]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/s390/mm/fault.c
Merge remote-tracking branch 'wireless-next/master'
[karo-tx-linux.git] / arch / s390 / mm / fault.c
1 /*
2  *  S390 version
3  *    Copyright IBM Corp. 1999
4  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
5  *               Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com)
6  *
7  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
8  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
9  */
10
11 #include <linux/kernel_stat.h>
12 #include <linux/perf_event.h>
13 #include <linux/signal.h>
14 #include <linux/sched.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/errno.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/types.h>
19 #include <linux/ptrace.h>
20 #include <linux/mman.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/compat.h>
23 #include <linux/smp.h>
24 #include <linux/kdebug.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/console.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/hardirq.h>
29 #include <linux/kprobes.h>
30 #include <linux/uaccess.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <asm/asm-offsets.h>
33 #include <asm/pgtable.h>
34 #include <asm/irq.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <asm/facility.h>
37 #include "../kernel/entry.h"
38
39 #ifndef CONFIG_64BIT
40 #define __FAIL_ADDR_MASK 0x7ffff000
41 #define __SUBCODE_MASK 0x0200
42 #define __PF_RES_FIELD 0ULL
43 #else /* CONFIG_64BIT */
44 #define __FAIL_ADDR_MASK -4096L
45 #define __SUBCODE_MASK 0x0600
46 #define __PF_RES_FIELD 0x8000000000000000ULL
47 #endif /* CONFIG_64BIT */
48
49 #define VM_FAULT_BADCONTEXT     0x010000
50 #define VM_FAULT_BADMAP         0x020000
51 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x040000
52 #define VM_FAULT_SIGNAL         0x080000
53
54 static unsigned long store_indication __read_mostly;
55
56 #ifdef CONFIG_64BIT
57 static int __init fault_init(void)
58 {
59         if (test_facility(75))
60                 store_indication = 0xc00;
61         return 0;
62 }
63 early_initcall(fault_init);
64 #endif
65
66 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
67 {
68         int ret = 0;
69
70         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
71         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
72                 preempt_disable();
73                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
74                         ret = 1;
75                 preempt_enable();
76         }
77         return ret;
78 }
79
80
81 /*
82  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
83  * message out.
84  */
85 void bust_spinlocks(int yes)
86 {
87         if (yes) {
88                 oops_in_progress = 1;
89         } else {
90                 int loglevel_save = console_loglevel;
91                 console_unblank();
92                 oops_in_progress = 0;
93                 /*
94                  * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
95                  * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
96                  * a poke.  Hold onto your hats...
97                  */
98                 console_loglevel = 15;
99                 printk(" ");
100                 console_loglevel = loglevel_save;
101         }
102 }
103
104 /*
105  * Returns the address space associated with the fault.
106  * Returns 0 for kernel space and 1 for user space.
107  */
108 static inline int user_space_fault(unsigned long trans_exc_code)
109 {
110         /*
111          * The lowest two bits of the translation exception
112          * identification indicate which paging table was used.
113          */
114         trans_exc_code &= 3;
115         if (trans_exc_code == 2)
116                 /* Access via secondary space, set_fs setting decides */
117                 return current->thread.mm_segment.ar4;
118         /*
119          * Access via primary space or access register is from user space
120          * and access via home space is from the kernel.
121          */
122         return trans_exc_code != 3;
123 }
124
125 static inline void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long signr)
126 {
127         if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
128                 return;
129         if (!unhandled_signal(current, signr))
130                 return;
131         if (!printk_ratelimit())
132                 return;
133         printk(KERN_ALERT "User process fault: interruption code 0x%X ",
134                regs->int_code);
135         print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
136         printk(KERN_CONT "\n");
137         printk(KERN_ALERT "failing address: %lX\n",
138                regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
139         show_regs(regs);
140 }
141
142 /*
143  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
144  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
145  */
146 static noinline void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, int si_code)
147 {
148         struct siginfo si;
149
150         report_user_fault(regs, SIGSEGV);
151         si.si_signo = SIGSEGV;
152         si.si_code = si_code;
153         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
154         force_sig_info(SIGSEGV, &si, current);
155 }
156
157 static noinline void do_no_context(struct pt_regs *regs)
158 {
159         const struct exception_table_entry *fixup;
160         unsigned long address;
161
162         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
163         fixup = search_exception_tables(regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
164         if (fixup) {
165                 regs->psw.addr = extable_fixup(fixup) | PSW_ADDR_AMODE;
166                 return;
167         }
168
169         /*
170          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
171          * terminate things with extreme prejudice.
172          */
173         address = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
174         if (!user_space_fault(regs->int_parm_long))
175                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
176                        " at virtual kernel address %p\n", (void *)address);
177         else
178                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
179                        " at virtual user address %p\n", (void *)address);
180
181         die(regs, "Oops");
182         do_exit(SIGKILL);
183 }
184
185 static noinline void do_low_address(struct pt_regs *regs)
186 {
187         /* Low-address protection hit in kernel mode means
188            NULL pointer write access in kernel mode.  */
189         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
190                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'. */
191                 die (regs, "Low-address protection");
192                 do_exit(SIGKILL);
193         }
194
195         do_no_context(regs);
196 }
197
198 static noinline void do_sigbus(struct pt_regs *regs)
199 {
200         struct task_struct *tsk = current;
201         struct siginfo si;
202
203         /*
204          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
205          * or user mode.
206          */
207         si.si_signo = SIGBUS;
208         si.si_errno = 0;
209         si.si_code = BUS_ADRERR;
210         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
211         force_sig_info(SIGBUS, &si, tsk);
212 }
213
214 static noinline void do_fault_error(struct pt_regs *regs, int fault)
215 {
216         int si_code;
217
218         switch (fault) {
219         case VM_FAULT_BADACCESS:
220         case VM_FAULT_BADMAP:
221                 /* Bad memory access. Check if it is kernel or user space. */
222                 if (user_mode(regs)) {
223                         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
224                         si_code = (fault == VM_FAULT_BADMAP) ?
225                                 SEGV_MAPERR : SEGV_ACCERR;
226                         do_sigsegv(regs, si_code);
227                         return;
228                 }
229         case VM_FAULT_BADCONTEXT:
230                 do_no_context(regs);
231                 break;
232         case VM_FAULT_SIGNAL:
233                 if (!user_mode(regs))
234                         do_no_context(regs);
235                 break;
236         default: /* fault & VM_FAULT_ERROR */
237                 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
238                         if (!user_mode(regs))
239                                 do_no_context(regs);
240                         else
241                                 pagefault_out_of_memory();
242                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
243                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
244                         if (!user_mode(regs))
245                                 do_no_context(regs);
246                         else
247                                 do_sigbus(regs);
248                 } else
249                         BUG();
250                 break;
251         }
252 }
253
254 /*
255  * This routine handles page faults.  It determines the address,
256  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
257  * routines.
258  *
259  * interruption code (int_code):
260  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suprression)
261  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
262  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
263  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
264  */
265 static inline int do_exception(struct pt_regs *regs, int access)
266 {
267         struct task_struct *tsk;
268         struct mm_struct *mm;
269         struct vm_area_struct *vma;
270         unsigned long trans_exc_code;
271         unsigned long address;
272         unsigned int flags;
273         int fault;
274
275         tsk = current;
276         /*
277          * The instruction that caused the program check has
278          * been nullified. Don't signal single step via SIGTRAP.
279          */
280         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_PER_TRAP);
281
282         if (notify_page_fault(regs))
283                 return 0;
284
285         mm = tsk->mm;
286         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
287
288         /*
289          * Verify that the fault happened in user space, that
290          * we are not in an interrupt and that there is a 
291          * user context.
292          */
293         fault = VM_FAULT_BADCONTEXT;
294         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
295                 goto out;
296
297         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
298         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
299         flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
300         if (user_mode(regs))
301                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
302         if (access == VM_WRITE || (trans_exc_code & store_indication) == 0x400)
303                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
304         down_read(&mm->mmap_sem);
305
306 #ifdef CONFIG_PGSTE
307         if ((current->flags & PF_VCPU) && S390_lowcore.gmap) {
308                 address = __gmap_fault(address,
309                                      (struct gmap *) S390_lowcore.gmap);
310                 if (address == -EFAULT) {
311                         fault = VM_FAULT_BADMAP;
312                         goto out_up;
313                 }
314                 if (address == -ENOMEM) {
315                         fault = VM_FAULT_OOM;
316                         goto out_up;
317                 }
318         }
319 #endif
320
321 retry:
322         fault = VM_FAULT_BADMAP;
323         vma = find_vma(mm, address);
324         if (!vma)
325                 goto out_up;
326
327         if (unlikely(vma->vm_start > address)) {
328                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
329                         goto out_up;
330                 if (expand_stack(vma, address))
331                         goto out_up;
332         }
333
334         /*
335          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
336          * we can handle it..
337          */
338         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
339         if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
340                 goto out_up;
341
342         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
343                 address &= HPAGE_MASK;
344         /*
345          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
346          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
347          * the fault.
348          */
349         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
350         /* No reason to continue if interrupted by SIGKILL. */
351         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current)) {
352                 fault = VM_FAULT_SIGNAL;
353                 goto out;
354         }
355         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
356                 goto out_up;
357
358         /*
359          * Major/minor page fault accounting is only done on the
360          * initial attempt. If we go through a retry, it is extremely
361          * likely that the page will be found in page cache at that point.
362          */
363         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
364                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
365                         tsk->maj_flt++;
366                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1,
367                                       regs, address);
368                 } else {
369                         tsk->min_flt++;
370                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1,
371                                       regs, address);
372                 }
373                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
374                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
375                          * of starvation. */
376                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
377                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
378                         down_read(&mm->mmap_sem);
379                         goto retry;
380                 }
381         }
382         fault = 0;
383 out_up:
384         up_read(&mm->mmap_sem);
385 out:
386         return fault;
387 }
388
389 void __kprobes do_protection_exception(struct pt_regs *regs)
390 {
391         unsigned long trans_exc_code;
392         int fault;
393
394         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
395         /*
396          * Protection exceptions are suppressing, decrement psw address.
397          * The exception to this rule are aborted transactions, for these
398          * the PSW already points to the correct location.
399          */
400         if (!(regs->int_code & 0x200))
401                 regs->psw.addr = __rewind_psw(regs->psw, regs->int_code >> 16);
402         /*
403          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
404          * as a special case because the translation exception code
405          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
406          */
407         if (unlikely(!(trans_exc_code & 4))) {
408                 do_low_address(regs);
409                 return;
410         }
411         fault = do_exception(regs, VM_WRITE);
412         if (unlikely(fault))
413                 do_fault_error(regs, fault);
414 }
415
416 void __kprobes do_dat_exception(struct pt_regs *regs)
417 {
418         int access, fault;
419
420         access = VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE;
421         fault = do_exception(regs, access);
422         if (unlikely(fault))
423                 do_fault_error(regs, fault);
424 }
425
426 #ifdef CONFIG_64BIT
427 void __kprobes do_asce_exception(struct pt_regs *regs)
428 {
429         struct mm_struct *mm = current->mm;
430         struct vm_area_struct *vma;
431         unsigned long trans_exc_code;
432
433         /*
434          * The instruction that caused the program check has
435          * been nullified. Don't signal single step via SIGTRAP.
436          */
437         clear_tsk_thread_flag(current, TIF_PER_TRAP);
438
439         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
440         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
441                 goto no_context;
442
443         down_read(&mm->mmap_sem);
444         vma = find_vma(mm, trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK);
445         up_read(&mm->mmap_sem);
446
447         if (vma) {
448                 update_mm(mm, current);
449                 return;
450         }
451
452         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
453         if (user_mode(regs)) {
454                 do_sigsegv(regs, SEGV_MAPERR);
455                 return;
456         }
457
458 no_context:
459         do_no_context(regs);
460 }
461 #endif
462
463 int __handle_fault(unsigned long uaddr, unsigned long pgm_int_code, int write)
464 {
465         struct pt_regs regs;
466         int access, fault;
467
468         /* Emulate a uaccess fault from kernel mode. */
469         regs.psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
470         if (!irqs_disabled())
471                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT;
472         regs.psw.addr = (unsigned long) __builtin_return_address(0);
473         regs.psw.addr |= PSW_ADDR_AMODE;
474         regs.int_code = pgm_int_code;
475         regs.int_parm_long = (uaddr & PAGE_MASK) | 2;
476         access = write ? VM_WRITE : VM_READ;
477         fault = do_exception(&regs, access);
478         /*
479          * Since the fault happened in kernel mode while performing a uaccess
480          * all we need to do now is emulating a fixup in case "fault" is not
481          * zero.
482          * For the calling uaccess functions this results always in -EFAULT.
483          */
484         return fault ? -EFAULT : 0;
485 }
486
487 #ifdef CONFIG_PFAULT 
488 /*
489  * 'pfault' pseudo page faults routines.
490  */
491 static int pfault_disable;
492
493 static int __init nopfault(char *str)
494 {
495         pfault_disable = 1;
496         return 1;
497 }
498
499 __setup("nopfault", nopfault);
500
501 struct pfault_refbk {
502         u16 refdiagc;
503         u16 reffcode;
504         u16 refdwlen;
505         u16 refversn;
506         u64 refgaddr;
507         u64 refselmk;
508         u64 refcmpmk;
509         u64 reserved;
510 } __attribute__ ((packed, aligned(8)));
511
512 int pfault_init(void)
513 {
514         struct pfault_refbk refbk = {
515                 .refdiagc = 0x258,
516                 .reffcode = 0,
517                 .refdwlen = 5,
518                 .refversn = 2,
519                 .refgaddr = __LC_CURRENT_PID,
520                 .refselmk = 1ULL << 48,
521                 .refcmpmk = 1ULL << 48,
522                 .reserved = __PF_RES_FIELD };
523         int rc;
524
525         if (pfault_disable)
526                 return -1;
527         asm volatile(
528                 "       diag    %1,%0,0x258\n"
529                 "0:     j       2f\n"
530                 "1:     la      %0,8\n"
531                 "2:\n"
532                 EX_TABLE(0b,1b)
533                 : "=d" (rc) : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
534         return rc;
535 }
536
537 void pfault_fini(void)
538 {
539         struct pfault_refbk refbk = {
540                 .refdiagc = 0x258,
541                 .reffcode = 1,
542                 .refdwlen = 5,
543                 .refversn = 2,
544         };
545
546         if (pfault_disable)
547                 return;
548         asm volatile(
549                 "       diag    %0,0,0x258\n"
550                 "0:\n"
551                 EX_TABLE(0b,0b)
552                 : : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
553 }
554
555 static DEFINE_SPINLOCK(pfault_lock);
556 static LIST_HEAD(pfault_list);
557
558 static void pfault_interrupt(struct ext_code ext_code,
559                              unsigned int param32, unsigned long param64)
560 {
561         struct task_struct *tsk;
562         __u16 subcode;
563         pid_t pid;
564
565         /*
566          * Get the external interruption subcode & pfault
567          * initial/completion signal bit. VM stores this 
568          * in the 'cpu address' field associated with the
569          * external interrupt. 
570          */
571         subcode = ext_code.subcode;
572         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
573                 return;
574         inc_irq_stat(IRQEXT_PFL);
575         /* Get the token (= pid of the affected task). */
576         pid = sizeof(void *) == 4 ? param32 : param64;
577         rcu_read_lock();
578         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
579         if (tsk)
580                 get_task_struct(tsk);
581         rcu_read_unlock();
582         if (!tsk)
583                 return;
584         spin_lock(&pfault_lock);
585         if (subcode & 0x0080) {
586                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
587                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
588                         /* Initial interrupt was faster than the completion
589                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
590                          * back to zero and wake up the process. This can
591                          * safely be done because the task is still sleeping
592                          * and can't produce new pfaults. */
593                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
594                         list_del(&tsk->thread.list);
595                         wake_up_process(tsk);
596                         put_task_struct(tsk);
597                 } else {
598                         /* Completion interrupt was faster than initial
599                          * interrupt. Set pfault_wait to -1 so the initial
600                          * interrupt doesn't put the task to sleep.
601                          * If the task is not running, ignore the completion
602                          * interrupt since it must be a leftover of a PFAULT
603                          * CANCEL operation which didn't remove all pending
604                          * completion interrupts. */
605                         if (tsk->state == TASK_RUNNING)
606                                 tsk->thread.pfault_wait = -1;
607                 }
608         } else {
609                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
610                 if (WARN_ON_ONCE(tsk != current))
611                         goto out;
612                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
613                         /* Already on the list with a reference: put to sleep */
614                         __set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
615                         set_tsk_need_resched(tsk);
616                 } else if (tsk->thread.pfault_wait == -1) {
617                         /* Completion interrupt was faster than the initial
618                          * interrupt (pfault_wait == -1). Set pfault_wait
619                          * back to zero and exit. */
620                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
621                 } else {
622                         /* Initial interrupt arrived before completion
623                          * interrupt. Let the task sleep.
624                          * An extra task reference is needed since a different
625                          * cpu may set the task state to TASK_RUNNING again
626                          * before the scheduler is reached. */
627                         get_task_struct(tsk);
628                         tsk->thread.pfault_wait = 1;
629                         list_add(&tsk->thread.list, &pfault_list);
630                         __set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
631                         set_tsk_need_resched(tsk);
632                 }
633         }
634 out:
635         spin_unlock(&pfault_lock);
636         put_task_struct(tsk);
637 }
638
639 static int pfault_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
640                              void *hcpu)
641 {
642         struct thread_struct *thread, *next;
643         struct task_struct *tsk;
644
645         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
646         case CPU_DEAD:
647                 spin_lock_irq(&pfault_lock);
648                 list_for_each_entry_safe(thread, next, &pfault_list, list) {
649                         thread->pfault_wait = 0;
650                         list_del(&thread->list);
651                         tsk = container_of(thread, struct task_struct, thread);
652                         wake_up_process(tsk);
653                         put_task_struct(tsk);
654                 }
655                 spin_unlock_irq(&pfault_lock);
656                 break;
657         default:
658                 break;
659         }
660         return NOTIFY_OK;
661 }
662
663 static int __init pfault_irq_init(void)
664 {
665         int rc;
666
667         rc = register_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
668         if (rc)
669                 goto out_extint;
670         rc = pfault_init() == 0 ? 0 : -EOPNOTSUPP;
671         if (rc)
672                 goto out_pfault;
673         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_SERVICE_SIGNAL);
674         hotcpu_notifier(pfault_cpu_notify, 0);
675         return 0;
676
677 out_pfault:
678         unregister_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
679 out_extint:
680         pfault_disable = 1;
681         return rc;
682 }
683 early_initcall(pfault_irq_init);
684
685 #endif /* CONFIG_PFAULT */