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 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 286 {
 287         struct mm_struct *mm = current->mm;
 288         struct vm_area_struct *vma;
 289         unsigned int insn = 0;
 290         int si_code, fault_code, fault;
 291         unsigned long address, mm_rss;
 292
 293         fault_code = get_thread_fault_code();
 294
 295         if (notify_page_fault(regs))
 296                 return;
 297
 298         si_code = SEGV_MAPERR;
 299         address = current_thread_info()->fault_address;
 300
 301         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 302             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 303                 BUG();
 304
 305         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 306                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 307                         if (unlikely((regs->tpc >> 32) != 0)) {
 308                                 bogus_32bit_fault_tpc(regs);
 309                                 goto intr_or_no_mm;
 310                         }
 311                 }
 312                 if (unlikely((address >> 32) != 0))
 313                         goto intr_or_no_mm;
 314         }
 315
 316         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 317                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 318
 319                 /* Sanity check the PC. */
 320                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) __init_end) ||
 321                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 322                         /* Valid, no problems... */
 323                 } else {
 324                         bad_kernel_pc(regs, address);
 325                         return;
 326                 }
 327         }
 328
 329         /*
 330          * If we're in an interrupt or have no user
 331          * context, we must not take the fault..
 332          */
 333         if (in_atomic() || !mm)
 334                 goto intr_or_no_mm;
 335
 336         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 337
 338         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 339                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 340                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 341                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 342                         goto handle_kernel_fault;
 343                 }
 344                 down_read(&mm->mmap_sem);
 345         }
 346
 347         vma = find_vma(mm, address);
 348         if (!vma)
 349                 goto bad_area;
 350
 351         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 352          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 353          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 354          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 355          * so it's ok if we can't do this.
 356          *
 357          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 358          */
 359         if (((fault_code &
 360               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 361             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 362                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 363                 if (!insn)
 364                         goto continue_fault;
 365                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
 366                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
 367                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
 368                  */
 369                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 370                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
 371                         /* Don't bother updating thread struct value,
 372                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 373                          * the access came from.
 374                          */
 375                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 376                 }
 377         }
 378 continue_fault:
 379
 380         if (vma->vm_start <= address)
 381                 goto good_area;
 382         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 383                 goto bad_area;
 384         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 385                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 386                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 387                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 388                         unsigned char asi;
 389
 390                         if (insn & 0x2000)
 391                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 392                         else
 393                                 asi = (insn >> 5);
 394                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 395                                 goto bad_area;
 396                 }
 397         }
 398         if (expand_stack(vma, address))
 399                 goto bad_area;
 400         /*
 401          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 402          * we can handle it..
 403          */
 404 good_area:
 405         si_code = SEGV_ACCERR;
 406
 407         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 408          * that here.
 409          */
 410         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 411                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 412                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 413                 goto bad_area;
 414         }
 415
 416         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 417                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 418                         goto bad_area;
 419
 420                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 421                  * processor stores.  Later processors do...
 422                  */
 423                 if (tlb_type == spitfire &&
 424                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 425                     vma->vm_file != NULL)
 426                         set_thread_fault_code(fault_code |
 427                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 428         } else {
 429                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 430                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 431                         goto bad_area;
 432         }
 433
 434         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
 435         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 436                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 437                         goto out_of_memory;
 438                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
 439                         goto bad_area;
 440                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 441                         goto do_sigbus;
 442                 BUG();
 443         }
 444         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
 445                 current->maj_flt++;
 446                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
 447         } else {
 448                 current->min_flt++;
 449                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
 450         }
 451         up_read(&mm->mmap_sem);
 452
 453         mm_rss = get_mm_rss(mm);
 454 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 455         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
 456 #endif
 457         if (unlikely(mm_rss >
 458                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
 459                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
 460 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 461         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
 462         if (unlikely(mm_rss >
 463                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit))
 464                 tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
 465 #endif
 466         return;
 467
 468         /*
 469          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 470          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 471          */
 472 bad_area:
 473         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 474         up_read(&mm->mmap_sem);
 475
 476 handle_kernel_fault:
 477         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 478         return;
 479
 480 /*
 481  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 482  * us unable to handle the page fault gracefully.
 483  */
 484 out_of_memory:
 485         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 486         up_read(&mm->mmap_sem);
 487         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 488                 pagefault_out_of_memory();
 489                 return;
 490         }
 491         goto handle_kernel_fault;
 492
 493 intr_or_no_mm:
 494         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 495         goto handle_kernel_fault;
 496
 497 do_sigbus:
 498         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 499         up_read(&mm->mmap_sem);
 500
 501         /*
 502          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 503          * or user mode.
 504          */
 505         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, address, insn, fault_code);
 506
 507         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 508         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 509                 goto handle_kernel_fault;
 510 }