sparc64: Support transparent huge pages.
[~shefty/rdma-dev.git] / 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
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/pgtable.h>
27 #include <asm/openprom.h>
28 #include <asm/oplib.h>
29 #include <asm/uaccess.h>
30 #include <asm/asi.h>
31 #include <asm/lsu.h>
32 #include <asm/sections.h>
33 #include <asm/mmu_context.h>
34
35 int show_unhandled_signals = 1;
36
37 static inline __kprobes int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
38 {
39         int ret = 0;
40
41         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
42         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
43                 preempt_disable();
44                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 0))
45                         ret = 1;
46                 preempt_enable();
47         }
48         return ret;
49 }
50
51 static void __kprobes unhandled_fault(unsigned long address,
52                                       struct task_struct *tsk,
53                                       struct pt_regs *regs)
54 {
55         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
56                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
57                        "pointer dereference\n");
58         } else {
59                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
60                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
61         }
62         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
63                (tsk->mm ?
64                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
65                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
66         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
67                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
68                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
69         die_if_kernel("Oops", regs);
70 }
71
72 static void __kprobes bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long vaddr)
73 {
74         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
75                regs->tpc);
76         printk(KERN_CRIT "OOPS: RPC [%016lx]\n", regs->u_regs[15]);
77         printk("OOPS: RPC <%pS>\n", (void *) regs->u_regs[15]);
78         printk(KERN_CRIT "OOPS: Fault was to vaddr[%lx]\n", vaddr);
79         dump_stack();
80         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
81 }
82
83 /*
84  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call 
85  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
86  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
87  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
88  * us. vmtruncate likewise. This saves us having to get pte lock.
89  */
90 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
91 {
92         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
93         pud_t *pudp;
94         pmd_t *pmdp;
95         pte_t *ptep, pte;
96         unsigned long pa;
97         u32 insn = 0;
98         unsigned long pstate;
99
100         if (pgd_none(*pgdp))
101                 goto outret;
102         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
103         if (pud_none(*pudp))
104                 goto outret;
105         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
106         if (pmd_none(*pmdp))
107                 goto outret;
108
109         /* This disables preemption for us as well. */
110         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
111         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
112                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
113         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
114         pte = *ptep;
115         if (!pte_present(pte))
116                 goto out;
117
118         pa  = (pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT);
119         pa += (tpc & ~PAGE_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
126 out:
127         pte_unmap(ptep);
128         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
129 outret:
130         return insn;
131 }
132
133 static inline void
134 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, int sig, int code,
135                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
136 {
137         if (!unhandled_signal(tsk, sig))
138                 return;
139
140         if (!printk_ratelimit())
141                 return;
142
143         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p (rpc %p) sp %p error %x",
144                task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
145                tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
146                (void *)regs->tpc, (void *)regs->u_regs[UREG_I7],
147                (void *)regs->u_regs[UREG_FP], code);
148
149         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->tpc);
150
151         printk(KERN_CONT "\n");
152 }
153
154 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
155
156 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
157                              unsigned int insn, int fault_code)
158 {
159         unsigned long addr;
160         siginfo_t info;
161
162         info.si_code = code;
163         info.si_signo = sig;
164         info.si_errno = 0;
165         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
166                 addr = regs->tpc;
167         else
168                 addr = compute_effective_address(regs, insn, 0);
169         info.si_addr = (void __user *) addr;
170         info.si_trapno = 0;
171
172         if (unlikely(show_unhandled_signals))
173                 show_signal_msg(regs, sig, code, addr, current);
174
175         force_sig_info(sig, &info, current);
176 }
177
178 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
179 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
180
181 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
182 {
183         if (!insn) {
184                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
185                         return 0;
186                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
187                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
188                 } else {
189                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
190                 }
191         }
192         return insn;
193 }
194
195 static void __kprobes do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code,
196                                       int fault_code, unsigned int insn,
197                                       unsigned long address)
198 {
199         unsigned char asi = ASI_P;
200  
201         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
202                 goto cannot_handle;
203
204         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
205          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
206          * in that case.
207          */
208
209         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
210             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
211                 if (insn & 0x2000)
212                         asi = (regs->tstate >> 24);
213                 else
214                         asi = (insn >> 5);
215                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
216                         if (insn & 0x1000000) {
217                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
218                         } else {
219                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
220                                  * destination register(s) and continue with the next
221                                  * instruction. -jj
222                                  */
223                                 handle_ld_nf(insn, regs);
224                         }
225                         return;
226                 }
227         }
228                 
229         /* Is this in ex_table? */
230         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
231                 const struct exception_table_entry *entry;
232
233                 entry = search_exception_tables(regs->tpc);
234                 if (entry) {
235                         regs->tpc = entry->fixup;
236                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
237                         return;
238                 }
239         } else {
240                 /* The si_code was set to make clear whether
241                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
242                  */
243                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
244                 return;
245         }
246
247 cannot_handle:
248         unhandled_fault (address, current, regs);
249 }
250
251 static void noinline __kprobes bogus_32bit_fault_tpc(struct pt_regs *regs)
252 {
253         static int times;
254
255         if (times++ < 10)
256                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process reports "
257                        "64-bit TPC [%lx]\n",
258                        current->comm, current->pid,
259                        regs->tpc);
260         show_regs(regs);
261 }
262
263 static void noinline __kprobes bogus_32bit_fault_address(struct pt_regs *regs,
264                                                          unsigned long addr)
265 {
266         static int times;
267
268         if (times++ < 10)
269                 printk(KERN_ERR "FAULT[%s:%d]: 32-bit process "
270                        "reports 64-bit fault address [%lx]\n",
271                        current->comm, current->pid, addr);
272         show_regs(regs);
273 }
274
275 asmlinkage void __kprobes do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
276 {
277         struct mm_struct *mm = current->mm;
278         struct vm_area_struct *vma;
279         unsigned int insn = 0;
280         int si_code, fault_code, fault;
281         unsigned long address, mm_rss;
282         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
283
284         fault_code = get_thread_fault_code();
285
286         if (notify_page_fault(regs))
287                 return;
288
289         si_code = SEGV_MAPERR;
290         address = current_thread_info()->fault_address;
291
292         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
293             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
294                 BUG();
295
296         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
297                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
298                         if (unlikely((regs->tpc >> 32) != 0)) {
299                                 bogus_32bit_fault_tpc(regs);
300                                 goto intr_or_no_mm;
301                         }
302                 }
303                 if (unlikely((address >> 32) != 0)) {
304                         bogus_32bit_fault_address(regs, address);
305                         goto intr_or_no_mm;
306                 }
307         }
308
309         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
310                 unsigned long tpc = regs->tpc;
311
312                 /* Sanity check the PC. */
313                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) __init_end) ||
314                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
315                         /* Valid, no problems... */
316                 } else {
317                         bad_kernel_pc(regs, address);
318                         return;
319                 }
320         }
321
322         /*
323          * If we're in an interrupt or have no user
324          * context, we must not take the fault..
325          */
326         if (in_atomic() || !mm)
327                 goto intr_or_no_mm;
328
329         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
330
331         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
332                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
333                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
334                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
335                         goto handle_kernel_fault;
336                 }
337
338 retry:
339                 down_read(&mm->mmap_sem);
340         }
341
342         vma = find_vma(mm, address);
343         if (!vma)
344                 goto bad_area;
345
346         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
347          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
348          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
349          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
350          * so it's ok if we can't do this.
351          *
352          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
353          */
354         if (((fault_code &
355               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
356             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
357                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
358                 if (!insn)
359                         goto continue_fault;
360                 /* All loads, stores and atomics have bits 30 and 31 both set
361                  * in the instruction.  Bit 21 is set in all stores, but we
362                  * have to avoid prefetches which also have bit 21 set.
363                  */
364                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
365                     (insn & 0x01780000) != 0x01680000) {
366                         /* Don't bother updating thread struct value,
367                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
368                          * the access came from.
369                          */
370                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
371                 }
372         }
373 continue_fault:
374
375         if (vma->vm_start <= address)
376                 goto good_area;
377         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
378                 goto bad_area;
379         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
380                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
381                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
382                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
383                         unsigned char asi;
384
385                         if (insn & 0x2000)
386                                 asi = (regs->tstate >> 24);
387                         else
388                                 asi = (insn >> 5);
389                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
390                                 goto bad_area;
391                 }
392         }
393         if (expand_stack(vma, address))
394                 goto bad_area;
395         /*
396          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
397          * we can handle it..
398          */
399 good_area:
400         si_code = SEGV_ACCERR;
401
402         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
403          * that here.
404          */
405         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
406                 BUG_ON(address != regs->tpc);
407                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
408                 goto bad_area;
409         }
410
411         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
412                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
413                         goto bad_area;
414
415                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
416                  * processor stores.  Later processors do...
417                  */
418                 if (tlb_type == spitfire &&
419                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
420                     vma->vm_file != NULL)
421                         set_thread_fault_code(fault_code |
422                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
423         } else {
424                 /* Allow reads even for write-only mappings */
425                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
426                         goto bad_area;
427         }
428
429         flags |= ((fault_code & FAULT_CODE_WRITE) ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
430         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
431
432         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
433                 return;
434
435         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
436                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
437                         goto out_of_memory;
438                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
439                         goto do_sigbus;
440                 BUG();
441         }
442
443         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
444                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
445                         current->maj_flt++;
446                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ,
447                                       1, regs, address);
448                 } else {
449                         current->min_flt++;
450                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN,
451                                       1, regs, address);
452                 }
453                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
454                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
455                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
456
457                         /* No need to up_read(&mm->mmap_sem) as we would
458                          * have already released it in __lock_page_or_retry
459                          * in mm/filemap.c.
460                          */
461
462                         goto retry;
463                 }
464         }
465         up_read(&mm->mmap_sem);
466
467         mm_rss = get_mm_rss(mm);
468 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
469         mm_rss -= (mm->context.huge_pte_count * (HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE));
470 #endif
471         if (unlikely(mm_rss >
472                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_BASE].tsb_rss_limit))
473                 tsb_grow(mm, MM_TSB_BASE, mm_rss);
474 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
475         mm_rss = mm->context.huge_pte_count;
476         if (unlikely(mm_rss >
477                      mm->context.tsb_block[MM_TSB_HUGE].tsb_rss_limit))
478                 tsb_grow(mm, MM_TSB_HUGE, mm_rss);
479 #endif
480         return;
481
482         /*
483          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
484          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
485          */
486 bad_area:
487         insn = get_fault_insn(regs, insn);
488         up_read(&mm->mmap_sem);
489
490 handle_kernel_fault:
491         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
492         return;
493
494 /*
495  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
496  * us unable to handle the page fault gracefully.
497  */
498 out_of_memory:
499         insn = get_fault_insn(regs, insn);
500         up_read(&mm->mmap_sem);
501         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV)) {
502                 pagefault_out_of_memory();
503                 return;
504         }
505         goto handle_kernel_fault;
506
507 intr_or_no_mm:
508         insn = get_fault_insn(regs, 0);
509         goto handle_kernel_fault;
510
511 do_sigbus:
512         insn = get_fault_insn(regs, insn);
513         up_read(&mm->mmap_sem);
514
515         /*
516          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
517          * or user mode.
518          */
519         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
520
521         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
522         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
523                 goto handle_kernel_fault;
524 }