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 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 211
 212 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 213                              unsigned int insn, int fault_code)
 214 {
 215         siginfo_t info;
 216
 217         info.si_code = code;
 218         info.si_signo = sig;
 219         info.si_errno = 0;
 220         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 221                 info.si_addr = (void *) regs->tpc;
 222         else
 223                 info.si_addr = (void *)
 224                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 225         info.si_trapno = 0;
 226         force_sig_info(sig, &info, current);
 227 }
 228
 229 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 230 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 231
 232 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 233 {
 234         if (!insn) {
 235                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 236                         return 0;
 237                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 238                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 239                 } else {
 240                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 241                 }
 242         }
 243         return insn;
 244 }
 245
 246 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 247                             unsigned int insn, unsigned long address)
 248 {
 249         unsigned long g2;
 250         unsigned char asi = ASI_P;
 251
 252         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 253                 goto cannot_handle;
 254
 255         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 256          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 257          * in that case.
 258          */
 259
 260         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE) &&
 261             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 262                 if (insn & 0x2000)
 263                         asi = (regs->tstate >> 24);
 264                 else
 265                         asi = (insn >> 5);
 266                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 267                         if (insn & 0x1000000) {
 268                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 269                         } else {
 270                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 271                                  * destination register(s) and continue with the next
 272                                  * instruction. -jj
 273                                  */
 274                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 275                         }
 276                         return;
 277                 }
 278         }
 279
 280         g2 = regs->u_regs[UREG_G2];
 281
 282         /* Is this in ex_table? */
 283         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 284                 unsigned long fixup;
 285
 286                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 287                         if (insn & 0x2000)
 288                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 289                         else
 290                                 asi = (insn >> 5);
 291                 }
 292
 293                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 294                 if ((asi & 0x1) &&
 295                     (fixup = search_extables_range(regs->tpc, &g2))) {
 296                         regs->tpc = fixup;
 297                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 298                         regs->u_regs[UREG_G2] = g2;
 299                         return;
 300                 }
 301         } else {
 302                 /* The si_code was set to make clear whether
 303                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 304                  */
 305                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 306                 return;
 307         }
 308
 309 cannot_handle:
 310         unhandled_fault (address, current, regs);
 311 }
 312
 313 asmlinkage void do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 314 {
 315         struct mm_struct *mm = current->mm;
 316         struct vm_area_struct *vma;
 317         unsigned int insn = 0;
 318         int si_code, fault_code;
 319         unsigned long address;
 320
 321         si_code = SEGV_MAPERR;
 322         fault_code = get_thread_fault_code();
 323         address = current_thread_info()->fault_address;
 324
 325         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 326             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 327                 BUG();
 328
 329         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 330                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 331
 332                 /* Sanity check the PC. */
 333                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 334                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 335                         /* Valid, no problems... */
 336                 } else {
 337                         bad_kernel_pc(regs);
 338                         return;
 339                 }
 340         }
 341
 342         /*
 343          * If we're in an interrupt or have no user
 344          * context, we must not take the fault..
 345          */
 346         if (in_interrupt() || !mm)
 347                 goto intr_or_no_mm;
 348
 349         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 350                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 351                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 352                 address &= 0xffffffff;
 353         }
 354
 355         down_read(&mm->mmap_sem);
 356         vma = find_vma(mm, address);
 357         if (!vma)
 358                 goto bad_area;
 359
 360         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 361          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 362          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 363          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 364          * so it's ok if we can't do this.
 365          *
 366          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 367          */
 368         if (((fault_code &
 369               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 370             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 371                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 372                 if (!insn)
 373                         goto continue_fault;
 374                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 375                     (insn & 0x1780000) != 0x1680000) {
 376                         /* Don't bother updating thread struct value,
 377                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 378                          * the access came from.
 379                          */
 380                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 381                 }
 382         }
 383 continue_fault:
 384
 385         if (vma->vm_start <= address)
 386                 goto good_area;
 387         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 388                 goto bad_area;
 389         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 390                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 391                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 392                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 393                         unsigned char asi;
 394
 395                         if (insn & 0x2000)
 396                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 397                         else
 398                                 asi = (insn >> 5);
 399                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 400                                 goto bad_area;
 401                 }
 402         }
 403         if (expand_stack(vma, address))
 404                 goto bad_area;
 405         /*
 406          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 407          * we can handle it..
 408          */
 409 good_area:
 410         si_code = SEGV_ACCERR;
 411         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 412                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 413                         goto bad_area;
 414
 415                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 416                  * processor stores.  Later processors do...
 417                  */
 418                 if (tlb_type == spitfire &&
 419                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 420                     vma->vm_file != NULL)
 421                         set_thread_flag(TIF_BLKCOMMIT);
 422         } else {
 423                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 424                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 425                         goto bad_area;
 426         }
 427
 428         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 429         case 1:
 430                 current->min_flt++;
 431                 break;
 432         case 2:
 433                 current->maj_flt++;
 434                 break;
 435         case 0:
 436                 goto do_sigbus;
 437         default:
 438                 goto out_of_memory;
 439         }
 440
 441         up_read(&mm->mmap_sem);
 442         goto fault_done;
 443
 444         /*
 445          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 446          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 447          */
 448 bad_area:
 449         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 450         up_read(&mm->mmap_sem);
 451
 452 handle_kernel_fault:
 453         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 454
 455         goto fault_done;
 456
 457 /*
 458  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 459  * us unable to handle the page fault gracefully.
 460  */
 461 out_of_memory:
 462         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 463         up_read(&mm->mmap_sem);
 464         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 465         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 466                 do_exit(SIGKILL);
 467         goto handle_kernel_fault;
 468
 469 intr_or_no_mm:
 470         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 471         goto handle_kernel_fault;
 472
 473 do_sigbus:
 474         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 475         up_read(&mm->mmap_sem);
 476
 477         /*
 478          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 479          * or user mode.
 480          */
 481         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 482
 483         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 484         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 485                 goto handle_kernel_fault;
 486
 487 fault_done:
 488         /* These values are no longer needed, clear them. */
 489         set_thread_fault_code(0);
 490         clear_thread_flag(TIF_BLKCOMMIT);
 491         current_thread_info()->fault_address = 0;
 492 }