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/interrupt.h>
  20 #include <linux/kprobes.h>
  21 #include <linux/kdebug.h>
  22 #include <linux/percpu.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 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  35 {
  36         int ret = 0;
  37
  38         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  39         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
  40                 preempt_disable();
  41                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 0))
  42                         ret = 1;
  43                 preempt_enable();
  44         }
  45         return ret;
  46 }
  47
  48 static void __kprobes unhandled_fault(unsigned long address,
  49                                       struct task_struct *tsk,
  50                                       struct pt_regs *regs)
  51 {
  52         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
  53                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
  54                        "pointer dereference\n");
  55         } else {
  56                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
  57                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
  58         }
  59         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
  60                (tsk->mm ?
  61                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
  62                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
  63         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
  64                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
  65                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
  66         die_if_kernel("Oops", regs);
  67 }
  68
  69 static void bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long vaddr)
  70 {
  71         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
  72                regs->tpc);
  73         printk(KERN_CRIT "OOPS: RPC [%016lx]\n", regs->u_regs[15]);
  74         printk("OOPS: RPC <%pS>\n", (void *) regs->u_regs[15]);
  75         printk(KERN_CRIT "OOPS: Fault was to vaddr[%lx]\n", vaddr);
  76         dump_stack();
  77         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
  78 }
  79
  80 /*
  81  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
  82  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
  83  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
  84  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
  85  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
  86  */
  87 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
  88 {
  89         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
  90         pud_t *pudp;
  91         pmd_t *pmdp;
  92         pte_t *ptep, pte;
  93         unsigned long pa;
  94         u32 insn = 0;
  95         unsigned long pstate;
  96
  97         if (pgd_none(*pgdp))
  98                 goto outret;
  99         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 100         if (pud_none(*pudp))
 101                 goto outret;
 102         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 103         if (pmd_none(*pmdp))
 104                 goto outret;
 105
 106         /* This disables preemption for us as well. */
 107         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 108         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 109                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 110         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 111         pte = *ptep;
 112         if (!pte_present(pte))
 113                 goto out;
 114
 115         pa  = (pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT);
 116         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 117
 118         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 119         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 120                              : "=r" (insn)
 121                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 122
 123 out:
 124         pte_unmap(ptep);
 125         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 126 outret:
 127         return insn;
 128 }
 129
 130 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 131
 132 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 133                              unsigned int insn, int fault_code)
 134 {
 135         siginfo_t info;
 136
 137         info.si_code = code;
 138         info.si_signo = sig;
 139         info.si_errno = 0;
 140         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 141                 info.si_addr = (void __user *) regs->tpc;
 142         else
 143                 info.si_addr = (void __user *)
 144                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 145         info.si_trapno = 0;
 146         force_sig_info(sig, &info, current);
 147 }
 148
 149 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 150 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 151
 152 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 153 {
 154         if (!insn) {
 155                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 156                         return 0;
 157                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 158                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 159                 } else {
 160                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 161                 }
 162         }
 163         return insn;
 164 }
 165
 166 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 167                             unsigned int insn, unsigned long address)
 168 {
 169         unsigned char asi = ASI_P;
 170
 171         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 172                 goto cannot_handle;
 173
 174         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 175          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 176          * in that case.
 177          */
 178
 179         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 180             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 181                 if (insn & 0x2000)
 182                         asi = (regs->tstate >> 24);
 183                 else
 184                         asi = (insn >> 5);
 185                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 186                         if (insn & 0x1000000) {
 187                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 188                         } else {
 189                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 190                                  * destination register(s) and continue with the next
 191                                  * instruction. -jj
 192                                  */
 193                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 194                         }
 195                         return;
 196                 }
 197         }
 198
 199         /* Is this in ex_table? */
 200         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 201                 const struct exception_table_entry *entry;
 202
 203                 entry = search_exception_tables(regs->tpc);
 204                 if (entry) {
 205                         regs->tpc = entry->fixup;
 206                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 207                         return;
 208                 }
 209         } else {
 210                 /* The si_code was set to make clear whether
 211                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 212                  */
 213                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 214                 return;
 215         }
 216
 217 cannot_handle:
 218         unhandled_fault (address, current, regs);
 219 }
 220
 221 static void noinline bogus_32bit_fault_tpc(struct pt_regs *regs)
 222 {
 223         static int times;
 224
 225         if (times++ < 10)
 226                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process reports "
 227                        "64-bit TPC [%lx]\n",
 228                        current->comm, current->pid,
 229                        regs->tpc);
 230         show_regs(regs);
 231 }
 232
 233 static void noinline bogus_32bit_fault_address(struct pt_regs *regs,
 234                                                unsigned long addr)
 235 {
 236         static int times;
 237
 238         if (times++ < 10)
 239                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process "
 240                        "reports 64-bit fault address [%lx]\n",
 241                        current->comm, current->pid, addr);
 242         show_regs(regs);
 243 }
 244
 245 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 246 {
 247         struct mm_struct *mm = current->mm;
 248         struct vm_area_struct *vma;
 249         unsigned int insn = 0;
 250         int si_code, fault_code, fault;
 251         unsigned long address, mm_rss;
 252
 253         fault_code = get_thread_fault_code();
 254
 255         if (notify_page_fault(regs))
 256                 return;
 257
 258         si_code = SEGV_MAPERR;
 259         address = current_thread_info()->fault_address;
 260
 261         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 262             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 263                 BUG();
 264
 265         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 266                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 267                         if (unlikely((regs->tpc >> 32) != 0)) {
 268                                 bogus_32bit_fault_tpc(regs);
 269                                 goto intr_or_no_mm;
 270                         }
 271                 }
 272                 if (unlikely((address >> 32) != 0)) {
 273                         bogus_32bit_fault_address(regs, address);
 274                         goto intr_or_no_mm;
 275                 }
 276         }
 277
 278         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 279                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 280
 281                 /* Sanity check the PC. */
 282                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) __init_end) ||
 283                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 284                         /* Valid, no problems... */
 285                 } else {
 286                         bad_kernel_pc(regs, address);
 287                         return;
 288                 }
 289         }
 290
 291         /*
 292          * If we're in an interrupt or have no user
 293          * context, we must not take the fault..
 294          */
 295         if (in_atomic() || !mm)
 296                 goto intr_or_no_mm;
 297
 298         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 299                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 300                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 301                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 302                         goto handle_kernel_fault;
 303                 }
 304                 down_read(&mm->mmap_sem);
 305         }
 306
 307         vma = find_vma(mm, address);
 308         if (!vma)
 309                 goto bad_area;
 310
 311         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 312          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 313          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 314          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 315          * so it's ok if we can't do this.
 316          *
 317          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 318          */
 319         if (((fault_code &
 320               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 321             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 322                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 323                 if (!insn)
 324                         goto continue_fault;
 325                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
 326                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
 327                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
 328                  */
 329                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 330                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
 331                         /* Don't bother updating thread struct value,
 332                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 333                          * the access came from.
 334                          */
 335                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 336                 }
 337         }
 338 continue_fault:
 339
 340         if (vma->vm_start <= address)
 341                 goto good_area;
 342         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 343                 goto bad_area;
 344         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 345                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 346                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 347                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 348                         unsigned char asi;
 349
 350                         if (insn & 0x2000)
 351                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 352                         else
 353                                 asi = (insn >> 5);
 354                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 355                                 goto bad_area;
 356                 }
 357         }
 358         if (expand_stack(vma, address))
 359                 goto bad_area;
 360         /*
 361          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 362          * we can handle it..
 363          */
 364 good_area:
 365         si_code = SEGV_ACCERR;
 366
 367         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 368          * that here.
 369          */
 370         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 371                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 372                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 373                 goto bad_area;
 374         }
 375
 376         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 377                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 378                         goto bad_area;
 379
 380                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 381                  * processor stores.  Later processors do...
 382                  */
 383                 if (tlb_type == spitfire &&
 384                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 385                     vma->vm_file != NULL)
 386                         set_thread_fault_code(fault_code |
 387                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 388         } else {
 389                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 390                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 391                         goto bad_area;
 392         }
 393
 394         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
 395         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 396                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 397                         goto out_of_memory;
 398                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 399                         goto do_sigbus;
 400                 BUG();
 401         }
 402         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 403                 current->maj_flt++;
 404         else
 405                 current->min_flt++;
 406
 407         up_read(&mm->mmap_sem);
 408
 409         mm_rss = get_mm_rss(mm);
 410 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 411         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
 412 #endif
 413         if (unlikely(mm_rss >
 414                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
 415                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
 416 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 417         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
 418         if (unlikely(mm_rss >
 419                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit))
 420                 tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
 421 #endif
 422         return;
 423
 424         /*
 425          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 426          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 427          */
 428 bad_area:
 429         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 430         up_read(&mm->mmap_sem);
 431
 432 handle_kernel_fault:
 433         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 434         return;
 435
 436 /*
 437  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 438  * us unable to handle the page fault gracefully.
 439  */
 440 out_of_memory:
 441         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 442         up_read(&mm->mmap_sem);
 443         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 444                 pagefault_out_of_memory();
 445                 return;
 446         }
 447         goto handle_kernel_fault;
 448
 449 intr_or_no_mm:
 450         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 451         goto handle_kernel_fault;
 452
 453 do_sigbus:
 454         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 455         up_read(&mm->mmap_sem);
 456
 457         /*
 458          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 459          * or user mode.
 460          */
 461         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 462
 463         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 464         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 465                 goto handle_kernel_fault;
 466 }