arch/powerpc: use printk_ratelimited instead of printk_ratelimit
[pandaboard:kernel-mainline.git] / arch / powerpc / mm / fault.c
1 /*
2  *  PowerPC version
3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
4  *
5  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
6  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
7  *
8  *  Modified by Cort Dougan and Paul Mackerras.
9  *
10  *  Modified for PPC64 by Dave Engebretsen (engebret@ibm.com)
11  *
12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
13  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
14  *  as published by the Free Software Foundation; either version
15  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
16  */
17
18 #include <linux/signal.h>
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/errno.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/types.h>
24 #include <linux/ptrace.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/interrupt.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/kprobes.h>
31 #include <linux/kdebug.h>
32 #include <linux/perf_event.h>
33 #include <linux/magic.h>
34 #include <linux/ratelimit.h>
35
36 #include <asm/firmware.h>
37 #include <asm/page.h>
38 #include <asm/pgtable.h>
39 #include <asm/mmu.h>
40 #include <asm/mmu_context.h>
41 #include <asm/system.h>
42 #include <asm/uaccess.h>
43 #include <asm/tlbflush.h>
44 #include <asm/siginfo.h>
45 #include <mm/mmu_decl.h>
46
47 #ifdef CONFIG_KPROBES
48 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
49 {
50         int ret = 0;
51
52         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
53         if (!user_mode(regs)) {
54                 preempt_disable();
55                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 11))
56                         ret = 1;
57                 preempt_enable();
58         }
59
60         return ret;
61 }
62 #else
63 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
64 {
65         return 0;
66 }
67 #endif
68
69 /*
70  * Check whether the instruction at regs->nip is a store using
71  * an update addressing form which will update r1.
72  */
73 static int store_updates_sp(struct pt_regs *regs)
74 {
75         unsigned int inst;
76
77         if (get_user(inst, (unsigned int __user *)regs->nip))
78                 return 0;
79         /* check for 1 in the rA field */
80         if (((inst >> 16) & 0x1f) != 1)
81                 return 0;
82         /* check major opcode */
83         switch (inst >> 26) {
84         case 37:        /* stwu */
85         case 39:        /* stbu */
86         case 45:        /* sthu */
87         case 53:        /* stfsu */
88         case 55:        /* stfdu */
89                 return 1;
90         case 62:        /* std or stdu */
91                 return (inst & 3) == 1;
92         case 31:
93                 /* check minor opcode */
94                 switch ((inst >> 1) & 0x3ff) {
95                 case 181:       /* stdux */
96                 case 183:       /* stwux */
97                 case 247:       /* stbux */
98                 case 439:       /* sthux */
99                 case 695:       /* stfsux */
100                 case 759:       /* stfdux */
101                         return 1;
102                 }
103         }
104         return 0;
105 }
106
107 /*
108  * For 600- and 800-family processors, the error_code parameter is DSISR
109  * for a data fault, SRR1 for an instruction fault. For 400-family processors
110  * the error_code parameter is ESR for a data fault, 0 for an instruction
111  * fault.
112  * For 64-bit processors, the error_code parameter is
113  *  - DSISR for a non-SLB data access fault,
114  *  - SRR1 & 0x08000000 for a non-SLB instruction access fault
115  *  - 0 any SLB fault.
116  *
117  * The return value is 0 if the fault was handled, or the signal
118  * number if this is a kernel fault that can't be handled here.
119  */
120 int __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
121                             unsigned long error_code)
122 {
123         struct vm_area_struct * vma;
124         struct mm_struct *mm = current->mm;
125         siginfo_t info;
126         int code = SEGV_MAPERR;
127         int is_write = 0, ret;
128         int trap = TRAP(regs);
129         int is_exec = trap == 0x400;
130
131 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE))
132         /*
133          * Fortunately the bit assignments in SRR1 for an instruction
134          * fault and DSISR for a data fault are mostly the same for the
135          * bits we are interested in.  But there are some bits which
136          * indicate errors in DSISR but can validly be set in SRR1.
137          */
138         if (trap == 0x400)
139                 error_code &= 0x48200000;
140         else
141                 is_write = error_code & DSISR_ISSTORE;
142 #else
143         is_write = error_code & ESR_DST;
144 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
145
146         if (notify_page_fault(regs))
147                 return 0;
148
149         if (unlikely(debugger_fault_handler(regs)))
150                 return 0;
151
152         /* On a kernel SLB miss we can only check for a valid exception entry */
153         if (!user_mode(regs) && (address >= TASK_SIZE))
154                 return SIGSEGV;
155
156 #if !(defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE) || \
157                              defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_64))
158         if (error_code & DSISR_DABRMATCH) {
159                 /* DABR match */
160                 do_dabr(regs, address, error_code);
161                 return 0;
162         }
163 #endif
164
165         if (in_atomic() || mm == NULL) {
166                 if (!user_mode(regs))
167                         return SIGSEGV;
168                 /* in_atomic() in user mode is really bad,
169                    as is current->mm == NULL. */
170                 printk(KERN_EMERG "Page fault in user mode with "
171                        "in_atomic() = %d mm = %p\n", in_atomic(), mm);
172                 printk(KERN_EMERG "NIP = %lx  MSR = %lx\n",
173                        regs->nip, regs->msr);
174                 die("Weird page fault", regs, SIGSEGV);
175         }
176
177         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
178
179         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
180          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
181          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
182          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
183          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
184          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
185          * space from well defined areas of code, which are listed in the
186          * exceptions table.
187          *
188          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
189          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
190          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
191          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
192          * thus avoiding the deadlock.
193          */
194         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
195                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->nip))
196                         goto bad_area_nosemaphore;
197
198                 down_read(&mm->mmap_sem);
199         }
200
201         vma = find_vma(mm, address);
202         if (!vma)
203                 goto bad_area;
204         if (vma->vm_start <= address)
205                 goto good_area;
206         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
207                 goto bad_area;
208
209         /*
210          * N.B. The POWER/Open ABI allows programs to access up to
211          * 288 bytes below the stack pointer.
212          * The kernel signal delivery code writes up to about 1.5kB
213          * below the stack pointer (r1) before decrementing it.
214          * The exec code can write slightly over 640kB to the stack
215          * before setting the user r1.  Thus we allow the stack to
216          * expand to 1MB without further checks.
217          */
218         if (address + 0x100000 < vma->vm_end) {
219                 /* get user regs even if this fault is in kernel mode */
220                 struct pt_regs *uregs = current->thread.regs;
221                 if (uregs == NULL)
222                         goto bad_area;
223
224                 /*
225                  * A user-mode access to an address a long way below
226                  * the stack pointer is only valid if the instruction
227                  * is one which would update the stack pointer to the
228                  * address accessed if the instruction completed,
229                  * i.e. either stwu rs,n(r1) or stwux rs,r1,rb
230                  * (or the byte, halfword, float or double forms).
231                  *
232                  * If we don't check this then any write to the area
233                  * between the last mapped region and the stack will
234                  * expand the stack rather than segfaulting.
235                  */
236                 if (address + 2048 < uregs->gpr[1]
237                     && (!user_mode(regs) || !store_updates_sp(regs)))
238                         goto bad_area;
239         }
240         if (expand_stack(vma, address))
241                 goto bad_area;
242
243 good_area:
244         code = SEGV_ACCERR;
245 #if defined(CONFIG_6xx)
246         if (error_code & 0x95700000)
247                 /* an error such as lwarx to I/O controller space,
248                    address matching DABR, eciwx, etc. */
249                 goto bad_area;
250 #endif /* CONFIG_6xx */
251 #if defined(CONFIG_8xx)
252         /* 8xx sometimes need to load a invalid/non-present TLBs.
253          * These must be invalidated separately as linux mm don't.
254          */
255         if (error_code & 0x40000000) /* no translation? */
256                 _tlbil_va(address, 0, 0, 0);
257
258         /* The MPC8xx seems to always set 0x80000000, which is
259          * "undefined".  Of those that can be set, this is the only
260          * one which seems bad.
261          */
262         if (error_code & 0x10000000)
263                 /* Guarded storage error. */
264                 goto bad_area;
265 #endif /* CONFIG_8xx */
266
267         if (is_exec) {
268 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
269                 /* Protection fault on exec go straight to failure on
270                  * Hash based MMUs as they either don't support per-page
271                  * execute permission, or if they do, it's handled already
272                  * at the hash level. This test would probably have to
273                  * be removed if we change the way this works to make hash
274                  * processors use the same I/D cache coherency mechanism
275                  * as embedded.
276                  */
277                 if (error_code & DSISR_PROTFAULT)
278                         goto bad_area;
279 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
280
281                 /*
282                  * Allow execution from readable areas if the MMU does not
283                  * provide separate controls over reading and executing.
284                  *
285                  * Note: That code used to not be enabled for 4xx/BookE.
286                  * It is now as I/D cache coherency for these is done at
287                  * set_pte_at() time and I see no reason why the test
288                  * below wouldn't be valid on those processors. This -may-
289                  * break programs compiled with a really old ABI though.
290                  */
291                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC) &&
292                     (cpu_has_feature(CPU_FTR_NOEXECUTE) ||
293                      !(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))))
294                         goto bad_area;
295         /* a write */
296         } else if (is_write) {
297                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
298                         goto bad_area;
299         /* a read */
300         } else {
301                 /* protection fault */
302                 if (error_code & 0x08000000)
303                         goto bad_area;
304                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
305                         goto bad_area;
306         }
307
308         /*
309          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
310          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
311          * the fault.
312          */
313         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, is_write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
314         if (unlikely(ret & VM_FAULT_ERROR)) {
315                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
316                         goto out_of_memory;
317                 else if (ret & VM_FAULT_SIGBUS)
318                         goto do_sigbus;
319                 BUG();
320         }
321         if (ret & VM_FAULT_MAJOR) {
322                 current->maj_flt++;
323                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
324                                      regs, address);
325 #ifdef CONFIG_PPC_SMLPAR
326                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_CMO)) {
327                         preempt_disable();
328                         get_lppaca()->page_ins += (1 << PAGE_FACTOR);
329                         preempt_enable();
330                 }
331 #endif
332         } else {
333                 current->min_flt++;
334                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
335                                      regs, address);
336         }
337         up_read(&mm->mmap_sem);
338         return 0;
339
340 bad_area:
341         up_read(&mm->mmap_sem);
342
343 bad_area_nosemaphore:
344         /* User mode accesses cause a SIGSEGV */
345         if (user_mode(regs)) {
346                 _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
347                 return 0;
348         }
349
350         if (is_exec && (error_code & DSISR_PROTFAULT))
351                 printk_ratelimited(KERN_CRIT "kernel tried to execute NX-protected"
352                                    " page (%lx) - exploit attempt? (uid: %d)\n",
353                                    address, current_uid());
354
355         return SIGSEGV;
356
357 /*
358  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
359  * us unable to handle the page fault gracefully.
360  */
361 out_of_memory:
362         up_read(&mm->mmap_sem);
363         if (!user_mode(regs))
364                 return SIGKILL;
365         pagefault_out_of_memory();
366         return 0;
367
368 do_sigbus:
369         up_read(&mm->mmap_sem);
370         if (user_mode(regs)) {
371                 info.si_signo = SIGBUS;
372                 info.si_errno = 0;
373                 info.si_code = BUS_ADRERR;
374                 info.si_addr = (void __user *)address;
375                 force_sig_info(SIGBUS, &info, current);
376                 return 0;
377         }
378         return SIGBUS;
379 }
380
381 /*
382  * bad_page_fault is called when we have a bad access from the kernel.
383  * It is called from the DSI and ISI handlers in head.S and from some
384  * of the procedures in traps.c.
385  */
386 void bad_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int sig)
387 {
388         const struct exception_table_entry *entry;
389         unsigned long *stackend;
390
391         /* Are we prepared to handle this fault?  */
392         if ((entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
393                 regs->nip = entry->fixup;
394                 return;
395         }
396
397         /* kernel has accessed a bad area */
398
399         switch (regs->trap) {
400         case 0x300:
401         case 0x380:
402                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
403                         "data at address 0x%08lx\n", regs->dar);
404                 break;
405         case 0x400:
406         case 0x480:
407                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
408                         "instruction fetch\n");
409                 break;
410         default:
411                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request for "
412                         "unknown fault\n");
413                 break;
414         }
415         printk(KERN_ALERT "Faulting instruction address: 0x%08lx\n",
416                 regs->nip);
417
418         stackend = end_of_stack(current);
419         if (current != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
420                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
421
422         die("Kernel access of bad area", regs, sig);
423 }