arch/ppc/kernel/traps.c

   1 /*
   2  *  arch/ppc/kernel/traps.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995-1996  Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  *  as published by the Free Software Foundation; either version
   9  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  *  Modified by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu)
  12  *  and Paul Mackerras (paulus@cs.anu.edu.au)
  13  */
  14
  15 /*
  16  * This file handles the architecture-dependent parts of hardware exceptions
  17  */
  18
  19 #include <linux/errno.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/stddef.h>
  24 #include <linux/unistd.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/user.h>
  28 #include <linux/a.out.h>
  29 #include <linux/interrupt.h>
  30 #include <linux/config.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/module.h>
  33
  34 #include <asm/pgtable.h>
  35 #include <asm/uaccess.h>
  36 #include <asm/system.h>
  37 #include <asm/io.h>
  38 #include <asm/reg.h>
  39 #include <asm/xmon.h>
  40 #ifdef CONFIG_PMAC_BACKLIGHT
  41 #include <asm/backlight.h>
  42 #endif
  43
  44 extern int fix_alignment(struct pt_regs *);
  45 extern void bad_page_fault(struct pt_regs *, unsigned long, int sig);
  46
  47 #ifdef CONFIG_XMON
  48 void (*debugger)(struct pt_regs *regs) = xmon;
  49 int (*debugger_bpt)(struct pt_regs *regs) = xmon_bpt;
  50 int (*debugger_sstep)(struct pt_regs *regs) = xmon_sstep;
  51 int (*debugger_iabr_match)(struct pt_regs *regs) = xmon_iabr_match;
  52 int (*debugger_dabr_match)(struct pt_regs *regs) = xmon_dabr_match;
  53 void (*debugger_fault_handler)(struct pt_regs *regs);
  54 #else
  55 #ifdef CONFIG_KGDB
  56 void (*debugger)(struct pt_regs *regs);
  57 int (*debugger_bpt)(struct pt_regs *regs);
  58 int (*debugger_sstep)(struct pt_regs *regs);
  59 int (*debugger_iabr_match)(struct pt_regs *regs);
  60 int (*debugger_dabr_match)(struct pt_regs *regs);
  61 void (*debugger_fault_handler)(struct pt_regs *regs);
  62 #else
  63 #define debugger(regs)                  do { } while (0)
  64 #define debugger_bpt(regs)              0
  65 #define debugger_sstep(regs)            0
  66 #define debugger_iabr_match(regs)       0
  67 #define debugger_dabr_match(regs)       0
  68 #define debugger_fault_handler          ((void (*)(struct pt_regs *))0)
  69 #endif
  70 #endif
  71
  72 /*
  73  * Trap & Exception support
  74  */
  75
  76
  77 spinlock_t die_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  78
  79 void die(const char * str, struct pt_regs * fp, long err)
  80 {
  81         static int die_counter;
  82         int nl = 0;
  83         console_verbose();
  84         spin_lock_irq(&die_lock);
  85 #ifdef CONFIG_PMAC_BACKLIGHT
  86         set_backlight_enable(1);
  87         set_backlight_level(BACKLIGHT_MAX);
  88 #endif
  89         printk("Oops: %s, sig: %ld [#%d]\n", str, err, ++die_counter);
  90 #ifdef CONFIG_PREEMPT
  91         printk("PREEMPT ");
  92         nl = 1;
  93 #endif
  94 #ifdef CONFIG_SMP
  95         printk("SMP NR_CPUS=%d ", NR_CPUS);
  96         nl = 1;
  97 #endif
  98         if (nl)
  99                 printk("\n");
 100         show_regs(fp);
 101         spin_unlock_irq(&die_lock);
 102         /* do_exit() should take care of panic'ing from an interrupt
 103          * context so we don't handle it here
 104          */
 105         do_exit(err);
 106 }
 107
 108 void
 109 _exception(int signr, struct pt_regs *regs, int code, unsigned long addr)
 110 {
 111         siginfo_t info;
 112
 113         if (!user_mode(regs)) {
 114                 debugger(regs);
 115                 die("Exception in kernel mode", regs, signr);
 116         }
 117         info.si_signo = signr;
 118         info.si_errno = 0;
 119         info.si_code = code;
 120         info.si_addr = (void *) addr;
 121         force_sig_info(signr, &info, current);
 122 }
 123
 124 /*
 125  * I/O accesses can cause machine checks on powermacs.
 126  * Check if the NIP corresponds to the address of a sync
 127  * instruction for which there is an entry in the exception
 128  * table.
 129  * Note that the 601 only takes a machine check on TEA
 130  * (transfer error ack) signal assertion, and does not
 131  * set any of the top 16 bits of SRR1.
 132  *  -- paulus.
 133  */
 134 static inline int check_io_access(struct pt_regs *regs)
 135 {
 136 #ifdef CONFIG_PPC_PMAC
 137         unsigned long msr = regs->msr;
 138         const struct exception_table_entry *entry;
 139         unsigned int *nip = (unsigned int *)regs->nip;
 140
 141         if (((msr & 0xffff0000) == 0 || (msr & (0x80000 | 0x40000)))
 142             && (entry = search_exception_tables(regs->nip)) != NULL) {
 143                 /*
 144                  * Check that it's a sync instruction, or somewhere
 145                  * in the twi; isync; nop sequence that inb/inw/inl uses.
 146                  * As the address is in the exception table
 147                  * we should be able to read the instr there.
 148                  * For the debug message, we look at the preceding
 149                  * load or store.
 150                  */
 151                 if (*nip == 0x60000000)         /* nop */
 152                         nip -= 2;
 153                 else if (*nip == 0x4c00012c)    /* isync */
 154                         --nip;
 155                 if (*nip == 0x7c0004ac || (*nip >> 26) == 3) {
 156                         /* sync or twi */
 157                         unsigned int rb;
 158
 159                         --nip;
 160                         rb = (*nip >> 11) & 0x1f;
 161                         printk(KERN_DEBUG "%s bad port %lx at %p\n",
 162                                (*nip & 0x100)? "OUT to": "IN from",
 163                                regs->gpr[rb] - _IO_BASE, nip);
 164                         regs->msr |= MSR_RI;
 165                         regs->nip = entry->fixup;
 166                         return 1;
 167                 }
 168         }
 169 #endif /* CONFIG_PPC_PMAC */
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 #if defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE)
 174 /* On 4xx, the reason for the machine check or program exception
 175    is in the ESR. */
 176 #define get_reason(regs)        ((regs)->dsisr)
 177 #define REASON_FP               0
 178 #define REASON_ILLEGAL          ESR_PIL
 179 #define REASON_PRIVILEGED       ESR_PPR
 180 #define REASON_TRAP             ESR_PTR
 181
 182 /* single-step stuff */
 183 #define single_stepping(regs)   (current->thread.dbcr0 & DBCR0_IC)
 184 #define clear_single_step(regs) (current->thread.dbcr0 &= ~DBCR0_IC)
 185
 186 #else
 187 /* On non-4xx, the reason for the machine check or program
 188    exception is in the MSR. */
 189 #define get_reason(regs)        ((regs)->msr)
 190 #define REASON_FP               0x100000
 191 #define REASON_ILLEGAL          0x80000
 192 #define REASON_PRIVILEGED       0x40000
 193 #define REASON_TRAP             0x20000
 194
 195 #define single_stepping(regs)   ((regs)->msr & MSR_SE)
 196 #define clear_single_step(regs) ((regs)->msr &= ~MSR_SE)
 197 #endif
 198
 199 void
 200 MachineCheckException(struct pt_regs *regs)
 201 {
 202         unsigned long reason = get_reason(regs);
 203
 204         if (user_mode(regs)) {
 205                 regs->msr |= MSR_RI;
 206                 _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, regs->nip);
 207                 return;
 208         }
 209
 210 #if defined(CONFIG_8xx) && defined(CONFIG_PCI)
 211         /* the qspan pci read routines can cause machine checks -- Cort */
 212         bad_page_fault(regs, regs->dar, SIGBUS);
 213         return;
 214 #endif
 215
 216         if (debugger_fault_handler) {
 217                 debugger_fault_handler(regs);
 218                 regs->msr |= MSR_RI;
 219                 return;
 220         }
 221
 222         if (check_io_access(regs))
 223                 return;
 224
 225 #ifdef CONFIG_4xx
 226         if (reason & ESR_IMCP) {
 227                 printk("Instruction");
 228                 mtspr(SPRN_ESR, reason & ~ESR_IMCP);
 229         } else
 230                 printk("Data");
 231         printk(" machine check in kernel mode.\n");
 232
 233 #else /* !CONFIG_4xx */
 234         printk("Machine check in kernel mode.\n");
 235         printk("Caused by (from SRR1=%lx): ", reason);
 236         switch (reason & 0x601F0000) {
 237         case 0x80000:
 238                 printk("Machine check signal\n");
 239                 break;
 240         case 0:         /* for 601 */
 241         case 0x40000:
 242         case 0x140000:  /* 7450 MSS error and TEA */
 243                 printk("Transfer error ack signal\n");
 244                 break;
 245         case 0x20000:
 246                 printk("Data parity error signal\n");
 247                 break;
 248         case 0x10000:
 249                 printk("Address parity error signal\n");
 250                 break;
 251         case 0x20000000:
 252                 printk("L1 Data Cache error\n");
 253                 break;
 254         case 0x40000000:
 255                 printk("L1 Instruction Cache error\n");
 256                 break;
 257         case 0x00100000:
 258                 printk("L2 data cache parity error\n");
 259                 break;
 260         default:
 261                 printk("Unknown values in msr\n");
 262         }
 263 #endif /* CONFIG_4xx */
 264
 265         debugger(regs);
 266         die("machine check", regs, SIGBUS);
 267 }
 268
 269 void
 270 SMIException(struct pt_regs *regs)
 271 {
 272         debugger(regs);
 273 #if !(defined(CONFIG_XMON) || defined(CONFIG_KGDB))
 274         show_regs(regs);
 275         panic("System Management Interrupt");
 276 #endif
 277 }
 278
 279 void
 280 UnknownException(struct pt_regs *regs)
 281 {
 282         printk("Bad trap at PC: %lx, MSR: %lx, vector=%lx    %s\n",
 283                regs->nip, regs->msr, regs->trap, print_tainted());
 284         _exception(SIGTRAP, regs, 0, 0);
 285 }
 286
 287 void
 288 InstructionBreakpoint(struct pt_regs *regs)
 289 {
 290         if (debugger_iabr_match(regs))
 291                 return;
 292         _exception(SIGTRAP, regs, TRAP_BRKPT, 0);
 293 }
 294
 295 void
 296 RunModeException(struct pt_regs *regs)
 297 {
 298         _exception(SIGTRAP, regs, 0, 0);
 299 }
 300
 301 /* Illegal instruction emulation support.  Originally written to
 302  * provide the PVR to user applications using the mfspr rd, PVR.
 303  * Return non-zero if we can't emulate, or EFAULT if the associated
 304  * memory access caused an access fault.  Return zero on success.
 305  *
 306  * There are a couple of ways to do this, either "decode" the instruction
 307  * or directly match lots of bits.  In this case, matching lots of
 308  * bits is faster and easier.
 309  *
 310  */
 311 #define INST_MFSPR_PVR          0x7c1f42a6
 312 #define INST_MFSPR_PVR_MASK     0xfc1fffff
 313
 314 static int
 315 emulate_instruction(struct pt_regs *regs)
 316 {
 317         u32 instword;
 318         u32 rd;
 319         int retval;
 320
 321         retval = -EINVAL;
 322
 323         if (!user_mode(regs))
 324                 return retval;
 325         CHECK_FULL_REGS(regs);
 326
 327         if (get_user(instword, (u32 __user *)(regs->nip)))
 328                 return -EFAULT;
 329
 330         /* Emulate the mfspr rD, PVR.
 331          */
 332         if ((instword & INST_MFSPR_PVR_MASK) == INST_MFSPR_PVR) {
 333                 rd = (instword >> 21) & 0x1f;
 334                 regs->gpr[rd] = mfspr(PVR);
 335                 retval = 0;
 336                 regs->nip += 4;
 337         }
 338         return retval;
 339 }
 340
 341 /*
 342  * After we have successfully emulated an instruction, we have to
 343  * check if the instruction was being single-stepped, and if so,
 344  * pretend we got a single-step exception.  This was pointed out
 345  * by Kumar Gala.  -- paulus
 346  */
 347 static void emulate_single_step(struct pt_regs *regs)
 348 {
 349         if (single_stepping(regs)) {
 350                 clear_single_step(regs);
 351                 _exception(SIGTRAP, regs, TRAP_TRACE, 0);
 352         }
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Look through the list of trap instructions that are used for BUG(),
 357  * BUG_ON() and WARN_ON() and see if we hit one.  At this point we know
 358  * that the exception was caused by a trap instruction of some kind.
 359  * Returns 1 if we should continue (i.e. it was a WARN_ON) or 0
 360  * otherwise.
 361  */
 362 extern struct bug_entry __start___bug_table[], __stop___bug_table[];
 363
 364 #ifndef CONFIG_MODULES
 365 #define module_find_bug(x)      NULL
 366 #endif
 367
 368 static struct bug_entry *find_bug(unsigned long bugaddr)
 369 {
 370         struct bug_entry *bug;
 371
 372         for (bug = __start___bug_table; bug < __stop___bug_table; ++bug)
 373                 if (bugaddr == bug->bug_addr)
 374                         return bug;
 375         return module_find_bug(bugaddr);
 376 }
 377
 378 int
 379 check_bug_trap(struct pt_regs *regs)
 380 {
 381         struct bug_entry *bug;
 382         unsigned long addr;
 383
 384         if (regs->msr & MSR_PR)
 385                 return 0;       /* not in kernel */
 386         addr = regs->nip;       /* address of trap instruction */
 387         if (addr < PAGE_OFFSET)
 388                 return 0;
 389         bug = find_bug(regs->nip);
 390         if (bug == NULL)
 391                 return 0;
 392         if (bug->line & BUG_WARNING_TRAP) {
 393                 /* this is a WARN_ON rather than BUG/BUG_ON */
 394 #ifdef CONFIG_XMON
 395                 xmon_printf(KERN_ERR "Badness in %s at %s:%d\n",
 396                        bug->function, bug->file,
 397                        bug->line & ~BUG_WARNING_TRAP);
 398 #endif /* CONFIG_XMON */
 399                 printk(KERN_ERR "Badness in %s at %s:%d\n",
 400                        bug->function, bug->file,
 401                        bug->line & ~BUG_WARNING_TRAP);
 402                 dump_stack();
 403                 return 1;
 404         }
 405 #ifdef CONFIG_XMON
 406         xmon_printf(KERN_CRIT "kernel BUG in %s at %s:%d!\n",
 407                bug->function, bug->file, bug->line);
 408         xmon(regs);
 409 #endif /* CONFIG_XMON */
 410         printk(KERN_CRIT "kernel BUG in %s at %s:%d!\n",
 411                bug->function, bug->file, bug->line);
 412
 413         return 0;
 414 }
 415
 416 void
 417 ProgramCheckException(struct pt_regs *regs)
 418 {
 419         unsigned int reason = get_reason(regs);
 420         extern int do_mathemu(struct pt_regs *regs);
 421
 422 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 423         /* (reason & REASON_ILLEGAL) would be the obvious thing here,
 424          * but there seems to be a hardware bug on the 405GP (RevD)
 425          * that means ESR is sometimes set incorrectly - either to
 426          * ESR_DST (!?) or 0.  In the process of chasing this with the
 427          * hardware people - not sure if it can happen on any illegal
 428          * instruction or only on FP instructions, whether there is a
 429          * pattern to occurences etc. -dgibson 31/Mar/2003 */
 430         if (!(reason & REASON_TRAP) && do_mathemu(regs) == 0) {
 431                 emulate_single_step(regs);
 432                 return;
 433         }
 434 #endif /* CONFIG_MATH_EMULATION */
 435
 436         if (reason & REASON_FP) {
 437                 /* IEEE FP exception */
 438                 int code = 0;
 439                 u32 fpscr;
 440
 441                 /* We must make sure the FP state is consistent with
 442                  * our MSR_FP in regs
 443                  */
 444                 preempt_disable();
 445                 if (regs->msr & MSR_FP)
 446                         giveup_fpu(current);
 447                 preempt_enable();
 448
 449                 fpscr = current->thread.fpscr;
 450                 fpscr &= fpscr << 22;   /* mask summary bits with enables */
 451                 if (fpscr & FPSCR_VX)
 452                         code = FPE_FLTINV;
 453                 else if (fpscr & FPSCR_OX)
 454                         code = FPE_FLTOVF;
 455                 else if (fpscr & FPSCR_UX)
 456                         code = FPE_FLTUND;
 457                 else if (fpscr & FPSCR_ZX)
 458                         code = FPE_FLTDIV;
 459                 else if (fpscr & FPSCR_XX)
 460                         code = FPE_FLTRES;
 461                 _exception(SIGFPE, regs, code, regs->nip);
 462                 return;
 463         }
 464
 465         if (reason & REASON_TRAP) {
 466                 /* trap exception */
 467                 if (debugger_bpt(regs))
 468                         return;
 469                 if (check_bug_trap(regs)) {
 470                         regs->nip += 4;
 471                         return;
 472                 }
 473                 _exception(SIGTRAP, regs, TRAP_BRKPT, 0);
 474                 return;
 475         }
 476
 477         if (reason & REASON_PRIVILEGED) {
 478                 /* Try to emulate it if we should. */
 479                 if (emulate_instruction(regs) == 0) {
 480                         emulate_single_step(regs);
 481                         return;
 482                 }
 483                 _exception(SIGILL, regs, ILL_PRVOPC, regs->nip);
 484                 return;
 485         }
 486
 487         _exception(SIGILL, regs, ILL_ILLOPC, regs->nip);
 488 }
 489
 490 void
 491 SingleStepException(struct pt_regs *regs)
 492 {
 493         regs->msr &= ~MSR_SE;  /* Turn off 'trace' bit */
 494         if (debugger_sstep(regs))
 495                 return;
 496         _exception(SIGTRAP, regs, TRAP_TRACE, 0);
 497 }
 498
 499 void
 500 AlignmentException(struct pt_regs *regs)
 501 {
 502         int fixed;
 503
 504         fixed = fix_alignment(regs);
 505         if (fixed == 1) {
 506                 regs->nip += 4; /* skip over emulated instruction */
 507                 return;
 508         }
 509         if (fixed == -EFAULT) {
 510                 /* fixed == -EFAULT means the operand address was bad */
 511                 if (user_mode(regs))
 512                         _exception(SIGSEGV, regs, SEGV_ACCERR, regs->dar);
 513                 else
 514                         bad_page_fault(regs, regs->dar, SIGSEGV);
 515                 return;
 516         }
 517         _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRALN, regs->dar);
 518 }
 519
 520 void
 521 StackOverflow(struct pt_regs *regs)
 522 {
 523         printk(KERN_CRIT "Kernel stack overflow in process %p, r1=%lx\n",
 524                current, regs->gpr[1]);
 525         debugger(regs);
 526         show_regs(regs);
 527         panic("kernel stack overflow");
 528 }
 529
 530 void nonrecoverable_exception(struct pt_regs *regs)
 531 {
 532         printk(KERN_ERR "Non-recoverable exception at PC=%lx MSR=%lx\n",
 533                regs->nip, regs->msr);
 534         debugger(regs);
 535         die("nonrecoverable exception", regs, SIGKILL);
 536 }
 537
 538 void
 539 trace_syscall(struct pt_regs *regs)
 540 {
 541         printk("Task: %p(%d), PC: %08lX/%08lX, Syscall: %3ld, Result: %s%ld    %s\n",
 542                current, current->pid, regs->nip, regs->link, regs->gpr[0],
 543                regs->ccr&0x10000000?"Error=":"", regs->gpr[3], print_tainted());
 544 }
 545
 546 #ifdef CONFIG_8xx
 547 void
 548 SoftwareEmulation(struct pt_regs *regs)
 549 {
 550         extern int do_mathemu(struct pt_regs *);
 551         extern int Soft_emulate_8xx(struct pt_regs *);
 552         int errcode;
 553
 554         CHECK_FULL_REGS(regs);
 555
 556         if (!user_mode(regs)) {
 557                 debugger(regs);
 558                 die("Kernel Mode Software FPU Emulation", regs, SIGFPE);
 559         }
 560
 561 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 562         errcode = do_mathemu(regs);
 563 #else
 564         errcode = Soft_emulate_8xx(regs);
 565 #endif
 566         if (errcode) {
 567                 if (errcode > 0)
 568                         _exception(SIGFPE, regs, 0, 0);
 569                 else if (errcode == -EFAULT)
 570                         _exception(SIGSEGV, regs, 0, 0);
 571                 else
 572                         _exception(SIGILL, regs, ILL_ILLOPC, regs->nip);
 573         } else
 574                 emulate_single_step(regs);
 575 }
 576 #endif /* CONFIG_8xx */
 577
 578 #if defined(CONFIG_4xx) || defined(CONFIG_BOOKE)
 579
 580 void DebugException(struct pt_regs *regs, unsigned long debug_status)
 581 {
 582 #if 0
 583         if (debug_status & DBSR_TIE) {          /* trap instruction*/
 584                 if (!user_mode(regs) && debugger_bpt(regs))
 585                         return;
 586                 _exception(SIGTRAP, regs, 0, 0);
 587
 588         }
 589 #endif
 590         if (debug_status & DBSR_IC) {   /* instruction completion */
 591                 if (!user_mode(regs) && debugger_sstep(regs))
 592                         return;
 593                 current->thread.dbcr0 &= ~DBCR0_IC;
 594                 _exception(SIGTRAP, regs, TRAP_TRACE, 0);
 595         }
 596 }
 597 #endif /* CONFIG_4xx || CONFIG_BOOKE */
 598
 599 #if !defined(CONFIG_TAU_INT)
 600 void
 601 TAUException(struct pt_regs *regs)
 602 {
 603         printk("TAU trap at PC: %lx, MSR: %lx, vector=%lx    %s\n",
 604                regs->nip, regs->msr, regs->trap, print_tainted());
 605 }
 606 #endif /* CONFIG_INT_TAU */
 607
 608 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
 609 void
 610 AltivecAssistException(struct pt_regs *regs)
 611 {
 612         preempt_disable();
 613         if (regs->msr & MSR_VEC)
 614                 giveup_altivec(current);
 615         preempt_enable();
 616
 617         /* XXX quick hack for now: set the non-Java bit in the VSCR */
 618         current->thread.vscr.u[3] |= 0x10000;
 619 }
 620 #endif /* CONFIG_ALTIVEC */
 621
 622
 623 void __init trap_init(void)
 624 {
 625 }