arch/sparc/mm/fault_64.c

   1 /*
   2  * arch/sparc64/mm/fault.c: Page fault handlers for the 64-bit Sparc.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1996, 2008 David S. Miller (davem@davemloft.net)
   5  * Copyright (C) 1997, 1999 Jakub Jelinek (jj@ultra.linux.cz)
   6  */
   7
   8 #include <asm/head.h>
   9
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/ptrace.h>
  14 #include <linux/mman.h>
  15 #include <linux/signal.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/perf_event.h>
  20 #include <linux/interrupt.h>
  21 #include <linux/kprobes.h>
  22 #include <linux/kdebug.h>
  23 #include <linux/percpu.h>
  24
  25 #include <asm/page.h>
  26 #include <asm/pgtable.h>
  27 #include <asm/openprom.h>
  28 #include <asm/oplib.h>
  29 #include <asm/uaccess.h>
  30 #include <asm/asi.h>
  31 #include <asm/lsu.h>
  32 #include <asm/sections.h>
  33 #include <asm/mmu_context.h>
  34
  35 int show_unhandled_signals = 1;
  36
  37 static inline __kprobes int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  38 {
  39         int ret = 0;
  40
  41         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  42         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
  43                 preempt_disable();
  44                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 0))
  45                         ret = 1;
  46                 preempt_enable();
  47         }
  48         return ret;
  49 }
  50
  51 static void __kprobes unhandled_fault(unsigned long address,
  52                                       struct task_struct *tsk,
  53                                       struct pt_regs *regs)
  54 {
  55         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
  56                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
  57                        "pointer dereference\n");
  58         } else {
  59                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
  60                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
  61         }
  62         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
  63                (tsk->mm ?
  64                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
  65                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
  66         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
  67                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
  68                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
  69         die_if_kernel("Oops", regs);
  70 }
  71
  72 static void __kprobes bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long vaddr)
  73 {
  74         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
  75                regs->tpc);
  76         printk(KERN_CRIT "OOPS: RPC [%016lx]\n", regs->u_regs[15]);
  77         printk("OOPS: RPC <%pS>\n", (void *) regs->u_regs[15]);
  78         printk(KERN_CRIT "OOPS: Fault was to vaddr[%lx]\n", vaddr);
  79         dump_stack();
  80         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
  81 }
  82
  83 /*
  84  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
  85  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
  86  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
  87  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
  88  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
  89  */
  90 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
  91 {
  92         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
  93         pud_t *pudp;
  94         pmd_t *pmdp;
  95         pte_t *ptep, pte;
  96         unsigned long pa;
  97         u32 insn = 0;
  98
  99         if (pgd_none(*pgdp) || unlikely(pgd_bad(*pgdp)))
 100                 goto out;
 101         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 102         if (pud_none(*pudp) || unlikely(pud_bad(*pudp)))
 103                 goto out;
 104
 105         /* This disables preemption for us as well. */
 106         local_irq_disable();
 107
 108         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 109         if (pmd_none(*pmdp) || unlikely(pmd_bad(*pmdp)))
 110                 goto out_irq_enable;
 111
 112 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 113         if (pmd_trans_huge(*pmdp)) {
 114                 if (pmd_trans_splitting(*pmdp))
 115                         goto out_irq_enable;
 116
 117                 pa  = pmd_pfn(*pmdp) << PAGE_SHIFT;
 118                 pa += tpc & ~HPAGE_MASK;
 119
 120                 /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 121                 __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 122                                      : "=r" (insn)
 123                                      : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 124         } else
 125 #endif
 126         {
 127                 ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 128                 pte = *ptep;
 129                 if (pte_present(pte)) {
 130                         pa  = (pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT);
 131                         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 132
 133                         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 134                         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 135                                              : "=r" (insn)
 136                                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 137                 }
 138                 pte_unmap(ptep);
 139         }
 140 out_irq_enable:
 141         local_irq_enable();
 142 out:
 143         return insn;
 144 }
 145
 146 static inline void
 147 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, int sig, int code,
 148                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 149 {
 150         if (!unhandled_signal(tsk, sig))
 151                 return;
 152
 153         if (!printk_ratelimit())
 154                 return;
 155
 156         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p (rpc %p) sp %p error %x",
 157                task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 158                tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 159                (void *)regs->tpc, (void *)regs->u_regs[UREG_I7],
 160                (void *)regs->u_regs[UREG_FP], code);
 161
 162         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->tpc);
 163
 164         printk(KERN_CONT "\n");
 165 }
 166
 167 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 168
 169 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 170                              unsigned long fault_addr, unsigned int insn,
 171                              int fault_code)
 172 {
 173         unsigned long addr;
 174         siginfo_t info;
 175
 176         info.si_code = code;
 177         info.si_signo = sig;
 178         info.si_errno = 0;
 179         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB) {
 180                 addr = regs->tpc;
 181         } else {
 182                 /* If we were able to probe the faulting instruction, use it
 183                  * to compute a precise fault address.  Otherwise use the fault
 184                  * time provided address which may only have page granularity.
 185                  */
 186                 if (insn)
 187                         addr = compute_effective_address(regs, insn, 0);
 188                 else
 189                         addr = fault_addr;
 190         }
 191         info.si_addr = (void __user *) addr;
 192         info.si_trapno = 0;
 193
 194         if (unlikely(show_unhandled_signals))
 195                 show_signal_msg(regs, sig, code, addr, current);
 196
 197         force_sig_info(sig, &info, current);
 198 }
 199
 200 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 201 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 202
 203 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 204 {
 205         if (!insn) {
 206                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 207                         return 0;
 208                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 209                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 210                 } else {
 211                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 212                 }
 213         }
 214         return insn;
 215 }
 216
 217 static void __kprobes do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code,
 218                                       int fault_code, unsigned int insn,
 219                                       unsigned long address)
 220 {
 221         unsigned char asi = ASI_P;
 222
 223         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 224                 goto cannot_handle;
 225
 226         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 227          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 228          * in that case.
 229          */
 230
 231         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 232             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 233                 if (insn & 0x2000)
 234                         asi = (regs->tstate >> 24);
 235                 else
 236                         asi = (insn >> 5);
 237                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 238                         if (insn & 0x1000000) {
 239                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 240                         } else {
 241                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 242                                  * destination register(s) and continue with the next
 243                                  * instruction. -jj
 244                                  */
 245                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 246                         }
 247                         return;
 248                 }
 249         }
 250
 251         /* Is this in ex_table? */
 252         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 253                 const struct exception_table_entry *entry;
 254
 255                 entry = search_exception_tables(regs->tpc);
 256                 if (entry) {
 257                         regs->tpc = entry->fixup;
 258                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 259                         return;
 260                 }
 261         } else {
 262                 /* The si_code was set to make clear whether
 263                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 264                  */
 265                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, address, insn, fault_code);
 266                 return;
 267         }
 268
 269 cannot_handle:
 270         unhandled_fault (address, current, regs);
 271 }
 272
 273 static void noinline __kprobes bogus_32bit_fault_tpc(struct pt_regs *regs)
 274 {
 275         static int times;
 276
 277         if (times++ < 10)
 278                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process reports "
 279                        "64-bit TPC [%lx]\n",
 280                        current->comm, current->pid,
 281                        regs->tpc);
 282         show_regs(regs);
 283 }
 284
 285 static void noinline __kprobes bogus_32bit_fault_address(struct pt_regs *regs,
 286                                                          unsigned long addr)
 287 {
 288         static int times;
 289
 290         if (times++ < 10)
 291                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process "
 292                        "reports 64-bit fault address [%lx]\n",
 293                        current->comm, current->pid, addr);
 294         show_regs(regs);
 295 }
 296
 297 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 298 {
 299         struct mm_struct *mm = current->mm;
 300         struct vm_area_struct *vma;
 301         unsigned int insn = 0;
 302         int si_code, fault_code, fault;
 303         unsigned long address, mm_rss;
 304
 305         fault_code = get_thread_fault_code();
 306
 307         if (notify_page_fault(regs))
 308                 return;
 309
 310         si_code = SEGV_MAPERR;
 311         address = current_thread_info()->fault_address;
 312
 313         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 314             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 315                 BUG();
 316
 317         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 318                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 319                         if (unlikely((regs->tpc >> 32) != 0)) {
 320                                 bogus_32bit_fault_tpc(regs);
 321                                 goto intr_or_no_mm;
 322                         }
 323                 }
 324                 if (unlikely((address >> 32) != 0)) {
 325                         bogus_32bit_fault_address(regs, address);
 326                         goto intr_or_no_mm;
 327                 }
 328         }
 329
 330         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 331                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 332
 333                 /* Sanity check the PC. */
 334                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) __init_end) ||
 335                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 336                         /* Valid, no problems... */
 337                 } else {
 338                         bad_kernel_pc(regs, address);
 339                         return;
 340                 }
 341         }
 342
 343         /*
 344          * If we're in an interrupt or have no user
 345          * context, we must not take the fault..
 346          */
 347         if (in_atomic() || !mm)
 348                 goto intr_or_no_mm;
 349
 350         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 351
 352         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 353                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 354                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 355                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 356                         goto handle_kernel_fault;
 357                 }
 358                 down_read(&mm->mmap_sem);
 359         }
 360
 361         vma = find_vma(mm, address);
 362         if (!vma)
 363                 goto bad_area;
 364
 365         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 366          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 367          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 368          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 369          * so it's ok if we can't do this.
 370          *
 371          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 372          */
 373         if (((fault_code &
 374               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 375             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 376                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 377                 if (!insn)
 378                         goto continue_fault;
 379                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
 380                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
 381                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
 382                  */
 383                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 384                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
 385                         /* Don't bother updating thread struct value,
 386                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 387                          * the access came from.
 388                          */
 389                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 390                 }
 391         }
 392 continue_fault:
 393
 394         if (vma->vm_start <= address)
 395                 goto good_area;
 396         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 397                 goto bad_area;
 398         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 399                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 400                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 401                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 402                         unsigned char asi;
 403
 404                         if (insn & 0x2000)
 405                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 406                         else
 407                                 asi = (insn >> 5);
 408                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 409                                 goto bad_area;
 410                 }
 411         }
 412         if (expand_stack(vma, address))
 413                 goto bad_area;
 414         /*
 415          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 416          * we can handle it..
 417          */
 418 good_area:
 419         si_code = SEGV_ACCERR;
 420
 421         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 422          * that here.
 423          */
 424         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 425                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 426                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 427                 goto bad_area;
 428         }
 429
 430         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 431                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 432                         goto bad_area;
 433
 434                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 435                  * processor stores.  Later processors do...
 436                  */
 437                 if (tlb_type == spitfire &&
 438                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 439                     vma->vm_file != NULL)
 440                         set_thread_fault_code(fault_code |
 441                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 442         } else {
 443                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 444                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 445                         goto bad_area;
 446         }
 447
 448         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
 449         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 450                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 451                         goto out_of_memory;
 452                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 453                         goto do_sigbus;
 454                 BUG();
 455         }
 456         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
 457                 current->maj_flt++;
 458                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
 459         } else {
 460                 current->min_flt++;
 461                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
 462         }
 463         up_read(&mm->mmap_sem);
 464
 465         mm_rss = get_mm_rss(mm);
 466 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 467         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
 468 #endif
 469         if (unlikely(mm_rss >
 470                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
 471                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
 472 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 473         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
 474         if (unlikely(mm_rss >
 475                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit))
 476                 tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
 477 #endif
 478         return;
 479
 480         /*
 481          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 482          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 483          */
 484 bad_area:
 485         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 486         up_read(&mm->mmap_sem);
 487
 488 handle_kernel_fault:
 489         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 490         return;
 491
 492 /*
 493  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 494  * us unable to handle the page fault gracefully.
 495  */
 496 out_of_memory:
 497         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 498         up_read(&mm->mmap_sem);
 499         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 500                 pagefault_out_of_memory();
 501                 return;
 502         }
 503         goto handle_kernel_fault;
 504
 505 intr_or_no_mm:
 506         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 507         goto handle_kernel_fault;
 508
 509 do_sigbus:
 510         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 511         up_read(&mm->mmap_sem);
 512
 513         /*
 514          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 515          * or user mode.
 516          */
 517         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, address, insn, fault_code);
 518
 519         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 520         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 521                 goto handle_kernel_fault;
 522 }