arch/tile/mm/fault.c

   1 /*
   2  * Copyright 2010 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
   7  *
   8  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  11  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
  12  *   more details.
  13  *
  14  * From i386 code copyright (C) 1995  Linus Torvalds
  15  */
  16
  17 #include <linux/signal.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/ptrace.h>
  24 #include <linux/mman.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/smp.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/init.h>
  29 #include <linux/tty.h>
  30 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
  31 #include <linux/highmem.h>
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <linux/kprobes.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/syscalls.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include <linux/kdebug.h>
  38 #include <linux/context_tracking.h>
  39
  40 #include <asm/pgalloc.h>
  41 #include <asm/sections.h>
  42 #include <asm/traps.h>
  43 #include <asm/syscalls.h>
  44
  45 #include <arch/interrupts.h>
  46
  47 static noinline void force_sig_info_fault(const char *type, int si_signo,
  48                                           int si_code, unsigned long address,
  49                                           int fault_num,
  50                                           struct task_struct *tsk,
  51                                           struct pt_regs *regs)
  52 {
  53         siginfo_t info;
  54
  55         if (unlikely(tsk->pid < 2)) {
  56                 panic("Signal %d (code %d) at %#lx sent to %s!",
  57                       si_signo, si_code & 0xffff, address,
  58                       is_idle_task(tsk) ? "the idle task" : "init");
  59         }
  60
  61         info.si_signo = si_signo;
  62         info.si_errno = 0;
  63         info.si_code = si_code;
  64         info.si_addr = (void __user *)address;
  65         info.si_trapno = fault_num;
  66         trace_unhandled_signal(type, regs, address, si_signo);
  67         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
  68 }
  69
  70 #ifndef __tilegx__
  71 /*
  72  * Synthesize the fault a PL0 process would get by doing a word-load of
  73  * an unaligned address or a high kernel address.
  74  */
  75 SYSCALL_DEFINE1(cmpxchg_badaddr, unsigned long, address)
  76 {
  77         struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
  78
  79         if (address >= PAGE_OFFSET)
  80                 force_sig_info_fault("atomic segfault", SIGSEGV, SEGV_MAPERR,
  81                                      address, INT_DTLB_MISS, current, regs);
  82         else
  83                 force_sig_info_fault("atomic alignment fault", SIGBUS,
  84                                      BUS_ADRALN, address,
  85                                      INT_UNALIGN_DATA, current, regs);
  86
  87         /*
  88          * Adjust pc to point at the actual instruction, which is unusual
  89          * for syscalls normally, but is appropriate when we are claiming
  90          * that a syscall swint1 caused a page fault or bus error.
  91          */
  92         regs->pc -= 8;
  93
  94         /*
  95          * Mark this as a caller-save interrupt, like a normal page fault,
  96          * so that when we go through the signal handler path we will
  97          * properly restore r0, r1, and r2 for the signal handler arguments.
  98          */
  99         regs->flags |= PT_FLAGS_CALLER_SAVES;
 100
 101         return 0;
 102 }
 103 #endif
 104
 105 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 106 {
 107         unsigned index = pgd_index(address);
 108         pgd_t *pgd_k;
 109         pud_t *pud, *pud_k;
 110         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 111
 112         pgd += index;
 113         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 114
 115         if (!pgd_present(*pgd_k))
 116                 return NULL;
 117
 118         pud = pud_offset(pgd, address);
 119         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 120         if (!pud_present(*pud_k))
 121                 return NULL;
 122
 123         pmd = pmd_offset(pud, address);
 124         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 125         if (!pmd_present(*pmd_k))
 126                 return NULL;
 127         if (!pmd_present(*pmd))
 128                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 129         else
 130                 BUG_ON(pmd_ptfn(*pmd) != pmd_ptfn(*pmd_k));
 131         return pmd_k;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Handle a fault on the vmalloc area.
 136  */
 137 static inline int vmalloc_fault(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 138 {
 139         pmd_t *pmd_k;
 140         pte_t *pte_k;
 141
 142         /* Make sure we are in vmalloc area */
 143         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 144                 return -1;
 145
 146         /*
 147          * Synchronize this task's top level page-table
 148          * with the 'reference' page table.
 149          */
 150         pmd_k = vmalloc_sync_one(pgd, address);
 151         if (!pmd_k)
 152                 return -1;
 153         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 154         if (!pte_present(*pte_k))
 155                 return -1;
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 /* Wait until this PTE has completed migration. */
 160 static void wait_for_migration(pte_t *pte)
 161 {
 162         if (pte_migrating(*pte)) {
 163                 /*
 164                  * Wait until the migrater fixes up this pte.
 165                  * We scale the loop count by the clock rate so we'll wait for
 166                  * a few seconds here.
 167                  */
 168                 int retries = 0;
 169                 int bound = get_clock_rate();
 170                 while (pte_migrating(*pte)) {
 171                         barrier();
 172                         if (++retries > bound)
 173                                 panic("Hit migrating PTE (%#llx) and page PFN %#lx still migrating",
 174                                       pte->val, pte_pfn(*pte));
 175                 }
 176         }
 177 }
 178
 179 /*
 180  * It's not generally safe to use "current" to get the page table pointer,
 181  * since we might be running an oprofile interrupt in the middle of a
 182  * task switch.
 183  */
 184 static pgd_t *get_current_pgd(void)
 185 {
 186         HV_Context ctx = hv_inquire_context();
 187         unsigned long pgd_pfn = ctx.page_table >> PAGE_SHIFT;
 188         struct page *pgd_page = pfn_to_page(pgd_pfn);
 189         BUG_ON(PageHighMem(pgd_page));
 190         return (pgd_t *) __va(ctx.page_table);
 191 }
 192
 193 /*
 194  * We can receive a page fault from a migrating PTE at any time.
 195  * Handle it by just waiting until the fault resolves.
 196  *
 197  * It's also possible to get a migrating kernel PTE that resolves
 198  * itself during the downcall from hypervisor to Linux.  We just check
 199  * here to see if the PTE seems valid, and if so we retry it.
 200  *
 201  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case.  We may be in an
 202  * interrupt or a critical region, and must do as little as possible.
 203  * Similarly, we can't use atomic ops here, since we may be handling a
 204  * fault caused by an atomic op access.
 205  *
 206  * If we find a migrating PTE while we're in an NMI context, and we're
 207  * at a PC that has a registered exception handler, we don't wait,
 208  * since this thread may (e.g.) have been interrupted while migrating
 209  * its own stack, which would then cause us to self-deadlock.
 210  */
 211 static int handle_migrating_pte(pgd_t *pgd, int fault_num,
 212                                 unsigned long address, unsigned long pc,
 213                                 int is_kernel_mode, int write)
 214 {
 215         pud_t *pud;
 216         pmd_t *pmd;
 217         pte_t *pte;
 218         pte_t pteval;
 219
 220         if (pgd_addr_invalid(address))
 221                 return 0;
 222
 223         pgd += pgd_index(address);
 224         pud = pud_offset(pgd, address);
 225         if (!pud || !pud_present(*pud))
 226                 return 0;
 227         pmd = pmd_offset(pud, address);
 228         if (!pmd || !pmd_present(*pmd))
 229                 return 0;
 230         pte = pmd_huge_page(*pmd) ? ((pte_t *)pmd) :
 231                 pte_offset_kernel(pmd, address);
 232         pteval = *pte;
 233         if (pte_migrating(pteval)) {
 234                 if (in_nmi() && search_exception_tables(pc))
 235                         return 0;
 236                 wait_for_migration(pte);
 237                 return 1;
 238         }
 239
 240         if (!is_kernel_mode || !pte_present(pteval))
 241                 return 0;
 242         if (fault_num == INT_ITLB_MISS) {
 243                 if (pte_exec(pteval))
 244                         return 1;
 245         } else if (write) {
 246                 if (pte_write(pteval))
 247                         return 1;
 248         } else {
 249                 if (pte_read(pteval))
 250                         return 1;
 251         }
 252
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 /*
 257  * This routine is responsible for faulting in user pages.
 258  * It passes the work off to one of the appropriate routines.
 259  * It returns true if the fault was successfully handled.
 260  */
 261 static int handle_page_fault(struct pt_regs *regs,
 262                              int fault_num,
 263                              int is_page_fault,
 264                              unsigned long address,
 265                              int write)
 266 {
 267         struct task_struct *tsk;
 268         struct mm_struct *mm;
 269         struct vm_area_struct *vma;
 270         unsigned long stack_offset;
 271         int fault;
 272         int si_code;
 273         int is_kernel_mode;
 274         pgd_t *pgd;
 275         unsigned int flags;
 276
 277         /* on TILE, protection faults are always writes */
 278         if (!is_page_fault)
 279                 write = 1;
 280
 281         flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
 282
 283         is_kernel_mode = !user_mode(regs);
 284
 285         tsk = validate_current();
 286
 287         /*
 288          * Check to see if we might be overwriting the stack, and bail
 289          * out if so.  The page fault code is a relatively likely
 290          * place to get trapped in an infinite regress, and once we
 291          * overwrite the whole stack, it becomes very hard to recover.
 292          */
 293         stack_offset = stack_pointer & (THREAD_SIZE-1);
 294         if (stack_offset < THREAD_SIZE / 8) {
 295                 pr_alert("Potential stack overrun: sp %#lx\n", stack_pointer);
 296                 show_regs(regs);
 297                 pr_alert("Killing current process %d/%s\n",
 298                          tsk->pid, tsk->comm);
 299                 do_group_exit(SIGKILL);
 300         }
 301
 302         /*
 303          * Early on, we need to check for migrating PTE entries;
 304          * see homecache.c.  If we find a migrating PTE, we wait until
 305          * the backing page claims to be done migrating, then we proceed.
 306          * For kernel PTEs, we rewrite the PTE and return and retry.
 307          * Otherwise, we treat the fault like a normal "no PTE" fault,
 308          * rather than trying to patch up the existing PTE.
 309          */
 310         pgd = get_current_pgd();
 311         if (handle_migrating_pte(pgd, fault_num, address, regs->pc,
 312                                  is_kernel_mode, write))
 313                 return 1;
 314
 315         si_code = SEGV_MAPERR;
 316
 317         /*
 318          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 319          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 320          *
 321          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 322          * be in an interrupt or a critical region, and should
 323          * only copy the information from the master page table,
 324          * nothing more.
 325          *
 326          * This verifies that the fault happens in kernel space
 327          * and that the fault was not a protection fault.
 328          */
 329         if (unlikely(address >= TASK_SIZE &&
 330                      !is_arch_mappable_range(address, 0))) {
 331                 if (is_kernel_mode && is_page_fault &&
 332                     vmalloc_fault(pgd, address) >= 0)
 333                         return 1;
 334                 /*
 335                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
 336                  * fault we could otherwise deadlock.
 337                  */
 338                 mm = NULL;  /* happy compiler */
 339                 vma = NULL;
 340                 goto bad_area_nosemaphore;
 341         }
 342
 343         /*
 344          * If we're trying to touch user-space addresses, we must
 345          * be either at PL0, or else with interrupts enabled in the
 346          * kernel, so either way we can re-enable interrupts here
 347          * unless we are doing atomic access to user space with
 348          * interrupts disabled.
 349          */
 350         if (!(regs->flags & PT_FLAGS_DISABLE_IRQ))
 351                 local_irq_enable();
 352
 353         mm = tsk->mm;
 354
 355         /*
 356          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
 357          * atomic region then we must not take the fault.
 358          */
 359         if (in_atomic() || !mm) {
 360                 vma = NULL;  /* happy compiler */
 361                 goto bad_area_nosemaphore;
 362         }
 363
 364         if (!is_kernel_mode)
 365                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 366
 367         /*
 368          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
 369          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 370          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
 371          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
 372          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 373          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 374          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 375          * exceptions table.
 376          *
 377          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 378          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
 379          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 380          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 381          * thus avoiding the deadlock.
 382          */
 383         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 384                 if (is_kernel_mode &&
 385                     !search_exception_tables(regs->pc)) {
 386                         vma = NULL;  /* happy compiler */
 387                         goto bad_area_nosemaphore;
 388                 }
 389
 390 retry:
 391                 down_read(&mm->mmap_sem);
 392         }
 393
 394         vma = find_vma(mm, address);
 395         if (!vma)
 396                 goto bad_area;
 397         if (vma->vm_start <= address)
 398                 goto good_area;
 399         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 400                 goto bad_area;
 401         if (regs->sp < PAGE_OFFSET) {
 402                 /*
 403                  * accessing the stack below sp is always a bug.
 404                  */
 405                 if (address < regs->sp)
 406                         goto bad_area;
 407         }
 408         if (expand_stack(vma, address))
 409                 goto bad_area;
 410
 411 /*
 412  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 413  * we can handle it..
 414  */
 415 good_area:
 416         si_code = SEGV_ACCERR;
 417         if (fault_num == INT_ITLB_MISS) {
 418                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
 419                         goto bad_area;
 420         } else if (write) {
 421 #ifdef TEST_VERIFY_AREA
 422                 if (!is_page_fault && regs->cs == KERNEL_CS)
 423                         pr_err("WP fault at " REGFMT "\n", regs->eip);
 424 #endif
 425                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 426                         goto bad_area;
 427                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 428         } else {
 429                 if (!is_page_fault || !(vma->vm_flags & VM_READ))
 430                         goto bad_area;
 431         }
 432
 433         /*
 434          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 435          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 436          * the fault.
 437          */
 438         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
 439
 440         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
 441                 return 0;
 442
 443         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 444                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 445                         goto out_of_memory;
 446                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
 447                         goto bad_area;
 448                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 449                         goto do_sigbus;
 450                 BUG();
 451         }
 452         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 453                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 454                         tsk->maj_flt++;
 455                 else
 456                         tsk->min_flt++;
 457                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 458                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 459                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 460
 461                          /*
 462                           * No need to up_read(&mm->mmap_sem) as we would
 463                           * have already released it in __lock_page_or_retry
 464                           * in mm/filemap.c.
 465                           */
 466                         goto retry;
 467                 }
 468         }
 469
 470 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 471         /* If this was a DMA TLB fault, restart the DMA engine. */
 472         switch (fault_num) {
 473         case INT_DMATLB_MISS:
 474         case INT_DMATLB_MISS_DWNCL:
 475         case INT_DMATLB_ACCESS:
 476         case INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL:
 477                 __insn_mtspr(SPR_DMA_CTR, SPR_DMA_CTR__REQUEST_MASK);
 478                 break;
 479         }
 480 #endif
 481
 482         up_read(&mm->mmap_sem);
 483         return 1;
 484
 485 /*
 486  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 487  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 488  */
 489 bad_area:
 490         up_read(&mm->mmap_sem);
 491
 492 bad_area_nosemaphore:
 493         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 494         if (!is_kernel_mode) {
 495                 /*
 496                  * It's possible to have interrupts off here.
 497                  */
 498                 local_irq_enable();
 499
 500                 force_sig_info_fault("segfault", SIGSEGV, si_code, address,
 501                                      fault_num, tsk, regs);
 502                 return 0;
 503         }
 504
 505 no_context:
 506         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 507         if (fixup_exception(regs))
 508                 return 0;
 509
 510 /*
 511  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 512  * terminate things with extreme prejudice.
 513  */
 514
 515         bust_spinlocks(1);
 516
 517         /* FIXME: no lookup_address() yet */
 518 #ifdef SUPPORT_LOOKUP_ADDRESS
 519         if (fault_num == INT_ITLB_MISS) {
 520                 pte_t *pte = lookup_address(address);
 521
 522                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec_kernel(*pte))
 523                         pr_crit("kernel tried to execute non-executable page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
 524                                 current->uid);
 525         }
 526 #endif
 527         if (address < PAGE_SIZE)
 528                 pr_alert("Unable to handle kernel NULL pointer dereference\n");
 529         else
 530                 pr_alert("Unable to handle kernel paging request\n");
 531         pr_alert(" at virtual address " REGFMT ", pc " REGFMT "\n",
 532                  address, regs->pc);
 533
 534         show_regs(regs);
 535
 536         if (unlikely(tsk->pid < 2)) {
 537                 panic("Kernel page fault running %s!",
 538                       is_idle_task(tsk) ? "the idle task" : "init");
 539         }
 540
 541         /*
 542          * More FIXME: we should probably copy the i386 here and
 543          * implement a generic die() routine.  Not today.
 544          */
 545 #ifdef SUPPORT_DIE
 546         die("Oops", regs);
 547 #endif
 548         bust_spinlocks(1);
 549
 550         do_group_exit(SIGKILL);
 551
 552 /*
 553  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 554  * us unable to handle the page fault gracefully.
 555  */
 556 out_of_memory:
 557         up_read(&mm->mmap_sem);
 558         if (is_kernel_mode)
 559                 goto no_context;
 560         pagefault_out_of_memory();
 561         return 0;
 562
 563 do_sigbus:
 564         up_read(&mm->mmap_sem);
 565
 566         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 567         if (is_kernel_mode)
 568                 goto no_context;
 569
 570         force_sig_info_fault("bus error", SIGBUS, BUS_ADRERR, address,
 571                              fault_num, tsk, regs);
 572         return 0;
 573 }
 574
 575 #ifndef __tilegx__
 576
 577 /* We must release ICS before panicking or we won't get anywhere. */
 578 #define ics_panic(fmt, ...)                                     \
 579 do {                                                            \
 580         __insn_mtspr(SPR_INTERRUPT_CRITICAL_SECTION, 0);        \
 581         panic(fmt, ##__VA_ARGS__);                              \
 582 } while (0)
 583
 584 /*
 585  * When we take an ITLB or DTLB fault or access violation in the
 586  * supervisor while the critical section bit is set, the hypervisor is
 587  * reluctant to write new values into the EX_CONTEXT_K_x registers,
 588  * since that might indicate we have not yet squirreled the SPR
 589  * contents away and can thus safely take a recursive interrupt.
 590  * Accordingly, the hypervisor passes us the PC via SYSTEM_SAVE_K_2.
 591  *
 592  * Note that this routine is called before homecache_tlb_defer_enter(),
 593  * which means that we can properly unlock any atomics that might
 594  * be used there (good), but also means we must be very sensitive
 595  * to not touch any data structures that might be located in memory
 596  * that could migrate, as we could be entering the kernel on a dataplane
 597  * cpu that has been deferring kernel TLB updates.  This means, for
 598  * example, that we can't migrate init_mm or its pgd.
 599  */
 600 struct intvec_state do_page_fault_ics(struct pt_regs *regs, int fault_num,
 601                                       unsigned long address,
 602                                       unsigned long info)
 603 {
 604         unsigned long pc = info & ~1;
 605         int write = info & 1;
 606         pgd_t *pgd = get_current_pgd();
 607
 608         /* Retval is 1 at first since we will handle the fault fully. */
 609         struct intvec_state state = {
 610                 do_page_fault, fault_num, address, write, 1
 611         };
 612
 613         /* Validate that we are plausibly in the right routine. */
 614         if ((pc & 0x7) != 0 || pc < PAGE_OFFSET ||
 615             (fault_num != INT_DTLB_MISS &&
 616              fault_num != INT_DTLB_ACCESS)) {
 617                 unsigned long old_pc = regs->pc;
 618                 regs->pc = pc;
 619                 ics_panic("Bad ICS page fault args: old PC %#lx, fault %d/%d at %#lx",
 620                           old_pc, fault_num, write, address);
 621         }
 622
 623         /* We might be faulting on a vmalloc page, so check that first. */
 624         if (fault_num != INT_DTLB_ACCESS && vmalloc_fault(pgd, address) >= 0)
 625                 return state;
 626
 627         /*
 628          * If we faulted with ICS set in sys_cmpxchg, we are providing
 629          * a user syscall service that should generate a signal on
 630          * fault.  We didn't set up a kernel stack on initial entry to
 631          * sys_cmpxchg, but instead had one set up by the fault, which
 632          * (because sys_cmpxchg never releases ICS) came to us via the
 633          * SYSTEM_SAVE_K_2 mechanism, and thus EX_CONTEXT_K_[01] are
 634          * still referencing the original user code.  We release the
 635          * atomic lock and rewrite pt_regs so that it appears that we
 636          * came from user-space directly, and after we finish the
 637          * fault we'll go back to user space and re-issue the swint.
 638          * This way the backtrace information is correct if we need to
 639          * emit a stack dump at any point while handling this.
 640          *
 641          * Must match register use in sys_cmpxchg().
 642          */
 643         if (pc >= (unsigned long) sys_cmpxchg &&
 644             pc < (unsigned long) __sys_cmpxchg_end) {
 645 #ifdef CONFIG_SMP
 646                 /* Don't unlock before we could have locked. */
 647                 if (pc >= (unsigned long)__sys_cmpxchg_grab_lock) {
 648                         int *lock_ptr = (int *)(regs->regs[ATOMIC_LOCK_REG]);
 649                         __atomic_fault_unlock(lock_ptr);
 650                 }
 651 #endif
 652                 regs->sp = regs->regs[27];
 653         }
 654
 655         /*
 656          * We can also fault in the atomic assembly, in which
 657          * case we use the exception table to do the first-level fixup.
 658          * We may re-fixup again in the real fault handler if it
 659          * turns out the faulting address is just bad, and not,
 660          * for example, migrating.
 661          */
 662         else if (pc >= (unsigned long) __start_atomic_asm_code &&
 663                    pc < (unsigned long) __end_atomic_asm_code) {
 664                 const struct exception_table_entry *fixup;
 665 #ifdef CONFIG_SMP
 666                 /* Unlock the atomic lock. */
 667                 int *lock_ptr = (int *)(regs->regs[ATOMIC_LOCK_REG]);
 668                 __atomic_fault_unlock(lock_ptr);
 669 #endif
 670                 fixup = search_exception_tables(pc);
 671                 if (!fixup)
 672                         ics_panic("ICS atomic fault not in table: PC %#lx, fault %d",
 673                                   pc, fault_num);
 674                 regs->pc = fixup->fixup;
 675                 regs->ex1 = PL_ICS_EX1(KERNEL_PL, 0);
 676         }
 677
 678         /*
 679          * Now that we have released the atomic lock (if necessary),
 680          * it's safe to spin if the PTE that caused the fault was migrating.
 681          */
 682         if (fault_num == INT_DTLB_ACCESS)
 683                 write = 1;
 684         if (handle_migrating_pte(pgd, fault_num, address, pc, 1, write))
 685                 return state;
 686
 687         /* Return zero so that we continue on with normal fault handling. */
 688         state.retval = 0;
 689         return state;
 690 }
 691
 692 #endif /* !__tilegx__ */
 693
 694 /*
 695  * This routine handles page faults.  It determines the address, and the
 696  * problem, and then passes it handle_page_fault() for normal DTLB and
 697  * ITLB issues, and for DMA or SN processor faults when we are in user
 698  * space.  For the latter, if we're in kernel mode, we just save the
 699  * interrupt away appropriately and return immediately.  We can't do
 700  * page faults for user code while in kernel mode.
 701  */
 702 static inline void __do_page_fault(struct pt_regs *regs, int fault_num,
 703                                    unsigned long address, unsigned long write)
 704 {
 705         int is_page_fault;
 706
 707 #ifdef CONFIG_KPROBES
 708         /*
 709          * This is to notify the fault handler of the kprobes.  The
 710          * exception code is redundant as it is also carried in REGS,
 711          * but we pass it anyhow.
 712          */
 713         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page fault", regs, -1,
 714                        regs->faultnum, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 715                 return;
 716 #endif
 717
 718 #ifdef __tilegx__
 719         /*
 720          * We don't need early do_page_fault_ics() support, since unlike
 721          * Pro we don't need to worry about unlocking the atomic locks.
 722          * There is only one current case in GX where we touch any memory
 723          * under ICS other than our own kernel stack, and we handle that
 724          * here.  (If we crash due to trying to touch our own stack,
 725          * we're in too much trouble for C code to help out anyway.)
 726          */
 727         if (write & ~1) {
 728                 unsigned long pc = write & ~1;
 729                 if (pc >= (unsigned long) __start_unalign_asm_code &&
 730                     pc < (unsigned long) __end_unalign_asm_code) {
 731                         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 732                         /*
 733                          * Our EX_CONTEXT is still what it was from the
 734                          * initial unalign exception, but now we've faulted
 735                          * on the JIT page.  We would like to complete the
 736                          * page fault however is appropriate, and then retry
 737                          * the instruction that caused the unalign exception.
 738                          * Our state has been "corrupted" by setting the low
 739                          * bit in "sp", and stashing r0..r3 in the
 740                          * thread_info area, so we revert all of that, then
 741                          * continue as if this were a normal page fault.
 742                          */
 743                         regs->sp &= ~1UL;
 744                         regs->regs[0] = ti->unalign_jit_tmp[0];
 745                         regs->regs[1] = ti->unalign_jit_tmp[1];
 746                         regs->regs[2] = ti->unalign_jit_tmp[2];
 747                         regs->regs[3] = ti->unalign_jit_tmp[3];
 748                         write &= 1;
 749                 } else {
 750                         pr_alert("%s/%d: ICS set at page fault at %#lx: %#lx\n",
 751                                  current->comm, current->pid, pc, address);
 752                         show_regs(regs);
 753                         do_group_exit(SIGKILL);
 754                 }
 755         }
 756 #else
 757         /* This case should have been handled by do_page_fault_ics(). */
 758         BUG_ON(write & ~1);
 759 #endif
 760
 761 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 762         /*
 763          * If it's a DMA fault, suspend the transfer while we're
 764          * handling the miss; we'll restart after it's handled.  If we
 765          * don't suspend, it's possible that this process could swap
 766          * out and back in, and restart the engine since the DMA is
 767          * still 'running'.
 768          */
 769         if (fault_num == INT_DMATLB_MISS ||
 770             fault_num == INT_DMATLB_ACCESS ||
 771             fault_num == INT_DMATLB_MISS_DWNCL ||
 772             fault_num == INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL) {
 773                 __insn_mtspr(SPR_DMA_CTR, SPR_DMA_CTR__SUSPEND_MASK);
 774                 while (__insn_mfspr(SPR_DMA_USER_STATUS) &
 775                        SPR_DMA_STATUS__BUSY_MASK)
 776                         ;
 777         }
 778 #endif
 779
 780         /* Validate fault num and decide if this is a first-time page fault. */
 781         switch (fault_num) {
 782         case INT_ITLB_MISS:
 783         case INT_DTLB_MISS:
 784 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 785         case INT_DMATLB_MISS:
 786         case INT_DMATLB_MISS_DWNCL:
 787 #endif
 788                 is_page_fault = 1;
 789                 break;
 790
 791         case INT_DTLB_ACCESS:
 792 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 793         case INT_DMATLB_ACCESS:
 794         case INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL:
 795 #endif
 796                 is_page_fault = 0;
 797                 break;
 798
 799         default:
 800                 panic("Bad fault number %d in do_page_fault", fault_num);
 801         }
 802
 803 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 804         if (!user_mode(regs)) {
 805                 struct async_tlb *async;
 806                 switch (fault_num) {
 807 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 808                 case INT_DMATLB_MISS:
 809                 case INT_DMATLB_ACCESS:
 810                 case INT_DMATLB_MISS_DWNCL:
 811                 case INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL:
 812                         async = &current->thread.dma_async_tlb;
 813                         break;
 814 #endif
 815                 default:
 816                         async = NULL;
 817                 }
 818                 if (async) {
 819
 820                         /*
 821                          * No vmalloc check required, so we can allow
 822                          * interrupts immediately at this point.
 823                          */
 824                         local_irq_enable();
 825
 826                         set_thread_flag(TIF_ASYNC_TLB);
 827                         if (async->fault_num != 0) {
 828                                 panic("Second async fault %d; old fault was %d (%#lx/%ld)",
 829                                       fault_num, async->fault_num,
 830                                       address, write);
 831                         }
 832                         BUG_ON(fault_num == 0);
 833                         async->fault_num = fault_num;
 834                         async->is_fault = is_page_fault;
 835                         async->is_write = write;
 836                         async->address = address;
 837                         return;
 838                 }
 839         }
 840 #endif
 841
 842         handle_page_fault(regs, fault_num, is_page_fault, address, write);
 843 }
 844
 845 void do_page_fault(struct pt_regs *regs, int fault_num,
 846                    unsigned long address, unsigned long write)
 847 {
 848         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
 849         __do_page_fault(regs, fault_num, address, write);
 850         exception_exit(prev_state);
 851 }
 852
 853 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 854 /*
 855  * This routine effectively re-issues asynchronous page faults
 856  * when we are returning to user space.
 857  */
 858 void do_async_page_fault(struct pt_regs *regs)
 859 {
 860         struct async_tlb *async = &current->thread.dma_async_tlb;
 861
 862         /*
 863          * Clear thread flag early.  If we re-interrupt while processing
 864          * code here, we will reset it and recall this routine before
 865          * returning to user space.
 866          */
 867         clear_thread_flag(TIF_ASYNC_TLB);
 868
 869         if (async->fault_num) {
 870                 /*
 871                  * Clear async->fault_num before calling the page-fault
 872                  * handler so that if we re-interrupt before returning
 873                  * from the function we have somewhere to put the
 874                  * information from the new interrupt.
 875                  */
 876                 int fault_num = async->fault_num;
 877                 async->fault_num = 0;
 878                 handle_page_fault(regs, fault_num, async->is_fault,
 879                                   async->address, async->is_write);
 880         }
 881 }
 882 #endif /* CHIP_HAS_TILE_DMA() */
 883
 884
 885 void vmalloc_sync_all(void)
 886 {
 887 #ifdef __tilegx__
 888         /* Currently all L1 kernel pmd's are static and shared. */
 889         BUILD_BUG_ON(pgd_index(VMALLOC_END - PAGE_SIZE) !=
 890                      pgd_index(VMALLOC_START));
 891 #else
 892         /*
 893          * Note that races in the updates of insync and start aren't
 894          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
 895          * start are only improving performance (without affecting correctness
 896          * if undone).
 897          */
 898         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
 899         static unsigned long start = PAGE_OFFSET;
 900         unsigned long address;
 901
 902         BUILD_BUG_ON(PAGE_OFFSET & ~PGDIR_MASK);
 903         for (address = start; address >= PAGE_OFFSET; address += PGDIR_SIZE) {
 904                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
 905                         unsigned long flags;
 906                         struct list_head *pos;
 907
 908                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 909                         list_for_each(pos, &pgd_list)
 910                                 if (!vmalloc_sync_one(list_to_pgd(pos),
 911                                                                 address)) {
 912                                         /* Must be at first entry in list. */
 913                                         BUG_ON(pos != pgd_list.next);
 914                                         break;
 915                                 }
 916                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 917                         if (pos != pgd_list.next)
 918                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
 919                 }
 920                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
 921                         start = address + PGDIR_SIZE;
 922         }
 923 #endif
 924 }