arch/sparc/mm/fault_64.c

   1 /*
   2  * arch/sparc64/mm/fault.c: Page fault handlers for the 64-bit Sparc.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1996, 2008 David S. Miller (davem@davemloft.net)
   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/init.h>
  19 #include <linux/perf_event.h>
  20 #include <linux/interrupt.h>
  21 #include <linux/kprobes.h>
  22 #include <linux/kdebug.h>
  23 #include <linux/percpu.h>
  24 #include <linux/context_tracking.h>
  25
  26 #include <asm/page.h>
  27 #include <asm/pgtable.h>
  28 #include <asm/openprom.h>
  29 #include <asm/oplib.h>
  30 #include <asm/uaccess.h>
  31 #include <asm/asi.h>
  32 #include <asm/lsu.h>
  33 #include <asm/sections.h>
  34 #include <asm/mmu_context.h>
  35
  36 int show_unhandled_signals = 1;
  37
  38 static inline __kprobes int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  39 {
  40         int ret = 0;
  41
  42         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  43         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
  44                 preempt_disable();
  45                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 0))
  46                         ret = 1;
  47                 preempt_enable();
  48         }
  49         return ret;
  50 }
  51
  52 static void __kprobes unhandled_fault(unsigned long address,
  53                                       struct task_struct *tsk,
  54                                       struct pt_regs *regs)
  55 {
  56         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
  57                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
  58                        "pointer dereference\n");
  59         } else {
  60                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
  61                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
  62         }
  63         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
  64                (tsk->mm ?
  65                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
  66                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
  67         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
  68                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
  69                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
  70         die_if_kernel("Oops", regs);
  71 }
  72
  73 static void __kprobes bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long vaddr)
  74 {
  75         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
  76                regs->tpc);
  77         printk(KERN_CRIT "OOPS: RPC [%016lx]\n", regs->u_regs[15]);
  78         printk("OOPS: RPC <%pS>\n", (void *) regs->u_regs[15]);
  79         printk(KERN_CRIT "OOPS: Fault was to vaddr[%lx]\n", vaddr);
  80         dump_stack();
  81         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
  82 }
  83
  84 /*
  85  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
  86  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
  87  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
  88  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
  89  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
  90  */
  91 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
  92 {
  93         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
  94         pud_t *pudp;
  95         pmd_t *pmdp;
  96         pte_t *ptep, pte;
  97         unsigned long pa;
  98         u32 insn = 0;
  99
 100         if (pgd_none(*pgdp) || unlikely(pgd_bad(*pgdp)))
 101                 goto out;
 102         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 103         if (pud_none(*pudp) || unlikely(pud_bad(*pudp)))
 104                 goto out;
 105
 106         /* This disables preemption for us as well. */
 107         local_irq_disable();
 108
 109         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 110         if (pmd_none(*pmdp) || unlikely(pmd_bad(*pmdp)))
 111                 goto out_irq_enable;
 112
 113 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 114         if (pmd_trans_huge(*pmdp)) {
 115                 if (pmd_trans_splitting(*pmdp))
 116                         goto out_irq_enable;
 117
 118                 pa  = pmd_pfn(*pmdp) << PAGE_SHIFT;
 119                 pa += tpc & ~HPAGE_MASK;
 120
 121                 /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 122                 __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 123                                      : "=r" (insn)
 124                                      : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 125         } else
 126 #endif
 127         {
 128                 ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 129                 pte = *ptep;
 130                 if (pte_present(pte)) {
 131                         pa  = (pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT);
 132                         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 133
 134                         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 135                         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 136                                              : "=r" (insn)
 137                                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 138                 }
 139                 pte_unmap(ptep);
 140         }
 141 out_irq_enable:
 142         local_irq_enable();
 143 out:
 144         return insn;
 145 }
 146
 147 static inline void
 148 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, int sig, int code,
 149                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 150 {
 151         if (!unhandled_signal(tsk, sig))
 152                 return;
 153
 154         if (!printk_ratelimit())
 155                 return;
 156
 157         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p (rpc %p) sp %p error %x",
 158                task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 159                tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 160                (void *)regs->tpc, (void *)regs->u_regs[UREG_I7],
 161                (void *)regs->u_regs[UREG_FP], code);
 162
 163         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->tpc);
 164
 165         printk(KERN_CONT "\n");
 166 }
 167
 168 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 169                              unsigned long fault_addr, unsigned int insn,
 170                              int fault_code)
 171 {
 172         unsigned long addr;
 173         siginfo_t info;
 174
 175         info.si_code = code;
 176         info.si_signo = sig;
 177         info.si_errno = 0;
 178         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB) {
 179                 addr = regs->tpc;
 180         } else {
 181                 /* If we were able to probe the faulting instruction, use it
 182                  * to compute a precise fault address.  Otherwise use the fault
 183                  * time provided address which may only have page granularity.
 184                  */
 185                 if (insn)
 186                         addr = compute_effective_address(regs, insn, 0);
 187                 else
 188                         addr = fault_addr;
 189         }
 190         info.si_addr = (void __user *) addr;
 191         info.si_trapno = 0;
 192
 193         if (unlikely(show_unhandled_signals))
 194                 show_signal_msg(regs, sig, code, addr, current);
 195
 196         force_sig_info(sig, &info, current);
 197 }
 198
 199 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 200 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 201
 202 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 203 {
 204         if (!insn) {
 205                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 206                         return 0;
 207                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 208                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 209                 } else {
 210                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 211                 }
 212         }
 213         return insn;
 214 }
 215
 216 static void __kprobes do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code,
 217                                       int fault_code, unsigned int insn,
 218                                       unsigned long address)
 219 {
 220         unsigned char asi = ASI_P;
 221
 222         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 223                 goto cannot_handle;
 224
 225         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 226          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 227          * in that case.
 228          */
 229
 230         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 231             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 232                 if (insn & 0x2000)
 233                         asi = (regs->tstate >> 24);
 234                 else
 235                         asi = (insn >> 5);
 236                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 237                         if (insn & 0x1000000) {
 238                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 239                         } else {
 240                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 241                                  * destination register(s) and continue with the next
 242                                  * instruction. -jj
 243                                  */
 244                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 245                         }
 246                         return;
 247                 }
 248         }
 249
 250         /* Is this in ex_table? */
 251         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 252                 const struct exception_table_entry *entry;
 253
 254                 entry = search_exception_tables(regs->tpc);
 255                 if (entry) {
 256                         regs->tpc = entry->fixup;
 257                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 258                         return;
 259                 }
 260         } else {
 261                 /* The si_code was set to make clear whether
 262                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 263                  */
 264                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, address, insn, fault_code);
 265                 return;
 266         }
 267
 268 cannot_handle:
 269         unhandled_fault (address, current, regs);
 270 }
 271
 272 static void noinline __kprobes bogus_32bit_fault_tpc(struct pt_regs *regs)
 273 {
 274         static int times;
 275
 276         if (times++ < 10)
 277                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process reports "
 278                        "64-bit TPC [%lx]\n",
 279                        current->comm, current->pid,
 280                        regs->tpc);
 281         show_regs(regs);
 282 }
 283
 284 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 285 {
 286         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
 287         struct mm_struct *mm = current->mm;
 288         struct vm_area_struct *vma;
 289         unsigned int insn = 0;
 290         int si_code, fault_code, fault;
 291         unsigned long address, mm_rss;
 292         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
 293
 294         fault_code = get_thread_fault_code();
 295
 296         if (notify_page_fault(regs))
 297                 goto exit_exception;
 298
 299         si_code = SEGV_MAPERR;
 300         address = current_thread_info()->fault_address;
 301
 302         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 303             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 304                 BUG();
 305
 306         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 307                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 308                         if (unlikely((regs->tpc >> 32) != 0)) {
 309                                 bogus_32bit_fault_tpc(regs);
 310                                 goto intr_or_no_mm;
 311                         }
 312                 }
 313                 if (unlikely((address >> 32) != 0))
 314                         goto intr_or_no_mm;
 315         }
 316
 317         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 318                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 319
 320                 /* Sanity check the PC. */
 321                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) __init_end) ||
 322                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 323                         /* Valid, no problems... */
 324                 } else {
 325                         bad_kernel_pc(regs, address);
 326                         goto exit_exception;
 327                 }
 328         } else
 329                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 330
 331         /*
 332          * If we're in an interrupt or have no user
 333          * context, we must not take the fault..
 334          */
 335         if (in_atomic() || !mm)
 336                 goto intr_or_no_mm;
 337
 338         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 339
 340         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 341                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 342                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 343                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 344                         goto handle_kernel_fault;
 345                 }
 346
 347 retry:
 348                 down_read(&mm->mmap_sem);
 349         }
 350
 351         vma = find_vma(mm, address);
 352         if (!vma)
 353                 goto bad_area;
 354
 355         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 356          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 357          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 358          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 359          * so it's ok if we can't do this.
 360          *
 361          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 362          */
 363         if (((fault_code &
 364               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 365             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 366                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 367                 if (!insn)
 368                         goto continue_fault;
 369                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
 370                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
 371                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
 372                  */
 373                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 374                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
 375                         /* Don't bother updating thread struct value,
 376                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 377                          * the access came from.
 378                          */
 379                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 380                 }
 381         }
 382 continue_fault:
 383
 384         if (vma->vm_start <= address)
 385                 goto good_area;
 386         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 387                 goto bad_area;
 388         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 389                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 390                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 391                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 392                         unsigned char asi;
 393
 394                         if (insn & 0x2000)
 395                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 396                         else
 397                                 asi = (insn >> 5);
 398                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 399                                 goto bad_area;
 400                 }
 401         }
 402         if (expand_stack(vma, address))
 403                 goto bad_area;
 404         /*
 405          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 406          * we can handle it..
 407          */
 408 good_area:
 409         si_code = SEGV_ACCERR;
 410
 411         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 412          * that here.
 413          */
 414         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 415                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 416                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 417                 goto bad_area;
 418         }
 419
 420         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 421                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 422                         goto bad_area;
 423
 424                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 425                  * processor stores.  Later processors do...
 426                  */
 427                 if (tlb_type == spitfire &&
 428                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 429                     vma->vm_file != NULL)
 430                         set_thread_fault_code(fault_code |
 431                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 432
 433                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 434         } else {
 435                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 436                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 437                         goto bad_area;
 438         }
 439
 440         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
 441
 442         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
 443                 goto exit_exception;
 444
 445         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 446                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 447                         goto out_of_memory;
 448                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 449                         goto do_sigbus;
 450                 BUG();
 451         }
 452
 453         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 454                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
 455                         current->maj_flt++;
 456                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ,
 457                                       1, regs, address);
 458                 } else {
 459                         current->min_flt++;
 460                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN,
 461                                       1, regs, address);
 462                 }
 463                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 464                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 465                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 466
 467                         /* No need to up_read(&mm->mmap_sem) as we would
 468                          * have already released it in __lock_page_or_retry
 469                          * in mm/filemap.c.
 470                          */
 471
 472                         goto retry;
 473                 }
 474         }
 475         up_read(&mm->mmap_sem);
 476
 477         mm_rss = get_mm_rss(mm);
 478 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
 479         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
 480 #endif
 481         if (unlikely(mm_rss >
 482                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
 483                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
 484 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
 485         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
 486         if (unlikely(mm_rss >
 487                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit)) {
 488                 if (mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb)
 489                         tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
 490                 else
 491                         hugetlb_setup(regs);
 492
 493         }
 494 #endif
 495 exit_exception:
 496         exception_exit(prev_state);
 497         return;
 498
 499         /*
 500          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 501          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 502          */
 503 bad_area:
 504         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 505         up_read(&mm->mmap_sem);
 506
 507 handle_kernel_fault:
 508         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 509         goto exit_exception;
 510
 511 /*
 512  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 513  * us unable to handle the page fault gracefully.
 514  */
 515 out_of_memory:
 516         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 517         up_read(&mm->mmap_sem);
 518         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
 519                 pagefault_out_of_memory();
 520                 goto exit_exception;
 521         }
 522         goto handle_kernel_fault;
 523
 524 intr_or_no_mm:
 525         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 526         goto handle_kernel_fault;
 527
 528 do_sigbus:
 529         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 530         up_read(&mm->mmap_sem);
 531
 532         /*
 533          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 534          * or user mode.
 535          */
 536         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, address, insn, fault_code);
 537
 538         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 539         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 540                 goto handle_kernel_fault;
 541 }