]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/s390/mm/fault.c
Merge branch 'for-3.13/logitech' into for-next
[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         if (s390_user_mode == HOME_SPACE_MODE)
119                 /* User space if the access has been done via home space. */
120                 return trans_exc_code == 3;
121         /*
122          * If the user space is not the home space the kernel runs in home
123          * space. Access via secondary space has already been covered,
124          * access via primary space or access register is from user space
125          * and access via home space is from the kernel.
126          */
127         return trans_exc_code != 3;
128 }
129
130 static inline void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long signr)
131 {
132         if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
133                 return;
134         if (!unhandled_signal(current, signr))
135                 return;
136         if (!printk_ratelimit())
137                 return;
138         printk(KERN_ALERT "User process fault: interruption code 0x%X ",
139                regs->int_code);
140         print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
141         printk(KERN_CONT "\n");
142         printk(KERN_ALERT "failing address: %lX\n",
143                regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
144         show_regs(regs);
145 }
146
147 /*
148  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
149  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
150  */
151 static noinline void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, int si_code)
152 {
153         struct siginfo si;
154
155         report_user_fault(regs, SIGSEGV);
156         si.si_signo = SIGSEGV;
157         si.si_code = si_code;
158         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
159         force_sig_info(SIGSEGV, &si, current);
160 }
161
162 static noinline void do_no_context(struct pt_regs *regs)
163 {
164         const struct exception_table_entry *fixup;
165         unsigned long address;
166
167         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
168         fixup = search_exception_tables(regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
169         if (fixup) {
170                 regs->psw.addr = extable_fixup(fixup) | PSW_ADDR_AMODE;
171                 return;
172         }
173
174         /*
175          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
176          * terminate things with extreme prejudice.
177          */
178         address = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
179         if (!user_space_fault(regs->int_parm_long))
180                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
181                        " at virtual kernel address %p\n", (void *)address);
182         else
183                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
184                        " at virtual user address %p\n", (void *)address);
185
186         die(regs, "Oops");
187         do_exit(SIGKILL);
188 }
189
190 static noinline void do_low_address(struct pt_regs *regs)
191 {
192         /* Low-address protection hit in kernel mode means
193            NULL pointer write access in kernel mode.  */
194         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
195                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'. */
196                 die (regs, "Low-address protection");
197                 do_exit(SIGKILL);
198         }
199
200         do_no_context(regs);
201 }
202
203 static noinline void do_sigbus(struct pt_regs *regs)
204 {
205         struct task_struct *tsk = current;
206         struct siginfo si;
207
208         /*
209          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
210          * or user mode.
211          */
212         si.si_signo = SIGBUS;
213         si.si_errno = 0;
214         si.si_code = BUS_ADRERR;
215         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
216         force_sig_info(SIGBUS, &si, tsk);
217 }
218
219 static noinline void do_fault_error(struct pt_regs *regs, int fault)
220 {
221         int si_code;
222
223         switch (fault) {
224         case VM_FAULT_BADACCESS:
225         case VM_FAULT_BADMAP:
226                 /* Bad memory access. Check if it is kernel or user space. */
227                 if (user_mode(regs)) {
228                         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
229                         si_code = (fault == VM_FAULT_BADMAP) ?
230                                 SEGV_MAPERR : SEGV_ACCERR;
231                         do_sigsegv(regs, si_code);
232                         return;
233                 }
234         case VM_FAULT_BADCONTEXT:
235                 do_no_context(regs);
236                 break;
237         case VM_FAULT_SIGNAL:
238                 if (!user_mode(regs))
239                         do_no_context(regs);
240                 break;
241         default: /* fault & VM_FAULT_ERROR */
242                 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
243                         if (!user_mode(regs))
244                                 do_no_context(regs);
245                         else
246                                 pagefault_out_of_memory();
247                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
248                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
249                         if (!user_mode(regs))
250                                 do_no_context(regs);
251                         else
252                                 do_sigbus(regs);
253                 } else
254                         BUG();
255                 break;
256         }
257 }
258
259 /*
260  * This routine handles page faults.  It determines the address,
261  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
262  * routines.
263  *
264  * interruption code (int_code):
265  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suprression)
266  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
267  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
268  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
269  */
270 static inline int do_exception(struct pt_regs *regs, int access)
271 {
272         struct task_struct *tsk;
273         struct mm_struct *mm;
274         struct vm_area_struct *vma;
275         unsigned long trans_exc_code;
276         unsigned long address;
277         unsigned int flags;
278         int fault;
279
280         tsk = current;
281         /*
282          * The instruction that caused the program check has
283          * been nullified. Don't signal single step via SIGTRAP.
284          */
285         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_PER_TRAP);
286
287         if (notify_page_fault(regs))
288                 return 0;
289
290         mm = tsk->mm;
291         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
292
293         /*
294          * Verify that the fault happened in user space, that
295          * we are not in an interrupt and that there is a 
296          * user context.
297          */
298         fault = VM_FAULT_BADCONTEXT;
299         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
300                 goto out;
301
302         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
303         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
304         flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
305         if (user_mode(regs))
306                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
307         if (access == VM_WRITE || (trans_exc_code & store_indication) == 0x400)
308                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
309         down_read(&mm->mmap_sem);
310
311 #ifdef CONFIG_PGSTE
312         if ((current->flags & PF_VCPU) && S390_lowcore.gmap) {
313                 address = __gmap_fault(address,
314                                      (struct gmap *) S390_lowcore.gmap);
315                 if (address == -EFAULT) {
316                         fault = VM_FAULT_BADMAP;
317                         goto out_up;
318                 }
319                 if (address == -ENOMEM) {
320                         fault = VM_FAULT_OOM;
321                         goto out_up;
322                 }
323         }
324 #endif
325
326 retry:
327         fault = VM_FAULT_BADMAP;
328         vma = find_vma(mm, address);
329         if (!vma)
330                 goto out_up;
331
332         if (unlikely(vma->vm_start > address)) {
333                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
334                         goto out_up;
335                 if (expand_stack(vma, address))
336                         goto out_up;
337         }
338
339         /*
340          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
341          * we can handle it..
342          */
343         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
344         if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
345                 goto out_up;
346
347         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
348                 address &= HPAGE_MASK;
349         /*
350          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
351          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
352          * the fault.
353          */
354         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
355         /* No reason to continue if interrupted by SIGKILL. */
356         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current)) {
357                 fault = VM_FAULT_SIGNAL;
358                 goto out;
359         }
360         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
361                 goto out_up;
362
363         /*
364          * Major/minor page fault accounting is only done on the
365          * initial attempt. If we go through a retry, it is extremely
366          * likely that the page will be found in page cache at that point.
367          */
368         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
369                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
370                         tsk->maj_flt++;
371                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1,
372                                       regs, address);
373                 } else {
374                         tsk->min_flt++;
375                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1,
376                                       regs, address);
377                 }
378                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
379                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
380                          * of starvation. */
381                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
382                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
383                         down_read(&mm->mmap_sem);
384                         goto retry;
385                 }
386         }
387         fault = 0;
388 out_up:
389         up_read(&mm->mmap_sem);
390 out:
391         return fault;
392 }
393
394 void __kprobes do_protection_exception(struct pt_regs *regs)
395 {
396         unsigned long trans_exc_code;
397         int fault;
398
399         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
400         /*
401          * Protection exceptions are suppressing, decrement psw address.
402          * The exception to this rule are aborted transactions, for these
403          * the PSW already points to the correct location.
404          */
405         if (!(regs->int_code & 0x200))
406                 regs->psw.addr = __rewind_psw(regs->psw, regs->int_code >> 16);
407         /*
408          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
409          * as a special case because the translation exception code
410          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
411          */
412         if (unlikely(!(trans_exc_code & 4))) {
413                 do_low_address(regs);
414                 return;
415         }
416         fault = do_exception(regs, VM_WRITE);
417         if (unlikely(fault))
418                 do_fault_error(regs, fault);
419 }
420
421 void __kprobes do_dat_exception(struct pt_regs *regs)
422 {
423         int access, fault;
424
425         access = VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE;
426         fault = do_exception(regs, access);
427         if (unlikely(fault))
428                 do_fault_error(regs, fault);
429 }
430
431 #ifdef CONFIG_64BIT
432 void __kprobes do_asce_exception(struct pt_regs *regs)
433 {
434         struct mm_struct *mm = current->mm;
435         struct vm_area_struct *vma;
436         unsigned long trans_exc_code;
437
438         /*
439          * The instruction that caused the program check has
440          * been nullified. Don't signal single step via SIGTRAP.
441          */
442         clear_tsk_thread_flag(current, TIF_PER_TRAP);
443
444         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
445         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
446                 goto no_context;
447
448         down_read(&mm->mmap_sem);
449         vma = find_vma(mm, trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK);
450         up_read(&mm->mmap_sem);
451
452         if (vma) {
453                 update_mm(mm, current);
454                 return;
455         }
456
457         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
458         if (user_mode(regs)) {
459                 do_sigsegv(regs, SEGV_MAPERR);
460                 return;
461         }
462
463 no_context:
464         do_no_context(regs);
465 }
466 #endif
467
468 int __handle_fault(unsigned long uaddr, unsigned long pgm_int_code, int write)
469 {
470         struct pt_regs regs;
471         int access, fault;
472
473         /* Emulate a uaccess fault from kernel mode. */
474         regs.psw.mask = psw_kernel_bits | PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
475         if (!irqs_disabled())
476                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT;
477         regs.psw.addr = (unsigned long) __builtin_return_address(0);
478         regs.psw.addr |= PSW_ADDR_AMODE;
479         regs.int_code = pgm_int_code;
480         regs.int_parm_long = (uaddr & PAGE_MASK) | 2;
481         access = write ? VM_WRITE : VM_READ;
482         fault = do_exception(&regs, access);
483         /*
484          * Since the fault happened in kernel mode while performing a uaccess
485          * all we need to do now is emulating a fixup in case "fault" is not
486          * zero.
487          * For the calling uaccess functions this results always in -EFAULT.
488          */
489         return fault ? -EFAULT : 0;
490 }
491
492 #ifdef CONFIG_PFAULT 
493 /*
494  * 'pfault' pseudo page faults routines.
495  */
496 static int pfault_disable;
497
498 static int __init nopfault(char *str)
499 {
500         pfault_disable = 1;
501         return 1;
502 }
503
504 __setup("nopfault", nopfault);
505
506 struct pfault_refbk {
507         u16 refdiagc;
508         u16 reffcode;
509         u16 refdwlen;
510         u16 refversn;
511         u64 refgaddr;
512         u64 refselmk;
513         u64 refcmpmk;
514         u64 reserved;
515 } __attribute__ ((packed, aligned(8)));
516
517 int pfault_init(void)
518 {
519         struct pfault_refbk refbk = {
520                 .refdiagc = 0x258,
521                 .reffcode = 0,
522                 .refdwlen = 5,
523                 .refversn = 2,
524                 .refgaddr = __LC_CURRENT_PID,
525                 .refselmk = 1ULL << 48,
526                 .refcmpmk = 1ULL << 48,
527                 .reserved = __PF_RES_FIELD };
528         int rc;
529
530         if (pfault_disable)
531                 return -1;
532         asm volatile(
533                 "       diag    %1,%0,0x258\n"
534                 "0:     j       2f\n"
535                 "1:     la      %0,8\n"
536                 "2:\n"
537                 EX_TABLE(0b,1b)
538                 : "=d" (rc) : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
539         return rc;
540 }
541
542 void pfault_fini(void)
543 {
544         struct pfault_refbk refbk = {
545                 .refdiagc = 0x258,
546                 .reffcode = 1,
547                 .refdwlen = 5,
548                 .refversn = 2,
549         };
550
551         if (pfault_disable)
552                 return;
553         asm volatile(
554                 "       diag    %0,0,0x258\n"
555                 "0:\n"
556                 EX_TABLE(0b,0b)
557                 : : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
558 }
559
560 static DEFINE_SPINLOCK(pfault_lock);
561 static LIST_HEAD(pfault_list);
562
563 static void pfault_interrupt(struct ext_code ext_code,
564                              unsigned int param32, unsigned long param64)
565 {
566         struct task_struct *tsk;
567         __u16 subcode;
568         pid_t pid;
569
570         /*
571          * Get the external interruption subcode & pfault
572          * initial/completion signal bit. VM stores this 
573          * in the 'cpu address' field associated with the
574          * external interrupt. 
575          */
576         subcode = ext_code.subcode;
577         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
578                 return;
579         inc_irq_stat(IRQEXT_PFL);
580         /* Get the token (= pid of the affected task). */
581         pid = sizeof(void *) == 4 ? param32 : param64;
582         rcu_read_lock();
583         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
584         if (tsk)
585                 get_task_struct(tsk);
586         rcu_read_unlock();
587         if (!tsk)
588                 return;
589         spin_lock(&pfault_lock);
590         if (subcode & 0x0080) {
591                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
592                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
593                         /* Initial interrupt was faster than the completion
594                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
595                          * back to zero and wake up the process. This can
596                          * safely be done because the task is still sleeping
597                          * and can't produce new pfaults. */
598                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
599                         list_del(&tsk->thread.list);
600                         wake_up_process(tsk);
601                         put_task_struct(tsk);
602                 } else {
603                         /* Completion interrupt was faster than initial
604                          * interrupt. Set pfault_wait to -1 so the initial
605                          * interrupt doesn't put the task to sleep.
606                          * If the task is not running, ignore the completion
607                          * interrupt since it must be a leftover of a PFAULT
608                          * CANCEL operation which didn't remove all pending
609                          * completion interrupts. */
610                         if (tsk->state == TASK_RUNNING)
611                                 tsk->thread.pfault_wait = -1;
612                 }
613         } else {
614                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
615                 if (WARN_ON_ONCE(tsk != current))
616                         goto out;
617                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
618                         /* Already on the list with a reference: put to sleep */
619                         __set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
620                         set_tsk_need_resched(tsk);
621                 } else if (tsk->thread.pfault_wait == -1) {
622                         /* Completion interrupt was faster than the initial
623                          * interrupt (pfault_wait == -1). Set pfault_wait
624                          * back to zero and exit. */
625                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
626                 } else {
627                         /* Initial interrupt arrived before completion
628                          * interrupt. Let the task sleep.
629                          * An extra task reference is needed since a different
630                          * cpu may set the task state to TASK_RUNNING again
631                          * before the scheduler is reached. */
632                         get_task_struct(tsk);
633                         tsk->thread.pfault_wait = 1;
634                         list_add(&tsk->thread.list, &pfault_list);
635                         __set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
636                         set_tsk_need_resched(tsk);
637                 }
638         }
639 out:
640         spin_unlock(&pfault_lock);
641         put_task_struct(tsk);
642 }
643
644 static int pfault_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
645                              void *hcpu)
646 {
647         struct thread_struct *thread, *next;
648         struct task_struct *tsk;
649
650         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
651         case CPU_DEAD:
652                 spin_lock_irq(&pfault_lock);
653                 list_for_each_entry_safe(thread, next, &pfault_list, list) {
654                         thread->pfault_wait = 0;
655                         list_del(&thread->list);
656                         tsk = container_of(thread, struct task_struct, thread);
657                         wake_up_process(tsk);
658                         put_task_struct(tsk);
659                 }
660                 spin_unlock_irq(&pfault_lock);
661                 break;
662         default:
663                 break;
664         }
665         return NOTIFY_OK;
666 }
667
668 static int __init pfault_irq_init(void)
669 {
670         int rc;
671
672         rc = register_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
673         if (rc)
674                 goto out_extint;
675         rc = pfault_init() == 0 ? 0 : -EOPNOTSUPP;
676         if (rc)
677                 goto out_pfault;
678         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_SERVICE_SIGNAL);
679         hotcpu_notifier(pfault_cpu_notify, 0);
680         return 0;
681
682 out_pfault:
683         unregister_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
684 out_extint:
685         pfault_disable = 1;
686         return rc;
687 }
688 early_initcall(pfault_irq_init);
689
690 #endif /* CONFIG_PFAULT */