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/smp_lock.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/interrupt.h>
  21 #include <linux/kprobes.h>
  22
  23 #include <asm/page.h>
  24 #include <asm/pgtable.h>
  25 #include <asm/openprom.h>
  26 #include <asm/oplib.h>
  27 #include <asm/uaccess.h>
  28 #include <asm/asi.h>
  29 #include <asm/lsu.h>
  30 #include <asm/sections.h>
  31 #include <asm/kdebug.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: Fault was to vaddr[%lx]\n", vaddr);
 136         __asm__("mov %%sp, %0" : "=r" (ksp));
 137         show_stack(current, ksp);
 138         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
 139 }
 140
 141 /*
 142  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
 143  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
 144  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
 145  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
 146  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
 147  */
 148 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
 149 {
 150         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
 151         pud_t *pudp;
 152         pmd_t *pmdp;
 153         pte_t *ptep, pte;
 154         unsigned long pa;
 155         u32 insn = 0;
 156         unsigned long pstate;
 157
 158         if (pgd_none(*pgdp))
 159                 goto outret;
 160         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 161         if (pud_none(*pudp))
 162                 goto outret;
 163         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 164         if (pmd_none(*pmdp))
 165                 goto outret;
 166
 167         /* This disables preemption for us as well. */
 168         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 169         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 170                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 171         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 172         pte = *ptep;
 173         if (!pte_present(pte))
 174                 goto out;
 175
 176         pa  = (pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT);
 177         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 178
 179         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 180         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 181                              : "=r" (insn)
 182                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 183
 184 out:
 185         pte_unmap(ptep);
 186         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 187 outret:
 188         return insn;
 189 }
 190
 191 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 192
 193 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 194                              unsigned int insn, int fault_code)
 195 {
 196         siginfo_t info;
 197
 198         info.si_code = code;
 199         info.si_signo = sig;
 200         info.si_errno = 0;
 201         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 202                 info.si_addr = (void __user *) regs->tpc;
 203         else
 204                 info.si_addr = (void __user *)
 205                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 206         info.si_trapno = 0;
 207         force_sig_info(sig, &info, current);
 208 }
 209
 210 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 211 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 212
 213 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 214 {
 215         if (!insn) {
 216                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 217                         return 0;
 218                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 219                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 220                 } else {
 221                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 222                 }
 223         }
 224         return insn;
 225 }
 226
 227 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 228                             unsigned int insn, unsigned long address)
 229 {
 230         unsigned char asi = ASI_P;
 231
 232         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 233                 goto cannot_handle;
 234
 235         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 236          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 237          * in that case.
 238          */
 239
 240         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 241             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 242                 if (insn & 0x2000)
 243                         asi = (regs->tstate >> 24);
 244                 else
 245                         asi = (insn >> 5);
 246                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 247                         if (insn & 0x1000000) {
 248                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 249                         } else {
 250                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 251                                  * destination register(s) and continue with the next
 252                                  * instruction. -jj
 253                                  */
 254                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 255                         }
 256                         return;
 257                 }
 258         }
 259
 260         /* Is this in ex_table? */
 261         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 262                 const struct exception_table_entry *entry;
 263
 264                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 265                         if (insn & 0x2000)
 266                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 267                         else
 268                                 asi = (insn >> 5);
 269                 }
 270
 271                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 272                 if ((asi & 0x1) &&
 273                     (entry = search_exception_tables(regs->tpc))) {
 274                         regs->tpc = entry->fixup;
 275                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 276                         return;
 277                 }
 278         } else {
 279                 /* The si_code was set to make clear whether
 280                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 281                  */
 282                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 283                 return;
 284         }
 285
 286 cannot_handle:
 287         unhandled_fault (address, current, regs);
 288 }
 289
 290 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 291 {
 292         struct mm_struct *mm = current->mm;
 293         struct vm_area_struct *vma;
 294         unsigned int insn = 0;
 295         int si_code, fault_code;
 296         unsigned long address, mm_rss;
 297
 298         fault_code = get_thread_fault_code();
 299
 300         if (notify_page_fault(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs,
 301                        fault_code, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 302                 return;
 303
 304         si_code = SEGV_MAPERR;
 305         address = current_thread_info()->fault_address;
 306
 307         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 308             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 309                 BUG();
 310
 311         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 312                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 313
 314                 /* Sanity check the PC. */
 315                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 316                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 317                         /* Valid, no problems... */
 318                 } else {
 319                         bad_kernel_pc(regs, address);
 320                         return;
 321                 }
 322         }
 323
 324         /*
 325          * If we're in an interrupt or have no user
 326          * context, we must not take the fault..
 327          */
 328         if (in_atomic() || !mm)
 329                 goto intr_or_no_mm;
 330
 331         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 332                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 333                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 334                 address &= 0xffffffff;
 335         }
 336
 337         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 338                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 339                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 340                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 341                         goto handle_kernel_fault;
 342                 }
 343                 down_read(&mm->mmap_sem);
 344         }
 345
 346         vma = find_vma(mm, address);
 347         if (!vma)
 348                 goto bad_area;
 349
 350         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 351          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 352          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 353          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 354          * so it's ok if we can't do this.
 355          *
 356          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 357          */
 358         if (((fault_code &
 359               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 360             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 361                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 362                 if (!insn)
 363                         goto continue_fault;
 364                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
 365                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
 366                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
 367                  */
 368                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 369                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
 370                         /* Don't bother updating thread struct value,
 371                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 372                          * the access came from.
 373                          */
 374                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 375                 }
 376         }
 377 continue_fault:
 378
 379         if (vma->vm_start <= address)
 380                 goto good_area;
 381         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 382                 goto bad_area;
 383         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 384                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 385                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 386                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 387                         unsigned char asi;
 388
 389                         if (insn & 0x2000)
 390                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 391                         else
 392                                 asi = (insn >> 5);
 393                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 394                                 goto bad_area;
 395                 }
 396         }
 397         if (expand_stack(vma, address))
 398                 goto bad_area;
 399         /*
 400          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 401          * we can handle it..
 402          */
 403 good_area:
 404         si_code = SEGV_ACCERR;
 405
 406         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 407          * that here.
 408          */
 409         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 410                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 411                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 412                 goto bad_area;
 413         }
 414
 415         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 416                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 417                         goto bad_area;
 418
 419                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 420                  * processor stores.  Later processors do...
 421                  */
 422                 if (tlb_type == spitfire &&
 423                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 424                     vma->vm_file != NULL)
 425                         set_thread_fault_code(fault_code |
 426                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 427         } else {
 428                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 429                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 430                         goto bad_area;
 431         }
 432
 433         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 434         case VM_FAULT_MINOR:
 435                 current->min_flt++;
 436                 break;
 437         case VM_FAULT_MAJOR:
 438                 current->maj_flt++;
 439                 break;
 440         case VM_FAULT_SIGBUS:
 441                 goto do_sigbus;
 442         case VM_FAULT_OOM:
 443                 goto out_of_memory;
 444         default:
 445                 BUG();
 446         }
 447
 448         up_read(&mm->mmap_sem);
 449
 450         mm_rss = get_mm_rss(mm);
 451 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 452         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
 453 #endif
 454         if (unlikely(mm_rss >
 455                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
 456                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
 457 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 458         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
 459         if (unlikely(mm_rss >
 460                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit))
 461                 tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
 462 #endif
 463         return;
 464
 465         /*
 466          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 467          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 468          */
 469 bad_area:
 470         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 471         up_read(&mm->mmap_sem);
 472
 473 handle_kernel_fault:
 474         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 475         return;
 476
 477 /*
 478  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 479  * us unable to handle the page fault gracefully.
 480  */
 481 out_of_memory:
 482         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 483         up_read(&mm->mmap_sem);
 484         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 485         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 486                 do_exit(SIGKILL);
 487         goto handle_kernel_fault;
 488
 489 intr_or_no_mm:
 490         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 491         goto handle_kernel_fault;
 492
 493 do_sigbus:
 494         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 495         up_read(&mm->mmap_sem);
 496
 497         /*
 498          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 499          * or user mode.
 500          */
 501         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 502
 503         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 504         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 505                 goto handle_kernel_fault;
 506 }