Quelle  fault.c   Sprache: C

/*
 * Copyright (C) 2009 Wind River Systems Inc
 *   Implemented by fredrik.markstrom@gmail.com and ivarholmqvist@gmail.com
 *
 * based on arch/mips/mm/fault.c which is:
 *
 * Copyright (C) 1995-2000 Ralf Baechle
 *
 * 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/signal.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/debug.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/ptrace.h>
#include <linux/mman.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/extable.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/perf_event.h>

#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/traps.h>

#define EXC_SUPERV_INSN_ACCESS 9  /* Supervisor only instruction address */
#define EXC_SUPERV_DATA_ACCESS 11 /* Supervisor only data address */
#define EXC_X_PROTECTION_FAULT 13 /* TLB permission violation (x) */
#define EXC_R_PROTECTION_FAULT 14 /* TLB permission violation (r) */
#define EXC_W_PROTECTION_FAULT 15 /* TLB permission violation (w) */

/*
 * 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 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long cause,
    unsigned long address)
{
 struct vm_area_struct *vma = NULL;
 struct task_struct *tsk = current;
 struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 int code = SEGV_MAPERR;
 vm_fault_t fault;
 unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;

 cause >>= 2;

 /* Restart the instruction */
 regs->ea -= 4;

 /*
 * 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(address >= VMALLOC_START && address <= VMALLOC_END)) {
  if (user_mode(regs))
   goto bad_area_nosemaphore;
  else
   goto vmalloc_fault;
 }

 if (unlikely(address >= TASK_SIZE))
  goto bad_area_nosemaphore;

 /*
 * If we're in an interrupt or have no user
 * context, we must not take the fault..
 */
 if (faulthandler_disabled() || !mm)
  goto bad_area_nosemaphore;

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

 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);

retry:
 vma = lock_mm_and_find_vma(mm, address, regs);
 if (!vma)
  goto bad_area_nosemaphore;
/*
 * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 * we can handle it..
 */
 code = SEGV_ACCERR;

 switch (cause) {
 case EXC_SUPERV_INSN_ACCESS:
  goto bad_area;
 case EXC_SUPERV_DATA_ACCESS:
  goto bad_area;
 case EXC_X_PROTECTION_FAULT:
  if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
   goto bad_area;
  break;
 case EXC_R_PROTECTION_FAULT:
  if (!(vma->vm_flags & VM_READ))
   goto bad_area;
  break;
 case EXC_W_PROTECTION_FAULT:
  if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
   goto bad_area;
  flags = FAULT_FLAG_WRITE;
  break;
 }

 /*
 * 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))
   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)) {
  if (fault & VM_FAULT_OOM)
   goto out_of_memory;
  else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
   goto bad_area;
  else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
   goto do_sigbus;
  BUG();
 }

 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);
 return;

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

bad_area_nosemaphore:
 /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 if (user_mode(regs)) {
  if (unhandled_signal(current, SIGSEGV) && printk_ratelimit()) {
   pr_info("%s: unhandled page fault (%d) at 0x%08lx, "
    "cause %ld\n", current->comm, SIGSEGV, address, cause);
   show_regs(regs);
  }
  _exception(SIGSEGV, regs, code, address);
  return;
 }

no_context:
 /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 if (fixup_exception(regs))
  return;

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

 pr_alert("Unable to handle kernel %s at virtual address %08lx",
  address < PAGE_SIZE ? "NULL pointer dereference" :
  "paging request", address);
 pr_alert("ea = %08lx, ra = %08lx, cause = %ld\n", regs->ea, regs->ra,
  cause);
 panic("Oops");
 return;

/*
 * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 * us unable to handle the page fault gracefully.
 */
out_of_memory:
 mmap_read_unlock(mm);
 if (!user_mode(regs))
  goto no_context;
 pagefault_out_of_memory();
 return;

do_sigbus:
 mmap_read_unlock(mm);

 /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 if (!user_mode(regs))
  goto no_context;

 _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, address);
 return;

vmalloc_fault:
 {
  /*
 * Synchronize this task's top level page-table
 * with the 'reference' page table.
 *
 * Do _not_ use "tsk" here. We might be inside
 * an interrupt in the middle of a task switch..
 */
  int offset = pgd_index(address);
  pgd_t *pgd, *pgd_k;
  p4d_t *p4d, *p4d_k;
  pud_t *pud, *pud_k;
  pmd_t *pmd, *pmd_k;
  pte_t *pte_k;

  pgd = pgd_current + offset;
  pgd_k = init_mm.pgd + offset;

  if (!pgd_present(*pgd_k))
   goto no_context;
  set_pgd(pgd, *pgd_k);

  p4d = p4d_offset(pgd, address);
  p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
  if (!p4d_present(*p4d_k))
   goto no_context;
  pud = pud_offset(p4d, address);
  pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
  if (!pud_present(*pud_k))
   goto no_context;
  pmd = pmd_offset(pud, address);
  pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
  if (!pmd_present(*pmd_k))
   goto no_context;
  set_pmd(pmd, *pmd_k);

  pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
  if (!pte_present(*pte_k))
   goto no_context;

  flush_tlb_kernel_page(address);
  return;
 }
}