arch/riscv/mm/fault.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2009 Sunplus Core Technology Co., Ltd.
   4  *  Lennox Wu <lennox.wu@sunplusct.com>
   5  *  Chen Liqin <liqin.chen@sunplusct.com>
   6  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   7  */
   8
   9
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/perf_event.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/uaccess.h>
  16 #include <linux/kprobes.h>
  17 #include <linux/kfence.h>
  18 #include <linux/entry-common.h>
  19
  20 #include <asm/ptrace.h>
  21 #include <asm/tlbflush.h>
  22
  23 #include "../kernel/head.h"
  24
  25 static void die_kernel_fault(const char *msg, unsigned long addr,
  26                 struct pt_regs *regs)
  27 {
  28         bust_spinlocks(1);
  29
  30         pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address " REG_FMT "\n", msg,
  31                 addr);
  32
  33         bust_spinlocks(0);
  34         die(regs, "Oops");
  35         make_task_dead(SIGKILL);
  36 }
  37
  38 static inline void no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  39 {
  40         const char *msg;
  41
  42         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
  43         if (fixup_exception(regs))
  44                 return;
  45
  46         /*
  47          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
  48          * terminate things with extreme prejudice.
  49          */
  50         if (addr < PAGE_SIZE)
  51                 msg = "NULL pointer dereference";
  52         else {
  53                 if (kfence_handle_page_fault(addr, regs->cause == EXC_STORE_PAGE_FAULT, regs))
  54                         return;
  55
  56                 msg = "paging request";
  57         }
  58
  59         die_kernel_fault(msg, addr, regs);
  60 }
  61
  62 static inline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long addr, vm_fault_t fault)
  63 {
  64         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
  65                 /*
  66                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
  67                  * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
  68                  */
  69                 if (!user_mode(regs)) {
  70                         no_context(regs, addr);
  71                         return;
  72                 }
  73                 pagefault_out_of_memory();
  74                 return;
  75         } else if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
  76                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
  77                 if (!user_mode(regs)) {
  78                         no_context(regs, addr);
  79                         return;
  80                 }
  81                 do_trap(regs, SIGBUS, BUS_ADRERR, addr);
  82                 return;
  83         }
  84         BUG();
  85 }
  86
  87 static inline void
  88 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, int code, unsigned long addr)
  89 {
  90         /*
  91          * Something tried to access memory that isn't in our memory map.
  92          * Fix it, but check if it's kernel or user first.
  93          */
  94         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
  95         if (user_mode(regs)) {
  96                 do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
  97                 return;
  98         }
  99
 100         no_context(regs, addr);
 101 }
 102
 103 static inline void
 104 bad_area(struct pt_regs *regs, struct mm_struct *mm, int code,
 105          unsigned long addr)
 106 {
 107         mmap_read_unlock(mm);
 108
 109         bad_area_nosemaphore(regs, code, addr);
 110 }
 111
 112 static inline void vmalloc_fault(struct pt_regs *regs, int code, unsigned long addr)
 113 {
 114         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 115         pud_t *pud_k;
 116         p4d_t *p4d_k;
 117         pmd_t *pmd_k;
 118         pte_t *pte_k;
 119         int index;
 120         unsigned long pfn;
 121
 122         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 123         if (user_mode(regs))
 124                 return do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
 125
 126         /*
 127          * Synchronize this task's top level page-table
 128          * with the 'reference' page table.
 129          *
 130          * Do _not_ use "tsk->active_mm->pgd" here.
 131          * We might be inside an interrupt in the middle
 132          * of a task switch.
 133          */
 134         index = pgd_index(addr);
 135         pfn = csr_read(CSR_SATP) & SATP_PPN;
 136         pgd = (pgd_t *)pfn_to_virt(pfn) + index;
 137         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 138
 139         if (!pgd_present(*pgd_k)) {
 140                 no_context(regs, addr);
 141                 return;
 142         }
 143         set_pgd(pgd, *pgd_k);
 144
 145         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, addr);
 146         if (!p4d_present(*p4d_k)) {
 147                 no_context(regs, addr);
 148                 return;
 149         }
 150
 151         pud_k = pud_offset(p4d_k, addr);
 152         if (!pud_present(*pud_k)) {
 153                 no_context(regs, addr);
 154                 return;
 155         }
 156         if (pud_leaf(*pud_k))
 157                 goto flush_tlb;
 158
 159         /*
 160          * Since the vmalloc area is global, it is unnecessary
 161          * to copy individual PTEs
 162          */
 163         pmd_k = pmd_offset(pud_k, addr);
 164         if (!pmd_present(*pmd_k)) {
 165                 no_context(regs, addr);
 166                 return;
 167         }
 168         if (pmd_leaf(*pmd_k))
 169                 goto flush_tlb;
 170
 171         /*
 172          * Make sure the actual PTE exists as well to
 173          * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
 174          * addresses. If we don't do this, this will just
 175          * silently loop forever.
 176          */
 177         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, addr);
 178         if (!pte_present(*pte_k)) {
 179                 no_context(regs, addr);
 180                 return;
 181         }
 182
 183         /*
 184          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid
 185          * entries, but in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an
 186          * ordering constraint, not a cache flush; it is
 187          * necessary even after writing invalid entries.
 188          */
 189 flush_tlb:
 190         local_flush_tlb_page(addr);
 191 }
 192
 193 static inline bool access_error(unsigned long cause, struct vm_area_struct *vma)
 194 {
 195         switch (cause) {
 196         case EXC_INST_PAGE_FAULT:
 197                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 198                         return true;
 199                 }
 200                 break;
 201         case EXC_LOAD_PAGE_FAULT:
 202                 /* Write implies read */
 203                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))) {
 204                         return true;
 205                 }
 206                 break;
 207         case EXC_STORE_PAGE_FAULT:
 208                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
 209                         return true;
 210                 }
 211                 break;
 212         default:
 213                 panic("%s: unhandled cause %lu", __func__, cause);
 214         }
 215         return false;
 216 }
 217
 218 /*
 219  * This routine handles page faults.  It determines the address and the
 220  * problem, and then passes it off to one of the appropriate routines.
 221  */
 222 void handle_page_fault(struct pt_regs *regs)
 223 {
 224         struct task_struct *tsk;
 225         struct vm_area_struct *vma;
 226         struct mm_struct *mm;
 227         unsigned long addr, cause;
 228         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 229         int code = SEGV_MAPERR;
 230         vm_fault_t fault;
 231
 232         cause = regs->cause;
 233         addr = regs->badaddr;
 234
 235         tsk = current;
 236         mm = tsk->mm;
 237
 238         if (kprobe_page_fault(regs, cause))
 239                 return;
 240
 241         /*
 242          * Fault-in kernel-space virtual memory on-demand.
 243          * The 'reference' page table is init_mm.pgd.
 244          *
 245          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 246          * be in an interrupt or a critical region, and should
 247          * only copy the information from the master page table,
 248          * nothing more.
 249          */
 250         if ((!IS_ENABLED(CONFIG_MMU) || !IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) &&
 251             unlikely(addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END)) {
 252                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 253                 return;
 254         }
 255
 256         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
 257         if (!regs_irqs_disabled(regs))
 258                 local_irq_enable();
 259
 260         /*
 261          * If we're in an interrupt, have no user context, or are running
 262          * in an atomic region, then we must not take the fault.
 263          */
 264         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
 265                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 266                 no_context(regs, addr);
 267                 return;
 268         }
 269
 270         if (user_mode(regs))
 271                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 272
 273         if (!user_mode(regs) && addr < TASK_SIZE && unlikely(!(regs->status & SR_SUM))) {
 274                 if (fixup_exception(regs))
 275                         return;
 276
 277                 die_kernel_fault("access to user memory without uaccess routines", addr, regs);
 278         }
 279
 280         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 281
 282         if (cause == EXC_STORE_PAGE_FAULT)
 283                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 284         else if (cause == EXC_INST_PAGE_FAULT)
 285                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 286         if (!(flags & FAULT_FLAG_USER))
 287                 goto lock_mmap;
 288
 289         vma = lock_vma_under_rcu(mm, addr);
 290         if (!vma)
 291                 goto lock_mmap;
 292
 293         if (unlikely(access_error(cause, vma))) {
 294                 vma_end_read(vma);
 295                 goto lock_mmap;
 296         }
 297
 298         fault = handle_mm_fault(vma, addr, flags | FAULT_FLAG_VMA_LOCK, regs);
 299         if (!(fault & (VM_FAULT_RETRY | VM_FAULT_COMPLETED)))
 300                 vma_end_read(vma);
 301
 302         if (!(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
 303                 count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_SUCCESS);
 304                 goto done;
 305         }
 306         count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_RETRY);
 307         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 308                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 309
 310         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 311                 if (!user_mode(regs))
 312                         no_context(regs, addr);
 313                 return;
 314         }
 315 lock_mmap:
 316
 317 retry:
 318         vma = lock_mm_and_find_vma(mm, addr, regs);
 319         if (unlikely(!vma)) {
 320                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 321                 bad_area_nosemaphore(regs, code, addr);
 322                 return;
 323         }
 324
 325         /*
 326          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 327          * we can handle it.
 328          */
 329         code = SEGV_ACCERR;
 330
 331         if (unlikely(access_error(cause, vma))) {
 332                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 333                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 334                 return;
 335         }
 336
 337         /*
 338          * If for any reason at all we could not handle the fault,
 339          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 340          * the fault.
 341          */
 342         fault = handle_mm_fault(vma, addr, flags, regs);
 343
 344         /*
 345          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 346          * signal first. We do not need to release the mmap_lock because it
 347          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
 348          */
 349         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 350                 if (!user_mode(regs))
 351                         no_context(regs, addr);
 352                 return;
 353         }
 354
 355         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 356         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
 357                 return;
 358
 359         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
 360                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 361
 362                 /*
 363                  * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 364                  * have already released it in __lock_page_or_retry
 365                  * in mm/filemap.c.
 366                  */
 367                 goto retry;
 368         }
 369
 370         mmap_read_unlock(mm);
 371
 372 done:
 373         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 374                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 375                 mm_fault_error(regs, addr, fault);
 376                 return;
 377         }
 378         return;
 379 }