Quelle  fault.c   Sprache: C

/*
 * 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.
 *
 *
 * Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998 by Ralf Baechle
 * Copyright 1999 SuSE GmbH (Philipp Rumpf, prumpf@tux.org)
 * Copyright 1999 Hewlett Packard Co.
 *
 */

#include <linux/mm.h>
#include <linux/ptrace.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/debug.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/extable.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/hugetlb.h>
#include <linux/perf_event.h>

#include <asm/traps.h>

#define DEBUG_NATLB 0

/* Various important other fields */
#define bit22set(x)  (x & 0x00000200)
#define bits23_25set(x)  (x & 0x000001c0)
#define isGraphicsFlushRead(x) ((x & 0xfc003fdf) == 0x04001a80)
    /* extended opcode is 0x6a */

#define BITSSET  0x1c0 /* for identifying LDCW */


int show_unhandled_signals = 1;

/*
 * parisc_acctyp(unsigned int inst) --
 *    Given a PA-RISC memory access instruction, determine if the
 *    instruction would perform a memory read or memory write
 *    operation.
 *
 *    This function assumes that the given instruction is a memory access
 *    instruction (i.e. you should really only call it if you know that
 *    the instruction has generated some sort of a memory access fault).
 *
 * Returns:
 *   VM_READ  if read operation
 *   VM_WRITE if write operation
 *   VM_EXEC  if execute operation
 */
unsigned long
parisc_acctyp(unsigned long code, unsigned int inst)
{
 if (code == 6 || code == 16)
     return VM_EXEC;

 switch (inst & 0xf0000000) {
 case 0x40000000: /* load */
 case 0x50000000: /* new load */
  return VM_READ;

 case 0x60000000: /* store */
 case 0x70000000: /* new store */
  return VM_WRITE;

 case 0x20000000: /* coproc */
 case 0x30000000: /* coproc2 */
  if (bit22set(inst))
   return VM_WRITE;
  fallthrough;

 case 0x0: /* indexed/memory management */
  if (bit22set(inst)) {
   /*
    * Check for the 'Graphics Flush Read' instruction.
    * It resembles an FDC instruction, except for bits
    * 20 and 21. Any combination other than zero will
    * utilize the block mover functionality on some
    * older PA-RISC platforms.  The case where a block
    * move is performed from VM to graphics IO space
    * should be treated as a READ.
    *
    * The significance of bits 20,21 in the FDC
    * instruction is:
    *
    *   00  Flush data cache (normal instruction behavior)
    *   01  Graphics flush write  (IO space -> VM)
    *   10  Graphics flush read   (VM -> IO space)
    *   11  Graphics flush read/write (VM <-> IO space)
 */
   if (isGraphicsFlushRead(inst))
    return VM_READ;
   return VM_WRITE;
  } else {
   /*
    * Check for LDCWX and LDCWS (semaphore instructions).
    * If bits 23 through 25 are all 1's it is one of
    * the above two instructions and is a write.
    *
    * Note: With the limited bits we are looking at,
    * this will also catch PROBEW and PROBEWI. However,
    * these should never get in here because they don't
    * generate exceptions of the type:
    *   Data TLB miss fault/data page fault
    *   Data memory protection trap
 */
   if (bits23_25set(inst) == BITSSET)
    return VM_WRITE;
  }
  return VM_READ; /* Default */
 }
 return VM_READ; /* Default */
}

#undef bit22set
#undef bits23_25set
#undef isGraphicsFlushRead
#undef BITSSET


#if 0
/* This is the treewalk to find a vma which is the highest that has
 * a start < addr.  We're using find_vma_prev instead right now, but
 * we might want to use this at some point in the future.  Probably
 * not, but I want it committed to CVS so I don't lose it :-)
 */
   while (tree != vm_avl_empty) {
    if (tree->vm_start > addr) {
     tree = tree->vm_avl_left;
    } else {
     prev = tree;
     if (prev->vm_next == NULL)
      break;
     if (prev->vm_next->vm_start > addr)
      break;
     tree = tree->vm_avl_right;
    }
   }
#endif

int fixup_exception(struct pt_regs *regs)
{
 const struct exception_table_entry *fix;

 fix = search_exception_tables(regs->iaoq[0]);
 if (fix) {
  /*
   * Fix up get_user() and put_user().
   * ASM_EXCEPTIONTABLE_ENTRY_EFAULT() sets the least-significant
   * bit in the relative address of the fixup routine to indicate
   * that the register encoded in the "or %r0,%r0,register"
   * opcode should be loaded with -EFAULT to report a userspace
   * access error.
 */
  if (fix->fixup & 1) {
   int fault_error_reg = fix->err_opcode & 0x1f;
   if (!WARN_ON(!fault_error_reg))
    regs->gr[fault_error_reg] = -EFAULT;
   pr_debug("Unalignment fixup of register %d at %pS\n",
    fault_error_reg, (void*)regs->iaoq[0]);

   /* zero target register for get_user() */
   if (parisc_acctyp(0, regs->iir) == VM_READ) {
    int treg = regs->iir & 0x1f;
    BUG_ON(treg == 0);
    regs->gr[treg] = 0;
   }
  }

  regs->iaoq[0] = (unsigned long)&fix->fixup + fix->fixup;
  regs->iaoq[0] &= ~3;
  /*
   * NOTE: In some cases the faulting instruction
   * may be in the delay slot of a branch. We
   * don't want to take the branch, so we don't
   * increment iaoq[1], instead we set it to be
   * iaoq[0]+4, and clear the B bit in the PSW
 */
  regs->iaoq[1] = regs->iaoq[0] + 4;
  regs->gr[0] &= ~PSW_B; /* IPSW in gr[0] */

  return 1;
 }

 return 0;
}

/*
 * parisc hardware trap list
 *
 * Documented in section 3 "Addressing and Access Control" of the
 * "PA-RISC 1.1 Architecture and Instruction Set Reference Manual"
 * https://parisc.wiki.kernel.org/index.php/File:Pa11_acd.pdf
 *
 * For implementation see handle_interruption() in traps.c
 */
static const char * const trap_description[] = {
 [1] = "High-priority machine check (HPMC)",
 [2] = "Power failure interrupt",
 [3] = "Recovery counter trap",
 [5] = "Low-priority machine check",
 [6] = "Instruction TLB miss fault",
 [7] = "Instruction access rights / protection trap",
 [8] = "Illegal instruction trap",
 [9] = "Break instruction trap",
 [10] = "Privileged operation trap",
 [11] = "Privileged register trap",
 [12] = "Overflow trap",
 [13] = "Conditional trap",
 [14] = "FP Assist Exception trap",
 [15] = "Data TLB miss fault",
 [16] = "Non-access ITLB miss fault",
 [17] = "Non-access DTLB miss fault",
 [18] = "Data memory protection/unaligned access trap",
 [19] = "Data memory break trap",
 [20] = "TLB dirty bit trap",
 [21] = "Page reference trap",
 [22] = "Assist emulation trap",
 [25] = "Taken branch trap",
 [26] = "Data memory access rights trap",
 [27] = "Data memory protection ID trap",
 [28] = "Unaligned data reference trap",
};

const char *trap_name(unsigned long code)
{
 const char *t = NULL;

 if (code < ARRAY_SIZE(trap_description))
  t = trap_description[code];

 return t ? t : "Unknown trap";
}

/*
 * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 * sysctl is set:
 */
static inline void
show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long code,
  unsigned long address, struct task_struct *tsk,
  struct vm_area_struct *vma)
{
 if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
  return;

 if (!printk_ratelimit())
  return;

 pr_warn("\n");
 pr_warn("do_page_fault() command='%s' type=%lu address=0x%08lx",
     tsk->comm, code, address);
 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->iaoq[0]);

 pr_cont("\ntrap #%lu: %s%c", code, trap_name(code),
  vma ? ',':'\n');

 if (vma)
  pr_cont(" vm_start = 0x%08lx, vm_end = 0x%08lx\n",
   vma->vm_start, vma->vm_end);

 show_regs(regs);
}

void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long code,
         unsigned long address)
{
 struct vm_area_struct *vma, *prev_vma;
 struct task_struct *tsk;
 struct mm_struct *mm;
 unsigned long acc_type;
 vm_fault_t fault = 0;
 unsigned int flags;
 char *msg;

 tsk = current;
 mm = tsk->mm;
 if (!mm) {
  msg = "Page fault: no context";
  goto no_context;
 }

 flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 if (user_mode(regs))
  flags |= FAULT_FLAG_USER;

 acc_type = parisc_acctyp(code, regs->iir);
 if (acc_type & VM_WRITE)
  flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
retry:
 mmap_read_lock(mm);
 vma = find_vma_prev(mm, address, &prev_vma);
 if (!vma || address < vma->vm_start) {
  if (!prev_vma || !(prev_vma->vm_flags & VM_GROWSUP))
   goto bad_area;
  vma = expand_stack(mm, address);
  if (!vma)
   goto bad_area_nosemaphore;
 }

/*
 * Ok, we have a good vm_area for this memory access. We still need to
 * check the access permissions.
 */

 if ((vma->vm_flags & acc_type) != acc_type)
  goto bad_area;

 /*
  * 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 (fault_signal_pending(fault, regs)) {
  if (!user_mode(regs)) {
   msg = "Page fault: fault signal on kernel memory";
   goto no_context;
  }
  return;
 }

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

 if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
  /*
   * We hit a shared mapping outside of the file, or some
   * other thing happened to us that made us unable to
   * handle the page fault gracefully.
 */
  if (fault & VM_FAULT_OOM)
   goto out_of_memory;
  else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
   goto bad_area;
  else if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
      VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
   goto bad_area;
  BUG();
 }
 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
  /*
   * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
   * have already released it in __lock_page_or_retry
   * in mm/filemap.c.
 */
  flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
  goto retry;
 }
 mmap_read_unlock(mm);
 return;

/*
 * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 */
bad_area:
 mmap_read_unlock(mm);

bad_area_nosemaphore:
 if (!user_mode(regs) && fixup_exception(regs)) {
  return;
 }

 if (user_mode(regs)) {
  int signo, si_code;

  switch (code) {
  case 15: /* Data TLB miss fault/Data page fault */
   /* send SIGSEGV when outside of vma */
   if (!vma ||
       address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end) {
    signo = SIGSEGV;
    si_code = SEGV_MAPERR;
    break;
   }

   /* send SIGSEGV for wrong permissions */
   if ((vma->vm_flags & acc_type) != acc_type) {
    signo = SIGSEGV;
    si_code = SEGV_ACCERR;
    break;
   }

   /* probably address is outside of mapped file */
   fallthrough;
  case 17: /* NA data TLB miss / page fault */
  case 18: /* Unaligned access - PCXS only */
   signo = SIGBUS;
   si_code = (code == 18) ? BUS_ADRALN : BUS_ADRERR;
   break;
  case 16: /* Non-access instruction TLB miss fault */
  case 26: /* PCXL: Data memory access rights trap */
  default:
   signo = SIGSEGV;
   si_code = (code == 26) ? SEGV_ACCERR : SEGV_MAPERR;
   break;
  }
#ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
  if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
   unsigned int lsb = 0;
   printk(KERN_ERR
 "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %08lx\n",
   tsk->comm, tsk->pid, address);
   /*
    * Either small page or large page may be poisoned.
    * In other words, VM_FAULT_HWPOISON_LARGE and
    * VM_FAULT_HWPOISON are mutually exclusive.
 */
   if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
    lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
   else if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
    lsb = PAGE_SHIFT;

   force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *) address,
      lsb);
   return;
  }
#endif
  show_signal_msg(regs, code, address, tsk, vma);

  force_sig_fault(signo, si_code, (void __user *) address);
  return;
 }
 msg = "Page fault: bad address";

no_context:

 if (!user_mode(regs) && fixup_exception(regs)) {
  return;
 }

 parisc_terminate(msg, regs, code, address);

out_of_memory:
 mmap_read_unlock(mm);
 if (!user_mode(regs)) {
  msg = "Page fault: out of memory";
  goto no_context;
 }
 pagefault_out_of_memory();
}

/* Handle non-access data TLB miss faults.
 *
 * For probe instructions, accesses to userspace are considered allowed
 * if they lie in a valid VMA and the access type matches. We are not
 * allowed to handle MM faults here so there may be situations where an
 * actual access would fail even though a probe was successful.
 */
int
handle_nadtlb_fault(struct pt_regs *regs)
{
 unsigned long insn = regs->iir;
 int breg, treg, xreg, val = 0;
 struct vm_area_struct *vma;
 struct task_struct *tsk;
 struct mm_struct *mm;
 unsigned long address;
 unsigned long acc_type;

 switch (insn & 0x380) {
 case 0x280:
  /* FDC instruction */
  fallthrough;
 case 0x380:
  /* PDC and FIC instructions */
  if (DEBUG_NATLB && printk_ratelimit()) {
   pr_warn("WARNING: nullifying cache flush/purge instruction\n");
   show_regs(regs);
  }
  if (insn & 0x20) {
   /* Base modification */
   breg = (insn >> 21) & 0x1f;
   xreg = (insn >> 16) & 0x1f;
   if (breg && xreg)
    regs->gr[breg] += regs->gr[xreg];
  }
  regs->gr[0] |= PSW_N;
  return 1;

 case 0x180:
  /* PROBE instruction */
  treg = insn & 0x1f;
  if (regs->isr) {
   tsk = current;
   mm = tsk->mm;
   if (mm) {
    /* Search for VMA */
    address = regs->ior;
    mmap_read_lock(mm);
    vma = vma_lookup(mm, address);
    mmap_read_unlock(mm);

    /*
     * Check if access to the VMA is okay.
     * We don't allow for stack expansion.
 */
    acc_type = (insn & 0x40) ? VM_WRITE : VM_READ;
    if (vma
        && (vma->vm_flags & acc_type) == acc_type)
     val = 1;
   }
  }
  if (treg)
   regs->gr[treg] = val;
  regs->gr[0] |= PSW_N;
  return 1;

 case 0x300:
  /* LPA instruction */
  if (insn & 0x20) {
   /* Base modification */
   breg = (insn >> 21) & 0x1f;
   xreg = (insn >> 16) & 0x1f;
   if (breg && xreg)
    regs->gr[breg] += regs->gr[xreg];
  }
  treg = insn & 0x1f;
  if (treg)
   regs->gr[treg] = 0;
  regs->gr[0] |= PSW_N;
  return 1;

 default:
  break;
 }

 return 0;
}