ARM: OMAP: Move plat/omap-serial.h to include/linux/platform_data/serial-omap.h
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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;
55
56 void fault_init(void)
57 {
58         if (test_facility(2) && test_facility(75))
59                 store_indication = 0xc00;
60 }
61
62 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
63 {
64         int ret = 0;
65
66         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
67         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
68                 preempt_disable();
69                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
70                         ret = 1;
71                 preempt_enable();
72         }
73         return ret;
74 }
75
76
77 /*
78  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
79  * message out.
80  */
81 void bust_spinlocks(int yes)
82 {
83         if (yes) {
84                 oops_in_progress = 1;
85         } else {
86                 int loglevel_save = console_loglevel;
87                 console_unblank();
88                 oops_in_progress = 0;
89                 /*
90                  * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
91                  * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
92                  * a poke.  Hold onto your hats...
93                  */
94                 console_loglevel = 15;
95                 printk(" ");
96                 console_loglevel = loglevel_save;
97         }
98 }
99
100 /*
101  * Returns the address space associated with the fault.
102  * Returns 0 for kernel space and 1 for user space.
103  */
104 static inline int user_space_fault(unsigned long trans_exc_code)
105 {
106         /*
107          * The lowest two bits of the translation exception
108          * identification indicate which paging table was used.
109          */
110         trans_exc_code &= 3;
111         if (trans_exc_code == 2)
112                 /* Access via secondary space, set_fs setting decides */
113                 return current->thread.mm_segment.ar4;
114         if (s390_user_mode == HOME_SPACE_MODE)
115                 /* User space if the access has been done via home space. */
116                 return trans_exc_code == 3;
117         /*
118          * If the user space is not the home space the kernel runs in home
119          * space. Access via secondary space has already been covered,
120          * access via primary space or access register is from user space
121          * and access via home space is from the kernel.
122          */
123         return trans_exc_code != 3;
124 }
125
126 static inline void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long signr)
127 {
128         if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
129                 return;
130         if (!unhandled_signal(current, signr))
131                 return;
132         if (!printk_ratelimit())
133                 return;
134         printk(KERN_ALERT "User process fault: interruption code 0x%X ",
135                regs->int_code);
136         print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
137         printk(KERN_CONT "\n");
138         printk(KERN_ALERT "failing address: %lX\n",
139                regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
140         show_regs(regs);
141 }
142
143 /*
144  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
145  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
146  */
147 static noinline void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, int si_code)
148 {
149         struct siginfo si;
150
151         report_user_fault(regs, SIGSEGV);
152         si.si_signo = SIGSEGV;
153         si.si_code = si_code;
154         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
155         force_sig_info(SIGSEGV, &si, current);
156 }
157
158 static noinline void do_no_context(struct pt_regs *regs)
159 {
160         const struct exception_table_entry *fixup;
161         unsigned long address;
162
163         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
164         fixup = search_exception_tables(regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
165         if (fixup) {
166                 regs->psw.addr = extable_fixup(fixup) | PSW_ADDR_AMODE;
167                 return;
168         }
169
170         /*
171          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
172          * terminate things with extreme prejudice.
173          */
174         address = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
175         if (!user_space_fault(regs->int_parm_long))
176                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
177                        " at virtual kernel address %p\n", (void *)address);
178         else
179                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
180                        " at virtual user address %p\n", (void *)address);
181
182         die(regs, "Oops");
183         do_exit(SIGKILL);
184 }
185
186 static noinline void do_low_address(struct pt_regs *regs)
187 {
188         /* Low-address protection hit in kernel mode means
189            NULL pointer write access in kernel mode.  */
190         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
191                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'. */
192                 die (regs, "Low-address protection");
193                 do_exit(SIGKILL);
194         }
195
196         do_no_context(regs);
197 }
198
199 static noinline void do_sigbus(struct pt_regs *regs)
200 {
201         struct task_struct *tsk = current;
202         struct siginfo si;
203
204         /*
205          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
206          * or user mode.
207          */
208         si.si_signo = SIGBUS;
209         si.si_errno = 0;
210         si.si_code = BUS_ADRERR;
211         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
212         force_sig_info(SIGBUS, &si, tsk);
213 }
214
215 static noinline void do_fault_error(struct pt_regs *regs, int fault)
216 {
217         int si_code;
218
219         switch (fault) {
220         case VM_FAULT_BADACCESS:
221         case VM_FAULT_BADMAP:
222                 /* Bad memory access. Check if it is kernel or user space. */
223                 if (user_mode(regs)) {
224                         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
225                         si_code = (fault == VM_FAULT_BADMAP) ?
226                                 SEGV_MAPERR : SEGV_ACCERR;
227                         do_sigsegv(regs, si_code);
228                         return;
229                 }
230         case VM_FAULT_BADCONTEXT:
231                 do_no_context(regs);
232                 break;
233         case VM_FAULT_SIGNAL:
234                 if (!user_mode(regs))
235                         do_no_context(regs);
236                 break;
237         default: /* fault & VM_FAULT_ERROR */
238                 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
239                         if (!user_mode(regs))
240                                 do_no_context(regs);
241                         else
242                                 pagefault_out_of_memory();
243                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
244                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
245                         if (!user_mode(regs))
246                                 do_no_context(regs);
247                         else
248                                 do_sigbus(regs);
249                 } else
250                         BUG();
251                 break;
252         }
253 }
254
255 /*
256  * This routine handles page faults.  It determines the address,
257  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
258  * routines.
259  *
260  * interruption code (int_code):
261  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suprression)
262  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
263  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
264  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
265  */
266 static inline int do_exception(struct pt_regs *regs, int access)
267 {
268         struct task_struct *tsk;
269         struct mm_struct *mm;
270         struct vm_area_struct *vma;
271         unsigned long trans_exc_code;
272         unsigned long address;
273         unsigned int flags;
274         int fault;
275
276         if (notify_page_fault(regs))
277                 return 0;
278
279         tsk = current;
280         mm = tsk->mm;
281         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
282
283         /*
284          * Verify that the fault happened in user space, that
285          * we are not in an interrupt and that there is a 
286          * user context.
287          */
288         fault = VM_FAULT_BADCONTEXT;
289         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
290                 goto out;
291
292         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
293         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
294         flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
295         if (access == VM_WRITE || (trans_exc_code & store_indication) == 0x400)
296                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
297         down_read(&mm->mmap_sem);
298
299 #ifdef CONFIG_PGSTE
300         if ((current->flags & PF_VCPU) && S390_lowcore.gmap) {
301                 address = __gmap_fault(address,
302                                      (struct gmap *) S390_lowcore.gmap);
303                 if (address == -EFAULT) {
304                         fault = VM_FAULT_BADMAP;
305                         goto out_up;
306                 }
307                 if (address == -ENOMEM) {
308                         fault = VM_FAULT_OOM;
309                         goto out_up;
310                 }
311         }
312 #endif
313
314 retry:
315         fault = VM_FAULT_BADMAP;
316         vma = find_vma(mm, address);
317         if (!vma)
318                 goto out_up;
319
320         if (unlikely(vma->vm_start > address)) {
321                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
322                         goto out_up;
323                 if (expand_stack(vma, address))
324                         goto out_up;
325         }
326
327         /*
328          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
329          * we can handle it..
330          */
331         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
332         if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
333                 goto out_up;
334
335         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
336                 address &= HPAGE_MASK;
337         /*
338          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
339          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
340          * the fault.
341          */
342         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
343         /* No reason to continue if interrupted by SIGKILL. */
344         if ((fault & VM_FAULT_RETRY) && fatal_signal_pending(current)) {
345                 fault = VM_FAULT_SIGNAL;
346                 goto out;
347         }
348         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
349                 goto out_up;
350
351         /*
352          * Major/minor page fault accounting is only done on the
353          * initial attempt. If we go through a retry, it is extremely
354          * likely that the page will be found in page cache at that point.
355          */
356         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
357                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
358                         tsk->maj_flt++;
359                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1,
360                                       regs, address);
361                 } else {
362                         tsk->min_flt++;
363                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1,
364                                       regs, address);
365                 }
366                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
367                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
368                          * of starvation. */
369                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
370                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
371                         down_read(&mm->mmap_sem);
372                         goto retry;
373                 }
374         }
375         /*
376          * The instruction that caused the program check will
377          * be repeated. Don't signal single step via SIGTRAP.
378          */
379         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_PER_TRAP);
380         fault = 0;
381 out_up:
382         up_read(&mm->mmap_sem);
383 out:
384         return fault;
385 }
386
387 void __kprobes do_protection_exception(struct pt_regs *regs)
388 {
389         unsigned long trans_exc_code;
390         int fault;
391
392         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
393         /* Protection exception is suppressing, decrement psw address. */
394         regs->psw.addr = __rewind_psw(regs->psw, regs->int_code >> 16);
395         /*
396          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
397          * as a special case because the translation exception code
398          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
399          */
400         if (unlikely(!(trans_exc_code & 4))) {
401                 do_low_address(regs);
402                 return;
403         }
404         fault = do_exception(regs, VM_WRITE);
405         if (unlikely(fault))
406                 do_fault_error(regs, fault);
407 }
408
409 void __kprobes do_dat_exception(struct pt_regs *regs)
410 {
411         int access, fault;
412
413         access = VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE;
414         fault = do_exception(regs, access);
415         if (unlikely(fault))
416                 do_fault_error(regs, fault);
417 }
418
419 #ifdef CONFIG_64BIT
420 void __kprobes do_asce_exception(struct pt_regs *regs)
421 {
422         struct mm_struct *mm = current->mm;
423         struct vm_area_struct *vma;
424         unsigned long trans_exc_code;
425
426         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
427         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
428                 goto no_context;
429
430         down_read(&mm->mmap_sem);
431         vma = find_vma(mm, trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK);
432         up_read(&mm->mmap_sem);
433
434         if (vma) {
435                 update_mm(mm, current);
436                 return;
437         }
438
439         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
440         if (user_mode(regs)) {
441                 do_sigsegv(regs, SEGV_MAPERR);
442                 return;
443         }
444
445 no_context:
446         do_no_context(regs);
447 }
448 #endif
449
450 int __handle_fault(unsigned long uaddr, unsigned long pgm_int_code, int write)
451 {
452         struct pt_regs regs;
453         int access, fault;
454
455         /* Emulate a uaccess fault from kernel mode. */
456         regs.psw.mask = psw_kernel_bits | PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
457         if (!irqs_disabled())
458                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT;
459         regs.psw.addr = (unsigned long) __builtin_return_address(0);
460         regs.psw.addr |= PSW_ADDR_AMODE;
461         regs.int_code = pgm_int_code;
462         regs.int_parm_long = (uaddr & PAGE_MASK) | 2;
463         access = write ? VM_WRITE : VM_READ;
464         fault = do_exception(&regs, access);
465         /*
466          * Since the fault happened in kernel mode while performing a uaccess
467          * all we need to do now is emulating a fixup in case "fault" is not
468          * zero.
469          * For the calling uaccess functions this results always in -EFAULT.
470          */
471         return fault ? -EFAULT : 0;
472 }
473
474 #ifdef CONFIG_PFAULT 
475 /*
476  * 'pfault' pseudo page faults routines.
477  */
478 static int pfault_disable;
479
480 static int __init nopfault(char *str)
481 {
482         pfault_disable = 1;
483         return 1;
484 }
485
486 __setup("nopfault", nopfault);
487
488 struct pfault_refbk {
489         u16 refdiagc;
490         u16 reffcode;
491         u16 refdwlen;
492         u16 refversn;
493         u64 refgaddr;
494         u64 refselmk;
495         u64 refcmpmk;
496         u64 reserved;
497 } __attribute__ ((packed, aligned(8)));
498
499 int pfault_init(void)
500 {
501         struct pfault_refbk refbk = {
502                 .refdiagc = 0x258,
503                 .reffcode = 0,
504                 .refdwlen = 5,
505                 .refversn = 2,
506                 .refgaddr = __LC_CURRENT_PID,
507                 .refselmk = 1ULL << 48,
508                 .refcmpmk = 1ULL << 48,
509                 .reserved = __PF_RES_FIELD };
510         int rc;
511
512         if (pfault_disable)
513                 return -1;
514         asm volatile(
515                 "       diag    %1,%0,0x258\n"
516                 "0:     j       2f\n"
517                 "1:     la      %0,8\n"
518                 "2:\n"
519                 EX_TABLE(0b,1b)
520                 : "=d" (rc) : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
521         return rc;
522 }
523
524 void pfault_fini(void)
525 {
526         struct pfault_refbk refbk = {
527                 .refdiagc = 0x258,
528                 .reffcode = 1,
529                 .refdwlen = 5,
530                 .refversn = 2,
531         };
532
533         if (pfault_disable)
534                 return;
535         asm volatile(
536                 "       diag    %0,0,0x258\n"
537                 "0:\n"
538                 EX_TABLE(0b,0b)
539                 : : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
540 }
541
542 static DEFINE_SPINLOCK(pfault_lock);
543 static LIST_HEAD(pfault_list);
544
545 static void pfault_interrupt(struct ext_code ext_code,
546                              unsigned int param32, unsigned long param64)
547 {
548         struct task_struct *tsk;
549         __u16 subcode;
550         pid_t pid;
551
552         /*
553          * Get the external interruption subcode & pfault
554          * initial/completion signal bit. VM stores this 
555          * in the 'cpu address' field associated with the
556          * external interrupt. 
557          */
558         subcode = ext_code.subcode;
559         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
560                 return;
561         kstat_cpu(smp_processor_id()).irqs[EXTINT_PFL]++;
562         /* Get the token (= pid of the affected task). */
563         pid = sizeof(void *) == 4 ? param32 : param64;
564         rcu_read_lock();
565         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
566         if (tsk)
567                 get_task_struct(tsk);
568         rcu_read_unlock();
569         if (!tsk)
570                 return;
571         spin_lock(&pfault_lock);
572         if (subcode & 0x0080) {
573                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
574                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
575                         /* Initial interrupt was faster than the completion
576                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
577                          * back to zero and wake up the process. This can
578                          * safely be done because the task is still sleeping
579                          * and can't produce new pfaults. */
580                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
581                         list_del(&tsk->thread.list);
582                         wake_up_process(tsk);
583                         put_task_struct(tsk);
584                 } else {
585                         /* Completion interrupt was faster than initial
586                          * interrupt. Set pfault_wait to -1 so the initial
587                          * interrupt doesn't put the task to sleep.
588                          * If the task is not running, ignore the completion
589                          * interrupt since it must be a leftover of a PFAULT
590                          * CANCEL operation which didn't remove all pending
591                          * completion interrupts. */
592                         if (tsk->state == TASK_RUNNING)
593                                 tsk->thread.pfault_wait = -1;
594                 }
595         } else {
596                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
597                 if (WARN_ON_ONCE(tsk != current))
598                         goto out;
599                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
600                         /* Already on the list with a reference: put to sleep */
601                         __set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
602                         set_tsk_need_resched(tsk);
603                 } else if (tsk->thread.pfault_wait == -1) {
604                         /* Completion interrupt was faster than the initial
605                          * interrupt (pfault_wait == -1). Set pfault_wait
606                          * back to zero and exit. */
607                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
608                 } else {
609                         /* Initial interrupt arrived before completion
610                          * interrupt. Let the task sleep.
611                          * An extra task reference is needed since a different
612                          * cpu may set the task state to TASK_RUNNING again
613                          * before the scheduler is reached. */
614                         get_task_struct(tsk);
615                         tsk->thread.pfault_wait = 1;
616                         list_add(&tsk->thread.list, &pfault_list);
617                         __set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
618                         set_tsk_need_resched(tsk);
619                 }
620         }
621 out:
622         spin_unlock(&pfault_lock);
623         put_task_struct(tsk);
624 }
625
626 static int __cpuinit pfault_cpu_notify(struct notifier_block *self,
627                                        unsigned long action, void *hcpu)
628 {
629         struct thread_struct *thread, *next;
630         struct task_struct *tsk;
631
632         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
633         case CPU_DEAD:
634                 spin_lock_irq(&pfault_lock);
635                 list_for_each_entry_safe(thread, next, &pfault_list, list) {
636                         thread->pfault_wait = 0;
637                         list_del(&thread->list);
638                         tsk = container_of(thread, struct task_struct, thread);
639                         wake_up_process(tsk);
640                         put_task_struct(tsk);
641                 }
642                 spin_unlock_irq(&pfault_lock);
643                 break;
644         default:
645                 break;
646         }
647         return NOTIFY_OK;
648 }
649
650 static int __init pfault_irq_init(void)
651 {
652         int rc;
653
654         rc = register_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
655         if (rc)
656                 goto out_extint;
657         rc = pfault_init() == 0 ? 0 : -EOPNOTSUPP;
658         if (rc)
659                 goto out_pfault;
660         service_subclass_irq_register();
661         hotcpu_notifier(pfault_cpu_notify, 0);
662         return 0;
663
664 out_pfault:
665         unregister_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
666 out_extint:
667         pfault_disable = 1;
668         return rc;
669 }
670 early_initcall(pfault_irq_init);
671
672 #endif /* CONFIG_PFAULT */