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
  33 /*
  34  * To debug kernel to catch accesses to certain virtual/physical addresses.
  35  * Mode = 0 selects physical watchpoints, mode = 1 selects virtual watchpoints.
  36  * flags = VM_READ watches memread accesses, flags = VM_WRITE watches memwrite accesses.
  37  * Caller passes in a 64bit aligned addr, with mask set to the bytes that need to be
  38  * watched. This is only useful on a single cpu machine for now. After the watchpoint
  39  * is detected, the process causing it will be killed, thus preventing an infinite loop.
  40  */
  41 void set_brkpt(unsigned long addr, unsigned char mask, int flags, int mode)
  42 {
  43         unsigned long lsubits;
  44
  45         __asm__ __volatile__("ldxa [%%g0] %1, %0"
  46                              : "=r" (lsubits)
  47                              : "i" (ASI_LSU_CONTROL));
  48         lsubits &= ~(LSU_CONTROL_PM | LSU_CONTROL_VM |
  49                      LSU_CONTROL_PR | LSU_CONTROL_VR |
  50                      LSU_CONTROL_PW | LSU_CONTROL_VW);
  51
  52         __asm__ __volatile__("stxa      %0, [%1] %2\n\t"
  53                              "membar    #Sync"
  54                              : /* no outputs */
  55                              : "r" (addr), "r" (mode ? VIRT_WATCHPOINT : PHYS_WATCHPOINT),
  56                                "i" (ASI_DMMU));
  57
  58         lsubits |= ((unsigned long)mask << (mode ? 25 : 33));
  59         if (flags & VM_READ)
  60                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VR : LSU_CONTROL_PR);
  61         if (flags & VM_WRITE)
  62                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VW : LSU_CONTROL_PW);
  63         __asm__ __volatile__("stxa %0, [%%g0] %1\n\t"
  64                              "membar #Sync"
  65                              : /* no outputs */
  66                              : "r" (lsubits), "i" (ASI_LSU_CONTROL)
  67                              : "memory");
  68 }
  69
  70 static void __kprobes unhandled_fault(unsigned long address,
  71                                       struct task_struct *tsk,
  72                                       struct pt_regs *regs)
  73 {
  74         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
  75                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
  76                        "pointer dereference\n");
  77         } else {
  78                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
  79                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
  80         }
  81         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
  82                (tsk->mm ?
  83                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
  84                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
  85         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
  86                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
  87                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
  88         if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs,
  89                        0, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
  90                 return;
  91         die_if_kernel("Oops", regs);
  92 }
  93
  94 static void bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs)
  95 {
  96         unsigned long *ksp;
  97
  98         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
  99                regs->tpc);
 100         __asm__("mov %%sp, %0" : "=r" (ksp));
 101         show_stack(current, ksp);
 102         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
 107  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
 108  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
 109  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
 110  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
 111  */
 112 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
 113 {
 114         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
 115         pud_t *pudp;
 116         pmd_t *pmdp;
 117         pte_t *ptep, pte;
 118         unsigned long pa;
 119         u32 insn = 0;
 120         unsigned long pstate;
 121
 122         if (pgd_none(*pgdp))
 123                 goto outret;
 124         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 125         if (pud_none(*pudp))
 126                 goto outret;
 127         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 128         if (pmd_none(*pmdp))
 129                 goto outret;
 130
 131         /* This disables preemption for us as well. */
 132         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 133         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 134                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 135         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 136         pte = *ptep;
 137         if (!pte_present(pte))
 138                 goto out;
 139
 140         pa  = (pte_val(pte) & _PAGE_PADDR);
 141         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 142
 143         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 144         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 145                              : "=r" (insn)
 146                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 147
 148 out:
 149         pte_unmap(ptep);
 150         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 151 outret:
 152         return insn;
 153 }
 154
 155 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 156
 157 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 158                              unsigned int insn, int fault_code)
 159 {
 160         siginfo_t info;
 161
 162         info.si_code = code;
 163         info.si_signo = sig;
 164         info.si_errno = 0;
 165         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 166                 info.si_addr = (void __user *) regs->tpc;
 167         else
 168                 info.si_addr = (void __user *)
 169                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 170         info.si_trapno = 0;
 171         force_sig_info(sig, &info, current);
 172 }
 173
 174 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 175 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 176
 177 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 178 {
 179         if (!insn) {
 180                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 181                         return 0;
 182                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 183                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 184                 } else {
 185                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 186                 }
 187         }
 188         return insn;
 189 }
 190
 191 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 192                             unsigned int insn, unsigned long address)
 193 {
 194         unsigned char asi = ASI_P;
 195
 196         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 197                 goto cannot_handle;
 198
 199         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 200          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 201          * in that case.
 202          */
 203
 204         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 205             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 206                 if (insn & 0x2000)
 207                         asi = (regs->tstate >> 24);
 208                 else
 209                         asi = (insn >> 5);
 210                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 211                         if (insn & 0x1000000) {
 212                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 213                         } else {
 214                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 215                                  * destination register(s) and continue with the next
 216                                  * instruction. -jj
 217                                  */
 218                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 219                         }
 220                         return;
 221                 }
 222         }
 223
 224         /* Is this in ex_table? */
 225         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 226                 const struct exception_table_entry *entry;
 227
 228                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 229                         if (insn & 0x2000)
 230                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 231                         else
 232                                 asi = (insn >> 5);
 233                 }
 234
 235                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 236                 if ((asi & 0x1) &&
 237                     (entry = search_exception_tables(regs->tpc))) {
 238                         regs->tpc = entry->fixup;
 239                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 240                         return;
 241                 }
 242         } else {
 243                 /* The si_code was set to make clear whether
 244                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 245                  */
 246                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 247                 return;
 248         }
 249
 250 cannot_handle:
 251         unhandled_fault (address, current, regs);
 252 }
 253
 254 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 255 {
 256         struct mm_struct *mm = current->mm;
 257         struct vm_area_struct *vma;
 258         unsigned int insn = 0;
 259         int si_code, fault_code;
 260         unsigned long address;
 261
 262         fault_code = get_thread_fault_code();
 263
 264         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs,
 265                        fault_code, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 266                 return;
 267
 268         si_code = SEGV_MAPERR;
 269         address = current_thread_info()->fault_address;
 270
 271         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 272             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 273                 BUG();
 274
 275         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 276                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 277
 278                 /* Sanity check the PC. */
 279                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 280                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 281                         /* Valid, no problems... */
 282                 } else {
 283                         bad_kernel_pc(regs);
 284                         return;
 285                 }
 286         }
 287
 288         /*
 289          * If we're in an interrupt or have no user
 290          * context, we must not take the fault..
 291          */
 292         if (in_atomic() || !mm)
 293                 goto intr_or_no_mm;
 294
 295         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 296                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 297                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 298                 address &= 0xffffffff;
 299         }
 300
 301         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 302                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 303                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 304                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 305                         goto handle_kernel_fault;
 306                 }
 307                 down_read(&mm->mmap_sem);
 308         }
 309
 310         vma = find_vma(mm, address);
 311         if (!vma)
 312                 goto bad_area;
 313
 314         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 315          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 316          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 317          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 318          * so it's ok if we can't do this.
 319          *
 320          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 321          */
 322         if (((fault_code &
 323               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 324             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 325                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 326                 if (!insn)
 327                         goto continue_fault;
 328                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 329                     (insn & 0x1780000) != 0x1680000) {
 330                         /* Don't bother updating thread struct value,
 331                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 332                          * the access came from.
 333                          */
 334                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 335                 }
 336         }
 337 continue_fault:
 338
 339         if (vma->vm_start <= address)
 340                 goto good_area;
 341         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 342                 goto bad_area;
 343         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 344                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 345                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 346                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 347                         unsigned char asi;
 348
 349                         if (insn & 0x2000)
 350                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 351                         else
 352                                 asi = (insn >> 5);
 353                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 354                                 goto bad_area;
 355                 }
 356         }
 357         if (expand_stack(vma, address))
 358                 goto bad_area;
 359         /*
 360          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 361          * we can handle it..
 362          */
 363 good_area:
 364         si_code = SEGV_ACCERR;
 365
 366         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 367          * that here.
 368          */
 369         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 370                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 371                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 372                 goto bad_area;
 373         }
 374
 375         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 376                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 377                         goto bad_area;
 378
 379                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 380                  * processor stores.  Later processors do...
 381                  */
 382                 if (tlb_type == spitfire &&
 383                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 384                     vma->vm_file != NULL)
 385                         set_thread_fault_code(fault_code |
 386                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 387         } else {
 388                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 389                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 390                         goto bad_area;
 391         }
 392
 393         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 394         case VM_FAULT_MINOR:
 395                 current->min_flt++;
 396                 break;
 397         case VM_FAULT_MAJOR:
 398                 current->maj_flt++;
 399                 break;
 400         case VM_FAULT_SIGBUS:
 401                 goto do_sigbus;
 402         case VM_FAULT_OOM:
 403                 goto out_of_memory;
 404         default:
 405                 BUG();
 406         }
 407
 408         up_read(&mm->mmap_sem);
 409         return;
 410
 411         /*
 412          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 413          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 414          */
 415 bad_area:
 416         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 417         up_read(&mm->mmap_sem);
 418
 419 handle_kernel_fault:
 420         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 421         return;
 422
 423 /*
 424  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 425  * us unable to handle the page fault gracefully.
 426  */
 427 out_of_memory:
 428         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 429         up_read(&mm->mmap_sem);
 430         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 431         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 432                 do_exit(SIGKILL);
 433         goto handle_kernel_fault;
 434
 435 intr_or_no_mm:
 436         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 437         goto handle_kernel_fault;
 438
 439 do_sigbus:
 440         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 441         up_read(&mm->mmap_sem);
 442
 443         /*
 444          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 445          * or user mode.
 446          */
 447         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 448
 449         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 450         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 451                 goto handle_kernel_fault;
 452 }