arch/sparc64/mm/fault.c

   1 /* $Id: fault.c,v 1.59 2002/02/09 19:49:31 davem Exp $
   2  * arch/sparc64/mm/fault.c: Page fault handlers for the 64-bit Sparc.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1996 David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu)
   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/interrupt.h>
  20 #include <linux/kprobes.h>
  21 #include <linux/kallsyms.h>
  22 #include <linux/kdebug.h>
  23
  24 #include <asm/page.h>
  25 #include <asm/pgtable.h>
  26 #include <asm/openprom.h>
  27 #include <asm/oplib.h>
  28 #include <asm/uaccess.h>
  29 #include <asm/asi.h>
  30 #include <asm/lsu.h>
  31 #include <asm/sections.h>
  32 #include <asm/mmu_context.h>
  33
  34 #ifdef CONFIG_KPROBES
  35 ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(notify_page_fault_chain);
  36
  37 /* Hook to register for page fault notifications */
  38 int register_page_fault_notifier(struct notifier_block *nb)
  39 {
  40         return atomic_notifier_chain_register(&notify_page_fault_chain, nb);
  41 }
  42
  43 int unregister_page_fault_notifier(struct notifier_block *nb)
  44 {
  45         return atomic_notifier_chain_unregister(&notify_page_fault_chain, nb);
  46 }
  47
  48 static inline int notify_page_fault(enum die_val val, const char *str,
  49                         struct pt_regs *regs, long err, int trap, int sig)
  50 {
  51         struct die_args args = {
  52                 .regs = regs,
  53                 .str = str,
  54                 .err = err,
  55                 .trapnr = trap,
  56                 .signr = sig
  57         };
  58         return atomic_notifier_call_chain(&notify_page_fault_chain, val, &args);
  59 }
  60 #else
  61 static inline int notify_page_fault(enum die_val val, const char *str,
  62                         struct pt_regs *regs, long err, int trap, int sig)
  63 {
  64         return NOTIFY_DONE;
  65 }
  66 #endif
  67
  68 /*
  69  * To debug kernel to catch accesses to certain virtual/physical addresses.
  70  * Mode = 0 selects physical watchpoints, mode = 1 selects virtual watchpoints.
  71  * flags = VM_READ watches memread accesses, flags = VM_WRITE watches memwrite accesses.
  72  * Caller passes in a 64bit aligned addr, with mask set to the bytes that need to be
  73  * watched. This is only useful on a single cpu machine for now. After the watchpoint
  74  * is detected, the process causing it will be killed, thus preventing an infinite loop.
  75  */
  76 void set_brkpt(unsigned long addr, unsigned char mask, int flags, int mode)
  77 {
  78         unsigned long lsubits;
  79
  80         __asm__ __volatile__("ldxa [%%g0] %1, %0"
  81                              : "=r" (lsubits)
  82                              : "i" (ASI_LSU_CONTROL));
  83         lsubits &= ~(LSU_CONTROL_PM | LSU_CONTROL_VM |
  84                      LSU_CONTROL_PR | LSU_CONTROL_VR |
  85                      LSU_CONTROL_PW | LSU_CONTROL_VW);
  86
  87         __asm__ __volatile__("stxa      %0, [%1] %2\n\t"
  88                              "membar    #Sync"
  89                              : /* no outputs */
  90                              : "r" (addr), "r" (mode ? VIRT_WATCHPOINT : PHYS_WATCHPOINT),
  91                                "i" (ASI_DMMU));
  92
  93         lsubits |= ((unsigned long)mask << (mode ? 25 : 33));
  94         if (flags & VM_READ)
  95                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VR : LSU_CONTROL_PR);
  96         if (flags & VM_WRITE)
  97                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VW : LSU_CONTROL_PW);
  98         __asm__ __volatile__("stxa %0, [%%g0] %1\n\t"
  99                              "membar #Sync"
 100                              : /* no outputs */
 101                              : "r" (lsubits), "i" (ASI_LSU_CONTROL)
 102                              : "memory");
 103 }
 104
 105 static void __kprobes unhandled_fault(unsigned long address,
 106                                       struct task_struct *tsk,
 107                                       struct pt_regs *regs)
 108 {
 109         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
 110                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
 111                        "pointer dereference\n");
 112         } else {
 113                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
 114                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
 115         }
 116         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
 117                (tsk->mm ?
 118                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
 119                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
 120         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
 121                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
 122                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
 123         if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs,
 124                        0, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 125                 return;
 126         die_if_kernel("Oops", regs);
 127 }
 128
 129 static void bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long vaddr)
 130 {
 131         unsigned long *ksp;
 132
 133         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
 134                regs->tpc);
 135         printk(KERN_CRIT "OOPS: RPC [%016lx]\n", regs->u_regs[15]);
 136         print_symbol("RPC: <%s>\n", regs->u_regs[15]);
 137         printk(KERN_CRIT "OOPS: Fault was to vaddr[%lx]\n", vaddr);
 138         __asm__("mov %%sp, %0" : "=r" (ksp));
 139         show_stack(current, ksp);
 140         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
 141 }
 142
 143 /*
 144  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
 145  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
 146  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
 147  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
 148  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
 149  */
 150 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
 151 {
 152         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
 153         pud_t *pudp;
 154         pmd_t *pmdp;
 155         pte_t *ptep, pte;
 156         unsigned long pa;
 157         u32 insn = 0;
 158         unsigned long pstate;
 159
 160         if (pgd_none(*pgdp))
 161                 goto outret;
 162         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 163         if (pud_none(*pudp))
 164                 goto outret;
 165         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 166         if (pmd_none(*pmdp))
 167                 goto outret;
 168
 169         /* This disables preemption for us as well. */
 170         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 171         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 172                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 173         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 174         pte = *ptep;
 175         if (!pte_present(pte))
 176                 goto out;
 177
 178         pa  = (pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT);
 179         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 180
 181         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 182         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 183                              : "=r" (insn)
 184                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 185
 186 out:
 187         pte_unmap(ptep);
 188         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 189 outret:
 190         return insn;
 191 }
 192
 193 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 194
 195 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 196                              unsigned int insn, int fault_code)
 197 {
 198         siginfo_t info;
 199
 200         info.si_code = code;
 201         info.si_signo = sig;
 202         info.si_errno = 0;
 203         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 204                 info.si_addr = (void __user *) regs->tpc;
 205         else
 206                 info.si_addr = (void __user *)
 207                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 208         info.si_trapno = 0;
 209         force_sig_info(sig, &info, current);
 210 }
 211
 212 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 213 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 214
 215 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 216 {
 217         if (!insn) {
 218                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 219                         return 0;
 220                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 221                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 222                 } else {
 223                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 224                 }
 225         }
 226         return insn;
 227 }
 228
 229 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 230                             unsigned int insn, unsigned long address)
 231 {
 232         unsigned char asi = ASI_P;
 233
 234         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 235                 goto cannot_handle;
 236
 237         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 238          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 239          * in that case.
 240          */
 241
 242         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 243             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 244                 if (insn & 0x2000)
 245                         asi = (regs->tstate >> 24);
 246                 else
 247                         asi = (insn >> 5);
 248                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 249                         if (insn & 0x1000000) {
 250                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 251                         } else {
 252                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 253                                  * destination register(s) and continue with the next
 254                                  * instruction. -jj
 255                                  */
 256                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 257                         }
 258                         return;
 259                 }
 260         }
 261
 262         /* Is this in ex_table? */
 263         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 264                 const struct exception_table_entry *entry;
 265
 266                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 267                         if (insn & 0x2000)
 268                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 269                         else
 270                                 asi = (insn >> 5);
 271                 }
 272
 273                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 274                 if ((asi & 0x1) &&
 275                     (entry = search_exception_tables(regs->tpc))) {
 276                         regs->tpc = entry->fixup;
 277                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 278                         return;
 279                 }
 280         } else {
 281                 /* The si_code was set to make clear whether
 282                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 283                  */
 284                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 285                 return;
 286         }
 287
 288 cannot_handle:
 289         unhandled_fault (address, current, regs);
 290 }
 291
 292 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 293 {
 294         struct mm_struct *mm = current->mm;
 295         struct vm_area_struct *vma;
 296         unsigned int insn = 0;
 297         int si_code, fault_code;
 298         unsigned long address, mm_rss;
 299
 300         fault_code = get_thread_fault_code();
 301
 302         if (notify_page_fault(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs,
 303                        fault_code, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 304                 return;
 305
 306         si_code = SEGV_MAPERR;
 307         address = current_thread_info()->fault_address;
 308
 309         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 310             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 311                 BUG();
 312
 313         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 314                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 315
 316                 /* Sanity check the PC. */
 317                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 318                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 319                         /* Valid, no problems... */
 320                 } else {
 321                         bad_kernel_pc(regs, address);
 322                         return;
 323                 }
 324         }
 325
 326         /*
 327          * If we're in an interrupt or have no user
 328          * context, we must not take the fault..
 329          */
 330         if (in_atomic() || !mm)
 331                 goto intr_or_no_mm;
 332
 333         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 334                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 335                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 336                 address &= 0xffffffff;
 337         }
 338
 339         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 340                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 341                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 342                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 343                         goto handle_kernel_fault;
 344                 }
 345                 down_read(&mm->mmap_sem);
 346         }
 347
 348         vma = find_vma(mm, address);
 349         if (!vma)
 350                 goto bad_area;
 351
 352         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 353          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 354          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 355          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 356          * so it's ok if we can't do this.
 357          *
 358          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 359          */
 360         if (((fault_code &
 361               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 362             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 363                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 364                 if (!insn)
 365                         goto continue_fault;
 366                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
 367                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
 368                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
 369                  */
 370                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 371                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
 372                         /* Don't bother updating thread struct value,
 373                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 374                          * the access came from.
 375                          */
 376                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 377                 }
 378         }
 379 continue_fault:
 380
 381         if (vma->vm_start <= address)
 382                 goto good_area;
 383         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 384                 goto bad_area;
 385         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 386                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 387                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 388                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 389                         unsigned char asi;
 390
 391                         if (insn & 0x2000)
 392                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 393                         else
 394                                 asi = (insn >> 5);
 395                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 396                                 goto bad_area;
 397                 }
 398         }
 399         if (expand_stack(vma, address))
 400                 goto bad_area;
 401         /*
 402          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 403          * we can handle it..
 404          */
 405 good_area:
 406         si_code = SEGV_ACCERR;
 407
 408         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 409          * that here.
 410          */
 411         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 412                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 413                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 414                 goto bad_area;
 415         }
 416
 417         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 418                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 419                         goto bad_area;
 420
 421                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 422                  * processor stores.  Later processors do...
 423                  */
 424                 if (tlb_type == spitfire &&
 425                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 426                     vma->vm_file != NULL)
 427                         set_thread_fault_code(fault_code |
 428                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 429         } else {
 430                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 431                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 432                         goto bad_area;
 433         }
 434
 435         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 436         case VM_FAULT_MINOR:
 437                 current->min_flt++;
 438                 break;
 439         case VM_FAULT_MAJOR:
 440                 current->maj_flt++;
 441                 break;
 442         case VM_FAULT_SIGBUS:
 443                 goto do_sigbus;
 444         case VM_FAULT_OOM:
 445                 goto out_of_memory;
 446         default:
 447                 BUG();
 448         }
 449
 450         up_read(&mm->mmap_sem);
 451
 452         mm_rss = get_mm_rss(mm);
 453 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 454         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
 455 #endif
 456         if (unlikely(mm_rss >
 457                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
 458                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
 459 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 460         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
 461         if (unlikely(mm_rss >
 462                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit))
 463                 tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
 464 #endif
 465         return;
 466
 467         /*
 468          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 469          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 470          */
 471 bad_area:
 472         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 473         up_read(&mm->mmap_sem);
 474
 475 handle_kernel_fault:
 476         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 477         return;
 478
 479 /*
 480  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 481  * us unable to handle the page fault gracefully.
 482  */
 483 out_of_memory:
 484         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 485         up_read(&mm->mmap_sem);
 486         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 487         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 488                 do_exit(SIGKILL);
 489         goto handle_kernel_fault;
 490
 491 intr_or_no_mm:
 492         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 493         goto handle_kernel_fault;
 494
 495 do_sigbus:
 496         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 497         up_read(&mm->mmap_sem);
 498
 499         /*
 500          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 501          * or user mode.
 502          */
 503         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 504
 505         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 506         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 507                 goto handle_kernel_fault;
 508 }