Quelle  trap.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2000 - 2007 Jeff Dike (jdike@{addtoit,linux.intel}.com)
 */

#include <linux/mm.h>
#include <linux/sched/signal.h>
#include <linux/hardirq.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/sched/debug.h>
#include <asm/current.h>
#include <asm/tlbflush.h>
#include <arch.h>
#include <as-layout.h>
#include <kern_util.h>
#include <os.h>
#include <skas.h>

/*
 * NOTE: UML does not have exception tables. As such, this is almost a copy
 * of the code in mm/memory.c, only adjusting the logic to simply check whether
 * we are coming from the kernel instead of doing an additional lookup in the
 * exception table.
 * We can do this simplification because we never get here if the exception was
 * fixable.
 */
static inline bool get_mmap_lock_carefully(struct mm_struct *mm, bool is_user)
{
 if (likely(mmap_read_trylock(mm)))
  return true;

 if (!is_user)
  return false;

 return !mmap_read_lock_killable(mm);
}

static inline bool mmap_upgrade_trylock(struct mm_struct *mm)
{
 /*
 * We don't have this operation yet.
 *
 * It should be easy enough to do: it's basically a
 *    atomic_long_try_cmpxchg_acquire()
 * from RWSEM_READER_BIAS -> RWSEM_WRITER_LOCKED, but
 * it also needs the proper lockdep magic etc.
 */
 return false;
}

static inline bool upgrade_mmap_lock_carefully(struct mm_struct *mm, bool is_user)
{
 mmap_read_unlock(mm);
 if (!is_user)
  return false;

 return !mmap_write_lock_killable(mm);
}

/*
 * Helper for page fault handling.
 *
 * This is kind of equivalend to "mmap_read_lock()" followed
 * by "find_extend_vma()", except it's a lot more careful about
 * the locking (and will drop the lock on failure).
 *
 * For example, if we have a kernel bug that causes a page
 * fault, we don't want to just use mmap_read_lock() to get
 * the mm lock, because that would deadlock if the bug were
 * to happen while we're holding the mm lock for writing.
 *
 * So this checks the exception tables on kernel faults in
 * order to only do this all for instructions that are actually
 * expected to fault.
 *
 * We can also actually take the mm lock for writing if we
 * need to extend the vma, which helps the VM layer a lot.
 */
static struct vm_area_struct *
um_lock_mm_and_find_vma(struct mm_struct *mm,
   unsigned long addr, bool is_user)
{
 struct vm_area_struct *vma;

 if (!get_mmap_lock_carefully(mm, is_user))
  return NULL;

 vma = find_vma(mm, addr);
 if (likely(vma && (vma->vm_start <= addr)))
  return vma;

 /*
 * Well, dang. We might still be successful, but only
 * if we can extend a vma to do so.
 */
 if (!vma || !(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN)) {
  mmap_read_unlock(mm);
  return NULL;
 }

 /*
 * We can try to upgrade the mmap lock atomically,
 * in which case we can continue to use the vma
 * we already looked up.
 *
 * Otherwise we'll have to drop the mmap lock and
 * re-take it, and also look up the vma again,
 * re-checking it.
 */
 if (!mmap_upgrade_trylock(mm)) {
  if (!upgrade_mmap_lock_carefully(mm, is_user))
   return NULL;

  vma = find_vma(mm, addr);
  if (!vma)
   goto fail;
  if (vma->vm_start <= addr)
   goto success;
  if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
   goto fail;
 }

 if (expand_stack_locked(vma, addr))
  goto fail;

success:
 mmap_write_downgrade(mm);
 return vma;

fail:
 mmap_write_unlock(mm);
 return NULL;
}

/*
 * Note this is constrained to return 0, -EFAULT, -EACCES, -ENOMEM by
 * segv().
 */
int handle_page_fault(unsigned long address, unsigned long ip,
        int is_write, int is_user, int *code_out)
{
 struct mm_struct *mm = current->mm;
 struct vm_area_struct *vma;
 pmd_t *pmd;
 pte_t *pte;
 int err = -EFAULT;
 unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;

 *code_out = SEGV_MAPERR;

 /*
 * If the fault was with pagefaults disabled, don't take the fault, just
 * fail.
 */
 if (faulthandler_disabled())
  goto out_nosemaphore;

 if (is_user)
  flags |= FAULT_FLAG_USER;
retry:
 vma = um_lock_mm_and_find_vma(mm, address, is_user);
 if (!vma)
  goto out_nosemaphore;

 *code_out = SEGV_ACCERR;
 if (is_write) {
  if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
   goto out;
  flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 } else {
  /* Don't require VM_READ|VM_EXEC for write faults! */
  if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
   goto out;
 }

 do {
  vm_fault_t fault;

  fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, NULL);

  if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
   goto out_nosemaphore;

  /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
  if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
   return 0;

  if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
   if (fault & VM_FAULT_OOM) {
    goto out_of_memory;
   } else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV) {
    goto out;
   } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
    err = -EACCES;
    goto out;
   }
   BUG();
  }
  if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
   flags |= FAULT_FLAG_TRIED;

   goto retry;
  }

  pmd = pmd_off(mm, address);
  pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 } while (!pte_present(*pte));
 err = 0;
 /*
 * The below warning was added in place of
 * pte_mkyoung(); if (is_write) pte_mkdirty();
 * If it's triggered, we'd see normally a hang here (a clean pte is
 * marked read-only to emulate the dirty bit).
 * However, the generic code can mark a PTE writable but clean on a
 * concurrent read fault, triggering this harmlessly. So comment it out.
 */
#if 0
 WARN_ON(!pte_young(*pte) || (is_write && !pte_dirty(*pte)));
#endif

out:
 mmap_read_unlock(mm);
out_nosemaphore:
 return err;

out_of_memory:
 /*
 * 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).
 */
 mmap_read_unlock(mm);
 if (!is_user)
  goto out_nosemaphore;
 pagefault_out_of_memory();
 return 0;
}

static void show_segv_info(struct uml_pt_regs *regs)
{
 struct task_struct *tsk = current;
 struct faultinfo *fi = UPT_FAULTINFO(regs);

 if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
  return;

 if (!printk_ratelimit())
  return;

 printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %x",
  task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
  tsk->comm, task_pid_nr(tsk), FAULT_ADDRESS(*fi),
  (void *)UPT_IP(regs), (void *)UPT_SP(regs),
  fi->error_code);

 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", UPT_IP(regs));
 printk(KERN_CONT "\n");
}

static void bad_segv(struct faultinfo fi, unsigned long ip)
{
 current->thread.arch.faultinfo = fi;
 force_sig_fault(SIGSEGV, SEGV_ACCERR, (void __user *) FAULT_ADDRESS(fi));
}

void fatal_sigsegv(void)
{
 force_fatal_sig(SIGSEGV);
 do_signal(¤t->thread.regs);
 /*
 * This is to tell gcc that we're not returning - do_signal
 * can, in general, return, but in this case, it's not, since
 * we just got a fatal SIGSEGV queued.
 */
 os_dump_core();
}

/**
 * segv_handler() - the SIGSEGV handler
 * @sig: the signal number
 * @unused_si: the signal info struct; unused in this handler
 * @regs: the ptrace register information
 * @mc: the mcontext of the signal
 *
 * The handler first extracts the faultinfo from the UML ptrace regs struct.
 * If the userfault did not happen in an UML userspace process, bad_segv is called.
 * Otherwise the signal did happen in a cloned userspace process, handle it.
 */
void segv_handler(int sig, struct siginfo *unused_si, struct uml_pt_regs *regs,
    void *mc)
{
 struct faultinfo * fi = UPT_FAULTINFO(regs);

 if (UPT_IS_USER(regs) && !SEGV_IS_FIXABLE(fi)) {
  show_segv_info(regs);
  bad_segv(*fi, UPT_IP(regs));
  return;
 }
 segv(*fi, UPT_IP(regs), UPT_IS_USER(regs), regs, mc);
}

/*
 * We give a *copy* of the faultinfo in the regs to segv.
 * This must be done, since nesting SEGVs could overwrite
 * the info in the regs. A pointer to the info then would
 * give us bad data!
 */
unsigned long segv(struct faultinfo fi, unsigned long ip, int is_user,
     struct uml_pt_regs *regs, void *mc)
{
 int si_code;
 int err;
 int is_write = FAULT_WRITE(fi);
 unsigned long address = FAULT_ADDRESS(fi);

 if (!is_user && regs)
  current->thread.segv_regs = container_of(regs, struct pt_regs, regs);

 if (!is_user && init_mm.context.sync_tlb_range_to) {
  /*
 * Kernel has pending updates from set_ptes that were not
 * flushed yet. Syncing them should fix the pagefault (if not
 * we'll get here again and panic).
 */
  err = um_tlb_sync(&init_mm);
  if (err == -ENOMEM)
   report_enomem();
  if (err)
   panic("Failed to sync kernel TLBs: %d", err);
  goto out;
 }
 else if (current->pagefault_disabled) {
  if (!mc) {
   show_regs(container_of(regs, struct pt_regs, regs));
   panic("Segfault with pagefaults disabled but no mcontext");
  }
  if (!current->thread.segv_continue) {
   show_regs(container_of(regs, struct pt_regs, regs));
   panic("Segfault without recovery target");
  }
  mc_set_rip(mc, current->thread.segv_continue);
  current->thread.segv_continue = NULL;
  goto out;
 }
 else if (current->mm == NULL) {
  show_regs(container_of(regs, struct pt_regs, regs));
  panic("Segfault with no mm");
 }
 else if (!is_user && address > PAGE_SIZE && address < TASK_SIZE) {
  show_regs(container_of(regs, struct pt_regs, regs));
  panic("Kernel tried to access user memory at addr 0x%lx, ip 0x%lx",
         address, ip);
 }

 if (SEGV_IS_FIXABLE(&fi))
  err = handle_page_fault(address, ip, is_write, is_user,
     &si_code);
 else {
  err = -EFAULT;
  /*
 * A thread accessed NULL, we get a fault, but CR2 is invalid.
 * This code is used in __do_copy_from_user() of TT mode.
 * XXX tt mode is gone, so maybe this isn't needed any more
 */
  address = 0;
 }

 if (!err)
  goto out;
 else if (!is_user && arch_fixup(ip, regs))
  goto out;

 if (!is_user) {
  show_regs(container_of(regs, struct pt_regs, regs));
  panic("Kernel mode fault at addr 0x%lx, ip 0x%lx",
        address, ip);
 }

 show_segv_info(regs);

 if (err == -EACCES) {
  current->thread.arch.faultinfo = fi;
  force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
 } else {
  BUG_ON(err != -EFAULT);
  current->thread.arch.faultinfo = fi;
  force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *) address);
 }

out:
 if (regs)
  current->thread.segv_regs = NULL;

 return 0;
}

void relay_signal(int sig, struct siginfo *si, struct uml_pt_regs *regs,
    void *mc)
{
 int code, err;
 if (!UPT_IS_USER(regs)) {
  if (sig == SIGBUS)
   printk(KERN_ERR "Bus error - the host /dev/shm or /tmp "
          "mount likely just ran out of space\n");
  panic("Kernel mode signal %d", sig);
 }

 arch_examine_signal(sig, regs);

 /* Is the signal layout for the signal known?
 * Signal data must be scrubbed to prevent information leaks.
 */
 code = si->si_code;
 err = si->si_errno;
 if ((err == 0) && (siginfo_layout(sig, code) == SIL_FAULT)) {
  struct faultinfo *fi = UPT_FAULTINFO(regs);
  current->thread.arch.faultinfo = *fi;
  force_sig_fault(sig, code, (void __user *)FAULT_ADDRESS(*fi));
 } else {
  printk(KERN_ERR "Attempted to relay unknown signal %d (si_code = %d) with errno %d\n",
         sig, code, err);
  force_sig(sig);
 }
}

void winch(int sig, struct siginfo *unused_si, struct uml_pt_regs *regs,
    void *mc)
{
 do_IRQ(WINCH_IRQ, regs);
}