]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - arch/s390/mm/fault.c
b49d12073f1046b062876ae2a79edc0faa8c3940
[~shefty/rdma-dev.git] / arch / s390 / mm / fault.c
1 /*
2  *  arch/s390/mm/fault.c
3  *
4  *  S390 version
5  *    Copyright (C) 1999 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
6  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
7  *               Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com)
8  *
9  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
10  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
11  */
12
13 #include <linux/perf_event.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/errno.h>
18 #include <linux/string.h>
19 #include <linux/types.h>
20 #include <linux/ptrace.h>
21 #include <linux/mman.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/compat.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/kdebug.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/console.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <linux/hardirq.h>
30 #include <linux/kprobes.h>
31 #include <linux/uaccess.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <asm/asm-offsets.h>
34 #include <asm/system.h>
35 #include <asm/pgtable.h>
36 #include <asm/s390_ext.h>
37 #include <asm/mmu_context.h>
38 #include <asm/compat.h>
39 #include "../kernel/entry.h"
40
41 #ifndef CONFIG_64BIT
42 #define __FAIL_ADDR_MASK 0x7ffff000
43 #define __SUBCODE_MASK 0x0200
44 #define __PF_RES_FIELD 0ULL
45 #else /* CONFIG_64BIT */
46 #define __FAIL_ADDR_MASK -4096L
47 #define __SUBCODE_MASK 0x0600
48 #define __PF_RES_FIELD 0x8000000000000000ULL
49 #endif /* CONFIG_64BIT */
50
51 #define VM_FAULT_BADCONTEXT     0x010000
52 #define VM_FAULT_BADMAP         0x020000
53 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x040000
54
55 static unsigned long store_indication;
56
57 void fault_init(void)
58 {
59         unsigned long long facility_list[2];
60
61         if (stfle(facility_list, 2) < 2)
62                 return;
63         if ((facility_list[0] & (1ULL << 61)) &&
64             (facility_list[1] & (1ULL << 52)))
65                 store_indication = 0xc00;
66 }
67
68 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
69 {
70         int ret = 0;
71
72         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
73         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
74                 preempt_disable();
75                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
76                         ret = 1;
77                 preempt_enable();
78         }
79         return ret;
80 }
81
82
83 /*
84  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
85  * message out.
86  */
87 void bust_spinlocks(int yes)
88 {
89         if (yes) {
90                 oops_in_progress = 1;
91         } else {
92                 int loglevel_save = console_loglevel;
93                 console_unblank();
94                 oops_in_progress = 0;
95                 /*
96                  * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
97                  * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
98                  * a poke.  Hold onto your hats...
99                  */
100                 console_loglevel = 15;
101                 printk(" ");
102                 console_loglevel = loglevel_save;
103         }
104 }
105
106 /*
107  * Returns the address space associated with the fault.
108  * Returns 0 for kernel space and 1 for user space.
109  */
110 static inline int user_space_fault(unsigned long trans_exc_code)
111 {
112         /*
113          * The lowest two bits of the translation exception
114          * identification indicate which paging table was used.
115          */
116         trans_exc_code &= 3;
117         if (trans_exc_code == 2)
118                 /* Access via secondary space, set_fs setting decides */
119                 return current->thread.mm_segment.ar4;
120         if (user_mode == HOME_SPACE_MODE)
121                 /* User space if the access has been done via home space. */
122                 return trans_exc_code == 3;
123         /*
124          * If the user space is not the home space the kernel runs in home
125          * space. Access via secondary space has already been covered,
126          * access via primary space or access register is from user space
127          * and access via home space is from the kernel.
128          */
129         return trans_exc_code != 3;
130 }
131
132 static inline void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long int_code,
133                                      int signr, unsigned long address)
134 {
135         if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
136                 return;
137         if (!unhandled_signal(current, signr))
138                 return;
139         if (!printk_ratelimit())
140                 return;
141         printk("User process fault: interruption code 0x%lX ", int_code);
142         print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
143         printk("\n");
144         printk("failing address: %lX\n", address);
145         show_regs(regs);
146 }
147
148 /*
149  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
150  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
151  */
152 static noinline void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, long int_code,
153                                 int si_code, unsigned long trans_exc_code)
154 {
155         struct siginfo si;
156         unsigned long address;
157
158         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
159         current->thread.prot_addr = address;
160         current->thread.trap_no = int_code;
161         report_user_fault(regs, int_code, SIGSEGV, address);
162         si.si_signo = SIGSEGV;
163         si.si_code = si_code;
164         si.si_addr = (void __user *) address;
165         force_sig_info(SIGSEGV, &si, current);
166 }
167
168 static noinline void do_no_context(struct pt_regs *regs, long int_code,
169                                    unsigned long trans_exc_code)
170 {
171         const struct exception_table_entry *fixup;
172         unsigned long address;
173
174         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
175         fixup = search_exception_tables(regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
176         if (fixup) {
177                 regs->psw.addr = fixup->fixup | PSW_ADDR_AMODE;
178                 return;
179         }
180
181         /*
182          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
183          * terminate things with extreme prejudice.
184          */
185         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
186         if (!user_space_fault(trans_exc_code))
187                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
188                        " at virtual kernel address %p\n", (void *)address);
189         else
190                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
191                        " at virtual user address %p\n", (void *)address);
192
193         die("Oops", regs, int_code);
194         do_exit(SIGKILL);
195 }
196
197 static noinline void do_low_address(struct pt_regs *regs, long int_code,
198                                     unsigned long trans_exc_code)
199 {
200         /* Low-address protection hit in kernel mode means
201            NULL pointer write access in kernel mode.  */
202         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
203                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'. */
204                 die ("Low-address protection", regs, int_code);
205                 do_exit(SIGKILL);
206         }
207
208         do_no_context(regs, int_code, trans_exc_code);
209 }
210
211 static noinline void do_sigbus(struct pt_regs *regs, long int_code,
212                                unsigned long trans_exc_code)
213 {
214         struct task_struct *tsk = current;
215
216         /*
217          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
218          * or user mode.
219          */
220         tsk->thread.prot_addr = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
221         tsk->thread.trap_no = int_code;
222         force_sig(SIGBUS, tsk);
223 }
224
225 #ifdef CONFIG_S390_EXEC_PROTECT
226 static noinline int signal_return(struct pt_regs *regs, long int_code,
227                                   unsigned long trans_exc_code)
228 {
229         u16 instruction;
230         int rc;
231
232         rc = __get_user(instruction, (u16 __user *) regs->psw.addr);
233
234         if (!rc && instruction == 0x0a77) {
235                 clear_tsk_thread_flag(current, TIF_SINGLE_STEP);
236                 if (is_compat_task())
237                         sys32_sigreturn();
238                 else
239                         sys_sigreturn();
240         } else if (!rc && instruction == 0x0aad) {
241                 clear_tsk_thread_flag(current, TIF_SINGLE_STEP);
242                 if (is_compat_task())
243                         sys32_rt_sigreturn();
244                 else
245                         sys_rt_sigreturn();
246         } else
247                 do_sigsegv(regs, int_code, SEGV_MAPERR, trans_exc_code);
248         return 0;
249 }
250 #endif /* CONFIG_S390_EXEC_PROTECT */
251
252 static noinline void do_fault_error(struct pt_regs *regs, long int_code,
253                                     unsigned long trans_exc_code, int fault)
254 {
255         int si_code;
256
257         switch (fault) {
258         case VM_FAULT_BADACCESS:
259 #ifdef CONFIG_S390_EXEC_PROTECT
260                 if ((regs->psw.mask & PSW_MASK_ASC) == PSW_ASC_SECONDARY &&
261                     (trans_exc_code & 3) == 0) {
262                         signal_return(regs, int_code, trans_exc_code);
263                         break;
264                 }
265 #endif /* CONFIG_S390_EXEC_PROTECT */
266         case VM_FAULT_BADMAP:
267                 /* Bad memory access. Check if it is kernel or user space. */
268                 if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
269                         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
270                         si_code = (fault == VM_FAULT_BADMAP) ?
271                                 SEGV_MAPERR : SEGV_ACCERR;
272                         do_sigsegv(regs, int_code, si_code, trans_exc_code);
273                         return;
274                 }
275         case VM_FAULT_BADCONTEXT:
276                 do_no_context(regs, int_code, trans_exc_code);
277                 break;
278         default: /* fault & VM_FAULT_ERROR */
279                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
280                         pagefault_out_of_memory();
281                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
282                         do_sigbus(regs, int_code, trans_exc_code);
283                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
284                         if (!(regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE))
285                                 do_no_context(regs, int_code, trans_exc_code);
286                 } else
287                         BUG();
288                 break;
289         }
290 }
291
292 /*
293  * This routine handles page faults.  It determines the address,
294  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
295  * routines.
296  *
297  * interruption code (int_code):
298  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suprression)
299  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
300  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
301  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
302  */
303 static inline int do_exception(struct pt_regs *regs, int access,
304                                unsigned long trans_exc_code)
305 {
306         struct task_struct *tsk;
307         struct mm_struct *mm;
308         struct vm_area_struct *vma;
309         unsigned long address;
310         int fault, write;
311
312         if (notify_page_fault(regs))
313                 return 0;
314
315         tsk = current;
316         mm = tsk->mm;
317
318         /*
319          * Verify that the fault happened in user space, that
320          * we are not in an interrupt and that there is a 
321          * user context.
322          */
323         fault = VM_FAULT_BADCONTEXT;
324         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
325                 goto out;
326
327         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
328         /*
329          * When we get here, the fault happened in the current
330          * task's user address space, so we can switch on the
331          * interrupts again and then search the VMAs
332          */
333         local_irq_enable();
334         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
335         down_read(&mm->mmap_sem);
336
337         fault = VM_FAULT_BADMAP;
338         vma = find_vma(mm, address);
339         if (!vma)
340                 goto out_up;
341
342         if (unlikely(vma->vm_start > address)) {
343                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
344                         goto out_up;
345                 if (expand_stack(vma, address))
346                         goto out_up;
347         }
348
349         /*
350          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
351          * we can handle it..
352          */
353         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
354         if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
355                 goto out_up;
356
357         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
358                 address &= HPAGE_MASK;
359         /*
360          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
361          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
362          * the fault.
363          */
364         write = (access == VM_WRITE ||
365                  (trans_exc_code & store_indication) == 0x400) ?
366                 FAULT_FLAG_WRITE : 0;
367         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
368         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
369                 goto out_up;
370
371         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
372                 tsk->maj_flt++;
373                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
374                                      regs, address);
375         } else {
376                 tsk->min_flt++;
377                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
378                                      regs, address);
379         }
380         /*
381          * The instruction that caused the program check will
382          * be repeated. Don't signal single step via SIGTRAP.
383          */
384         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLE_STEP);
385         fault = 0;
386 out_up:
387         up_read(&mm->mmap_sem);
388 out:
389         return fault;
390 }
391
392 void __kprobes do_protection_exception(struct pt_regs *regs, long int_code)
393 {
394         unsigned long trans_exc_code = S390_lowcore.trans_exc_code;
395         int fault;
396
397         /* Protection exception is supressing, decrement psw address. */
398         regs->psw.addr -= (int_code >> 16);
399         /*
400          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
401          * as a special case because the translation exception code
402          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
403          */
404         if (unlikely(!(trans_exc_code & 4))) {
405                 do_low_address(regs, int_code, trans_exc_code);
406                 return;
407         }
408         fault = do_exception(regs, VM_WRITE, trans_exc_code);
409         if (unlikely(fault))
410                 do_fault_error(regs, 4, trans_exc_code, fault);
411 }
412
413 void __kprobes do_dat_exception(struct pt_regs *regs, long int_code)
414 {
415         unsigned long trans_exc_code = S390_lowcore.trans_exc_code;
416         int access, fault;
417
418         access = VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE;
419 #ifdef CONFIG_S390_EXEC_PROTECT
420         if ((regs->psw.mask & PSW_MASK_ASC) == PSW_ASC_SECONDARY &&
421             (trans_exc_code & 3) == 0)
422                 access = VM_EXEC;
423 #endif
424         fault = do_exception(regs, access, trans_exc_code);
425         if (unlikely(fault))
426                 do_fault_error(regs, int_code & 255, trans_exc_code, fault);
427 }
428
429 #ifdef CONFIG_64BIT
430 void __kprobes do_asce_exception(struct pt_regs *regs, long int_code)
431 {
432         unsigned long trans_exc_code = S390_lowcore.trans_exc_code;
433         struct mm_struct *mm = current->mm;
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
437                 goto no_context;
438
439         local_irq_enable();
440
441         down_read(&mm->mmap_sem);
442         vma = find_vma(mm, trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK);
443         up_read(&mm->mmap_sem);
444
445         if (vma) {
446                 update_mm(mm, current);
447                 return;
448         }
449
450         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
451         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
452                 do_sigsegv(regs, int_code, SEGV_MAPERR, trans_exc_code);
453                 return;
454         }
455
456 no_context:
457         do_no_context(regs, int_code, trans_exc_code);
458 }
459 #endif
460
461 int __handle_fault(unsigned long uaddr, unsigned long int_code, int write_user)
462 {
463         struct pt_regs regs;
464         int access, fault;
465
466         regs.psw.mask = psw_kernel_bits;
467         if (!irqs_disabled())
468                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT;
469         regs.psw.addr = (unsigned long) __builtin_return_address(0);
470         regs.psw.addr |= PSW_ADDR_AMODE;
471         uaddr &= PAGE_MASK;
472         access = write_user ? VM_WRITE : VM_READ;
473         fault = do_exception(&regs, access, uaddr | 2);
474         if (unlikely(fault)) {
475                 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
476                         pagefault_out_of_memory();
477                         fault = 0;
478                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
479                         do_sigbus(&regs, int_code, uaddr);
480         }
481         return fault ? -EFAULT : 0;
482 }
483
484 #ifdef CONFIG_PFAULT 
485 /*
486  * 'pfault' pseudo page faults routines.
487  */
488 static ext_int_info_t ext_int_pfault;
489 static int pfault_disable = 0;
490
491 static int __init nopfault(char *str)
492 {
493         pfault_disable = 1;
494         return 1;
495 }
496
497 __setup("nopfault", nopfault);
498
499 typedef struct {
500         __u16 refdiagc;
501         __u16 reffcode;
502         __u16 refdwlen;
503         __u16 refversn;
504         __u64 refgaddr;
505         __u64 refselmk;
506         __u64 refcmpmk;
507         __u64 reserved;
508 } __attribute__ ((packed, aligned(8))) pfault_refbk_t;
509
510 int pfault_init(void)
511 {
512         pfault_refbk_t refbk =
513                 { 0x258, 0, 5, 2, __LC_CURRENT, 1ULL << 48, 1ULL << 48,
514                   __PF_RES_FIELD };
515         int rc;
516
517         if (!MACHINE_IS_VM || pfault_disable)
518                 return -1;
519         asm volatile(
520                 "       diag    %1,%0,0x258\n"
521                 "0:     j       2f\n"
522                 "1:     la      %0,8\n"
523                 "2:\n"
524                 EX_TABLE(0b,1b)
525                 : "=d" (rc) : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
526         __ctl_set_bit(0, 9);
527         return rc;
528 }
529
530 void pfault_fini(void)
531 {
532         pfault_refbk_t refbk =
533         { 0x258, 1, 5, 2, 0ULL, 0ULL, 0ULL, 0ULL };
534
535         if (!MACHINE_IS_VM || pfault_disable)
536                 return;
537         __ctl_clear_bit(0,9);
538         asm volatile(
539                 "       diag    %0,0,0x258\n"
540                 "0:\n"
541                 EX_TABLE(0b,0b)
542                 : : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
543 }
544
545 static void pfault_interrupt(__u16 int_code)
546 {
547         struct task_struct *tsk;
548         __u16 subcode;
549
550         /*
551          * Get the external interruption subcode & pfault
552          * initial/completion signal bit. VM stores this 
553          * in the 'cpu address' field associated with the
554          * external interrupt. 
555          */
556         subcode = S390_lowcore.cpu_addr;
557         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
558                 return;
559
560         /*
561          * Get the token (= address of the task structure of the affected task).
562          */
563         tsk = *(struct task_struct **) __LC_PFAULT_INTPARM;
564
565         if (subcode & 0x0080) {
566                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
567                 if (xchg(&tsk->thread.pfault_wait, -1) != 0) {
568                         /* Initial interrupt was faster than the completion
569                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
570                          * back to zero and wake up the process. This can
571                          * safely be done because the task is still sleeping
572                          * and can't produce new pfaults. */
573                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
574                         wake_up_process(tsk);
575                         put_task_struct(tsk);
576                 }
577         } else {
578                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
579                 get_task_struct(tsk);
580                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
581                 if (xchg(&tsk->thread.pfault_wait, 1) != 0) {
582                         /* Completion interrupt was faster than the initial
583                          * interrupt (swapped in a -1 for pfault_wait). Set
584                          * pfault_wait back to zero and exit. This can be
585                          * done safely because tsk is running in kernel 
586                          * mode and can't produce new pfaults. */
587                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
588                         set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
589                         put_task_struct(tsk);
590                 } else
591                         set_tsk_need_resched(tsk);
592         }
593 }
594
595 void __init pfault_irq_init(void)
596 {
597         if (!MACHINE_IS_VM)
598                 return;
599
600         /*
601          * Try to get pfault pseudo page faults going.
602          */
603         if (register_early_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt,
604                                               &ext_int_pfault) != 0)
605                 panic("Couldn't request external interrupt 0x2603");
606
607         if (pfault_init() == 0)
608                 return;
609
610         /* Tough luck, no pfault. */
611         pfault_disable = 1;
612         unregister_early_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt,
613                                             &ext_int_pfault);
614 }
615 #endif