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
  22 #include <asm/page.h>
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/openprom.h>
  25 #include <asm/oplib.h>
  26 #include <asm/uaccess.h>
  27 #include <asm/asi.h>
  28 #include <asm/lsu.h>
  29 #include <asm/sections.h>
  30
  31 #define ELEMENTS(arr) (sizeof (arr)/sizeof (arr[0]))
  32
  33 extern struct sparc_phys_banks sp_banks[SPARC_PHYS_BANKS];
  34
  35 /*
  36  * To debug kernel during syscall entry.
  37  */
  38 void syscall_trace_entry(struct pt_regs *regs)
  39 {
  40         printk("scall entry: %s[%d]/cpu%d: %d\n", current->comm, current->pid, smp_processor_id(), (int) regs->u_regs[UREG_G1]);
  41 }
  42
  43 /*
  44  * To debug kernel during syscall exit.
  45  */
  46 void syscall_trace_exit(struct pt_regs *regs)
  47 {
  48         printk("scall exit: %s[%d]/cpu%d: %d\n", current->comm, current->pid, smp_processor_id(), (int) regs->u_regs[UREG_G1]);
  49 }
  50
  51 /*
  52  * To debug kernel to catch accesses to certain virtual/physical addresses.
  53  * Mode = 0 selects physical watchpoints, mode = 1 selects virtual watchpoints.
  54  * flags = VM_READ watches memread accesses, flags = VM_WRITE watches memwrite accesses.
  55  * Caller passes in a 64bit aligned addr, with mask set to the bytes that need to be
  56  * watched. This is only useful on a single cpu machine for now. After the watchpoint
  57  * is detected, the process causing it will be killed, thus preventing an infinite loop.
  58  */
  59 void set_brkpt(unsigned long addr, unsigned char mask, int flags, int mode)
  60 {
  61         unsigned long lsubits;
  62
  63         __asm__ __volatile__("ldxa [%%g0] %1, %0"
  64                              : "=r" (lsubits)
  65                              : "i" (ASI_LSU_CONTROL));
  66         lsubits &= ~(LSU_CONTROL_PM | LSU_CONTROL_VM |
  67                      LSU_CONTROL_PR | LSU_CONTROL_VR |
  68                      LSU_CONTROL_PW | LSU_CONTROL_VW);
  69
  70         __asm__ __volatile__("stxa      %0, [%1] %2\n\t"
  71                              "membar    #Sync"
  72                              : /* no outputs */
  73                              : "r" (addr), "r" (mode ? VIRT_WATCHPOINT : PHYS_WATCHPOINT),
  74                                "i" (ASI_DMMU));
  75
  76         lsubits |= ((unsigned long)mask << (mode ? 25 : 33));
  77         if (flags & VM_READ)
  78                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VR : LSU_CONTROL_PR);
  79         if (flags & VM_WRITE)
  80                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VW : LSU_CONTROL_PW);
  81         __asm__ __volatile__("stxa %0, [%%g0] %1\n\t"
  82                              "membar #Sync"
  83                              : /* no outputs */
  84                              : "r" (lsubits), "i" (ASI_LSU_CONTROL)
  85                              : "memory");
  86 }
  87
  88 /* Nice, simple, prom library does all the sweating for us. ;) */
  89 unsigned long __init prom_probe_memory (void)
  90 {
  91         register struct linux_mlist_p1275 *mlist;
  92         register unsigned long bytes, base_paddr, tally;
  93         register int i;
  94
  95         i = 0;
  96         mlist = *prom_meminfo()->p1275_available;
  97         bytes = tally = mlist->num_bytes;
  98         base_paddr = mlist->start_adr;
  99
 100         sp_banks[0].base_addr = base_paddr;
 101         sp_banks[0].num_bytes = bytes;
 102
 103         while (mlist->theres_more != (void *) 0) {
 104                 i++;
 105                 mlist = mlist->theres_more;
 106                 bytes = mlist->num_bytes;
 107                 tally += bytes;
 108                 if (i >= SPARC_PHYS_BANKS-1) {
 109                         printk ("The machine has more banks than "
 110                                 "this kernel can support\n"
 111                                 "Increase the SPARC_PHYS_BANKS "
 112                                 "setting (currently %d)\n",
 113                                 SPARC_PHYS_BANKS);
 114                         i = SPARC_PHYS_BANKS-1;
 115                         break;
 116                 }
 117
 118                 sp_banks[i].base_addr = mlist->start_adr;
 119                 sp_banks[i].num_bytes = mlist->num_bytes;
 120         }
 121
 122         i++;
 123         sp_banks[i].base_addr = 0xdeadbeefbeefdeadUL;
 124         sp_banks[i].num_bytes = 0;
 125
 126         /* Now mask all bank sizes on a page boundary, it is all we can
 127          * use anyways.
 128          */
 129         for (i = 0; sp_banks[i].num_bytes != 0; i++)
 130                 sp_banks[i].num_bytes &= PAGE_MASK;
 131
 132         return tally;
 133 }
 134
 135 static void unhandled_fault(unsigned long address, struct task_struct *tsk,
 136                             struct pt_regs *regs)
 137 {
 138         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
 139                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
 140                        "pointer dereference\n");
 141         } else {
 142                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
 143                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
 144         }
 145         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
 146                (tsk->mm ? tsk->mm->context : tsk->active_mm->context));
 147         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
 148                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
 149                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
 150         die_if_kernel("Oops", regs);
 151 }
 152
 153 static void bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs)
 154 {
 155         unsigned long *ksp;
 156
 157         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
 158                regs->tpc);
 159         __asm__("mov %%sp, %0" : "=r" (ksp));
 160         show_stack(current, ksp);
 161         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
 162 }
 163
 164 /*
 165  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
 166  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
 167  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
 168  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
 169  * us. This saves us having to get page_table_lock.
 170  */
 171 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
 172 {
 173         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
 174         pmd_t *pmdp;
 175         pte_t *ptep, pte;
 176         unsigned long pa;
 177         u32 insn = 0;
 178         unsigned long pstate;
 179
 180         if (pgd_none(*pgdp))
 181                 goto outret;
 182         pmdp = pmd_offset(pgdp, tpc);
 183         if (pmd_none(*pmdp))
 184                 goto outret;
 185
 186         /* This disables preemption for us as well. */
 187         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 188         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 189                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 190         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 191         pte = *ptep;
 192         if (!pte_present(pte))
 193                 goto out;
 194
 195         pa  = (pte_val(pte) & _PAGE_PADDR);
 196         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 197
 198         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 199         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 200                              : "=r" (insn)
 201                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 202
 203 out:
 204         pte_unmap(ptep);
 205         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 206 outret:
 207         return insn;
 208 }
 209
 210 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, unsigned long address)
 211 {
 212         siginfo_t info;
 213
 214         info.si_code = code;
 215         info.si_signo = sig;
 216         info.si_errno = 0;
 217         info.si_addr = (void *) address;
 218         info.si_trapno = 0;
 219         force_sig_info(sig, &info, current);
 220 }
 221
 222 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 223 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 224
 225 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 226 {
 227         if (!insn) {
 228                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 229                         return 0;
 230                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 231                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 232                 } else {
 233                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 234                 }
 235         }
 236         return insn;
 237 }
 238
 239 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 240                             unsigned int insn, unsigned long address)
 241 {
 242         unsigned long g2;
 243         unsigned char asi = ASI_P;
 244
 245         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 246                 goto cannot_handle;
 247
 248         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 249          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 250          * in that case.
 251          */
 252
 253         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE) &&
 254             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 255                 if (insn & 0x2000)
 256                         asi = (regs->tstate >> 24);
 257                 else
 258                         asi = (insn >> 5);
 259                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 260                         if (insn & 0x1000000) {
 261                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 262                         } else {
 263                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 264                                  * destination register(s) and continue with the next
 265                                  * instruction. -jj
 266                                  */
 267                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 268                         }
 269                         return;
 270                 }
 271         }
 272
 273         g2 = regs->u_regs[UREG_G2];
 274
 275         /* Is this in ex_table? */
 276         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 277                 unsigned long fixup;
 278
 279                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 280                         if (insn & 0x2000)
 281                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 282                         else
 283                                 asi = (insn >> 5);
 284                 }
 285
 286                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 287                 if ((asi & 0x1) &&
 288                     (fixup = search_extables_range(regs->tpc, &g2))) {
 289                         regs->tpc = fixup;
 290                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 291                         regs->u_regs[UREG_G2] = g2;
 292                         return;
 293                 }
 294         } else {
 295                 /* The si_code was set to make clear whether
 296                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 297                  */
 298                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, address);
 299                 return;
 300         }
 301
 302 cannot_handle:
 303         unhandled_fault (address, current, regs);
 304 }
 305
 306 asmlinkage void do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 307 {
 308         struct mm_struct *mm = current->mm;
 309         struct vm_area_struct *vma;
 310         unsigned int insn = 0;
 311         int si_code, fault_code;
 312         unsigned long address;
 313
 314         si_code = SEGV_MAPERR;
 315         fault_code = get_thread_fault_code();
 316         address = current_thread_info()->fault_address;
 317
 318         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 319             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 320                 BUG();
 321
 322         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 323                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 324
 325                 /* Sanity check the PC. */
 326                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 327                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 328                         /* Valid, no problems... */
 329                 } else {
 330                         bad_kernel_pc(regs);
 331                         return;
 332                 }
 333         }
 334
 335         /*
 336          * If we're in an interrupt or have no user
 337          * context, we must not take the fault..
 338          */
 339         if (in_interrupt() || !mm)
 340                 goto intr_or_no_mm;
 341
 342         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 343                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 344                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 345                 address &= 0xffffffff;
 346         }
 347
 348         down_read(&mm->mmap_sem);
 349         vma = find_vma(mm, address);
 350         if (!vma)
 351                 goto bad_area;
 352
 353         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 354          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 355          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 356          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 357          * so it's ok if we can't do this.
 358          *
 359          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 360          */
 361         if (((fault_code &
 362               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 363             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 364                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 365                 if (!insn)
 366                         goto continue_fault;
 367                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 368                     (insn & 0x1780000) != 0x1680000) {
 369                         /* Don't bother updating thread struct value,
 370                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 371                          * the access came from.
 372                          */
 373                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 374                 }
 375         }
 376 continue_fault:
 377
 378         if (vma->vm_start <= address)
 379                 goto good_area;
 380         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 381                 goto bad_area;
 382         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 383                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 384                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 385                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 386                         unsigned char asi;
 387
 388                         if (insn & 0x2000)
 389                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 390                         else
 391                                 asi = (insn >> 5);
 392                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 393                                 goto bad_area;
 394                 }
 395         }
 396         if (expand_stack(vma, address))
 397                 goto bad_area;
 398         /*
 399          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 400          * we can handle it..
 401          */
 402 good_area:
 403         si_code = SEGV_ACCERR;
 404         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 405                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 406                         goto bad_area;
 407
 408                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 409                  * processor stores.  Later processors do...
 410                  */
 411                 if (tlb_type == spitfire &&
 412                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 413                     vma->vm_file != NULL)
 414                         set_thread_flag(TIF_BLKCOMMIT);
 415         } else {
 416                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 417                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 418                         goto bad_area;
 419         }
 420
 421         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 422         case 1:
 423                 current->min_flt++;
 424                 break;
 425         case 2:
 426                 current->maj_flt++;
 427                 break;
 428         case 0:
 429                 goto do_sigbus;
 430         default:
 431                 goto out_of_memory;
 432         }
 433
 434         up_read(&mm->mmap_sem);
 435         goto fault_done;
 436
 437         /*
 438          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 439          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 440          */
 441 bad_area:
 442         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 443         up_read(&mm->mmap_sem);
 444
 445 handle_kernel_fault:
 446         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 447
 448         goto fault_done;
 449
 450 /*
 451  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 452  * us unable to handle the page fault gracefully.
 453  */
 454 out_of_memory:
 455         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 456         up_read(&mm->mmap_sem);
 457         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 458         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 459                 do_exit(SIGKILL);
 460         goto handle_kernel_fault;
 461
 462 intr_or_no_mm:
 463         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 464         goto handle_kernel_fault;
 465
 466 do_sigbus:
 467         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 468         up_read(&mm->mmap_sem);
 469
 470         /*
 471          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 472          * or user mode.
 473          */
 474         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, address);
 475
 476         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 477         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 478                 goto handle_kernel_fault;
 479
 480 fault_done:
 481         /* These values are no longer needed, clear them. */
 482         set_thread_fault_code(0);
 483         clear_thread_flag(TIF_BLKCOMMIT);
 484         current_thread_info()->fault_address = 0;
 485 }