arch/tile/mm/fault.c

   1 /*
   2  * Copyright 2010 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
   7  *
   8  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  11  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
  12  *   more details.
  13  *
  14  * From i386 code copyright (C) 1995  Linus Torvalds
  15  */
  16
  17 #include <linux/signal.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/ptrace.h>
  24 #include <linux/mman.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/smp.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/init.h>
  29 #include <linux/tty.h>
  30 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
  31 #include <linux/highmem.h>
  32 #include <linux/module.h>
  33 #include <linux/kprobes.h>
  34 #include <linux/hugetlb.h>
  35 #include <linux/syscalls.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include <linux/kdebug.h>
  38
  39 #include <asm/pgalloc.h>
  40 #include <asm/sections.h>
  41 #include <asm/traps.h>
  42 #include <asm/syscalls.h>
  43
  44 #include <arch/interrupts.h>
  45
  46 static noinline void force_sig_info_fault(const char *type, int si_signo,
  47                                           int si_code, unsigned long address,
  48                                           int fault_num,
  49                                           struct task_struct *tsk,
  50                                           struct pt_regs *regs)
  51 {
  52         siginfo_t info;
  53
  54         if (unlikely(tsk->pid < 2)) {
  55                 panic("Signal %d (code %d) at %#lx sent to %s!",
  56                       si_signo, si_code & 0xffff, address,
  57                       is_idle_task(tsk) ? "the idle task" : "init");
  58         }
  59
  60         info.si_signo = si_signo;
  61         info.si_errno = 0;
  62         info.si_code = si_code;
  63         info.si_addr = (void __user *)address;
  64         info.si_trapno = fault_num;
  65         trace_unhandled_signal(type, regs, address, si_signo);
  66         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
  67 }
  68
  69 #ifndef __tilegx__
  70 /*
  71  * Synthesize the fault a PL0 process would get by doing a word-load of
  72  * an unaligned address or a high kernel address.
  73  */
  74 SYSCALL_DEFINE1(cmpxchg_badaddr, unsigned long, address)
  75 {
  76         struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
  77
  78         if (address >= PAGE_OFFSET)
  79                 force_sig_info_fault("atomic segfault", SIGSEGV, SEGV_MAPERR,
  80                                      address, INT_DTLB_MISS, current, regs);
  81         else
  82                 force_sig_info_fault("atomic alignment fault", SIGBUS,
  83                                      BUS_ADRALN, address,
  84                                      INT_UNALIGN_DATA, current, regs);
  85
  86         /*
  87          * Adjust pc to point at the actual instruction, which is unusual
  88          * for syscalls normally, but is appropriate when we are claiming
  89          * that a syscall swint1 caused a page fault or bus error.
  90          */
  91         regs->pc -= 8;
  92
  93         /*
  94          * Mark this as a caller-save interrupt, like a normal page fault,
  95          * so that when we go through the signal handler path we will
  96          * properly restore r0, r1, and r2 for the signal handler arguments.
  97          */
  98         regs->flags |= PT_FLAGS_CALLER_SAVES;
  99
 100         return 0;
 101 }
 102 #endif
 103
 104 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 105 {
 106         unsigned index = pgd_index(address);
 107         pgd_t *pgd_k;
 108         pud_t *pud, *pud_k;
 109         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 110
 111         pgd += index;
 112         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 113
 114         if (!pgd_present(*pgd_k))
 115                 return NULL;
 116
 117         pud = pud_offset(pgd, address);
 118         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 119         if (!pud_present(*pud_k))
 120                 return NULL;
 121
 122         pmd = pmd_offset(pud, address);
 123         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 124         if (!pmd_present(*pmd_k))
 125                 return NULL;
 126         if (!pmd_present(*pmd))
 127                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 128         else
 129                 BUG_ON(pmd_ptfn(*pmd) != pmd_ptfn(*pmd_k));
 130         return pmd_k;
 131 }
 132
 133 /*
 134  * Handle a fault on the vmalloc area.
 135  */
 136 static inline int vmalloc_fault(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 137 {
 138         pmd_t *pmd_k;
 139         pte_t *pte_k;
 140
 141         /* Make sure we are in vmalloc area */
 142         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 143                 return -1;
 144
 145         /*
 146          * Synchronize this task's top level page-table
 147          * with the 'reference' page table.
 148          */
 149         pmd_k = vmalloc_sync_one(pgd, address);
 150         if (!pmd_k)
 151                 return -1;
 152         if (pmd_huge(*pmd_k))
 153                 return 0;   /* support TILE huge_vmap() API */
 154         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 155         if (!pte_present(*pte_k))
 156                 return -1;
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 /* Wait until this PTE has completed migration. */
 161 static void wait_for_migration(pte_t *pte)
 162 {
 163         if (pte_migrating(*pte)) {
 164                 /*
 165                  * Wait until the migrater fixes up this pte.
 166                  * We scale the loop count by the clock rate so we'll wait for
 167                  * a few seconds here.
 168                  */
 169                 int retries = 0;
 170                 int bound = get_clock_rate();
 171                 while (pte_migrating(*pte)) {
 172                         barrier();
 173                         if (++retries > bound)
 174                                 panic("Hit migrating PTE (%#llx) and"
 175                                       " page PFN %#lx still migrating",
 176                                       pte->val, pte_pfn(*pte));
 177                 }
 178         }
 179 }
 180
 181 /*
 182  * It's not generally safe to use "current" to get the page table pointer,
 183  * since we might be running an oprofile interrupt in the middle of a
 184  * task switch.
 185  */
 186 static pgd_t *get_current_pgd(void)
 187 {
 188         HV_Context ctx = hv_inquire_context();
 189         unsigned long pgd_pfn = ctx.page_table >> PAGE_SHIFT;
 190         struct page *pgd_page = pfn_to_page(pgd_pfn);
 191         BUG_ON(PageHighMem(pgd_page));
 192         return (pgd_t *) __va(ctx.page_table);
 193 }
 194
 195 /*
 196  * We can receive a page fault from a migrating PTE at any time.
 197  * Handle it by just waiting until the fault resolves.
 198  *
 199  * It's also possible to get a migrating kernel PTE that resolves
 200  * itself during the downcall from hypervisor to Linux.  We just check
 201  * here to see if the PTE seems valid, and if so we retry it.
 202  *
 203  * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case.  We may be in an
 204  * interrupt or a critical region, and must do as little as possible.
 205  * Similarly, we can't use atomic ops here, since we may be handling a
 206  * fault caused by an atomic op access.
 207  *
 208  * If we find a migrating PTE while we're in an NMI context, and we're
 209  * at a PC that has a registered exception handler, we don't wait,
 210  * since this thread may (e.g.) have been interrupted while migrating
 211  * its own stack, which would then cause us to self-deadlock.
 212  */
 213 static int handle_migrating_pte(pgd_t *pgd, int fault_num,
 214                                 unsigned long address, unsigned long pc,
 215                                 int is_kernel_mode, int write)
 216 {
 217         pud_t *pud;
 218         pmd_t *pmd;
 219         pte_t *pte;
 220         pte_t pteval;
 221
 222         if (pgd_addr_invalid(address))
 223                 return 0;
 224
 225         pgd += pgd_index(address);
 226         pud = pud_offset(pgd, address);
 227         if (!pud || !pud_present(*pud))
 228                 return 0;
 229         pmd = pmd_offset(pud, address);
 230         if (!pmd || !pmd_present(*pmd))
 231                 return 0;
 232         pte = pmd_huge_page(*pmd) ? ((pte_t *)pmd) :
 233                 pte_offset_kernel(pmd, address);
 234         pteval = *pte;
 235         if (pte_migrating(pteval)) {
 236                 if (in_nmi() && search_exception_tables(pc))
 237                         return 0;
 238                 wait_for_migration(pte);
 239                 return 1;
 240         }
 241
 242         if (!is_kernel_mode || !pte_present(pteval))
 243                 return 0;
 244         if (fault_num == INT_ITLB_MISS) {
 245                 if (pte_exec(pteval))
 246                         return 1;
 247         } else if (write) {
 248                 if (pte_write(pteval))
 249                         return 1;
 250         } else {
 251                 if (pte_read(pteval))
 252                         return 1;
 253         }
 254
 255         return 0;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * This routine is responsible for faulting in user pages.
 260  * It passes the work off to one of the appropriate routines.
 261  * It returns true if the fault was successfully handled.
 262  */
 263 static int handle_page_fault(struct pt_regs *regs,
 264                              int fault_num,
 265                              int is_page_fault,
 266                              unsigned long address,
 267                              int write)
 268 {
 269         struct task_struct *tsk;
 270         struct mm_struct *mm;
 271         struct vm_area_struct *vma;
 272         unsigned long stack_offset;
 273         int fault;
 274         int si_code;
 275         int is_kernel_mode;
 276         pgd_t *pgd;
 277         unsigned int flags;
 278
 279         /* on TILE, protection faults are always writes */
 280         if (!is_page_fault)
 281                 write = 1;
 282
 283         flags = (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE |
 284                  (write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0));
 285
 286         is_kernel_mode = !user_mode(regs);
 287
 288         tsk = validate_current();
 289
 290         /*
 291          * Check to see if we might be overwriting the stack, and bail
 292          * out if so.  The page fault code is a relatively likely
 293          * place to get trapped in an infinite regress, and once we
 294          * overwrite the whole stack, it becomes very hard to recover.
 295          */
 296         stack_offset = stack_pointer & (THREAD_SIZE-1);
 297         if (stack_offset < THREAD_SIZE / 8) {
 298                 pr_alert("Potential stack overrun: sp %#lx\n",
 299                        stack_pointer);
 300                 show_regs(regs);
 301                 pr_alert("Killing current process %d/%s\n",
 302                        tsk->pid, tsk->comm);
 303                 do_group_exit(SIGKILL);
 304         }
 305
 306         /*
 307          * Early on, we need to check for migrating PTE entries;
 308          * see homecache.c.  If we find a migrating PTE, we wait until
 309          * the backing page claims to be done migrating, then we proceed.
 310          * For kernel PTEs, we rewrite the PTE and return and retry.
 311          * Otherwise, we treat the fault like a normal "no PTE" fault,
 312          * rather than trying to patch up the existing PTE.
 313          */
 314         pgd = get_current_pgd();
 315         if (handle_migrating_pte(pgd, fault_num, address, regs->pc,
 316                                  is_kernel_mode, write))
 317                 return 1;
 318
 319         si_code = SEGV_MAPERR;
 320
 321         /*
 322          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 323          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 324          *
 325          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 326          * be in an interrupt or a critical region, and should
 327          * only copy the information from the master page table,
 328          * nothing more.
 329          *
 330          * This verifies that the fault happens in kernel space
 331          * and that the fault was not a protection fault.
 332          */
 333         if (unlikely(address >= TASK_SIZE &&
 334                      !is_arch_mappable_range(address, 0))) {
 335                 if (is_kernel_mode && is_page_fault &&
 336                     vmalloc_fault(pgd, address) >= 0)
 337                         return 1;
 338                 /*
 339                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
 340                  * fault we could otherwise deadlock.
 341                  */
 342                 mm = NULL;  /* happy compiler */
 343                 vma = NULL;
 344                 goto bad_area_nosemaphore;
 345         }
 346
 347         /*
 348          * If we're trying to touch user-space addresses, we must
 349          * be either at PL0, or else with interrupts enabled in the
 350          * kernel, so either way we can re-enable interrupts here
 351          * unless we are doing atomic access to user space with
 352          * interrupts disabled.
 353          */
 354         if (!(regs->flags & PT_FLAGS_DISABLE_IRQ))
 355                 local_irq_enable();
 356
 357         mm = tsk->mm;
 358
 359         /*
 360          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
 361          * atomic region then we must not take the fault.
 362          */
 363         if (in_atomic() || !mm) {
 364                 vma = NULL;  /* happy compiler */
 365                 goto bad_area_nosemaphore;
 366         }
 367
 368         /*
 369          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
 370          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 371          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
 372          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
 373          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 374          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 375          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 376          * exceptions table.
 377          *
 378          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 379          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
 380          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 381          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 382          * thus avoiding the deadlock.
 383          */
 384         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 385                 if (is_kernel_mode &&
 386                     !search_exception_tables(regs->pc)) {
 387                         vma = NULL;  /* happy compiler */
 388                         goto bad_area_nosemaphore;
 389                 }
 390
 391 retry:
 392                 down_read(&mm->mmap_sem);
 393         }
 394
 395         vma = find_vma(mm, address);
 396         if (!vma)
 397                 goto bad_area;
 398         if (vma->vm_start <= address)
 399                 goto good_area;
 400         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 401                 goto bad_area;
 402         if (regs->sp < PAGE_OFFSET) {
 403                 /*
 404                  * accessing the stack below sp is always a bug.
 405                  */
 406                 if (address < regs->sp)
 407                         goto bad_area;
 408         }
 409         if (expand_stack(vma, address))
 410                 goto bad_area;
 411
 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         if (fault_num == INT_ITLB_MISS) {
 419                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXEC))
 420                         goto bad_area;
 421         } else if (write) {
 422 #ifdef TEST_VERIFY_AREA
 423                 if (!is_page_fault && regs->cs == KERNEL_CS)
 424                         pr_err("WP fault at "REGFMT"\n", regs->eip);
 425 #endif
 426                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 427                         goto bad_area;
 428         } else {
 429                 if (!is_page_fault || !(vma->vm_flags & VM_READ))
 430                         goto bad_area;
 431         }
 432
 433         /*
 434          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 435          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 436          * the fault.
 437          */
 438         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
 439
 440         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current))
 441                 return 0;
 442
 443         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 444                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 445                         goto out_of_memory;
 446                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 447                         goto do_sigbus;
 448                 BUG();
 449         }
 450         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
 451                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 452                         tsk->maj_flt++;
 453                 else
 454                         tsk->min_flt++;
 455                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 456                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
 457                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 458
 459                          /*
 460                           * No need to up_read(&mm->mmap_sem) as we would
 461                           * have already released it in __lock_page_or_retry
 462                           * in mm/filemap.c.
 463                           */
 464                         goto retry;
 465                 }
 466         }
 467
 468 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 469         /* If this was a DMA TLB fault, restart the DMA engine. */
 470         switch (fault_num) {
 471         case INT_DMATLB_MISS:
 472         case INT_DMATLB_MISS_DWNCL:
 473         case INT_DMATLB_ACCESS:
 474         case INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL:
 475                 __insn_mtspr(SPR_DMA_CTR, SPR_DMA_CTR__REQUEST_MASK);
 476                 break;
 477         }
 478 #endif
 479
 480         up_read(&mm->mmap_sem);
 481         return 1;
 482
 483 /*
 484  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 485  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 486  */
 487 bad_area:
 488         up_read(&mm->mmap_sem);
 489
 490 bad_area_nosemaphore:
 491         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 492         if (!is_kernel_mode) {
 493                 /*
 494                  * It's possible to have interrupts off here.
 495                  */
 496                 local_irq_enable();
 497
 498                 force_sig_info_fault("segfault", SIGSEGV, si_code, address,
 499                                      fault_num, tsk, regs);
 500                 return 0;
 501         }
 502
 503 no_context:
 504         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 505         if (fixup_exception(regs))
 506                 return 0;
 507
 508 /*
 509  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 510  * terminate things with extreme prejudice.
 511  */
 512
 513         bust_spinlocks(1);
 514
 515         /* FIXME: no lookup_address() yet */
 516 #ifdef SUPPORT_LOOKUP_ADDRESS
 517         if (fault_num == INT_ITLB_MISS) {
 518                 pte_t *pte = lookup_address(address);
 519
 520                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec_kernel(*pte))
 521                         pr_crit("kernel tried to execute"
 522                                " non-executable page - exploit attempt?"
 523                                " (uid: %d)\n", current->uid);
 524         }
 525 #endif
 526         if (address < PAGE_SIZE)
 527                 pr_alert("Unable to handle kernel NULL pointer dereference\n");
 528         else
 529                 pr_alert("Unable to handle kernel paging request\n");
 530         pr_alert(" at virtual address "REGFMT", pc "REGFMT"\n",
 531                  address, regs->pc);
 532
 533         show_regs(regs);
 534
 535         if (unlikely(tsk->pid < 2)) {
 536                 panic("Kernel page fault running %s!",
 537                       is_idle_task(tsk) ? "the idle task" : "init");
 538         }
 539
 540         /*
 541          * More FIXME: we should probably copy the i386 here and
 542          * implement a generic die() routine.  Not today.
 543          */
 544 #ifdef SUPPORT_DIE
 545         die("Oops", regs);
 546 #endif
 547         bust_spinlocks(1);
 548
 549         do_group_exit(SIGKILL);
 550
 551 /*
 552  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 553  * us unable to handle the page fault gracefully.
 554  */
 555 out_of_memory:
 556         up_read(&mm->mmap_sem);
 557         if (is_kernel_mode)
 558                 goto no_context;
 559         pagefault_out_of_memory();
 560         return 0;
 561
 562 do_sigbus:
 563         up_read(&mm->mmap_sem);
 564
 565         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 566         if (is_kernel_mode)
 567                 goto no_context;
 568
 569         force_sig_info_fault("bus error", SIGBUS, BUS_ADRERR, address,
 570                              fault_num, tsk, regs);
 571         return 0;
 572 }
 573
 574 #ifndef __tilegx__
 575
 576 /* We must release ICS before panicking or we won't get anywhere. */
 577 #define ics_panic(fmt, ...) do { \
 578         __insn_mtspr(SPR_INTERRUPT_CRITICAL_SECTION, 0); \
 579         panic(fmt, __VA_ARGS__); \
 580 } while (0)
 581
 582 /*
 583  * When we take an ITLB or DTLB fault or access violation in the
 584  * supervisor while the critical section bit is set, the hypervisor is
 585  * reluctant to write new values into the EX_CONTEXT_K_x registers,
 586  * since that might indicate we have not yet squirreled the SPR
 587  * contents away and can thus safely take a recursive interrupt.
 588  * Accordingly, the hypervisor passes us the PC via SYSTEM_SAVE_K_2.
 589  *
 590  * Note that this routine is called before homecache_tlb_defer_enter(),
 591  * which means that we can properly unlock any atomics that might
 592  * be used there (good), but also means we must be very sensitive
 593  * to not touch any data structures that might be located in memory
 594  * that could migrate, as we could be entering the kernel on a dataplane
 595  * cpu that has been deferring kernel TLB updates.  This means, for
 596  * example, that we can't migrate init_mm or its pgd.
 597  */
 598 struct intvec_state do_page_fault_ics(struct pt_regs *regs, int fault_num,
 599                                       unsigned long address,
 600                                       unsigned long info)
 601 {
 602         unsigned long pc = info & ~1;
 603         int write = info & 1;
 604         pgd_t *pgd = get_current_pgd();
 605
 606         /* Retval is 1 at first since we will handle the fault fully. */
 607         struct intvec_state state = {
 608                 do_page_fault, fault_num, address, write, 1
 609         };
 610
 611         /* Validate that we are plausibly in the right routine. */
 612         if ((pc & 0x7) != 0 || pc < PAGE_OFFSET ||
 613             (fault_num != INT_DTLB_MISS &&
 614              fault_num != INT_DTLB_ACCESS)) {
 615                 unsigned long old_pc = regs->pc;
 616                 regs->pc = pc;
 617                 ics_panic("Bad ICS page fault args:"
 618                           " old PC %#lx, fault %d/%d at %#lx\n",
 619                           old_pc, fault_num, write, address);
 620         }
 621
 622         /* We might be faulting on a vmalloc page, so check that first. */
 623         if (fault_num != INT_DTLB_ACCESS && vmalloc_fault(pgd, address) >= 0)
 624                 return state;
 625
 626         /*
 627          * If we faulted with ICS set in sys_cmpxchg, we are providing
 628          * a user syscall service that should generate a signal on
 629          * fault.  We didn't set up a kernel stack on initial entry to
 630          * sys_cmpxchg, but instead had one set up by the fault, which
 631          * (because sys_cmpxchg never releases ICS) came to us via the
 632          * SYSTEM_SAVE_K_2 mechanism, and thus EX_CONTEXT_K_[01] are
 633          * still referencing the original user code.  We release the
 634          * atomic lock and rewrite pt_regs so that it appears that we
 635          * came from user-space directly, and after we finish the
 636          * fault we'll go back to user space and re-issue the swint.
 637          * This way the backtrace information is correct if we need to
 638          * emit a stack dump at any point while handling this.
 639          *
 640          * Must match register use in sys_cmpxchg().
 641          */
 642         if (pc >= (unsigned long) sys_cmpxchg &&
 643             pc < (unsigned long) __sys_cmpxchg_end) {
 644 #ifdef CONFIG_SMP
 645                 /* Don't unlock before we could have locked. */
 646                 if (pc >= (unsigned long)__sys_cmpxchg_grab_lock) {
 647                         int *lock_ptr = (int *)(regs->regs[ATOMIC_LOCK_REG]);
 648                         __atomic_fault_unlock(lock_ptr);
 649                 }
 650 #endif
 651                 regs->sp = regs->regs[27];
 652         }
 653
 654         /*
 655          * We can also fault in the atomic assembly, in which
 656          * case we use the exception table to do the first-level fixup.
 657          * We may re-fixup again in the real fault handler if it
 658          * turns out the faulting address is just bad, and not,
 659          * for example, migrating.
 660          */
 661         else if (pc >= (unsigned long) __start_atomic_asm_code &&
 662                    pc < (unsigned long) __end_atomic_asm_code) {
 663                 const struct exception_table_entry *fixup;
 664 #ifdef CONFIG_SMP
 665                 /* Unlock the atomic lock. */
 666                 int *lock_ptr = (int *)(regs->regs[ATOMIC_LOCK_REG]);
 667                 __atomic_fault_unlock(lock_ptr);
 668 #endif
 669                 fixup = search_exception_tables(pc);
 670                 if (!fixup)
 671                         ics_panic("ICS atomic fault not in table:"
 672                                   " PC %#lx, fault %d", pc, fault_num);
 673                 regs->pc = fixup->fixup;
 674                 regs->ex1 = PL_ICS_EX1(KERNEL_PL, 0);
 675         }
 676
 677         /*
 678          * Now that we have released the atomic lock (if necessary),
 679          * it's safe to spin if the PTE that caused the fault was migrating.
 680          */
 681         if (fault_num == INT_DTLB_ACCESS)
 682                 write = 1;
 683         if (handle_migrating_pte(pgd, fault_num, address, pc, 1, write))
 684                 return state;
 685
 686         /* Return zero so that we continue on with normal fault handling. */
 687         state.retval = 0;
 688         return state;
 689 }
 690
 691 #endif /* !__tilegx__ */
 692
 693 /*
 694  * This routine handles page faults.  It determines the address, and the
 695  * problem, and then passes it handle_page_fault() for normal DTLB and
 696  * ITLB issues, and for DMA or SN processor faults when we are in user
 697  * space.  For the latter, if we're in kernel mode, we just save the
 698  * interrupt away appropriately and return immediately.  We can't do
 699  * page faults for user code while in kernel mode.
 700  */
 701 void do_page_fault(struct pt_regs *regs, int fault_num,
 702                    unsigned long address, unsigned long write)
 703 {
 704         int is_page_fault;
 705
 706 #ifdef CONFIG_KPROBES
 707         /*
 708          * This is to notify the fault handler of the kprobes.  The
 709          * exception code is redundant as it is also carried in REGS,
 710          * but we pass it anyhow.
 711          */
 712         if (notify_die(DIE_PAGE_FAULT, "page fault", regs, -1,
 713                        regs->faultnum, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 714                 return;
 715 #endif
 716
 717 #ifdef __tilegx__
 718         /*
 719          * We don't need early do_page_fault_ics() support, since unlike
 720          * Pro we don't need to worry about unlocking the atomic locks.
 721          * There is only one current case in GX where we touch any memory
 722          * under ICS other than our own kernel stack, and we handle that
 723          * here.  (If we crash due to trying to touch our own stack,
 724          * we're in too much trouble for C code to help out anyway.)
 725          */
 726         if (write & ~1) {
 727                 unsigned long pc = write & ~1;
 728                 if (pc >= (unsigned long) __start_unalign_asm_code &&
 729                     pc < (unsigned long) __end_unalign_asm_code) {
 730                         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 731                         /*
 732                          * Our EX_CONTEXT is still what it was from the
 733                          * initial unalign exception, but now we've faulted
 734                          * on the JIT page.  We would like to complete the
 735                          * page fault however is appropriate, and then retry
 736                          * the instruction that caused the unalign exception.
 737                          * Our state has been "corrupted" by setting the low
 738                          * bit in "sp", and stashing r0..r3 in the
 739                          * thread_info area, so we revert all of that, then
 740                          * continue as if this were a normal page fault.
 741                          */
 742                         regs->sp &= ~1UL;
 743                         regs->regs[0] = ti->unalign_jit_tmp[0];
 744                         regs->regs[1] = ti->unalign_jit_tmp[1];
 745                         regs->regs[2] = ti->unalign_jit_tmp[2];
 746                         regs->regs[3] = ti->unalign_jit_tmp[3];
 747                         write &= 1;
 748                 } else {
 749                         pr_alert("%s/%d: ICS set at page fault at %#lx: %#lx\n",
 750                                  current->comm, current->pid, pc, address);
 751                         show_regs(regs);
 752                         do_group_exit(SIGKILL);
 753                         return;
 754                 }
 755         }
 756 #else
 757         /* This case should have been handled by do_page_fault_ics(). */
 758         BUG_ON(write & ~1);
 759 #endif
 760
 761 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 762         /*
 763          * If it's a DMA fault, suspend the transfer while we're
 764          * handling the miss; we'll restart after it's handled.  If we
 765          * don't suspend, it's possible that this process could swap
 766          * out and back in, and restart the engine since the DMA is
 767          * still 'running'.
 768          */
 769         if (fault_num == INT_DMATLB_MISS ||
 770             fault_num == INT_DMATLB_ACCESS ||
 771             fault_num == INT_DMATLB_MISS_DWNCL ||
 772             fault_num == INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL) {
 773                 __insn_mtspr(SPR_DMA_CTR, SPR_DMA_CTR__SUSPEND_MASK);
 774                 while (__insn_mfspr(SPR_DMA_USER_STATUS) &
 775                        SPR_DMA_STATUS__BUSY_MASK)
 776                         ;
 777         }
 778 #endif
 779
 780         /* Validate fault num and decide if this is a first-time page fault. */
 781         switch (fault_num) {
 782         case INT_ITLB_MISS:
 783         case INT_DTLB_MISS:
 784 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 785         case INT_DMATLB_MISS:
 786         case INT_DMATLB_MISS_DWNCL:
 787 #endif
 788                 is_page_fault = 1;
 789                 break;
 790
 791         case INT_DTLB_ACCESS:
 792 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 793         case INT_DMATLB_ACCESS:
 794         case INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL:
 795 #endif
 796                 is_page_fault = 0;
 797                 break;
 798
 799         default:
 800                 panic("Bad fault number %d in do_page_fault", fault_num);
 801         }
 802
 803 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 804         if (!user_mode(regs)) {
 805                 struct async_tlb *async;
 806                 switch (fault_num) {
 807 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 808                 case INT_DMATLB_MISS:
 809                 case INT_DMATLB_ACCESS:
 810                 case INT_DMATLB_MISS_DWNCL:
 811                 case INT_DMATLB_ACCESS_DWNCL:
 812                         async = &current->thread.dma_async_tlb;
 813                         break;
 814 #endif
 815                 default:
 816                         async = NULL;
 817                 }
 818                 if (async) {
 819
 820                         /*
 821                          * No vmalloc check required, so we can allow
 822                          * interrupts immediately at this point.
 823                          */
 824                         local_irq_enable();
 825
 826                         set_thread_flag(TIF_ASYNC_TLB);
 827                         if (async->fault_num != 0) {
 828                                 panic("Second async fault %d;"
 829                                       " old fault was %d (%#lx/%ld)",
 830                                       fault_num, async->fault_num,
 831                                       address, write);
 832                         }
 833                         BUG_ON(fault_num == 0);
 834                         async->fault_num = fault_num;
 835                         async->is_fault = is_page_fault;
 836                         async->is_write = write;
 837                         async->address = address;
 838                         return;
 839                 }
 840         }
 841 #endif
 842
 843         handle_page_fault(regs, fault_num, is_page_fault, address, write);
 844 }
 845
 846
 847 #if CHIP_HAS_TILE_DMA()
 848 /*
 849  * This routine effectively re-issues asynchronous page faults
 850  * when we are returning to user space.
 851  */
 852 void do_async_page_fault(struct pt_regs *regs)
 853 {
 854         struct async_tlb *async = &current->thread.dma_async_tlb;
 855
 856         /*
 857          * Clear thread flag early.  If we re-interrupt while processing
 858          * code here, we will reset it and recall this routine before
 859          * returning to user space.
 860          */
 861         clear_thread_flag(TIF_ASYNC_TLB);
 862
 863         if (async->fault_num) {
 864                 /*
 865                  * Clear async->fault_num before calling the page-fault
 866                  * handler so that if we re-interrupt before returning
 867                  * from the function we have somewhere to put the
 868                  * information from the new interrupt.
 869                  */
 870                 int fault_num = async->fault_num;
 871                 async->fault_num = 0;
 872                 handle_page_fault(regs, fault_num, async->is_fault,
 873                                   async->address, async->is_write);
 874         }
 875 }
 876 #endif /* CHIP_HAS_TILE_DMA() */
 877
 878
 879 void vmalloc_sync_all(void)
 880 {
 881 #ifdef __tilegx__
 882         /* Currently all L1 kernel pmd's are static and shared. */
 883         BUILD_BUG_ON(pgd_index(VMALLOC_END - PAGE_SIZE) !=
 884                      pgd_index(VMALLOC_START));
 885 #else
 886         /*
 887          * Note that races in the updates of insync and start aren't
 888          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
 889          * start are only improving performance (without affecting correctness
 890          * if undone).
 891          */
 892         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
 893         static unsigned long start = PAGE_OFFSET;
 894         unsigned long address;
 895
 896         BUILD_BUG_ON(PAGE_OFFSET & ~PGDIR_MASK);
 897         for (address = start; address >= PAGE_OFFSET; address += PGDIR_SIZE) {
 898                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
 899                         unsigned long flags;
 900                         struct list_head *pos;
 901
 902                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 903                         list_for_each(pos, &pgd_list)
 904                                 if (!vmalloc_sync_one(list_to_pgd(pos),
 905                                                                 address)) {
 906                                         /* Must be at first entry in list. */
 907                                         BUG_ON(pos != pgd_list.next);
 908                                         break;
 909                                 }
 910                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 911                         if (pos != pgd_list.next)
 912                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
 913                 }
 914                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
 915                         start = address + PGDIR_SIZE;
 916         }
 917 #endif
 918 }