arch/m32r/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/m32r/mm/fault.c
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2001, 2002  Hitoshi Yamamoto, and H. Kondo
   5  *
   6  *  Some code taken from i386 version.
   7  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   8  */
   9
  10 /* $Id$ */
  11
  12 #include <linux/config.h>
  13 #include <linux/signal.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/types.h>
  19 #include <linux/ptrace.h>
  20 #include <linux/mman.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/smp_lock.h>
  24 #include <linux/interrupt.h>
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/tty.h>
  27 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/module.h>
  30
  31 #include <asm/m32r.h>
  32 #include <asm/system.h>
  33 #include <asm/uaccess.h>
  34 #include <asm/hardirq.h>
  35 #include <asm/mmu_context.h>
  36 #include <asm/tlbflush.h>
  37
  38 extern void die(const char *, struct pt_regs *, long);
  39
  40 #ifndef CONFIG_SMP
  41 asmlinkage unsigned int tlb_entry_i_dat;
  42 asmlinkage unsigned int tlb_entry_d_dat;
  43 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat
  44 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat
  45 #else
  46 unsigned int tlb_entry_i_dat[NR_CPUS];
  47 unsigned int tlb_entry_d_dat[NR_CPUS];
  48 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat[smp_processor_id()]
  49 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat[smp_processor_id()]
  50 #endif
  51
  52 extern void init_tlb(void);
  53
  54 /*
  55  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
  56  * message out
  57  */
  58 void bust_spinlocks(int yes)
  59 {
  60         int loglevel_save = console_loglevel;
  61
  62         if (yes) {
  63                 oops_in_progress = 1;
  64                 return;
  65         }
  66 #ifdef CONFIG_VT
  67         unblank_screen();
  68 #endif
  69         oops_in_progress = 0;
  70         /*
  71          * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
  72          * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
  73          * a poke.  Hold onto your hats...
  74          */
  75         console_loglevel = 15;          /* NMI oopser may have shut the console up */
  76         printk(" ");
  77         console_loglevel = loglevel_save;
  78 }
  79
  80 /*======================================================================*
  81  * do_page_fault()
  82  *======================================================================*
  83  * This routine handles page faults.  It determines the address,
  84  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
  85  * routines.
  86  *
  87  * ARGUMENT:
  88  *  regs       : M32R SP reg.
  89  *  error_code : See below
  90  *  address    : M32R MMU MDEVA reg. (Operand ACE)
  91  *             : M32R BPC reg. (Instruction ACE)
  92  *
  93  * error_code :
  94  *  bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
  95  *  bit 1 == 0 means read, 1 means write
  96  *  bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
  97  *  bit 3 == 0 means data, 1 means instruction
  98  *======================================================================*/
  99 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 100   unsigned long address)
 101 {
 102         struct task_struct *tsk;
 103         struct mm_struct *mm;
 104         struct vm_area_struct * vma;
 105         unsigned long page, addr;
 106         int write;
 107         siginfo_t info;
 108
 109         /*
 110          * If BPSW IE bit enable --> set PSW IE bit
 111          */
 112         if (regs->psw & M32R_PSW_BIE)
 113                 local_irq_enable();
 114
 115         tsk = current;
 116
 117         info.si_code = SEGV_MAPERR;
 118
 119         /*
 120          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 121          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 122          *
 123          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 124          * be in an interrupt or a critical region, and should
 125          * only copy the information from the master page table,
 126          * nothing more.
 127          *
 128          * This verifies that the fault happens in kernel space
 129          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
 130          * protection error (error_code & 1) == 0.
 131          */
 132         if (address >= TASK_SIZE && !(error_code & 4))
 133                 goto vmalloc_fault;
 134
 135         mm = tsk->mm;
 136
 137         /*
 138          * If we're in an interrupt or have no user context or are running in an
 139          * atomic region then we must not take the fault..
 140          */
 141         if (in_atomic() || !mm)
 142                 goto bad_area_nosemaphore;
 143
 144         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
 145          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 146          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
 147          * erroneous fault occuring in a code path which already holds mmap_sem
 148          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 149          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 150          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 151          * exceptions table.
 152          *
 153          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 154          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
 155          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 156          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 157          * thus avoiding the deadlock.
 158          */
 159         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 160                 if ((error_code & 4) == 0 &&
 161                     !search_exception_tables(regs->psw))
 162                         goto bad_area_nosemaphore;
 163                 down_read(&mm->mmap_sem);
 164         }
 165
 166         vma = find_vma(mm, address);
 167         if (!vma)
 168                 goto bad_area;
 169         if (vma->vm_start <= address)
 170                 goto good_area;
 171         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 172                 goto bad_area;
 173 #if 0
 174         if (error_code & 4) {
 175                 /*
 176                  * accessing the stack below "spu" is always a bug.
 177                  * The "+ 4" is there due to the push instruction
 178                  * doing pre-decrement on the stack and that
 179                  * doesn't show up until later..
 180                  */
 181                 if (address + 4 < regs->spu)
 182                         goto bad_area;
 183         }
 184 #endif
 185         if (expand_stack(vma, address))
 186                 goto bad_area;
 187 /*
 188  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 189  * we can handle it..
 190  */
 191 good_area:
 192         info.si_code = SEGV_ACCERR;
 193         write = 0;
 194         switch (error_code & 3) {
 195                 default:        /* 3: write, present */
 196                         /* fall through */
 197                 case 2:         /* write, not present */
 198                         if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 199                                 goto bad_area;
 200                         write++;
 201                         break;
 202                 case 1:         /* read, present */
 203                 case 0:         /* read, not present */
 204                         if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 205                                 goto bad_area;
 206         }
 207
 208 survive:
 209         /*
 210          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 211          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 212          * the fault.
 213          */
 214         addr = (address & PAGE_MASK) | (error_code & 8);
 215         switch (handle_mm_fault(mm, vma, addr, write)) {
 216                 case VM_FAULT_MINOR:
 217                         tsk->min_flt++;
 218                         break;
 219                 case VM_FAULT_MAJOR:
 220                         tsk->maj_flt++;
 221                         break;
 222                 case VM_FAULT_SIGBUS:
 223                         goto do_sigbus;
 224                 case VM_FAULT_OOM:
 225                         goto out_of_memory;
 226                 default:
 227                         BUG();
 228         }
 229
 230         up_read(&mm->mmap_sem);
 231         return;
 232
 233 /*
 234  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 235  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 236  */
 237 bad_area:
 238         up_read(&mm->mmap_sem);
 239
 240 bad_area_nosemaphore:
 241         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 242         if (error_code & 4) {
 243                 tsk->thread.address = address;
 244                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 245                 tsk->thread.trap_no = 14;
 246                 info.si_signo = SIGSEGV;
 247                 info.si_errno = 0;
 248                 /* info.si_code has been set above */
 249                 info.si_addr = (void __user *)address;
 250                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
 251                 return;
 252         }
 253
 254 no_context:
 255         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 256         if (fixup_exception(regs))
 257                 return;
 258
 259 /*
 260  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 261  * terminate things with extreme prejudice.
 262  */
 263
 264         bust_spinlocks(1);
 265
 266         if (address < PAGE_SIZE)
 267                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
 268         else
 269                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request");
 270         printk(" at virtual address %08lx\n",address);
 271         printk(KERN_ALERT " printing bpc:\n");
 272         printk("%08lx\n", regs->bpc);
 273         page = *(unsigned long *)MPTB;
 274         page = ((unsigned long *) page)[address >> PGDIR_SHIFT];
 275         printk(KERN_ALERT "*pde = %08lx\n", page);
 276         if (page & _PAGE_PRESENT) {
 277                 page &= PAGE_MASK;
 278                 address &= 0x003ff000;
 279                 page = ((unsigned long *) __va(page))[address >> PAGE_SHIFT];
 280                 printk(KERN_ALERT "*pte = %08lx\n", page);
 281         }
 282         die("Oops", regs, error_code);
 283         bust_spinlocks(0);
 284         do_exit(SIGKILL);
 285
 286 /*
 287  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 288  * us unable to handle the page fault gracefully.
 289  */
 290 out_of_memory:
 291         up_read(&mm->mmap_sem);
 292         if (tsk->pid == 1) {
 293                 yield();
 294                 down_read(&mm->mmap_sem);
 295                 goto survive;
 296         }
 297         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
 298         if (error_code & 4)
 299                 do_exit(SIGKILL);
 300         goto no_context;
 301
 302 do_sigbus:
 303         up_read(&mm->mmap_sem);
 304
 305         /* Kernel mode? Handle exception or die */
 306         if (!(error_code & 4))
 307                 goto no_context;
 308
 309         tsk->thread.address = address;
 310         tsk->thread.error_code = error_code;
 311         tsk->thread.trap_no = 14;
 312         info.si_signo = SIGBUS;
 313         info.si_errno = 0;
 314         info.si_code = BUS_ADRERR;
 315         info.si_addr = (void __user *)address;
 316         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
 317         return;
 318
 319 vmalloc_fault:
 320         {
 321                 /*
 322                  * Synchronize this task's top level page-table
 323                  * with the 'reference' page table.
 324                  *
 325                  * Do _not_ use "tsk" here. We might be inside
 326                  * an interrupt in the middle of a task switch..
 327                  */
 328                 int offset = pgd_index(address);
 329                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
 330                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
 331                 pte_t *pte_k;
 332
 333                 pgd = (pgd_t *)*(unsigned long *)MPTB;
 334                 pgd = offset + (pgd_t *)pgd;
 335                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
 336
 337                 if (!pgd_present(*pgd_k))
 338                         goto no_context;
 339
 340                 /*
 341                  * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 342                  * and redundant with the set_pmd() on non-PAE.
 343                  */
 344
 345                 pmd = pmd_offset(pgd, address);
 346                 pmd_k = pmd_offset(pgd_k, address);
 347                 if (!pmd_present(*pmd_k))
 348                         goto no_context;
 349                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 350
 351                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 352                 if (!pte_present(*pte_k))
 353                         goto no_context;
 354
 355                 addr = (address & PAGE_MASK) | (error_code & 8);
 356                 update_mmu_cache(NULL, addr, *pte_k);
 357                 return;
 358         }
 359 }
 360
 361 /*======================================================================*
 362  * update_mmu_cache()
 363  *======================================================================*/
 364 #define TLB_MASK        (NR_TLB_ENTRIES - 1)
 365 #define ITLB_END        (unsigned long *)(ITLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
 366 #define DTLB_END        (unsigned long *)(DTLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
 367 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr,
 368         pte_t pte)
 369 {
 370         unsigned long *entry1, *entry2;
 371         unsigned long pte_data, flags;
 372         unsigned int *entry_dat;
 373         int inst = vaddr & 8;
 374         int i;
 375
 376         /* Ptrace may call this routine. */
 377         if (vma && current->active_mm != vma->vm_mm)
 378                 return;
 379
 380         local_irq_save(flags);
 381
 382         vaddr = (vaddr & PAGE_MASK) | get_asid();
 383
 384 #ifdef CONFIG_CHIP_OPSP
 385         entry1 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
 386         for(i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
 387                 if(*entry1++ == vaddr) {
 388                         pte_data = pte_val(pte);
 389                         set_tlb_data(entry1, pte_data);
 390                         break;
 391                 }
 392                 entry1++;
 393         }
 394         entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
 395         for(i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
 396                 if(*entry2++ == vaddr) {
 397                         pte_data = pte_val(pte);
 398                         set_tlb_data(entry2, pte_data);
 399                         break;
 400                 }
 401                 entry2++;
 402         }
 403         local_irq_restore(flags);
 404         return;
 405 #else
 406         pte_data = pte_val(pte);
 407
 408         /*
 409          * Update TLB entries
 410          *  entry1: ITLB entry address
 411          *  entry2: DTLB entry address
 412          */
 413         __asm__ __volatile__ (
 414                 "seth   %0, #high(%4)   \n\t"
 415                 "st     %2, @(%5, %0)   \n\t"
 416                 "ldi    %1, #1          \n\t"
 417                 "st     %1, @(%6, %0)   \n\t"
 418                 "add3   r4, %0, %7      \n\t"
 419                 ".fillinsn              \n"
 420                 "1:                     \n\t"
 421                 "ld     %1, @(%6, %0)   \n\t"
 422                 "bnez   %1, 1b          \n\t"
 423                 "ld     %0, @r4+        \n\t"
 424                 "ld     %1, @r4         \n\t"
 425                 "st     %3, @+%0        \n\t"
 426                 "st     %3, @+%1        \n\t"
 427                 : "=&r" (entry1), "=&r" (entry2)
 428                 : "r" (vaddr), "r" (pte_data), "i" (MMU_REG_BASE),
 429                 "i" (MSVA_offset), "i" (MTOP_offset), "i" (MIDXI_offset)
 430                 : "r4", "memory"
 431         );
 432
 433         if ((!inst && entry2 >= DTLB_END) || (inst && entry1 >= ITLB_END))
 434                 goto notfound;
 435
 436 found:
 437         local_irq_restore(flags);
 438
 439         return;
 440
 441         /* Valid entry not found */
 442 notfound:
 443         /*
 444          * Update ITLB or DTLB entry
 445          *  entry1: TLB entry address
 446          *  entry2: TLB base address
 447          */
 448         if (!inst) {
 449                 entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
 450                 entry_dat = &tlb_entry_d;
 451         } else {
 452                 entry2 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
 453                 entry_dat = &tlb_entry_i;
 454         }
 455         entry1 = entry2 + (((*entry_dat - 1) & TLB_MASK) << 1);
 456
 457         for (i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
 458                 if (!(entry1[1] & 2))   /* Valid bit check */
 459                         break;
 460
 461                 if (entry1 != entry2)
 462                         entry1 -= 2;
 463                 else
 464                         entry1 += TLB_MASK << 1;
 465         }
 466
 467         if (i >= NR_TLB_ENTRIES) {      /* Empty entry not found */
 468                 entry1 = entry2 + (*entry_dat << 1);
 469                 *entry_dat = (*entry_dat + 1) & TLB_MASK;
 470         }
 471         *entry1++ = vaddr;      /* Set TLB tag */
 472         set_tlb_data(entry1, pte_data);
 473
 474         goto found;
 475 #endif
 476 }
 477
 478 /*======================================================================*
 479  * flush_tlb_page() : flushes one page
 480  *======================================================================*/
 481 void local_flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
 482 {
 483         if (vma->vm_mm && mm_context(vma->vm_mm) != NO_CONTEXT) {
 484                 unsigned long flags;
 485
 486                 local_irq_save(flags);
 487                 page &= PAGE_MASK;
 488                 page |= (mm_context(vma->vm_mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
 489                 __flush_tlb_page(page);
 490                 local_irq_restore(flags);
 491         }
 492 }
 493
 494 /*======================================================================*
 495  * flush_tlb_range() : flushes a range of pages
 496  *======================================================================*/
 497 void local_flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 498         unsigned long end)
 499 {
 500         struct mm_struct *mm;
 501
 502         mm = vma->vm_mm;
 503         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
 504                 unsigned long flags;
 505                 int size;
 506
 507                 local_irq_save(flags);
 508                 size = (end - start + (PAGE_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
 509                 if (size > (NR_TLB_ENTRIES / 4)) { /* Too many TLB to flush */
 510                         mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
 511                         if (mm == current->mm)
 512                                 activate_context(mm);
 513                 } else {
 514                         unsigned long asid;
 515
 516                         asid = mm_context(mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK;
 517                         start &= PAGE_MASK;
 518                         end += (PAGE_SIZE - 1);
 519                         end &= PAGE_MASK;
 520
 521                         start |= asid;
 522                         end   |= asid;
 523                         while (start < end) {
 524                                 __flush_tlb_page(start);
 525                                 start += PAGE_SIZE;
 526                         }
 527                 }
 528                 local_irq_restore(flags);
 529         }
 530 }
 531
 532 /*======================================================================*
 533  * flush_tlb_mm() : flushes the specified mm context TLB's
 534  *======================================================================*/
 535 void local_flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 536 {
 537         /* Invalidate all TLB of this process. */
 538         /* Instead of invalidating each TLB, we get new MMU context. */
 539         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
 540                 unsigned long flags;
 541
 542                 local_irq_save(flags);
 543                 mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
 544                 if (mm == current->mm)
 545                         activate_context(mm);
 546                 local_irq_restore(flags);
 547         }
 548 }
 549
 550 /*======================================================================*
 551  * flush_tlb_all() : flushes all processes TLBs
 552  *======================================================================*/
 553 void local_flush_tlb_all(void)
 554 {
 555         unsigned long flags;
 556
 557         local_irq_save(flags);
 558         __flush_tlb_all();
 559         local_irq_restore(flags);
 560 }
 561
 562 /*======================================================================*
 563  * init_mmu()
 564  *======================================================================*/
 565 void __init init_mmu(void)
 566 {
 567         tlb_entry_i = 0;
 568         tlb_entry_d = 0;
 569         mmu_context_cache = MMU_CONTEXT_FIRST_VERSION;
 570         set_asid(mmu_context_cache & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
 571         *(volatile unsigned long *)MPTB = (unsigned long)swapper_pg_dir;
 572 }