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) {
  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 bad_area(struct pt_regs *regs, struct mm_struct *mm, int code, unsigned long addr)
  88 {
  89         /*
  90          * Something tried to access memory that isn't in our memory map.
  91          * Fix it, but check if it's kernel or user first.
  92          */
  93         mmap_read_unlock(mm);
  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 vmalloc_fault(struct pt_regs *regs, int code, unsigned long addr)
 104 {
 105         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 106         pud_t *pud_k;
 107         p4d_t *p4d_k;
 108         pmd_t *pmd_k;
 109         pte_t *pte_k;
 110         int index;
 111         unsigned long pfn;
 112
 113         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 114         if (user_mode(regs))
 115                 return do_trap(regs, SIGSEGV, code, addr);
 116
 117         /*
 118          * Synchronize this task's top level page-table
 119          * with the 'reference' page table.
 120          *
 121          * Do _not_ use "tsk->active_mm->pgd" here.
 122          * We might be inside an interrupt in the middle
 123          * of a task switch.
 124          */
 125         index = pgd_index(addr);
 126         pfn = csr_read(CSR_SATP) & SATP_PPN;
 127         pgd = (pgd_t *)pfn_to_virt(pfn) + index;
 128         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 129
 130         if (!pgd_present(*pgd_k)) {
 131                 no_context(regs, addr);
 132                 return;
 133         }
 134         set_pgd(pgd, *pgd_k);
 135
 136         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, addr);
 137         if (!p4d_present(*p4d_k)) {
 138                 no_context(regs, addr);
 139                 return;
 140         }
 141
 142         pud_k = pud_offset(p4d_k, addr);
 143         if (!pud_present(*pud_k)) {
 144                 no_context(regs, addr);
 145                 return;
 146         }
 147         if (pud_leaf(*pud_k))
 148                 goto flush_tlb;
 149
 150         /*
 151          * Since the vmalloc area is global, it is unnecessary
 152          * to copy individual PTEs
 153          */
 154         pmd_k = pmd_offset(pud_k, addr);
 155         if (!pmd_present(*pmd_k)) {
 156                 no_context(regs, addr);
 157                 return;
 158         }
 159         if (pmd_leaf(*pmd_k))
 160                 goto flush_tlb;
 161
 162         /*
 163          * Make sure the actual PTE exists as well to
 164          * catch kernel vmalloc-area accesses to non-mapped
 165          * addresses. If we don't do this, this will just
 166          * silently loop forever.
 167          */
 168         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, addr);
 169         if (!pte_present(*pte_k)) {
 170                 no_context(regs, addr);
 171                 return;
 172         }
 173
 174         /*
 175          * The kernel assumes that TLBs don't cache invalid
 176          * entries, but in RISC-V, SFENCE.VMA specifies an
 177          * ordering constraint, not a cache flush; it is
 178          * necessary even after writing invalid entries.
 179          */
 180 flush_tlb:
 181         local_flush_tlb_page(addr);
 182 }
 183
 184 static inline bool access_error(unsigned long cause, struct vm_area_struct *vma)
 185 {
 186         switch (cause) {
 187         case EXC_INST_PAGE_FAULT:
 188                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 189                         return true;
 190                 }
 191                 break;
 192         case EXC_LOAD_PAGE_FAULT:
 193                 /* Write implies read */
 194                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE))) {
 195                         return true;
 196                 }
 197                 break;
 198         case EXC_STORE_PAGE_FAULT:
 199                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
 200                         return true;
 201                 }
 202                 break;
 203         default:
 204                 panic("%s: unhandled cause %lu", __func__, cause);
 205         }
 206         return false;
 207 }
 208
 209 /*
 210  * This routine handles page faults.  It determines the address and the
 211  * problem, and then passes it off to one of the appropriate routines.
 212  */
 213 void handle_page_fault(struct pt_regs *regs)
 214 {
 215         struct task_struct *tsk;
 216         struct vm_area_struct *vma;
 217         struct mm_struct *mm;
 218         unsigned long addr, cause;
 219         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 220         int code = SEGV_MAPERR;
 221         vm_fault_t fault;
 222
 223         cause = regs->cause;
 224         addr = regs->badaddr;
 225
 226         tsk = current;
 227         mm = tsk->mm;
 228
 229         if (kprobe_page_fault(regs, cause))
 230                 return;
 231
 232         /*
 233          * Fault-in kernel-space virtual memory on-demand.
 234          * The 'reference' page table is init_mm.pgd.
 235          *
 236          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 237          * be in an interrupt or a critical region, and should
 238          * only copy the information from the master page table,
 239          * nothing more.
 240          */
 241         if (unlikely((addr >= VMALLOC_START) && (addr < VMALLOC_END))) {
 242                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 243                 return;
 244         }
 245
 246 #ifdef CONFIG_64BIT
 247         /*
 248          * Modules in 64bit kernels lie in their own virtual region which is not
 249          * in the vmalloc region, but dealing with page faults in this region
 250          * or the vmalloc region amounts to doing the same thing: checking that
 251          * the mapping exists in init_mm.pgd and updating user page table, so
 252          * just use vmalloc_fault.
 253          */
 254         if (unlikely(addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)) {
 255                 vmalloc_fault(regs, code, addr);
 256                 return;
 257         }
 258 #endif
 259         /* Enable interrupts if they were enabled in the parent context. */
 260         if (!regs_irqs_disabled(regs))
 261                 local_irq_enable();
 262
 263         /*
 264          * If we're in an interrupt, have no user context, or are running
 265          * in an atomic region, then we must not take the fault.
 266          */
 267         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
 268                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 269                 no_context(regs, addr);
 270                 return;
 271         }
 272
 273         if (user_mode(regs))
 274                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 275
 276         if (!user_mode(regs) && addr < TASK_SIZE && unlikely(!(regs->status & SR_SUM))) {
 277                 if (fixup_exception(regs))
 278                         return;
 279
 280                 die_kernel_fault("access to user memory without uaccess routines", addr, regs);
 281         }
 282
 283         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, addr);
 284
 285         if (cause == EXC_STORE_PAGE_FAULT)
 286                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 287         else if (cause == EXC_INST_PAGE_FAULT)
 288                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
 289 retry:
 290         mmap_read_lock(mm);
 291         vma = find_vma(mm, addr);
 292         if (unlikely(!vma)) {
 293                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 294                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 295                 return;
 296         }
 297         if (likely(vma->vm_start <= addr))
 298                 goto good_area;
 299         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
 300                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 301                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 302                 return;
 303         }
 304         if (unlikely(expand_stack(vma, addr))) {
 305                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 306                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 307                 return;
 308         }
 309
 310         /*
 311          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 312          * we can handle it.
 313          */
 314 good_area:
 315         code = SEGV_ACCERR;
 316
 317         if (unlikely(access_error(cause, vma))) {
 318                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 319                 bad_area(regs, mm, code, addr);
 320                 return;
 321         }
 322
 323         /*
 324          * If for any reason at all we could not handle the fault,
 325          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 326          * the fault.
 327          */
 328         fault = handle_mm_fault(vma, addr, flags, regs);
 329
 330         /*
 331          * If we need to retry but a fatal signal is pending, handle the
 332          * signal first. We do not need to release the mmap_lock because it
 333          * would already be released in __lock_page_or_retry in mm/filemap.c.
 334          */
 335         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 336                 if (!user_mode(regs))
 337                         no_context(regs, addr);
 338                 return;
 339         }
 340
 341         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 342         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
 343                 return;
 344
 345         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
 346                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 347
 348                 /*
 349                  * No need to mmap_read_unlock(mm) as we would
 350                  * have already released it in __lock_page_or_retry
 351                  * in mm/filemap.c.
 352                  */
 353                 goto retry;
 354         }
 355
 356         mmap_read_unlock(mm);
 357
 358         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 359                 tsk->thread.bad_cause = cause;
 360                 mm_fault_error(regs, addr, fault);
 361                 return;
 362         }
 363         return;
 364 }