgd_val(*pgd));
  39
  40         do {
  41                 pmd_t *pmd;
  42                 pte_t *pte;
  43
  44                 if (pgd_none(*pgd))
  45                         break;
  46
  47                 if (pgd_bad(*pgd)) {
  48                         printk("(bad)");
  49                         break;
  50                 }
  51
  52                 pmd = pmd_offset(pgd, addr);
  53 #if PTRS_PER_PMD != 1
  54                 printk(", *pmd=%08lx", pmd_val(*pmd));
  55 #endif
  56
  57                 if (pmd_none(*pmd))
  58                         break;
  59
  60                 if (pmd_bad(*pmd)) {
  61                         printk("(bad)");
  62                         break;
  63                 }
  64
  65 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
  66                 /* We must not map this if we have highmem enabled */
  67                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
  68                 printk(", *pte=%08lx", pte_val(*pte));
  69 #ifdef CONFIG_CPU_32
  70                 printk(", *ppte=%08lx", pte_val(pte[-PTRS_PER_PTE]));
  71 #endif
  72                 pte_unmap(pte);
  73 #endif
  74         } while(0);
  75
  76         printk("\n");
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Oops.  The kernel tried to access some page that wasn't present.
  81  */
  82 static void
  83 __do_kernel_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned int fsr,
  84                   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         printk(KERN_ALERT
  97                 "Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx\n",
  98                 (addr < PAGE_SIZE) ? "NULL pointer dereference" :
  99                 "paging request", addr);
 100
 101         show_pte(mm, addr);
 102         die("Oops", regs, fsr);
 103         bust_spinlocks(0);
 104         do_exit(SIGKILL);
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 109  * User mode accesses just cause a SIGSEGV
 110  */
 111 static void
 112 __do_user_fault(struct task_struct *tsk, unsigned long addr,
 113                 unsigned int fsr, int code, struct pt_regs *regs)
 114 {
 115         struct siginfo si;
 116
 117 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
 118         if (user_debug & UDBG_SEGV) {
 119                 printk(KERN_DEBUG "%s: unhandled page fault at 0x%08lx, code 0x%03x\n",
 120                        tsk->comm, addr, fsr);
 121                 show_pte(tsk->mm, addr);
 122                 show_regs(regs);
 123         }
 124 #endif
 125
 126         tsk->thread.address = addr;
 127         tsk->thread.error_code = fsr;
 128         tsk->thread.trap_no = 14;
 129         si.si_signo = SIGSEGV;
 130         si.si_errno = 0;
 131         si.si_code = code;
 132         si.si_addr = (void *)addr;
 133         force_sig_info(SIGSEGV, &si, tsk);
 134 }
 135
 136 void
 137 do_bad_area(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 138             unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 139 {
 140         /*
 141          * If we are in kernel mode at this point, we
 142          * have no context to handle this fault with.
 143          */
 144         if (user_mode(regs))
 145                 __do_user_fault(tsk, addr, fsr, SEGV_MAPERR, regs);
 146         else
 147                 __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 148 }
 149
 150 #define VM_FAULT_BADMAP         (-20)
 151 #define VM_FAULT_BADACCESS      (-21)
 152
 153 static int
 154 __do_page_fault(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned int fsr,
 155                 struct task_struct *tsk)
 156 {
 157         struct vm_area_struct *vma;
 158         int fault, mask;
 159
 160         vma = find_vma(mm, addr);
 161         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 162         if (!vma)
 163                 goto out;
 164         if (vma->vm_start > addr)
 165                 goto check_stack;
 166
 167         /*
 168          * Ok, we have a good vm_area for this
 169          * memory access, so we can handle it.
 170          */
 171 good_area:
 172         if (fsr & (1 << 11)) /* write? */
 173                 mask = VM_WRITE;
 174         else
 175                 mask = VM_READ|VM_EXEC;
 176
 177         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 178         if (!(vma->vm_flags & mask))
 179                 goto out;
 180
 181         /*
 182          * If for any reason at all we couldn't handle
 183          * the fault, make sure we exit gracefully rather
 184          * than endlessly redo the fault.
 185          */
 186 survive:
 187         fault = handle_mm_fault(mm, vma, addr & PAGE_MASK, fsr & (1 << 11));
 188
 189         /*
 190          * Handle the "normal" cases first - successful and sigbus
 191          */
 192         switch (fault) {
 193         case VM_FAULT_MAJOR:
 194                 tsk->maj_flt++;
 195                 return fault;
 196         case VM_FAULT_MINOR:
 197                 tsk->min_flt++;
 198         case VM_FAULT_SIGBUS:
 199                 return fault;
 200         }
 201
 202         if (tsk->pid != 1)
 203                 goto out;
 204
 205         /*
 206          * If we are out of memory for pid1,
 207          * sleep for a while and retry
 208          */
 209         yield();
 210         goto survive;
 211
 212 check_stack:
 213         if (vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN && !expand_stack(vma, addr))
 214                 goto good_area;
 215 out:
 216         return fault;
 217 }
 218
 219 static int
 220 do_page_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 221 {
 222         struct task_struct *tsk;
 223         struct mm_struct *mm;
 224         int fault;
 225
 226         tsk = current;
 227         mm  = tsk->mm;
 228
 229         /*
 230          * If we're in an interrupt or have no user
 231          * context, we must not take the fault..
 232          */
 233         if (in_interrupt() || !mm)
 234                 goto no_context;
 235
 236         down_read(&mm->mmap_sem);
 237         fault = __do_page_fault(mm, addr, fsr, tsk);
 238         up_read(&mm->mmap_sem);
 239
 240         /*
 241          * Handle the "normal" case first
 242          */
 243         if (fault > 0)
 244                 return 0;
 245
 246         /*
 247          * We had some memory, but were unable to
 248          * successfully fix up this page fault.
 249          */
 250         if (fault == 0)
 251                 goto do_sigbus;
 252
 253         /*
 254          * If we are in kernel mode at this point, we
 255          * have no context to handle this fault with.
 256          */
 257         if (!user_mode(regs))
 258                 goto no_context;
 259
 260         if (fault == VM_FAULT_OOM) {
 261                 /*
 262                  * We ran out of memory, or some other thing happened to
 263                  * us that made us unable to handle the page fault gracefully.
 264                  */
 265                 printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
 266                 do_exit(SIGKILL);
 267         } else
 268                 __do_user_fault(tsk, addr, fsr, fault == VM_FAULT_BADACCESS ?
 269                                 SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR, regs);
 270         return 0;
 271
 272
 273 /*
 274  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 275  * us unable to handle the page fault gracefully.
 276  */
 277 do_sigbus:
 278         /*
 279          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 280          * or user mode.
 281          */
 282         tsk->thread.address = addr;
 283         tsk->thread.error_code = fsr;
 284         tsk->thread.trap_no = 14;
 285         force_sig(SIGBUS, tsk);
 286 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
 287         if (user_debug & UDBG_BUS) {
 288                 printk(KERN_DEBUG "%s: sigbus at 0x%08lx, pc=0x%08lx\n",
 289                         current->comm, addr, instruction_pointer(regs));
 290         }
 291 #endif
 292
 293         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 294         if (user_mode(regs))
 295                 return 0;
 296
 297 no_context:
 298         __do_kernel_fault(mm, addr, fsr, regs);
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 /*
 303  * First Level Translation Fault Handler
 304  *
 305  * We enter here because the first level page table doesn't contain
 306  * a valid entry for the address.
 307  *
 308  * If the address is in kernel space (>= TASK_SIZE), then we are
 309  * probably faulting in the vmalloc() area.
 310  *
 311  * If the init_task's first level page tables contains the relevant
 312  * entry, we copy the it to this task.  If not, we send the process
 313  * a signal, fixup the exception, or oops the kernel.
 314  *
 315  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may be in an
 316  * interrupt or a critical region, and should only copy the information
 317  * from the master page table, nothing more.
 318  */
 319 static int
 320 do_translation_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr,
 321                      struct pt_regs *regs)
 322 {
 323         struct task_struct *tsk;
 324         unsigned int index;
 325         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 326         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 327
 328         if (addr < TASK_SIZE)
 329                 return do_page_fault(addr, fsr, regs);
 330
 331         index = pgd_index(addr);
 332
 333         /*
 334          * FIXME: CP15 C1 is write only on ARMv3 architectures.
 335          */
 336         pgd = cpu_get_pgd() + index;
 337         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 338
 339         if (pgd_none(*pgd_k))
 340                 goto bad_area;
 341
 342         if (!pgd_present(*pgd))
 343                 set_pgd(pgd, *pgd_k);
 344
 345         pmd_k = pmd_offset(pgd_k, addr);
 346         pmd   = pmd_offset(pgd, addr);
 347
 348         if (pmd_none(*pmd_k))
 349                 goto bad_area;
 350
 351         copy_pmd(pmd, pmd_k);
 352         return 0;
 353
 354 bad_area:
 355         tsk = current;
 356
 357         do_bad_area(tsk, tsk->active_mm, addr, fsr, regs);
 358         return 0;
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Some section permission faults need to be handled gracefully.
 363  * They can happen due to a __{get,put}_user during an oops.
 364  */
 365 static int
 366 do_sect_fault(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 367 {
 368         struct task_struct *tsk = current;
 369         do_bad_area(tsk, tsk->active_mm, addr, fsr, regs);
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 /*
 374  * This abort handler always returns "fault".
 375  */
 376 static int
 377 do_bad(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 378 {
 379         return 1;
 380 }
 381
 382 static struct fsr_info {
 383         int     (*fn)(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs);
 384         int     sig;
 385         const char *name;
 386 } fsr_info[] = {
 387         /*
 388          * The following are the standard ARMv3 and ARMv4 aborts.  ARMv5
 389          * defines these to be "precise" aborts.
 390          */
 391         { do_bad,               SIGSEGV, "vector exception"                },
 392         { do_bad,               SIGILL,  "alignment exception"             },
 393         { do_bad,               SIGKILL, "terminal exception"              },
 394         { do_bad,               SIGILL,  "alignment exception"             },
 395         { do_bad,               SIGBUS,  "external abort on linefetch"     },
 396         { do_translation_fault, SIGSEGV, "section translation fault"       },
 397         { do_bad,               SIGBUS,  "external abort on linefetch"     },
 398         { do_page_fault,        SIGSEGV, "page translation fault"          },
 399         { do_bad,               SIGBUS,  "external abort on non-linefetch" },
 400         { do_bad,               SIGSEGV, "section domain fault"            },
 401         { do_bad,               SIGBUS,  "external abort on non-linefetch" },
 402         { do_bad,               SIGSEGV, "page domain fault"               },
 403         { do_bad,               SIGBUS,  "external abort on translation"   },
 404         { do_sect_fault,        SIGSEGV, "section permission fault"        },
 405         { do_bad,               SIGBUS,  "external abort on translation"   },
 406         { do_page_fault,        SIGSEGV, "page permission fault"           },
 407         /*
 408          * The following are "imprecise" aborts, which are signalled by bit
 409          * 10 of the FSR, and may not be recoverable.  These are only
 410          * supported if the CPU abort handler supports bit 10.
 411          */
 412         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 16"                      },
 413         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 17"                      },
 414         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 18"                      },
 415         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 19"                      },
 416         { do_bad,               SIGBUS,  "lock abort"                      }, /* xscale */
 417         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 21"                      },
 418         { do_bad,               SIGBUS,  "imprecise external abort"        }, /* xscale */
 419         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 23"                      },
 420         { do_bad,               SIGBUS,  "dcache parity error"             }, /* xscale */
 421         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 25"                      },
 422         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 26"                      },
 423         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 27"                      },
 424         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 28"                      },
 425         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 29"                      },
 426         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 30"                      },
 427         { do_bad,               SIGBUS,  "unknown 31"                      }
 428 };
 429
 430 void __init
 431 hook_fault_code(int nr, int (*fn)(unsigned long, unsigned int, struct pt_regs *),
 432                 int sig, const char *name)
 433 {
 434         if (nr >= 0 && nr < ARRAY_SIZE(fsr_info)) {
 435                 fsr_info[nr].fn   = fn;
 436                 fsr_info[nr].sig  = sig;
 437                 fsr_info[nr].name = name;
 438         }
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Dispatch a data abort to the relevant handler.
 443  */
 444 asmlinkage void
 445 do_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
 446 {
 447         const struct fsr_info *inf = fsr_info + (fsr & 15) + ((fsr & (1 << 10)) >> 6);
 448
 449         if (!inf->fn(addr, fsr, regs))
 450                 return;
 451
 452         printk(KERN_ALERT "Unhandled fault: %s (0x%03x) at 0x%08lx\n",
 453                 inf->name, fsr, addr);
 454         force_sig(inf->sig, current);
 455         show_pte(current->mm, addr);
 456         die_if_kernel("Oops", regs, 0);
 457 }
 458
 459 asmlinkage void
 460 do_PrefetchAbort(unsigned long addr, struct pt_regs *regs)
 461 {
 462         do_translation_fault(addr, 0, regs);
 463 }
 464