arch/parisc/mm/fault.c

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  *
   7  * Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998 by Ralf Baechle
   8  * Copyright 1999 SuSE GmbH (Philipp Rumpf, prumpf@tux.org)
   9  * Copyright 1999 Hewlett Packard Co.
  10  *
  11  */
  12
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/ptrace.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/sched/debug.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/extable.h>
  19 #include <linux/uaccess.h>
  20 #include <linux/hugetlb.h>
  21 #include <linux/perf_event.h>
  22
  23 #include <asm/traps.h>
  24
  25 #define DEBUG_NATLB 0
  26
  27 /* Various important other fields */
  28 #define bit22set(x)             (x & 0x00000200)
  29 #define bits23_25set(x)         (x & 0x000001c0)
  30 #define isGraphicsFlushRead(x)  ((x & 0xfc003fdf) == 0x04001a80)
  31                                 /* extended opcode is 0x6a */
  32
  33 #define BITSSET         0x1c0   /* for identifying LDCW */
  34
  35
  36 int show_unhandled_signals = 1;
  37
  38 /*
  39  * parisc_acctyp(unsigned int inst) --
  40  *    Given a PA-RISC memory access instruction, determine if the
  41  *    the instruction would perform a memory read or memory write
  42  *    operation.
  43  *
  44  *    This function assumes that the given instruction is a memory access
  45  *    instruction (i.e. you should really only call it if you know that
  46  *    the instruction has generated some sort of a memory access fault).
  47  *
  48  * Returns:
  49  *   VM_READ  if read operation
  50  *   VM_WRITE if write operation
  51  *   VM_EXEC  if execute operation
  52  */
  53 unsigned long
  54 parisc_acctyp(unsigned long code, unsigned int inst)
  55 {
  56         if (code == 6 || code == 16)
  57             return VM_EXEC;
  58
  59         switch (inst & 0xf0000000) {
  60         case 0x40000000: /* load */
  61         case 0x50000000: /* new load */
  62                 return VM_READ;
  63
  64         case 0x60000000: /* store */
  65         case 0x70000000: /* new store */
  66                 return VM_WRITE;
  67
  68         case 0x20000000: /* coproc */
  69         case 0x30000000: /* coproc2 */
  70                 if (bit22set(inst))
  71                         return VM_WRITE;
  72                 fallthrough;
  73
  74         case 0x0: /* indexed/memory management */
  75                 if (bit22set(inst)) {
  76                         /*
  77                          * Check for the 'Graphics Flush Read' instruction.
  78                          * It resembles an FDC instruction, except for bits
  79                          * 20 and 21. Any combination other than zero will
  80                          * utilize the block mover functionality on some
  81                          * older PA-RISC platforms.  The case where a block
  82                          * move is performed from VM to graphics IO space
  83                          * should be treated as a READ.
  84                          *
  85                          * The significance of bits 20,21 in the FDC
  86                          * instruction is:
  87                          *
  88                          *   00  Flush data cache (normal instruction behavior)
  89                          *   01  Graphics flush write  (IO space -> VM)
  90                          *   10  Graphics flush read   (VM -> IO space)
  91                          *   11  Graphics flush read/write (VM <-> IO space)
  92                          */
  93                         if (isGraphicsFlushRead(inst))
  94                                 return VM_READ;
  95                         return VM_WRITE;
  96                 } else {
  97                         /*
  98                          * Check for LDCWX and LDCWS (semaphore instructions).
  99                          * If bits 23 through 25 are all 1's it is one of
 100                          * the above two instructions and is a write.
 101                          *
 102                          * Note: With the limited bits we are looking at,
 103                          * this will also catch PROBEW and PROBEWI. However,
 104                          * these should never get in here because they don't
 105                          * generate exceptions of the type:
 106                          *   Data TLB miss fault/data page fault
 107                          *   Data memory protection trap
 108                          */
 109                         if (bits23_25set(inst) == BITSSET)
 110                                 return VM_WRITE;
 111                 }
 112                 return VM_READ; /* Default */
 113         }
 114         return VM_READ; /* Default */
 115 }
 116
 117 #undef bit22set
 118 #undef bits23_25set
 119 #undef isGraphicsFlushRead
 120 #undef BITSSET
 121
 122
 123 #if 0
 124 /* This is the treewalk to find a vma which is the highest that has
 125  * a start < addr.  We're using find_vma_prev instead right now, but
 126  * we might want to use this at some point in the future.  Probably
 127  * not, but I want it committed to CVS so I don't lose it :-)
 128  */
 129                         while (tree != vm_avl_empty) {
 130                                 if (tree->vm_start > addr) {
 131                                         tree = tree->vm_avl_left;
 132                                 } else {
 133                                         prev = tree;
 134                                         if (prev->vm_next == NULL)
 135                                                 break;
 136                                         if (prev->vm_next->vm_start > addr)
 137                                                 break;
 138                                         tree = tree->vm_avl_right;
 139                                 }
 140                         }
 141 #endif
 142
 143 int fixup_exception(struct pt_regs *regs)
 144 {
 145         const struct exception_table_entry *fix;
 146
 147         fix = search_exception_tables(regs->iaoq[0]);
 148         if (fix) {
 149                 /*
 150                  * Fix up get_user() and put_user().
 151                  * ASM_EXCEPTIONTABLE_ENTRY_EFAULT() sets the least-significant
 152                  * bit in the relative address of the fixup routine to indicate
 153                  * that gr[ASM_EXCEPTIONTABLE_REG] should be loaded with
 154                  * -EFAULT to report a userspace access error.
 155                  */
 156                 if (fix->fixup & 1) {
 157                         regs->gr[ASM_EXCEPTIONTABLE_REG] = -EFAULT;
 158
 159                         /* zero target register for get_user() */
 160                         if (parisc_acctyp(0, regs->iir) == VM_READ) {
 161                                 int treg = regs->iir & 0x1f;
 162                                 BUG_ON(treg == 0);
 163                                 regs->gr[treg] = 0;
 164                         }
 165                 }
 166
 167                 regs->iaoq[0] = (unsigned long)&fix->fixup + fix->fixup;
 168                 regs->iaoq[0] &= ~3;
 169                 /*
 170                  * NOTE: In some cases the faulting instruction
 171                  * may be in the delay slot of a branch. We
 172                  * don't want to take the branch, so we don't
 173                  * increment iaoq[1], instead we set it to be
 174                  * iaoq[0]+4, and clear the B bit in the PSW
 175                  */
 176                 regs->iaoq[1] = regs->iaoq[0] + 4;
 177                 regs->gr[0] &= ~PSW_B; /* IPSW in gr[0] */
 178
 179                 return 1;
 180         }
 181
 182         return 0;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * parisc hardware trap list
 187  *
 188  * Documented in section 3 "Addressing and Access Control" of the
 189  * "PA-RISC 1.1 Architecture and Instruction Set Reference Manual"
 190  * https://parisc.wiki.kernel.org/index.php/File:Pa11_acd.pdf
 191  *
 192  * For implementation see handle_interruption() in traps.c
 193  */
 194 static const char * const trap_description[] = {
 195         [1] "High-priority machine check (HPMC)",
 196         [2] "Power failure interrupt",
 197         [3] "Recovery counter trap",
 198         [5] "Low-priority machine check",
 199         [6] "Instruction TLB miss fault",
 200         [7] "Instruction access rights / protection trap",
 201         [8] "Illegal instruction trap",
 202         [9] "Break instruction trap",
 203         [10] "Privileged operation trap",
 204         [11] "Privileged register trap",
 205         [12] "Overflow trap",
 206         [13] "Conditional trap",
 207         [14] "FP Assist Exception trap",
 208         [15] "Data TLB miss fault",
 209         [16] "Non-access ITLB miss fault",
 210         [17] "Non-access DTLB miss fault",
 211         [18] "Data memory protection/unaligned access trap",
 212         [19] "Data memory break trap",
 213         [20] "TLB dirty bit trap",
 214         [21] "Page reference trap",
 215         [22] "Assist emulation trap",
 216         [25] "Taken branch trap",
 217         [26] "Data memory access rights trap",
 218         [27] "Data memory protection ID trap",
 219         [28] "Unaligned data reference trap",
 220 };
 221
 222 const char *trap_name(unsigned long code)
 223 {
 224         const char *t = NULL;
 225
 226         if (code < ARRAY_SIZE(trap_description))
 227                 t = trap_description[code];
 228
 229         return t ? t : "Unknown trap";
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 234  * sysctl is set:
 235  */
 236 static inline void
 237 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long code,
 238                 unsigned long address, struct task_struct *tsk,
 239                 struct vm_area_struct *vma)
 240 {
 241         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 242                 return;
 243
 244         if (!printk_ratelimit())
 245                 return;
 246
 247         pr_warn("\n");
 248         pr_warn("do_page_fault() command='%s' type=%lu address=0x%08lx",
 249             tsk->comm, code, address);
 250         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->iaoq[0]);
 251
 252         pr_cont("\ntrap #%lu: %s%c", code, trap_name(code),
 253                 vma ? ',':'\n');
 254
 255         if (vma)
 256                 pr_cont(" vm_start = 0x%08lx, vm_end = 0x%08lx\n",
 257                         vma->vm_start, vma->vm_end);
 258
 259         show_regs(regs);
 260 }
 261
 262 void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long code,
 263                               unsigned long address)
 264 {
 265         struct vm_area_struct *vma, *prev_vma;
 266         struct task_struct *tsk;
 267         struct mm_struct *mm;
 268         unsigned long acc_type;
 269         vm_fault_t fault = 0;
 270         unsigned int flags;
 271         char *msg;
 272
 273         tsk = current;
 274         mm = tsk->mm;
 275         if (!mm) {
 276                 msg = "Page fault: no context";
 277                 goto no_context;
 278         }
 279
 280         flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 281         if (user_mode(regs))
 282                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 283
 284         acc_type = parisc_acctyp(code, regs->iir);
 285         if (acc_type & VM_WRITE)
 286                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 287         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 288 retry:
 289         mmap_read_lock(mm);
 290         vma = find_vma_prev(mm, address, &prev_vma);
 291         if (!vma || address < vma->vm_start)
 292                 goto check_expansion;
 293 /*
 294  * Ok, we have a good vm_area for this memory access. We still need to
 295  * check the access permissions.
 296  */
 297
 298 good_area:
 299
 300         if ((vma->vm_flags & acc_type) != acc_type)
 301                 goto bad_area;
 302
 303         /*
 304          * If for any reason at all we couldn't handle the fault, make
 305          * sure we exit gracefully rather than endlessly redo the
 306          * fault.
 307          */
 308
 309         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
 310
 311         if (fault_signal_pending(fault, regs))
 312                 return;
 313
 314         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 315                 /*
 316                  * We hit a shared mapping outside of the file, or some
 317                  * other thing happened to us that made us unable to
 318                  * handle the page fault gracefully.
 319                  */
 320                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 321                         goto out_of_memory;
 322                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
 323                         goto bad_area;
 324                 else if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
 325                                   VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
 326                         goto bad_area;
 327                 BUG();
 328         }
 329         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 330                 /*
 331                  * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 332                  * have already released it in __lock_page_or_retry
 333                  * in mm/filemap.c.
 334                  */
 335                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 336                 goto retry;
 337         }
 338         mmap_read_unlock(mm);
 339         return;
 340
 341 check_expansion:
 342         vma = prev_vma;
 343         if (vma && (expand_stack(vma, address) == 0))
 344                 goto good_area;
 345
 346 /*
 347  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 348  */
 349 bad_area:
 350         mmap_read_unlock(mm);
 351
 352         if (user_mode(regs)) {
 353                 int signo, si_code;
 354
 355                 switch (code) {
 356                 case 15:        /* Data TLB miss fault/Data page fault */
 357                         /* send SIGSEGV when outside of vma */
 358                         if (!vma ||
 359                             address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end) {
 360                                 signo = SIGSEGV;
 361                                 si_code = SEGV_MAPERR;
 362                                 break;
 363                         }
 364
 365                         /* send SIGSEGV for wrong permissions */
 366                         if ((vma->vm_flags & acc_type) != acc_type) {
 367                                 signo = SIGSEGV;
 368                                 si_code = SEGV_ACCERR;
 369                                 break;
 370                         }
 371
 372                         /* probably address is outside of mapped file */
 373                         fallthrough;
 374                 case 17:        /* NA data TLB miss / page fault */
 375                 case 18:        /* Unaligned access - PCXS only */
 376                         signo = SIGBUS;
 377                         si_code = (code == 18) ? BUS_ADRALN : BUS_ADRERR;
 378                         break;
 379                 case 16:        /* Non-access instruction TLB miss fault */
 380                 case 26:        /* PCXL: Data memory access rights trap */
 381                 default:
 382                         signo = SIGSEGV;
 383                         si_code = (code == 26) ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
 384                         break;
 385                 }
 386 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 387                 if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
 388                         unsigned int lsb = 0;
 389                         printk(KERN_ERR
 390         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %08lx\n",
 391                         tsk->comm, tsk->pid, address);
 392                         /*
 393                          * Either small page or large page may be poisoned.
 394                          * In other words, VM_FAULT_HWPOISON_LARGE and
 395                          * VM_FAULT_HWPOISON are mutually exclusive.
 396                          */
 397                         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 398                                 lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 399                         else if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
 400                                 lsb = PAGE_SHIFT;
 401
 402                         force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *) address,
 403                                          lsb);
 404                         return;
 405                 }
 406 #endif
 407                 show_signal_msg(regs, code, address, tsk, vma);
 408
 409                 force_sig_fault(signo, si_code, (void __user *) address);
 410                 return;
 411         }
 412         msg = "Page fault: bad address";
 413
 414 no_context:
 415
 416         if (!user_mode(regs) && fixup_exception(regs)) {
 417                 return;
 418         }
 419
 420         parisc_terminate(msg, regs, code, address);
 421
 422 out_of_memory:
 423         mmap_read_unlock(mm);
 424         if (!user_mode(regs)) {
 425                 msg = "Page fault: out of memory";
 426                 goto no_context;
 427         }
 428         pagefault_out_of_memory();
 429 }
 430
 431 /* Handle non-access data TLB miss faults.
 432  *
 433  * For probe instructions, accesses to userspace are considered allowed
 434  * if they lie in a valid VMA and the access type matches. We are not
 435  * allowed to handle MM faults here so there may be situations where an
 436  * actual access would fail even though a probe was successful.
 437  */
 438 int
 439 handle_nadtlb_fault(struct pt_regs *regs)
 440 {
 441         unsigned long insn = regs->iir;
 442         int breg, treg, xreg, val = 0;
 443         struct vm_area_struct *vma, *prev_vma;
 444         struct task_struct *tsk;
 445         struct mm_struct *mm;
 446         unsigned long address;
 447         unsigned long acc_type;
 448
 449         switch (insn & 0x380) {
 450         case 0x280:
 451                 /* FDC instruction */
 452                 fallthrough;
 453         case 0x380:
 454                 /* PDC and FIC instructions */
 455                 if (DEBUG_NATLB && printk_ratelimit()) {
 456                         pr_warn("WARNING: nullifying cache flush/purge instruction\n");
 457                         show_regs(regs);
 458                 }
 459                 if (insn & 0x20) {
 460                         /* Base modification */
 461                         breg = (insn >> 21) & 0x1f;
 462                         xreg = (insn >> 16) & 0x1f;
 463                         if (breg && xreg)
 464                                 regs->gr[breg] += regs->gr[xreg];
 465                 }
 466                 regs->gr[0] |= PSW_N;
 467                 return 1;
 468
 469         case 0x180:
 470                 /* PROBE instruction */
 471                 treg = insn & 0x1f;
 472                 if (regs->isr) {
 473                         tsk = current;
 474                         mm = tsk->mm;
 475                         if (mm) {
 476                                 /* Search for VMA */
 477                                 address = regs->ior;
 478                                 mmap_read_lock(mm);
 479                                 vma = find_vma_prev(mm, address, &prev_vma);
 480                                 mmap_read_unlock(mm);
 481
 482                                 /*
 483                                  * Check if access to the VMA is okay.
 484                                  * We don't allow for stack expansion.
 485                                  */
 486                                 acc_type = (insn & 0x40) ? VM_WRITE : VM_READ;
 487                                 if (vma
 488                                     && address >= vma->vm_start
 489                                     && (vma->vm_flags & acc_type) == acc_type)
 490                                         val = 1;
 491                         }
 492                 }
 493                 if (treg)
 494                         regs->gr[treg] = val;
 495                 regs->gr[0] |= PSW_N;
 496                 return 1;
 497
 498         case 0x300:
 499                 /* LPA instruction */
 500                 if (insn & 0x20) {
 501                         /* Base modification */
 502                         breg = (insn >> 21) & 0x1f;
 503                         xreg = (insn >> 16) & 0x1f;
 504                         if (breg && xreg)
 505                                 regs->gr[breg] += regs->gr[xreg];
 506                 }
 507                 treg = insn & 0x1f;
 508                 if (treg)
 509                         regs->gr[treg] = 0;
 510                 regs->gr[0] |= PSW_N;
 511                 return 1;
 512
 513         default:
 514                 break;
 515         }
 516
 517         return 0;
 518 }