arch/sparc64/mm/fault.c

   1 /* $Id: fault.c,v 1.59 2002/02/09 19:49:31 davem Exp $
   2  * arch/sparc64/mm/fault.c: Page fault handlers for the 64-bit Sparc.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1996 David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu)
   5  * Copyright (C) 1997, 1999 Jakub Jelinek (jj@ultra.linux.cz)
   6  */
   7
   8 #include <asm/head.h>
   9
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/ptrace.h>
  14 #include <linux/mman.h>
  15 #include <linux/signal.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/smp_lock.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/interrupt.h>
  21
  22 #include <asm/page.h>
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/openprom.h>
  25 #include <asm/oplib.h>
  26 #include <asm/uaccess.h>
  27 #include <asm/asi.h>
  28 #include <asm/lsu.h>
  29 #include <asm/sections.h>
  30 #include <asm/kdebug.h>
  31
  32 #define ELEMENTS(arr) (sizeof (arr)/sizeof (arr[0]))
  33
  34 extern struct sparc_phys_banks sp_banks[SPARC_PHYS_BANKS];
  35
  36 /*
  37  * To debug kernel to catch accesses to certain virtual/physical addresses.
  38  * Mode = 0 selects physical watchpoints, mode = 1 selects virtual watchpoints.
  39  * flags = VM_READ watches memread accesses, flags = VM_WRITE watches memwrite accesses.
  40  * Caller passes in a 64bit aligned addr, with mask set to the bytes that need to be
  41  * watched. This is only useful on a single cpu machine for now. After the watchpoint
  42  * is detected, the process causing it will be killed, thus preventing an infinite loop.
  43  */
  44 void set_brkpt(unsigned long addr, unsigned char mask, int flags, int mode)
  45 {
  46         unsigned long lsubits;
  47
  48         __asm__ __volatile__("ldxa [%%g0] %1, %0"
  49                              : "=r" (lsubits)
  50                              : "i" (ASI_LSU_CONTROL));
  51         lsubits &= ~(LSU_CONTROL_PM | LSU_CONTROL_VM |
  52                      LSU_CONTROL_PR | LSU_CONTROL_VR |
  53                      LSU_CONTROL_PW | LSU_CONTROL_VW);
  54
  55         __asm__ __volatile__("stxa      %0, [%1] %2\n\t"
  56                              "membar    #Sync"
  57                              : /* no outputs */
  58                              : "r" (addr), "r" (mode ? VIRT_WATCHPOINT : PHYS_WATCHPOINT),
  59                                "i" (ASI_DMMU));
  60
  61         lsubits |= ((unsigned long)mask << (mode ? 25 : 33));
  62         if (flags & VM_READ)
  63                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VR : LSU_CONTROL_PR);
  64         if (flags & VM_WRITE)
  65                 lsubits |= (mode ? LSU_CONTROL_VW : LSU_CONTROL_PW);
  66         __asm__ __volatile__("stxa %0, [%%g0] %1\n\t"
  67                              "membar #Sync"
  68                              : /* no outputs */
  69                              : "r" (lsubits), "i" (ASI_LSU_CONTROL)
  70                              : "memory");
  71 }
  72
  73 /* Nice, simple, prom library does all the sweating for us. ;) */
  74 unsigned long __init prom_probe_memory (void)
  75 {
  76         register struct linux_mlist_p1275 *mlist;
  77         register unsigned long bytes, base_paddr, tally;
  78         register int i;
  79
  80         i = 0;
  81         mlist = *prom_meminfo()->p1275_available;
  82         bytes = tally = mlist->num_bytes;
  83         base_paddr = mlist->start_adr;
  84
  85         sp_banks[0].base_addr = base_paddr;
  86         sp_banks[0].num_bytes = bytes;
  87
  88         while (mlist->theres_more != (void *) 0) {
  89                 i++;
  90                 mlist = mlist->theres_more;
  91                 bytes = mlist->num_bytes;
  92                 tally += bytes;
  93                 if (i >= SPARC_PHYS_BANKS-1) {
  94                         printk ("The machine has more banks than "
  95                                 "this kernel can support\n"
  96                                 "Increase the SPARC_PHYS_BANKS "
  97                                 "setting (currently %d)\n",
  98                                 SPARC_PHYS_BANKS);
  99                         i = SPARC_PHYS_BANKS-1;
 100                         break;
 101                 }
 102
 103                 sp_banks[i].base_addr = mlist->start_adr;
 104                 sp_banks[i].num_bytes = mlist->num_bytes;
 105         }
 106
 107         i++;
 108         sp_banks[i].base_addr = 0xdeadbeefbeefdeadUL;
 109         sp_banks[i].num_bytes = 0;
 110
 111         /* Now mask all bank sizes on a page boundary, it is all we can
 112          * use anyways.
 113          */
 114         for (i = 0; sp_banks[i].num_bytes != 0; i++)
 115                 sp_banks[i].num_bytes &= PAGE_MASK;
 116
 117         return tally;
 118 }
 119
 120 static void unhandled_fault(unsigned long address, struct task_struct *tsk,
 121                             struct pt_regs *regs)
 122 {
 123         if ((unsigned long) address < PAGE_SIZE) {
 124                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL "
 125                        "pointer dereference\n");
 126         } else {
 127                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request "
 128                        "at virtual address %016lx\n", (unsigned long)address);
 129         }
 130         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->context = %016lx\n",
 131                (tsk->mm ?
 132                 CTX_HWBITS(tsk->mm->context) :
 133                 CTX_HWBITS(tsk->active_mm->context)));
 134         printk(KERN_ALERT "tsk->{mm,active_mm}->pgd = %016lx\n",
 135                (tsk->mm ? (unsigned long) tsk->mm->pgd :
 136                           (unsigned long) tsk->active_mm->pgd));
 137         if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs,
 138                        0, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 139                 return;
 140         die_if_kernel("Oops", regs);
 141 }
 142
 143 static void bad_kernel_pc(struct pt_regs *regs)
 144 {
 145         unsigned long *ksp;
 146
 147         printk(KERN_CRIT "OOPS: Bogus kernel PC [%016lx] in fault handler\n",
 148                regs->tpc);
 149         __asm__("mov %%sp, %0" : "=r" (ksp));
 150         show_stack(current, ksp);
 151         unhandled_fault(regs->tpc, current, regs);
 152 }
 153
 154 /*
 155  * We now make sure that mmap_sem is held in all paths that call
 156  * this. Additionally, to prevent kswapd from ripping ptes from
 157  * under us, raise interrupts around the time that we look at the
 158  * pte, kswapd will have to wait to get his smp ipi response from
 159  * us. This saves us having to get page_table_lock.
 160  */
 161 static unsigned int get_user_insn(unsigned long tpc)
 162 {
 163         pgd_t *pgdp = pgd_offset(current->mm, tpc);
 164         pud_t *pudp;
 165         pmd_t *pmdp;
 166         pte_t *ptep, pte;
 167         unsigned long pa;
 168         u32 insn = 0;
 169         unsigned long pstate;
 170
 171         if (pgd_none(*pgdp))
 172                 goto outret;
 173         pudp = pud_offset(pgdp, tpc);
 174         if (pud_none(*pudp))
 175                 goto outret;
 176         pmdp = pmd_offset(pudp, tpc);
 177         if (pmd_none(*pmdp))
 178                 goto outret;
 179
 180         /* This disables preemption for us as well. */
 181         __asm__ __volatile__("rdpr %%pstate, %0" : "=r" (pstate));
 182         __asm__ __volatile__("wrpr %0, %1, %%pstate"
 183                                 : : "r" (pstate), "i" (PSTATE_IE));
 184         ptep = pte_offset_map(pmdp, tpc);
 185         pte = *ptep;
 186         if (!pte_present(pte))
 187                 goto out;
 188
 189         pa  = (pte_val(pte) & _PAGE_PADDR);
 190         pa += (tpc & ~PAGE_MASK);
 191
 192         /* Use phys bypass so we don't pollute dtlb/dcache. */
 193         __asm__ __volatile__("lduwa [%1] %2, %0"
 194                              : "=r" (insn)
 195                              : "r" (pa), "i" (ASI_PHYS_USE_EC));
 196
 197 out:
 198         pte_unmap(ptep);
 199         __asm__ __volatile__("wrpr %0, 0x0, %%pstate" : : "r" (pstate));
 200 outret:
 201         return insn;
 202 }
 203
 204 extern unsigned long compute_effective_address(struct pt_regs *, unsigned int, unsigned int);
 205
 206 static void do_fault_siginfo(int code, int sig, struct pt_regs *regs,
 207                              unsigned int insn, int fault_code)
 208 {
 209         siginfo_t info;
 210
 211         info.si_code = code;
 212         info.si_signo = sig;
 213         info.si_errno = 0;
 214         if (fault_code & FAULT_CODE_ITLB)
 215                 info.si_addr = (void __user *) regs->tpc;
 216         else
 217                 info.si_addr = (void __user *)
 218                         compute_effective_address(regs, insn, 0);
 219         info.si_trapno = 0;
 220         force_sig_info(sig, &info, current);
 221 }
 222
 223 extern int handle_ldf_stq(u32, struct pt_regs *);
 224 extern int handle_ld_nf(u32, struct pt_regs *);
 225
 226 static unsigned int get_fault_insn(struct pt_regs *regs, unsigned int insn)
 227 {
 228         if (!insn) {
 229                 if (!regs->tpc || (regs->tpc & 0x3))
 230                         return 0;
 231                 if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 232                         insn = *(unsigned int *) regs->tpc;
 233                 } else {
 234                         insn = get_user_insn(regs->tpc);
 235                 }
 236         }
 237         return insn;
 238 }
 239
 240 static void do_kernel_fault(struct pt_regs *regs, int si_code, int fault_code,
 241                             unsigned int insn, unsigned long address)
 242 {
 243         unsigned long g2;
 244         unsigned char asi = ASI_P;
 245
 246         if ((!insn) && (regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 247                 goto cannot_handle;
 248
 249         /* If user insn could be read (thus insn is zero), that
 250          * is fine.  We will just gun down the process with a signal
 251          * in that case.
 252          */
 253
 254         if (!(fault_code & (FAULT_CODE_WRITE|FAULT_CODE_ITLB)) &&
 255             (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 256                 if (insn & 0x2000)
 257                         asi = (regs->tstate >> 24);
 258                 else
 259                         asi = (insn >> 5);
 260                 if ((asi & 0xf2) == 0x82) {
 261                         if (insn & 0x1000000) {
 262                                 handle_ldf_stq(insn, regs);
 263                         } else {
 264                                 /* This was a non-faulting load. Just clear the
 265                                  * destination register(s) and continue with the next
 266                                  * instruction. -jj
 267                                  */
 268                                 handle_ld_nf(insn, regs);
 269                         }
 270                         return;
 271                 }
 272         }
 273
 274         g2 = regs->u_regs[UREG_G2];
 275
 276         /* Is this in ex_table? */
 277         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 278                 unsigned long fixup;
 279
 280                 if (asi == ASI_P && (insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 281                         if (insn & 0x2000)
 282                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 283                         else
 284                                 asi = (insn >> 5);
 285                 }
 286
 287                 /* Look in asi.h: All _S asis have LS bit set */
 288                 if ((asi & 0x1) &&
 289                     (fixup = search_extables_range(regs->tpc, &g2))) {
 290                         regs->tpc = fixup;
 291                         regs->tnpc = regs->tpc + 4;
 292                         regs->u_regs[UREG_G2] = g2;
 293                         return;
 294                 }
 295         } else {
 296                 /* The si_code was set to make clear whether
 297                  * this was a SEGV_MAPERR or SEGV_ACCERR fault.
 298                  */
 299                 do_fault_siginfo(si_code, SIGSEGV, regs, insn, fault_code);
 300                 return;
 301         }
 302
 303 cannot_handle:
 304         unhandled_fault (address, current, regs);
 305 }
 306
 307 asmlinkage void do_sparc64_fault(struct pt_regs *regs)
 308 {
 309         struct mm_struct *mm = current->mm;
 310         struct vm_area_struct *vma;
 311         unsigned int insn = 0;
 312         int si_code, fault_code;
 313         unsigned long address;
 314
 315         fault_code = get_thread_fault_code();
 316
 317         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page_fault", regs,
 318                        fault_code, 0, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 319                 return;
 320
 321         si_code = SEGV_MAPERR;
 322         address = current_thread_info()->fault_address;
 323
 324         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) &&
 325             (fault_code & FAULT_CODE_DTLB))
 326                 BUG();
 327
 328         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV) {
 329                 unsigned long tpc = regs->tpc;
 330
 331                 /* Sanity check the PC. */
 332                 if ((tpc >= KERNBASE && tpc < (unsigned long) _etext) ||
 333                     (tpc >= MODULES_VADDR && tpc < MODULES_END)) {
 334                         /* Valid, no problems... */
 335                 } else {
 336                         bad_kernel_pc(regs);
 337                         return;
 338                 }
 339         }
 340
 341         /*
 342          * If we're in an interrupt or have no user
 343          * context, we must not take the fault..
 344          */
 345         if (in_atomic() || !mm)
 346                 goto intr_or_no_mm;
 347
 348         if (test_thread_flag(TIF_32BIT)) {
 349                 if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 350                         regs->tpc &= 0xffffffff;
 351                 address &= 0xffffffff;
 352         }
 353
 354         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 355                 if ((regs->tstate & TSTATE_PRIV) &&
 356                     !search_exception_tables(regs->tpc)) {
 357                         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 358                         goto handle_kernel_fault;
 359                 }
 360                 down_read(&mm->mmap_sem);
 361         }
 362
 363         vma = find_vma(mm, address);
 364         if (!vma)
 365                 goto bad_area;
 366
 367         /* Pure DTLB misses do not tell us whether the fault causing
 368          * load/store/atomic was a write or not, it only says that there
 369          * was no match.  So in such a case we (carefully) read the
 370          * instruction to try and figure this out.  It's an optimization
 371          * so it's ok if we can't do this.
 372          *
 373          * Special hack, window spill/fill knows the exact fault type.
 374          */
 375         if (((fault_code &
 376               (FAULT_CODE_DTLB | FAULT_CODE_WRITE | FAULT_CODE_WINFIXUP)) == FAULT_CODE_DTLB) &&
 377             (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0) {
 378                 insn = get_fault_insn(regs, 0);
 379                 if (!insn)
 380                         goto continue_fault;
 381                 if ((insn & 0xc0200000) == 0xc0200000 &&
 382                     (insn & 0x1780000) != 0x1680000) {
 383                         /* Don't bother updating thread struct value,
 384                          * because update_mmu_cache only cares which tlb
 385                          * the access came from.
 386                          */
 387                         fault_code |= FAULT_CODE_WRITE;
 388                 }
 389         }
 390 continue_fault:
 391
 392         if (vma->vm_start <= address)
 393                 goto good_area;
 394         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 395                 goto bad_area;
 396         if (!(fault_code & FAULT_CODE_WRITE)) {
 397                 /* Non-faulting loads shouldn't expand stack. */
 398                 insn = get_fault_insn(regs, insn);
 399                 if ((insn & 0xc0800000) == 0xc0800000) {
 400                         unsigned char asi;
 401
 402                         if (insn & 0x2000)
 403                                 asi = (regs->tstate >> 24);
 404                         else
 405                                 asi = (insn >> 5);
 406                         if ((asi & 0xf2) == 0x82)
 407                                 goto bad_area;
 408                 }
 409         }
 410         if (expand_stack(vma, address))
 411                 goto bad_area;
 412         /*
 413          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 414          * we can handle it..
 415          */
 416 good_area:
 417         si_code = SEGV_ACCERR;
 418
 419         /* If we took a ITLB miss on a non-executable page, catch
 420          * that here.
 421          */
 422         if ((fault_code & FAULT_CODE_ITLB) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC)) {
 423                 BUG_ON(address != regs->tpc);
 424                 BUG_ON(regs->tstate & TSTATE_PRIV);
 425                 goto bad_area;
 426         }
 427
 428         if (fault_code & FAULT_CODE_WRITE) {
 429                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 430                         goto bad_area;
 431
 432                 /* Spitfire has an icache which does not snoop
 433                  * processor stores.  Later processors do...
 434                  */
 435                 if (tlb_type == spitfire &&
 436                     (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0 &&
 437                     vma->vm_file != NULL)
 438                         set_thread_fault_code(fault_code |
 439                                               FAULT_CODE_BLKCOMMIT);
 440         } else {
 441                 /* Allow reads even for write-only mappings */
 442                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 443                         goto bad_area;
 444         }
 445
 446         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, (fault_code & FAULT_CODE_WRITE))) {
 447         case VM_FAULT_MINOR:
 448                 current->min_flt++;
 449                 break;
 450         case VM_FAULT_MAJOR:
 451                 current->maj_flt++;
 452                 break;
 453         case VM_FAULT_SIGBUS:
 454                 goto do_sigbus;
 455         case VM_FAULT_OOM:
 456                 goto out_of_memory;
 457         default:
 458                 BUG();
 459         }
 460
 461         up_read(&mm->mmap_sem);
 462         goto fault_done;
 463
 464         /*
 465          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 466          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 467          */
 468 bad_area:
 469         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 470         up_read(&mm->mmap_sem);
 471
 472 handle_kernel_fault:
 473         do_kernel_fault(regs, si_code, fault_code, insn, address);
 474
 475         goto fault_done;
 476
 477 /*
 478  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 479  * us unable to handle the page fault gracefully.
 480  */
 481 out_of_memory:
 482         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 483         up_read(&mm->mmap_sem);
 484         printk("VM: killing process %s\n", current->comm);
 485         if (!(regs->tstate & TSTATE_PRIV))
 486                 do_exit(SIGKILL);
 487         goto handle_kernel_fault;
 488
 489 intr_or_no_mm:
 490         insn = get_fault_insn(regs, 0);
 491         goto handle_kernel_fault;
 492
 493 do_sigbus:
 494         insn = get_fault_insn(regs, insn);
 495         up_read(&mm->mmap_sem);
 496
 497         /*
 498          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 499          * or user mode.
 500          */
 501         do_fault_siginfo(BUS_ADRERR, SIGBUS, regs, insn, fault_code);
 502
 503         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 504         if (regs->tstate & TSTATE_PRIV)
 505                 goto handle_kernel_fault;
 506
 507 fault_done:
 508         /* These values are no longer needed, clear them. */
 509         set_thread_fault_code(0);
 510         current_thread_info()->fault_address = 0;
 511 }