arch/cris/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/cris/mm/fault.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000, 2001  Axis Communications AB
   5  *
   6  *  Authors:  Bjorn Wesen
   7  *
   8  *  $Log: fault.c,v $
   9  *  Revision 1.1.1.1  2005/04/11 02:49:58  jack
  10  *  first release
  11  *
  12  *  Revision 1.1.1.1  2005/01/10 13:16:04  jack
  13  *  First release
  14  *
  15  *  Revision 1.21  2002/05/28 14:24:56  bjornw
  16  *  Corrected typo
  17  *
  18  *  Revision 1.20  2001/11/22 13:34:06  bjornw
  19  *  * Bug workaround (LX TR89): force a rerun of the whole of an interrupted
  20  *    unaligned write, because the second half of the write will be corrupted
  21  *    otherwise. Affected unaligned writes spanning not-yet mapped pages.
  22  *  * Optimization: use the wr_rd bit in R_MMU_CAUSE to know whether a miss
  23  *    was due to a read or a write (before we didn't know this until the next
  24  *    restart of the interrupted instruction, thus wasting one fault-irq)
  25  *
  26  *  Revision 1.19  2001/11/12 19:02:10  pkj
  27  *  Fixed compiler warnings.
  28  *
  29  *  Revision 1.18  2001/07/18 22:14:32  bjornw
  30  *  Enable interrupts in the bulk of do_page_fault
  31  *
  32  *  Revision 1.17  2001/07/18 13:07:23  bjornw
  33  *  * Detect non-existant PTE's in vmalloc pmd synchronization
  34  *  * Remove comment about fast-paths for VMALLOC_START etc, because all that
  35  *    was totally bogus anyway it turned out :)
  36  *  * Fix detection of vmalloc-area synchronization
  37  *  * Add some comments
  38  *
  39  *  Revision 1.16  2001/06/13 00:06:08  bjornw
  40  *  current_pgd should be volatile
  41  *
  42  *  Revision 1.15  2001/06/13 00:02:23  bjornw
  43  *  Use a separate variable to store the current pgd to avoid races in schedule
  44  *
  45  *  Revision 1.14  2001/05/16 17:41:07  hp
  46  *  Last comment tweak further tweaked.
  47  *
  48  *  Revision 1.13  2001/05/15 00:58:44  hp
  49  *  Expand a bit on the comment why we compare address >= TASK_SIZE rather
  50  *  than >= VMALLOC_START.
  51  *
  52  *  Revision 1.12  2001/04/04 10:51:14  bjornw
  53  *  mmap_sem is grabbed for reading
  54  *
  55  *  Revision 1.11  2001/03/23 07:36:07  starvik
  56  *  Corrected according to review remarks
  57  *
  58  *  Revision 1.10  2001/03/21 16:10:11  bjornw
  59  *  CRIS_FRAME_FIXUP not needed anymore, use FRAME_NORMAL
  60  *
  61  *  Revision 1.9  2001/03/05 13:22:20  bjornw
  62  *  Spell-fix and fix in vmalloc_fault handling
  63  *
  64  *  Revision 1.8  2000/11/22 14:45:31  bjornw
  65  *  * 2.4.0-test10 removed the set_pgdir instantaneous kernel global mapping
  66  *    into all processes. Instead we fill in the missing PTE entries on demand.
  67  *
  68  *  Revision 1.7  2000/11/21 16:39:09  bjornw
  69  *  fixup switches frametype
  70  *
  71  *  Revision 1.6  2000/11/17 16:54:08  bjornw
  72  *  More detailed siginfo reporting
  73  *
  74  *
  75  */
  76
  77 #include <linux/signal.h>
  78 #include <linux/sched.h>
  79 #include <linux/kernel.h>
  80 #include <linux/errno.h>
  81 #include <linux/string.h>
  82 #include <linux/types.h>
  83 #include <linux/ptrace.h>
  84 #include <linux/mman.h>
  85 #include <linux/mm.h>
  86 #include <linux/interrupt.h>
  87
  88 #include <asm/system.h>
  89 #include <asm/segment.h>
  90 #include <asm/pgtable.h>
  91 #include <asm/uaccess.h>
  92 #include <asm/svinto.h>
  93
  94 extern void die_if_kernel(const char *,struct pt_regs *,long);
  95
  96 asmlinkage void do_invalid_op (struct pt_regs *, unsigned long);
  97 asmlinkage void do_page_fault(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
  98                               int error_code);
  99
 100 /* debug of low-level TLB reload */
 101 #undef DEBUG
 102
 103 #ifdef DEBUG
 104 #define D(x) x
 105 #else
 106 #define D(x)
 107 #endif
 108
 109 /* debug of higher-level faults */
 110 #define DPG(x)
 111
 112 /* current active page directory */
 113
 114 volatile pgd_t *current_pgd;
 115
 116 /* fast TLB-fill fault handler
 117  * this is called from entry.S with interrupts disabled
 118  */
 119
 120 void
 121 handle_mmu_bus_fault(struct pt_regs *regs)
 122 {
 123         int cause, select;
 124 #ifdef DEBUG
 125         int index;
 126         int page_id;
 127         int acc, inv;
 128 #endif
 129         int miss, we, writeac;
 130         pmd_t *pmd;
 131         pte_t pte;
 132         int errcode;
 133         unsigned long address;
 134
 135         cause = *R_MMU_CAUSE;
 136         select = *R_TLB_SELECT;
 137
 138         address = cause & PAGE_MASK; /* get faulting address */
 139
 140 #ifdef DEBUG
 141         page_id = IO_EXTRACT(R_MMU_CAUSE,  page_id,   cause);
 142         acc     = IO_EXTRACT(R_MMU_CAUSE,  acc_excp,  cause);
 143         inv     = IO_EXTRACT(R_MMU_CAUSE,  inv_excp,  cause);
 144         index   = IO_EXTRACT(R_TLB_SELECT, index,     select);
 145 #endif
 146         miss    = IO_EXTRACT(R_MMU_CAUSE,  miss_excp, cause);
 147         we      = IO_EXTRACT(R_MMU_CAUSE,  we_excp,   cause);
 148         writeac = IO_EXTRACT(R_MMU_CAUSE,  wr_rd,     cause);
 149
 150         /* ETRAX 100LX TR89 bugfix: if the second half of an unaligned
 151          * write causes a MMU-fault, it will not be restarted correctly.
 152          * This could happen if a write crosses a page-boundary and the
 153          * second page is not yet COW'ed or even loaded. The workaround
 154          * is to clear the unaligned bit in the CPU status record, so
 155          * that the CPU will rerun both the first and second halves of
 156          * the instruction. This will not have any sideeffects unless
 157          * the first half goes to any device or memory that can't be
 158          * written twice, and which is mapped through the MMU.
 159          *
 160          * We only need to do this for writes.
 161          */
 162
 163         if(writeac)
 164                 regs->csrinstr &= ~(1 << 5);
 165
 166         /* Set errcode's R/W flag according to the mode which caused the
 167          * fault
 168          */
 169
 170         errcode = writeac << 1;
 171
 172         D(printk("bus_fault from IRP 0x%lx: addr 0x%lx, miss %d, inv %d, we %d, acc %d, dx %d pid %d\n",
 173                  regs->irp, address, miss, inv, we, acc, index, page_id));
 174
 175         /* for a miss, we need to reload the TLB entry */
 176
 177         if (miss) {
 178                 /* see if the pte exists at all
 179                  * refer through current_pgd, dont use mm->pgd
 180                  */
 181
 182                 pmd = (pmd_t *)(current_pgd + pgd_index(address));
 183                 if (pmd_none(*pmd))
 184                         goto dofault;
 185                 if (pmd_bad(*pmd)) {
 186                         printk("bad pgdir entry 0x%lx at 0x%p\n", *(unsigned long*)pmd, pmd);
 187                         pmd_clear(pmd);
 188                         return;
 189                 }
 190                 pte = *pte_offset(pmd, address);
 191                 if (!pte_present(pte))
 192                         goto dofault;
 193
 194 #ifdef DEBUG
 195                 printk(" found pte %lx pg %p ", pte_val(pte), pte_page(pte));
 196                 if (pte_val(pte) & _PAGE_SILENT_WRITE)
 197                         printk("Silent-W ");
 198                 if (pte_val(pte) & _PAGE_KERNEL)
 199                         printk("Kernel ");
 200                 if (pte_val(pte) & _PAGE_SILENT_READ)
 201                         printk("Silent-R ");
 202                 if (pte_val(pte) & _PAGE_GLOBAL)
 203                         printk("Global ");
 204                 if (pte_val(pte) & _PAGE_PRESENT)
 205                         printk("Present ");
 206                 if (pte_val(pte) & _PAGE_ACCESSED)
 207                         printk("Accessed ");
 208                 if (pte_val(pte) & _PAGE_MODIFIED)
 209                         printk("Modified ");
 210                 if (pte_val(pte) & _PAGE_READ)
 211                         printk("Readable ");
 212                 if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 213                         printk("Writeable ");
 214                 printk("\n");
 215 #endif
 216
 217                 /* load up the chosen TLB entry
 218                  * this assumes the pte format is the same as the TLB_LO layout.
 219                  *
 220                  * the write to R_TLB_LO also writes the vpn and page_id fields from
 221                  * R_MMU_CAUSE, which we in this case obviously want to keep
 222                  */
 223
 224                 *R_TLB_LO = pte_val(pte);
 225
 226                 return;
 227         }
 228
 229         errcode = 1 | (we << 1);
 230
 231  dofault:
 232         /* leave it to the MM system fault handler below */
 233         D(printk("do_page_fault %lx errcode %d\n", address, errcode));
 234         do_page_fault(address, regs, errcode);
 235 }
 236
 237 /*
 238  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 239  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 240  * routines.
 241  *
 242  * Notice that the address we're given is aligned to the page the fault
 243  * occurred in, since we only get the PFN in R_MMU_CAUSE not the complete
 244  * address.
 245  *
 246  * error_code:
 247  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
 248  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
 249  *
 250  * If this routine detects a bad access, it returns 1, otherwise it
 251  * returns 0.
 252  */
 253
 254 asmlinkage void
 255 do_page_fault(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
 256               int error_code)
 257 {
 258         struct task_struct *tsk;
 259         struct mm_struct *mm;
 260         struct vm_area_struct * vma;
 261         int writeaccess;
 262         unsigned long fixup;
 263         siginfo_t info;
 264
 265         tsk = current;
 266
 267         /*
 268          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 269          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 270          *
 271          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 272          * be in an interrupt or a critical region, and should
 273          * only copy the information from the master page table,
 274          * nothing more.
 275          *
 276          * NOTE2: This is done so that, when updating the vmalloc
 277          * mappings we don't have to walk all processes pgdirs and
 278          * add the high mappings all at once. Instead we do it as they
 279          * are used. However vmalloc'ed page entries have the PAGE_GLOBAL
 280          * bit set so sometimes the TLB can use a lingering entry.
 281          *
 282          * This verifies that the fault happens in kernel space
 283          * and that the fault was not a protection error (error_code & 1).
 284          */
 285
 286         if (address >= VMALLOC_START &&
 287             !(error_code & 1) &&
 288             !user_mode(regs))
 289                 goto vmalloc_fault;
 290
 291         /* we can and should enable interrupts at this point */
 292         sti();
 293
 294         mm = tsk->mm;
 295         writeaccess = error_code & 2;
 296         info.si_code = SEGV_MAPERR;
 297
 298         /*
 299          * If we're in an interrupt or have no user
 300          * context, we must not take the fault..
 301          */
 302
 303         if (in_interrupt() || !mm)
 304                 goto no_context;
 305
 306         down_read(&mm->mmap_sem);
 307         vma = find_vma(mm, address);
 308         if (!vma)
 309                 goto bad_area;
 310         if (vma->vm_start <= address)
 311                 goto good_area;
 312         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 313                 goto bad_area;
 314         if (user_mode(regs)) {
 315                 /*
 316                  * accessing the stack below usp is always a bug.
 317                  * we get page-aligned addresses so we can only check
 318                  * if we're within a page from usp, but that might be
 319                  * enough to catch brutal errors at least.
 320                  */
 321                 if (address + PAGE_SIZE < rdusp())
 322                         goto bad_area;
 323         }
 324         if (expand_stack(vma, address))
 325                 goto bad_area;
 326
 327         /*
 328          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 329          * we can handle it..
 330          */
 331
 332  good_area:
 333         info.si_code = SEGV_ACCERR;
 334
 335         /* first do some preliminary protection checks */
 336
 337         if (writeaccess) {
 338                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 339                         goto bad_area;
 340         } else {
 341                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 342                         goto bad_area;
 343         }
 344
 345         /*
 346          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 347          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 348          * the fault.
 349          */
 350
 351         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, writeaccess)) {
 352         case 1:
 353                 tsk->min_flt++;
 354                 break;
 355         case 2:
 356                 tsk->maj_flt++;
 357                 break;
 358         case 0:
 359                 goto do_sigbus;
 360         default:
 361                 goto out_of_memory;
 362         }
 363
 364         up_read(&mm->mmap_sem);
 365         return;
 366
 367         /*
 368          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 369          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 370          */
 371
 372  bad_area:
 373         up_read(&mm->mmap_sem);
 374
 375  bad_area_nosemaphore:
 376         DPG(show_registers(regs));
 377
 378         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 379
 380         if (user_mode(regs)) {
 381                 info.si_signo = SIGSEGV;
 382                 info.si_errno = 0;
 383                 /* info.si_code has been set above */
 384                 info.si_addr = (void *)address;
 385                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
 386                 return;
 387         }
 388
 389  no_context:
 390
 391         /* Are we prepared to handle this kernel fault?
 392          *
 393          * (The kernel has valid exception-points in the source
 394          *  when it acesses user-memory. When it fails in one
 395          *  of those points, we find it in a table and do a jump
 396          *  to some fixup code that loads an appropriate error
 397          *  code)
 398          */
 399
 400         if ((fixup = search_exception_table(regs->irp)) != 0) {
 401                 /* Adjust the instruction pointer in the stackframe */
 402
 403                 regs->irp = fixup;
 404
 405                 /* We do not want to return by restoring the CPU-state
 406                  * anymore, so switch frame-types (see ptrace.h)
 407                  */
 408
 409                 regs->frametype = CRIS_FRAME_NORMAL;
 410
 411                 D(printk("doing fixup to 0x%lx\n", fixup));
 412                 return;
 413         }
 414
 415         /*
 416          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 417          * terminate things with extreme prejudice.
 418          */
 419
 420         if ((unsigned long) (address) < PAGE_SIZE)
 421                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
 422         else
 423                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel access");
 424         printk(" at virtual address %08lx\n",address);
 425
 426         die_if_kernel("Oops", regs, error_code);
 427
 428         do_exit(SIGKILL);
 429
 430         /*
 431          * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 432          * us unable to handle the page fault gracefully.
 433          */
 434
 435  out_of_memory:
 436         up_read(&mm->mmap_sem);
 437         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
 438         if (user_mode(regs))
 439                 do_exit(SIGKILL);
 440         goto no_context;
 441
 442  do_sigbus:
 443         up_read(&mm->mmap_sem);
 444
 445         /*
 446          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 447          * or user mode.
 448          */
 449         info.si_signo = SIGBUS;
 450         info.si_errno = 0;
 451         info.si_code = BUS_ADRERR;
 452         info.si_addr = (void *)address;
 453         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
 454
 455         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 456         if (!user_mode(regs))
 457                 goto no_context;
 458         return;
 459
 460 vmalloc_fault:
 461         {
 462                 /*
 463                  * Synchronize this task's top level page-table
 464                  * with the 'reference' page table.
 465                  *
 466                  * Use current_pgd instead of tsk->active_mm->pgd
 467                  * since the latter might be unavailable if this
 468                  * code is executed in a misfortunately run irq
 469                  * (like inside schedule() between switch_mm and
 470                  *  switch_to...).
 471                  */
 472
 473                 int offset = pgd_index(address);
 474                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
 475                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
 476                 pte_t *pte_k;
 477
 478                 pgd = (pgd_t *)current_pgd + offset;
 479                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
 480
 481                 /* Since we're two-level, we don't need to do both
 482                  * set_pgd and set_pmd (they do the same thing). If
 483                  * we go three-level at some point, do the right thing
 484                  * with pgd_present and set_pgd here.
 485                  *
 486                  * Also, since the vmalloc area is global, we don't
 487                  * need to copy individual PTE's, it is enough to
 488                  * copy the pgd pointer into the pte page of the
 489                  * root task. If that is there, we'll find our pte if
 490                  * it exists.
 491                  */
 492
 493                 pmd = pmd_offset(pgd, address);
 494                 pmd_k = pmd_offset(pgd_k, address);
 495
 496                 if (!pmd_present(*pmd_k))
 497                         goto bad_area_nosemaphore;
 498
 499                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 500
 501                 /* Make sure the actual PTE exists as well to
 502                  * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
 503                  * addresses. If we don't do this, this will just
 504                  * silently loop forever.
 505                  */
 506
 507                 pte_k = pte_offset(pmd_k, address);
 508                 if (!pte_present(*pte_k))
 509                         goto no_context;
 510
 511                 return;
 512         }
 513 }