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 #include <asm/kdebug.h>
  31
  32 #define ELEMENTS(arr) (sizeof (arr)/sizeof (arr[0]))
  33
  34 extern struct sparc_phys_banks sp_banks[SPARC_PHYS_BANKS];
  35
  36 /*
  37  * To debug kernel during syscall entry.
  38  */
  39 void syscall_trace_entry(struct pt_regs *regs)
  40 {
  41         printk("scall entry: %s[%d]/cpu%d: %d\n", current->comm, current->pid, smp_processor_id(), (int) regs->u_regs[UREG_G1]);
  42 }
  43
  44 /*
  45  * To debug kernel during syscall exit.
  46  */
  47 void syscall_trace_exit(struct pt_regs *regs)
  48 {
  49         printk("scall exit: %s[%d]/cpu%d: %d\n", current->comm, current->pid, smp_processor_id(), (int) regs->u_regs[UREG_G1]);
  50 }
  51
  52 /*
  53  * To debug kernel to catch accesses to certain virtual/physical addresses.
  54  * Mode = 0 selects physical watchpoints, mode = 1 selects virtual watchpoints.
  55  * flags = VM_READ watches memread accesses, flags = VM_WRITE watches memwrite accesses.
  56  * Caller passes in a 64bit aligned addr, with mask set to the bytes that need to be
  57  * watched. This is only useful on a single cpu machine for now. After the watchpoint
  58  * is detected, the process causing it will be killed, thus preventing an infinite loop.
  59  */
  60 void set_brkpt(unsigned long addr, unsigned char mask, int flags, int mode)
  61 {
  62         unsigned long lsubits;
  63
  64         __asm__ __volatile__("ldxa [%%g0] %1, %0"
  65                              : "=r" (lsubits)
  66                              : "i" (ASI_LSU_CONTROL));
  67         lsubits &= ~(LSU_CONTROL_PM | LSU_CONTROL_VM |
  68                      LSU_CONTROL_PR | LSU_CONTROL_VR |
  69                      LSU_CONTROL_PW | LSU_CONTROL_VW);
  70
  71         __asm__ __volatile__("stxa      %0, [%1] %2\n\t"
  72                              "membar    #Sync"
  73                              : /* no outputs */
  74                              : "r" (addr), "r" (mode ? VIRT_WATCHPOINT : PHYS_WATCHPOINT),
  75                                "i" (ASI_DMMU));
  76
  77         lsubits |= ((unsigned long)mask << (mode ? 25 : 33));
  78         if (flags & VM_READ)
  79                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VR : LSU_CONTROL_PR);
  80         if (flags & VM_WRITE)
  81                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VW : LSU_CONTROL_PW);
  82         __asm__ __volatile__("stxa %0, [%%g0] %1\n\t"
  83                              "membar #Sync"
  84                              : /* no outputs */
  85                              : "r" (lsubits), "i" (ASI_LSU_CONTROL)
  86                              : "memory");
  87 }
  88
  89 /* Nice, simple, prom library does all the sweating for us. ;) */
  90 unsigned long __init prom_probe_memory (void)
  91 {
  92         register struct linux_mlist_p1275 *mlist;
  93         register unsigned long bytes, base_paddr, tally;
  94         register int i;
  95
  96         i = 0;
  97         mlist = *prom_meminfo()->p1275_available;
  98         bytes = tally = mlist->num_bytes;
  99         base_paddr = mlist->start_adr;
 100
 101         sp_banks[0].base_addr = base_paddr;
 102         sp_banks[0].num_bytes = bytes;
 103
 104         while (mlist->theres_more != (void *) 0) {
 105                 i++;
 106                 mlist = mlist->theres_more;
 107                 bytes = mlist->num_bytes;
 108                 tally += bytes;
 109                 if (i >= SPARC_PHYS_BANKS-1) {
 110                         printk ("The machine has more banks than "
 111                                 "this kernel can support\n"
 112                                 "Increase the SPARC_PHYS_BANKS "
 113                                 "setting (currently %d)\n",
 114                                 SPARC_PHYS_BANKS);
 115                         i = SPARC_PHYS_BANKS-1;
 116                         break;
 117                 }
 118
 119                 sp_banks[i].base_addr = mlist->start_adr;
 120                 sp_banks[i].num_bytes = mlist->num_bytes;
 121         }
 122
 123         i++;
 124         sp_banks[i].base_addr = 0xdeadbeefbeefdeadUL;
 125         sp_banks[i].num_bytes = 0;
 126
 127         /* Now mask all bank sizes on a page boundary, it is all we can
 128          * use anyways.
 129          */
 130         for (i = 0; sp_banks[i].num_bytes != 0; i++)
 131                 sp_banks[i].num_bytes &= PAGE_MASK;
 132
 133         return tally;
 134 }
 135
 136 static void unhandled_fault(unsigned long address, struct task_struct *tsk,
 137                             struct pt_regs *regs)
 138 {
 139         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
 140                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
 141                        "pointer dereference\n");
 142         } else {
 143                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
 144                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
 145         }
 146         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
 147                (tsk->mm ? tsk->mm->context : tsk->active_mm->context));
 148         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
 149                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
 150                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
 151         if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs,
 152                        0, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 153                 return;
 154         die_if_kernel("Oops", regs);
 155 }
 156
 157 static void bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs)
 158 {
 159         unsigned long *ksp;
 160
 161         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
 162                regs->tpc);
 163         __asm__("mov %%sp, %0" : "=r" (ksp));
 164         show_stack(current, ksp);
 165         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
 166 }
 167
 168 /*
 169  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
 170  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
 171  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
 172  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
 173  * us. This saves us having to get page_table_lock.
 174  */
 175 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
 176 {
 177         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
 178         pmd_t *pmdp;
 179         pte_t *ptep, pte;
 180         unsigned long pa;
 181         u32 insn = 0;
 182         unsigned long pstate;
 183
 184         if (pgd_none(*pgdp))
 185                 goto outret;
 186         pmdp = pmd_offset(pgdp, tpc);
 187         if (pmd_none(*pmdp))
 188                 goto outret;
 189
 190         /* This disables preemption for us as well. */
 191         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 192         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 193                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 194         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 195         pte = *ptep;
 196         if (!pte_present(pte))
 197                 goto out;
 198
 199         pa  = (pte_val(pte) & _PAGE_PADDR);
 200         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 201
 202         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 203         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 204                              : "=r" (insn)
 205                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 206
 207 out:
 208         pte_unmap(ptep);
 209         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 210 outret:
 211         return insn;
 212 }
 213
 214 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 215
 216 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 217                              unsigned int insn, int fault_code)
 218 {
 219         siginfo_t info;
 220
 221         info.si_code = code;
 222         info.si_signo = sig;
 223         info.si_errno = 0;
 224         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 225                 info.si_addr = (void __user *) regs->tpc;
 226         else
 227                 info.si_addr = (void __user *)
 228                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 229         info.si_trapno = 0;
 230         force_sig_info(sig, &info, current);
 231 }
 232
 233 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 234 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 235
 236 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 237 {
 238         if (!insn) {
 239                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 240                         return 0;
 241                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 242                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 243                 } else {
 244                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 245                 }
 246         }
 247         return insn;
 248 }
 249
 250 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 251                             unsigned int insn, unsigned long address)
 252 {
 253         unsigned long g2;
 254         unsigned char asi = ASI_P;
 255
 256         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 257                 goto cannot_handle;
 258
 259         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 260          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 261          * in that case.
 262          */
 263
 264         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 265             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 266                 if (insn & 0x2000)
 267                         asi = (regs->tstate >> 24);
 268                 else
 269                         asi = (insn >> 5);
 270                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 271                         if (insn & 0x1000000) {
 272                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 273                         } else {
 274                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 275                                  * destination register(s) and continue with the next
 276                                  * instruction. -jj
 277                                  */
 278                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 279                         }
 280                         return;
 281                 }
 282         }
 283
 284         g2 = regs->u_regs[UREG_G2];
 285
 286         /* Is this in ex_table? */
 287         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 288                 unsigned long fixup;
 289
 290                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 291                         if (insn & 0x2000)
 292                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 293                         else
 294                                 asi = (insn >> 5);
 295                 }
 296
 297                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 298                 if ((asi & 0x1) &&
 299                     (fixup = search_extables_range(regs->tpc, &g2))) {
 300                         regs->tpc = fixup;
 301                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 302                         regs->u_regs[UREG_G2] = g2;
 303                         return;
 304                 }
 305         } else {
 306                 /* The si_code was set to make clear whether
 307                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 308                  */
 309                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 310                 return;
 311         }
 312
 313 cannot_handle:
 314         unhandled_fault (address, current, regs);
 315 }
 316
 317 asmlinkage void do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 318 {
 319         struct mm_struct *mm = current->mm;
 320         struct vm_area_struct *vma;
 321         unsigned int insn = 0;
 322         int si_code, fault_code;
 323         unsigned long address;
 324
 325         fault_code = get_thread_fault_code();
 326
 327         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs,
 328                        fault_code, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 329                 return;
 330
 331         si_code = SEGV_MAPERR;
 332         address = current_thread_info()->fault_address;
 333
 334         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 335             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 336                 BUG();
 337
 338         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 339                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 340
 341                 /* Sanity check the PC. */
 342                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 343                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 344                         /* Valid, no problems... */
 345                 } else {
 346                         bad_kernel_pc(regs);
 347                         return;
 348                 }
 349         }
 350
 351         /*
 352          * If we're in an interrupt or have no user
 353          * context, we must not take the fault..
 354          */
 355         if (in_interrupt() || !mm)
 356                 goto intr_or_no_mm;
 357
 358         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 359                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 360                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 361                 address &= 0xffffffff;
 362         }
 363
 364         down_read(&mm->mmap_sem);
 365         vma = find_vma(mm, address);
 366         if (!vma)
 367                 goto bad_area;
 368
 369         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 370          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 371          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 372          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 373          * so it's ok if we can't do this.
 374          *
 375          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 376          */
 377         if (((fault_code &
 378               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 379             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 380                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 381                 if (!insn)
 382                         goto continue_fault;
 383                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 384                     (insn & 0x1780000) != 0x1680000) {
 385                         /* Don't bother updating thread struct value,
 386                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 387                          * the access came from.
 388                          */
 389                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 390                 }
 391         }
 392 continue_fault:
 393
 394         if (vma->vm_start <= address)
 395                 goto good_area;
 396         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 397                 goto bad_area;
 398         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 399                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 400                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 401                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 402                         unsigned char asi;
 403
 404                         if (insn & 0x2000)
 405                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 406                         else
 407                                 asi = (insn >> 5);
 408                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 409                                 goto bad_area;
 410                 }
 411         }
 412         if (expand_stack(vma, address))
 413                 goto bad_area;
 414         /*
 415          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 416          * we can handle it..
 417          */
 418 good_area:
 419         si_code = SEGV_ACCERR;
 420
 421         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 422          * that here.
 423          */
 424         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 425                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 426                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 427                 goto bad_area;
 428         }
 429
 430         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 431                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 432                         goto bad_area;
 433
 434                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 435                  * processor stores.  Later processors do...
 436                  */
 437                 if (tlb_type == spitfire &&
 438                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 439                     vma->vm_file != NULL)
 440                         set_thread_fault_code(fault_code |
 441                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 442         } else {
 443                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 444                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 445                         goto bad_area;
 446         }
 447
 448         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 449         case 1:
 450                 current->min_flt++;
 451                 break;
 452         case 2:
 453                 current->maj_flt++;
 454                 break;
 455         case 0:
 456                 goto do_sigbus;
 457         default:
 458                 goto out_of_memory;
 459         }
 460
 461         up_read(&mm->mmap_sem);
 462         goto fault_done;
 463
 464         /*
 465          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 466          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 467          */
 468 bad_area:
 469         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 470         up_read(&mm->mmap_sem);
 471
 472 handle_kernel_fault:
 473         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 474
 475         goto fault_done;
 476
 477 /*
 478  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 479  * us unable to handle the page fault gracefully.
 480  */
 481 out_of_memory:
 482         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 483         up_read(&mm->mmap_sem);
 484         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 485         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 486                 do_exit(SIGKILL);
 487         goto handle_kernel_fault;
 488
 489 intr_or_no_mm:
 490         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 491         goto handle_kernel_fault;
 492
 493 do_sigbus:
 494         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 495         up_read(&mm->mmap_sem);
 496
 497         /*
 498          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 499          * or user mode.
 500          */
 501         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 502
 503         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 504         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 505                 goto handle_kernel_fault;
 506
 507 fault_done:
 508         /* These values are no longer needed, clear them. */
 509         set_thread_fault_code(0);
 510         current_thread_info()->fault_address = 0;
 511 }