Quelle  fault.c   Sprache: C

/*
 * Page fault handler for SH with an MMU.
 *
 *  Copyright (C) 1999  Niibe Yutaka
 *  Copyright (C) 2003 - 2012  Paul Mundt
 *
 *  Based on linux/arch/i386/mm/fault.c:
 *   Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
 *
 * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
 * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
 * for more details.
 */
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/sched/signal.h>
#include <linux/hardirq.h>
#include <linux/kprobes.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <linux/kdebug.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/io_trapped.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/tlbflush.h>
#include <asm/traps.h>

static void
force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address)
{
 force_sig_fault(si_signo, si_code, (void __user *)address);
}

/*
 * This is useful to dump out the page tables associated with
 * 'addr' in mm 'mm'.
 */
static void show_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
{
 pgd_t *pgd;

 if (mm) {
  pgd = mm->pgd;
 } else {
  pgd = get_TTB();

  if (unlikely(!pgd))
   pgd = swapper_pg_dir;
 }

 pr_alert("pgd = %p\n", pgd);
 pgd += pgd_index(addr);
 pr_alert("[%08lx] *pgd=%0*llx", addr, (u32)(sizeof(*pgd) * 2),
   (u64)pgd_val(*pgd));

 do {
  p4d_t *p4d;
  pud_t *pud;
  pmd_t *pmd;
  pte_t *pte;

  if (pgd_none(*pgd))
   break;

  if (pgd_bad(*pgd)) {
   pr_cont("(bad)");
   break;
  }

  p4d = p4d_offset(pgd, addr);
  if (PTRS_PER_P4D != 1)
   pr_cont(", *p4d=%0*Lx", (u32)(sizeof(*p4d) * 2),
           (u64)p4d_val(*p4d));

  if (p4d_none(*p4d))
   break;

  if (p4d_bad(*p4d)) {
   pr_cont("(bad)");
   break;
  }

  pud = pud_offset(p4d, addr);
  if (PTRS_PER_PUD != 1)
   pr_cont(", *pud=%0*llx", (u32)(sizeof(*pud) * 2),
    (u64)pud_val(*pud));

  if (pud_none(*pud))
   break;

  if (pud_bad(*pud)) {
   pr_cont("(bad)");
   break;
  }

  pmd = pmd_offset(pud, addr);
  if (PTRS_PER_PMD != 1)
   pr_cont(", *pmd=%0*llx", (u32)(sizeof(*pmd) * 2),
    (u64)pmd_val(*pmd));

  if (pmd_none(*pmd))
   break;

  if (pmd_bad(*pmd)) {
   pr_cont("(bad)");
   break;
  }

  /* We must not map this if we have highmem enabled */
  if (PageHighMem(pfn_to_page(pmd_val(*pmd) >> PAGE_SHIFT)))
   break;

  pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
  pr_cont(", *pte=%0*llx", (u32)(sizeof(*pte) * 2),
   (u64)pte_val(*pte));
 } while (0);

 pr_cont("\n");
}

static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
{
 unsigned index = pgd_index(address);
 pgd_t *pgd_k;
 p4d_t *p4d, *p4d_k;
 pud_t *pud, *pud_k;
 pmd_t *pmd, *pmd_k;

 pgd += index;
 pgd_k = init_mm.pgd + index;

 if (!pgd_present(*pgd_k))
  return NULL;

 p4d = p4d_offset(pgd, address);
 p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 if (!p4d_present(*p4d_k))
  return NULL;

 pud = pud_offset(p4d, address);
 pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 if (!pud_present(*pud_k))
  return NULL;

 if (!pud_present(*pud))
     set_pud(pud, *pud_k);

 pmd = pmd_offset(pud, address);
 pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 if (!pmd_present(*pmd_k))
  return NULL;

 if (!pmd_present(*pmd))
  set_pmd(pmd, *pmd_k);
 else {
  /*
 * The page tables are fully synchronised so there must
 * be another reason for the fault. Return NULL here to
 * signal that we have not taken care of the fault.
 */
  BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
  return NULL;
 }

 return pmd_k;
}

#ifdef CONFIG_SH_STORE_QUEUES
#define __FAULT_ADDR_LIMIT P3_ADDR_MAX
#else
#define __FAULT_ADDR_LIMIT VMALLOC_END
#endif

/*
 * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 */
static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
{
 pgd_t *pgd_k;
 pmd_t *pmd_k;
 pte_t *pte_k;

 /* Make sure we are in vmalloc/module/P3 area: */
 if (!(address >= VMALLOC_START && address < __FAULT_ADDR_LIMIT))
  return -1;

 /*
 * Synchronize this task's top level page-table
 * with the 'reference' page table.
 *
 * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 * an interrupt in the middle of a task switch..
 */
 pgd_k = get_TTB();
 pmd_k = vmalloc_sync_one(pgd_k, address);
 if (!pmd_k)
  return -1;

 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 if (!pte_present(*pte_k))
  return -1;

 return 0;
}

static void
show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
{
 if (!oops_may_print())
  return;

 pr_alert("BUG: unable to handle kernel %s at %08lx\n",
   address < PAGE_SIZE ? "NULL pointer dereference"
         : "paging request",
   address);
 pr_alert("PC:");
 printk_address(regs->pc, 1);

 show_pte(NULL, address);
}

static noinline void
no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
    unsigned long address)
{
 /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 if (fixup_exception(regs))
  return;

 if (handle_trapped_io(regs, address))
  return;

 /*
 * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 * terminate things with extreme prejudice.
 */
 bust_spinlocks(1);

 show_fault_oops(regs, address);

 die("Oops", regs, error_code);
}

static void
__bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
         unsigned long address, int si_code)
{
 /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 if (user_mode(regs)) {
  /*
 * It's possible to have interrupts off here:
 */
  local_irq_enable();

  force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address);

  return;
 }

 no_context(regs, error_code, address);
}

static noinline void
bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
       unsigned long address)
{
 __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
}

static void
__bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
    unsigned long address, int si_code)
{
 struct mm_struct *mm = current->mm;

 /*
 * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 */
 mmap_read_unlock(mm);

 __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
}

static noinline void
bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
{
 __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
}

static noinline void
bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
        unsigned long address)
{
 __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
}

static void
do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
{
 struct task_struct *tsk = current;
 struct mm_struct *mm = tsk->mm;

 mmap_read_unlock(mm);

 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 if (!user_mode(regs))
  no_context(regs, error_code, address);

 force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address);
}

static noinline int
mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
        unsigned long address, vm_fault_t fault)
{
 /*
 * Pagefault was interrupted by SIGKILL. We have no reason to
 * continue pagefault.
 */
 if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
  if (!user_mode(regs))
   no_context(regs, error_code, address);
  return 1;
 }

 /* Release mmap_lock first if necessary */
 if (!(fault & VM_FAULT_RETRY))
  mmap_read_unlock(current->mm);

 if (!(fault & VM_FAULT_ERROR))
  return 0;

 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
  /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
  if (!user_mode(regs)) {
   no_context(regs, error_code, address);
   return 1;
  }

  /*
 * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
 * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 * oom-killed):
 */
  pagefault_out_of_memory();
 } else {
  if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
   do_sigbus(regs, error_code, address);
  else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
   bad_area(regs, error_code, address);
  else
   BUG();
 }

 return 1;
}

static inline int access_error(int error_code, struct vm_area_struct *vma)
{
 if (error_code & FAULT_CODE_WRITE) {
  /* write, present and write, not present: */
  if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
   return 1;
  return 0;
 }

 /* ITLB miss on NX page */
 if (unlikely((error_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
       !(vma->vm_flags & VM_EXEC)))
  return 1;

 /* read, not present: */
 if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
  return 1;

 return 0;
}

static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
{
 return address >= TASK_SIZE;
}

/*
 * This routine handles page faults.  It determines the address,
 * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 * routines.
 */
asmlinkage void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs,
     unsigned long error_code,
     unsigned long address)
{
 unsigned long vec;
 struct task_struct *tsk;
 struct mm_struct *mm;
 struct vm_area_struct * vma;
 vm_fault_t fault;
 unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;

 tsk = current;
 mm = tsk->mm;
 vec = lookup_exception_vector();

 /*
 * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 *
 * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 * be in an interrupt or a critical region, and should
 * only copy the information from the master page table,
 * nothing more.
 */
 if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
  if (vmalloc_fault(address) >= 0)
   return;
  if (kprobe_page_fault(regs, vec))
   return;

  bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
  return;
 }

 if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, vec)))
  return;

 /* Only enable interrupts if they were on before the fault */
 if ((regs->sr & SR_IMASK) != SR_IMASK)
  local_irq_enable();

 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);

 /*
 * If we're in an interrupt, have no user context or are running
 * with pagefaults disabled then we must not take the fault:
 */
 if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
  bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
  return;
 }

retry:
 vma = lock_mm_and_find_vma(mm, address, regs);
 if (unlikely(!vma)) {
  bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
  return;
 }

 /*
 * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 * we can handle it..
 */
 if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
  bad_area_access_error(regs, error_code, address);
  return;
 }

 set_thread_fault_code(error_code);

 if (user_mode(regs))
  flags |= FAULT_FLAG_USER;
 if (error_code & FAULT_CODE_WRITE)
  flags |= FAULT_FLAG_WRITE;

 /*
 * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 * the fault.
 */
 fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);

 if (unlikely(fault & (VM_FAULT_RETRY | VM_FAULT_ERROR)))
  if (mm_fault_error(regs, error_code, address, fault))
   return;

 /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
  return;

 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
  flags |= FAULT_FLAG_TRIED;

  /*
 * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 * have already released it in __lock_page_or_retry
 * in mm/filemap.c.
 */
  goto retry;
 }

 mmap_read_unlock(mm);
}