typo fixes: occuring -> occurring
[linux-2.6.git] / arch / m32r / mm / fault.c
1 /*
2  *  linux/arch/m32r/mm/fault.c
3  *
4  *  Copyright (c) 2001, 2002  Hitoshi Yamamoto, and H. Kondo
5  *  Copyright (c) 2004  Naoto Sugai, NIIBE Yutaka
6  *
7  *  Some code taken from i386 version.
8  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
9  */
10
11 #include <linux/config.h>
12 #include <linux/signal.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/types.h>
18 #include <linux/ptrace.h>
19 #include <linux/mman.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/smp.h>
22 #include <linux/smp_lock.h>
23 #include <linux/interrupt.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/tty.h>
26 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
27 #include <linux/highmem.h>
28 #include <linux/module.h>
29
30 #include <asm/m32r.h>
31 #include <asm/system.h>
32 #include <asm/uaccess.h>
33 #include <asm/hardirq.h>
34 #include <asm/mmu_context.h>
35 #include <asm/tlbflush.h>
36
37 extern void die(const char *, struct pt_regs *, long);
38
39 #ifndef CONFIG_SMP
40 asmlinkage unsigned int tlb_entry_i_dat;
41 asmlinkage unsigned int tlb_entry_d_dat;
42 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat
43 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat
44 #else
45 unsigned int tlb_entry_i_dat[NR_CPUS];
46 unsigned int tlb_entry_d_dat[NR_CPUS];
47 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat[smp_processor_id()]
48 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat[smp_processor_id()]
49 #endif
50
51 extern void init_tlb(void);
52
53 /*
54  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
55  * message out
56  */
57 void bust_spinlocks(int yes)
58 {
59         int loglevel_save = console_loglevel;
60
61         if (yes) {
62                 oops_in_progress = 1;
63                 return;
64         }
65 #ifdef CONFIG_VT
66         unblank_screen();
67 #endif
68         oops_in_progress = 0;
69         /*
70          * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
71          * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
72          * a poke.  Hold onto your hats...
73          */
74         console_loglevel = 15;          /* NMI oopser may have shut the console up */
75         printk(" ");
76         console_loglevel = loglevel_save;
77 }
78
79 /*======================================================================*
80  * do_page_fault()
81  *======================================================================*
82  * This routine handles page faults.  It determines the address,
83  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
84  * routines.
85  *
86  * ARGUMENT:
87  *  regs       : M32R SP reg.
88  *  error_code : See below
89  *  address    : M32R MMU MDEVA reg. (Operand ACE)
90  *             : M32R BPC reg. (Instruction ACE)
91  *
92  * error_code :
93  *  bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
94  *  bit 1 == 0 means read, 1 means write
95  *  bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
96  *  bit 3 == 0 means data, 1 means instruction
97  *======================================================================*/
98 #define ACE_PROTECTION          1
99 #define ACE_WRITE               2
100 #define ACE_USERMODE            4
101 #define ACE_INSTRUCTION         8
102
103 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
104   unsigned long address)
105 {
106         struct task_struct *tsk;
107         struct mm_struct *mm;
108         struct vm_area_struct * vma;
109         unsigned long page, addr;
110         int write;
111         siginfo_t info;
112
113         /*
114          * If BPSW IE bit enable --> set PSW IE bit
115          */
116         if (regs->psw & M32R_PSW_BIE)
117                 local_irq_enable();
118
119         tsk = current;
120
121         info.si_code = SEGV_MAPERR;
122
123         /*
124          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
125          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
126          *
127          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
128          * be in an interrupt or a critical region, and should
129          * only copy the information from the master page table,
130          * nothing more.
131          *
132          * This verifies that the fault happens in kernel space
133          * (error_code & ACE_USERMODE) == 0, and that the fault was not a
134          * protection error (error_code & ACE_PROTECTION) == 0.
135          */
136         if (address >= TASK_SIZE && !(error_code & ACE_USERMODE))
137                 goto vmalloc_fault;
138
139         mm = tsk->mm;
140
141         /*
142          * If we're in an interrupt or have no user context or are running in an
143          * atomic region then we must not take the fault..
144          */
145         if (in_atomic() || !mm)
146                 goto bad_area_nosemaphore;
147
148         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
149          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
150          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
151          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
152          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
153          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
154          * space from well defined areas of code, which are listed in the
155          * exceptions table.
156          *
157          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
158          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
159          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
160          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
161          * thus avoiding the deadlock.
162          */
163         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
164                 if ((error_code & ACE_USERMODE) == 0 &&
165                     !search_exception_tables(regs->psw))
166                         goto bad_area_nosemaphore;
167                 down_read(&mm->mmap_sem);
168         }
169
170         vma = find_vma(mm, address);
171         if (!vma)
172                 goto bad_area;
173         if (vma->vm_start <= address)
174                 goto good_area;
175         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
176                 goto bad_area;
177 #if 0
178         if (error_code & ACE_USERMODE) {
179                 /*
180                  * accessing the stack below "spu" is always a bug.
181                  * The "+ 4" is there due to the push instruction
182                  * doing pre-decrement on the stack and that
183                  * doesn't show up until later..
184                  */
185                 if (address + 4 < regs->spu)
186                         goto bad_area;
187         }
188 #endif
189         if (expand_stack(vma, address))
190                 goto bad_area;
191 /*
192  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
193  * we can handle it..
194  */
195 good_area:
196         info.si_code = SEGV_ACCERR;
197         write = 0;
198         switch (error_code & (ACE_WRITE|ACE_PROTECTION)) {
199                 default:        /* 3: write, present */
200                         /* fall through */
201                 case ACE_WRITE: /* write, not present */
202                         if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
203                                 goto bad_area;
204                         write++;
205                         break;
206                 case ACE_PROTECTION:    /* read, present */
207                 case 0:         /* read, not present */
208                         if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
209                                 goto bad_area;
210         }
211
212         /*
213          * For instruction access exception, check if the area is executable
214          */
215         if ((error_code & ACE_INSTRUCTION) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC))
216           goto bad_area;
217
218 survive:
219         /*
220          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
221          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
222          * the fault.
223          */
224         addr = (address & PAGE_MASK);
225         set_thread_fault_code(error_code);
226         switch (handle_mm_fault(mm, vma, addr, write)) {
227                 case VM_FAULT_MINOR:
228                         tsk->min_flt++;
229                         break;
230                 case VM_FAULT_MAJOR:
231                         tsk->maj_flt++;
232                         break;
233                 case VM_FAULT_SIGBUS:
234                         goto do_sigbus;
235                 case VM_FAULT_OOM:
236                         goto out_of_memory;
237                 default:
238                         BUG();
239         }
240         set_thread_fault_code(0);
241         up_read(&mm->mmap_sem);
242         return;
243
244 /*
245  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
246  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
247  */
248 bad_area:
249         up_read(&mm->mmap_sem);
250
251 bad_area_nosemaphore:
252         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
253         if (error_code & ACE_USERMODE) {
254                 tsk->thread.address = address;
255                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
256                 tsk->thread.trap_no = 14;
257                 info.si_signo = SIGSEGV;
258                 info.si_errno = 0;
259                 /* info.si_code has been set above */
260                 info.si_addr = (void __user *)address;
261                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
262                 return;
263         }
264
265 no_context:
266         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
267         if (fixup_exception(regs))
268                 return;
269
270 /*
271  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
272  * terminate things with extreme prejudice.
273  */
274
275         bust_spinlocks(1);
276
277         if (address < PAGE_SIZE)
278                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
279         else
280                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request");
281         printk(" at virtual address %08lx\n",address);
282         printk(KERN_ALERT " printing bpc:\n");
283         printk("%08lx\n", regs->bpc);
284         page = *(unsigned long *)MPTB;
285         page = ((unsigned long *) page)[address >> PGDIR_SHIFT];
286         printk(KERN_ALERT "*pde = %08lx\n", page);
287         if (page & _PAGE_PRESENT) {
288                 page &= PAGE_MASK;
289                 address &= 0x003ff000;
290                 page = ((unsigned long *) __va(page))[address >> PAGE_SHIFT];
291                 printk(KERN_ALERT "*pte = %08lx\n", page);
292         }
293         die("Oops", regs, error_code);
294         bust_spinlocks(0);
295         do_exit(SIGKILL);
296
297 /*
298  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
299  * us unable to handle the page fault gracefully.
300  */
301 out_of_memory:
302         up_read(&mm->mmap_sem);
303         if (tsk->pid == 1) {
304                 yield();
305                 down_read(&mm->mmap_sem);
306                 goto survive;
307         }
308         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
309         if (error_code & ACE_USERMODE)
310                 do_exit(SIGKILL);
311         goto no_context;
312
313 do_sigbus:
314         up_read(&mm->mmap_sem);
315
316         /* Kernel mode? Handle exception or die */
317         if (!(error_code & ACE_USERMODE))
318                 goto no_context;
319
320         tsk->thread.address = address;
321         tsk->thread.error_code = error_code;
322         tsk->thread.trap_no = 14;
323         info.si_signo = SIGBUS;
324         info.si_errno = 0;
325         info.si_code = BUS_ADRERR;
326         info.si_addr = (void __user *)address;
327         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
328         return;
329
330 vmalloc_fault:
331         {
332                 /*
333                  * Synchronize this task's top level page-table
334                  * with the 'reference' page table.
335                  *
336                  * Do _not_ use "tsk" here. We might be inside
337                  * an interrupt in the middle of a task switch..
338                  */
339                 int offset = pgd_index(address);
340                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
341                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
342                 pte_t *pte_k;
343
344                 pgd = (pgd_t *)*(unsigned long *)MPTB;
345                 pgd = offset + (pgd_t *)pgd;
346                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
347
348                 if (!pgd_present(*pgd_k))
349                         goto no_context;
350
351                 /*
352                  * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
353                  * and redundant with the set_pmd() on non-PAE.
354                  */
355
356                 pmd = pmd_offset(pgd, address);
357                 pmd_k = pmd_offset(pgd_k, address);
358                 if (!pmd_present(*pmd_k))
359                         goto no_context;
360                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
361
362                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
363                 if (!pte_present(*pte_k))
364                         goto no_context;
365
366                 addr = (address & PAGE_MASK) | (error_code & ACE_INSTRUCTION);
367                 update_mmu_cache(NULL, addr, *pte_k);
368                 return;
369         }
370 }
371
372 /*======================================================================*
373  * update_mmu_cache()
374  *======================================================================*/
375 #define TLB_MASK        (NR_TLB_ENTRIES - 1)
376 #define ITLB_END        (unsigned long *)(ITLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
377 #define DTLB_END        (unsigned long *)(DTLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
378 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr,
379         pte_t pte)
380 {
381         unsigned long *entry1, *entry2;
382         unsigned long pte_data, flags;
383         unsigned int *entry_dat;
384         int inst = get_thread_fault_code() & ACE_INSTRUCTION;
385         int i;
386
387         /* Ptrace may call this routine. */
388         if (vma && current->active_mm != vma->vm_mm)
389                 return;
390
391         local_irq_save(flags);
392
393         vaddr = (vaddr & PAGE_MASK) | get_asid();
394
395 #ifdef CONFIG_CHIP_OPSP
396         entry1 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
397         for(i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
398                 if(*entry1++ == vaddr) {
399                         pte_data = pte_val(pte);
400                         set_tlb_data(entry1, pte_data);
401                         break;
402                 }
403                 entry1++;
404         }
405         entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
406         for(i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
407                 if(*entry2++ == vaddr) {
408                         pte_data = pte_val(pte);
409                         set_tlb_data(entry2, pte_data);
410                         break;
411                 }
412                 entry2++;
413         }
414         local_irq_restore(flags);
415         return;
416 #else
417         pte_data = pte_val(pte);
418
419         /*
420          * Update TLB entries
421          *  entry1: ITLB entry address
422          *  entry2: DTLB entry address
423          */
424         __asm__ __volatile__ (
425                 "seth   %0, #high(%4)   \n\t"
426                 "st     %2, @(%5, %0)   \n\t"
427                 "ldi    %1, #1          \n\t"
428                 "st     %1, @(%6, %0)   \n\t"
429                 "add3   r4, %0, %7      \n\t"
430                 ".fillinsn              \n"
431                 "1:                     \n\t"
432                 "ld     %1, @(%6, %0)   \n\t"
433                 "bnez   %1, 1b          \n\t"
434                 "ld     %0, @r4+        \n\t"
435                 "ld     %1, @r4         \n\t"
436                 "st     %3, @+%0        \n\t"
437                 "st     %3, @+%1        \n\t"
438                 : "=&r" (entry1), "=&r" (entry2)
439                 : "r" (vaddr), "r" (pte_data), "i" (MMU_REG_BASE),
440                 "i" (MSVA_offset), "i" (MTOP_offset), "i" (MIDXI_offset)
441                 : "r4", "memory"
442         );
443
444         if ((!inst && entry2 >= DTLB_END) || (inst && entry1 >= ITLB_END))
445                 goto notfound;
446
447 found:
448         local_irq_restore(flags);
449
450         return;
451
452         /* Valid entry not found */
453 notfound:
454         /*
455          * Update ITLB or DTLB entry
456          *  entry1: TLB entry address
457          *  entry2: TLB base address
458          */
459         if (!inst) {
460                 entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
461                 entry_dat = &tlb_entry_d;
462         } else {
463                 entry2 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
464                 entry_dat = &tlb_entry_i;
465         }
466         entry1 = entry2 + (((*entry_dat - 1) & TLB_MASK) << 1);
467
468         for (i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
469                 if (!(entry1[1] & 2))   /* Valid bit check */
470                         break;
471
472                 if (entry1 != entry2)
473                         entry1 -= 2;
474                 else
475                         entry1 += TLB_MASK << 1;
476         }
477
478         if (i >= NR_TLB_ENTRIES) {      /* Empty entry not found */
479                 entry1 = entry2 + (*entry_dat << 1);
480                 *entry_dat = (*entry_dat + 1) & TLB_MASK;
481         }
482         *entry1++ = vaddr;      /* Set TLB tag */
483         set_tlb_data(entry1, pte_data);
484
485         goto found;
486 #endif
487 }
488
489 /*======================================================================*
490  * flush_tlb_page() : flushes one page
491  *======================================================================*/
492 void local_flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
493 {
494         if (vma->vm_mm && mm_context(vma->vm_mm) != NO_CONTEXT) {
495                 unsigned long flags;
496
497                 local_irq_save(flags);
498                 page &= PAGE_MASK;
499                 page |= (mm_context(vma->vm_mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
500                 __flush_tlb_page(page);
501                 local_irq_restore(flags);
502         }
503 }
504
505 /*======================================================================*
506  * flush_tlb_range() : flushes a range of pages
507  *======================================================================*/
508 void local_flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
509         unsigned long end)
510 {
511         struct mm_struct *mm;
512
513         mm = vma->vm_mm;
514         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
515                 unsigned long flags;
516                 int size;
517
518                 local_irq_save(flags);
519                 size = (end - start + (PAGE_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
520                 if (size > (NR_TLB_ENTRIES / 4)) { /* Too many TLB to flush */
521                         mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
522                         if (mm == current->mm)
523                                 activate_context(mm);
524                 } else {
525                         unsigned long asid;
526
527                         asid = mm_context(mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK;
528                         start &= PAGE_MASK;
529                         end += (PAGE_SIZE - 1);
530                         end &= PAGE_MASK;
531
532                         start |= asid;
533                         end   |= asid;
534                         while (start < end) {
535                                 __flush_tlb_page(start);
536                                 start += PAGE_SIZE;
537                         }
538                 }
539                 local_irq_restore(flags);
540         }
541 }
542
543 /*======================================================================*
544  * flush_tlb_mm() : flushes the specified mm context TLB's
545  *======================================================================*/
546 void local_flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
547 {
548         /* Invalidate all TLB of this process. */
549         /* Instead of invalidating each TLB, we get new MMU context. */
550         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
551                 unsigned long flags;
552
553                 local_irq_save(flags);
554                 mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
555                 if (mm == current->mm)
556                         activate_context(mm);
557                 local_irq_restore(flags);
558         }
559 }
560
561 /*======================================================================*
562  * flush_tlb_all() : flushes all processes TLBs
563  *======================================================================*/
564 void local_flush_tlb_all(void)
565 {
566         unsigned long flags;
567
568         local_irq_save(flags);
569         __flush_tlb_all();
570         local_irq_restore(flags);
571 }
572
573 /*======================================================================*
574  * init_mmu()
575  *======================================================================*/
576 void __init init_mmu(void)
577 {
578         tlb_entry_i = 0;
579         tlb_entry_d = 0;
580         mmu_context_cache = MMU_CONTEXT_FIRST_VERSION;
581         set_asid(mmu_context_cache & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
582         *(volatile unsigned long *)MPTB = (unsigned long)swapper_pg_dir;
583 }