compat: fix compile breakage on s390
[linux-2.6.git] / arch / s390 / mm / fault.c
1 /*
2  *  arch/s390/mm/fault.c
3  *
4  *  S390 version
5  *    Copyright (C) 1999 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
6  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
7  *               Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com)
8  *
9  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
10  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
11  */
12
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/perf_event.h>
15 #include <linux/signal.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/errno.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/ptrace.h>
22 #include <linux/mman.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/compat.h>
25 #include <linux/smp.h>
26 #include <linux/kdebug.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/console.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/hardirq.h>
31 #include <linux/kprobes.h>
32 #include <linux/uaccess.h>
33 #include <linux/hugetlb.h>
34 #include <asm/asm-offsets.h>
35 #include <asm/system.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include <asm/irq.h>
38 #include <asm/mmu_context.h>
39 #include "../kernel/entry.h"
40
41 #ifndef CONFIG_64BIT
42 #define __FAIL_ADDR_MASK 0x7ffff000
43 #define __SUBCODE_MASK 0x0200
44 #define __PF_RES_FIELD 0ULL
45 #else /* CONFIG_64BIT */
46 #define __FAIL_ADDR_MASK -4096L
47 #define __SUBCODE_MASK 0x0600
48 #define __PF_RES_FIELD 0x8000000000000000ULL
49 #endif /* CONFIG_64BIT */
50
51 #define VM_FAULT_BADCONTEXT     0x010000
52 #define VM_FAULT_BADMAP         0x020000
53 #define VM_FAULT_BADACCESS      0x040000
54
55 static unsigned long store_indication;
56
57 void fault_init(void)
58 {
59         if (test_facility(2) && test_facility(75))
60                 store_indication = 0xc00;
61 }
62
63 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
64 {
65         int ret = 0;
66
67         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
68         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
69                 preempt_disable();
70                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
71                         ret = 1;
72                 preempt_enable();
73         }
74         return ret;
75 }
76
77
78 /*
79  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
80  * message out.
81  */
82 void bust_spinlocks(int yes)
83 {
84         if (yes) {
85                 oops_in_progress = 1;
86         } else {
87                 int loglevel_save = console_loglevel;
88                 console_unblank();
89                 oops_in_progress = 0;
90                 /*
91                  * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
92                  * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
93                  * a poke.  Hold onto your hats...
94                  */
95                 console_loglevel = 15;
96                 printk(" ");
97                 console_loglevel = loglevel_save;
98         }
99 }
100
101 /*
102  * Returns the address space associated with the fault.
103  * Returns 0 for kernel space and 1 for user space.
104  */
105 static inline int user_space_fault(unsigned long trans_exc_code)
106 {
107         /*
108          * The lowest two bits of the translation exception
109          * identification indicate which paging table was used.
110          */
111         trans_exc_code &= 3;
112         if (trans_exc_code == 2)
113                 /* Access via secondary space, set_fs setting decides */
114                 return current->thread.mm_segment.ar4;
115         if (user_mode == HOME_SPACE_MODE)
116                 /* User space if the access has been done via home space. */
117                 return trans_exc_code == 3;
118         /*
119          * If the user space is not the home space the kernel runs in home
120          * space. Access via secondary space has already been covered,
121          * access via primary space or access register is from user space
122          * and access via home space is from the kernel.
123          */
124         return trans_exc_code != 3;
125 }
126
127 static inline void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long signr)
128 {
129         if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
130                 return;
131         if (!unhandled_signal(current, signr))
132                 return;
133         if (!printk_ratelimit())
134                 return;
135         printk(KERN_ALERT "User process fault: interruption code 0x%X ",
136                regs->int_code);
137         print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
138         printk(KERN_CONT "\n");
139         printk(KERN_ALERT "failing address: %lX\n",
140                regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
141         show_regs(regs);
142 }
143
144 /*
145  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
146  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
147  */
148 static noinline void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, int si_code)
149 {
150         struct siginfo si;
151
152         report_user_fault(regs, SIGSEGV);
153         si.si_signo = SIGSEGV;
154         si.si_code = si_code;
155         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
156         force_sig_info(SIGSEGV, &si, current);
157 }
158
159 static noinline void do_no_context(struct pt_regs *regs)
160 {
161         const struct exception_table_entry *fixup;
162         unsigned long address;
163
164         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
165         fixup = search_exception_tables(regs->psw.addr & PSW_ADDR_INSN);
166         if (fixup) {
167                 regs->psw.addr = fixup->fixup | PSW_ADDR_AMODE;
168                 return;
169         }
170
171         /*
172          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
173          * terminate things with extreme prejudice.
174          */
175         address = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
176         if (!user_space_fault(regs->int_parm_long))
177                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
178                        " at virtual kernel address %p\n", (void *)address);
179         else
180                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
181                        " at virtual user address %p\n", (void *)address);
182
183         die(regs, "Oops");
184         do_exit(SIGKILL);
185 }
186
187 static noinline void do_low_address(struct pt_regs *regs)
188 {
189         /* Low-address protection hit in kernel mode means
190            NULL pointer write access in kernel mode.  */
191         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
192                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'. */
193                 die (regs, "Low-address protection");
194                 do_exit(SIGKILL);
195         }
196
197         do_no_context(regs);
198 }
199
200 static noinline void do_sigbus(struct pt_regs *regs)
201 {
202         struct task_struct *tsk = current;
203         struct siginfo si;
204
205         /*
206          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
207          * or user mode.
208          */
209         si.si_signo = SIGBUS;
210         si.si_errno = 0;
211         si.si_code = BUS_ADRERR;
212         si.si_addr = (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
213         force_sig_info(SIGBUS, &si, tsk);
214 }
215
216 static noinline void do_fault_error(struct pt_regs *regs, int fault)
217 {
218         int si_code;
219
220         switch (fault) {
221         case VM_FAULT_BADACCESS:
222         case VM_FAULT_BADMAP:
223                 /* Bad memory access. Check if it is kernel or user space. */
224                 if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
225                         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
226                         si_code = (fault == VM_FAULT_BADMAP) ?
227                                 SEGV_MAPERR : SEGV_ACCERR;
228                         do_sigsegv(regs, si_code);
229                         return;
230                 }
231         case VM_FAULT_BADCONTEXT:
232                 do_no_context(regs);
233                 break;
234         default: /* fault & VM_FAULT_ERROR */
235                 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
236                         if (!(regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE))
237                                 do_no_context(regs);
238                         else
239                                 pagefault_out_of_memory();
240                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
241                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
242                         if (!(regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE))
243                                 do_no_context(regs);
244                         else
245                                 do_sigbus(regs);
246                 } else
247                         BUG();
248                 break;
249         }
250 }
251
252 /*
253  * This routine handles page faults.  It determines the address,
254  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
255  * routines.
256  *
257  * interruption code (int_code):
258  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suprression)
259  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
260  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
261  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
262  */
263 static inline int do_exception(struct pt_regs *regs, int access)
264 {
265         struct task_struct *tsk;
266         struct mm_struct *mm;
267         struct vm_area_struct *vma;
268         unsigned long trans_exc_code;
269         unsigned long address;
270         unsigned int flags;
271         int fault;
272
273         if (notify_page_fault(regs))
274                 return 0;
275
276         tsk = current;
277         mm = tsk->mm;
278         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
279
280         /*
281          * Verify that the fault happened in user space, that
282          * we are not in an interrupt and that there is a 
283          * user context.
284          */
285         fault = VM_FAULT_BADCONTEXT;
286         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
287                 goto out;
288
289         address = trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
290         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
291         flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
292         if (access == VM_WRITE || (trans_exc_code & store_indication) == 0x400)
293                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
294         down_read(&mm->mmap_sem);
295
296 #ifdef CONFIG_PGSTE
297         if (test_tsk_thread_flag(current, TIF_SIE) && S390_lowcore.gmap) {
298                 address = __gmap_fault(address,
299                                      (struct gmap *) S390_lowcore.gmap);
300                 if (address == -EFAULT) {
301                         fault = VM_FAULT_BADMAP;
302                         goto out_up;
303                 }
304                 if (address == -ENOMEM) {
305                         fault = VM_FAULT_OOM;
306                         goto out_up;
307                 }
308         }
309 #endif
310
311 retry:
312         fault = VM_FAULT_BADMAP;
313         vma = find_vma(mm, address);
314         if (!vma)
315                 goto out_up;
316
317         if (unlikely(vma->vm_start > address)) {
318                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
319                         goto out_up;
320                 if (expand_stack(vma, address))
321                         goto out_up;
322         }
323
324         /*
325          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
326          * we can handle it..
327          */
328         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
329         if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
330                 goto out_up;
331
332         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
333                 address &= HPAGE_MASK;
334         /*
335          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
336          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
337          * the fault.
338          */
339         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
340         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
341                 goto out_up;
342
343         /*
344          * Major/minor page fault accounting is only done on the
345          * initial attempt. If we go through a retry, it is extremely
346          * likely that the page will be found in page cache at that point.
347          */
348         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
349                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
350                         tsk->maj_flt++;
351                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1,
352                                       regs, address);
353                 } else {
354                         tsk->min_flt++;
355                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1,
356                                       regs, address);
357                 }
358                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
359                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
360                          * of starvation. */
361                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
362                         down_read(&mm->mmap_sem);
363                         goto retry;
364                 }
365         }
366         /*
367          * The instruction that caused the program check will
368          * be repeated. Don't signal single step via SIGTRAP.
369          */
370         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_PER_TRAP);
371         fault = 0;
372 out_up:
373         up_read(&mm->mmap_sem);
374 out:
375         return fault;
376 }
377
378 void __kprobes do_protection_exception(struct pt_regs *regs)
379 {
380         unsigned long trans_exc_code;
381         int fault;
382
383         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
384         /* Protection exception is suppressing, decrement psw address. */
385         regs->psw.addr = __rewind_psw(regs->psw, regs->int_code >> 16);
386         /*
387          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
388          * as a special case because the translation exception code
389          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
390          */
391         if (unlikely(!(trans_exc_code & 4))) {
392                 do_low_address(regs);
393                 return;
394         }
395         fault = do_exception(regs, VM_WRITE);
396         if (unlikely(fault))
397                 do_fault_error(regs, fault);
398 }
399
400 void __kprobes do_dat_exception(struct pt_regs *regs)
401 {
402         int access, fault;
403
404         access = VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE;
405         fault = do_exception(regs, access);
406         if (unlikely(fault))
407                 do_fault_error(regs, fault);
408 }
409
410 #ifdef CONFIG_64BIT
411 void __kprobes do_asce_exception(struct pt_regs *regs)
412 {
413         struct mm_struct *mm = current->mm;
414         struct vm_area_struct *vma;
415         unsigned long trans_exc_code;
416
417         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
418         if (unlikely(!user_space_fault(trans_exc_code) || in_atomic() || !mm))
419                 goto no_context;
420
421         down_read(&mm->mmap_sem);
422         vma = find_vma(mm, trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK);
423         up_read(&mm->mmap_sem);
424
425         if (vma) {
426                 update_mm(mm, current);
427                 return;
428         }
429
430         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
431         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
432                 do_sigsegv(regs, SEGV_MAPERR);
433                 return;
434         }
435
436 no_context:
437         do_no_context(regs);
438 }
439 #endif
440
441 int __handle_fault(unsigned long uaddr, unsigned long pgm_int_code, int write)
442 {
443         struct pt_regs regs;
444         int access, fault;
445
446         regs.psw.mask = psw_kernel_bits | PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
447         if (!irqs_disabled())
448                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT;
449         regs.psw.addr = (unsigned long) __builtin_return_address(0);
450         regs.psw.addr |= PSW_ADDR_AMODE;
451         regs.int_code = pgm_int_code;
452         regs.int_parm_long = (uaddr & PAGE_MASK) | 2;
453         access = write ? VM_WRITE : VM_READ;
454         fault = do_exception(&regs, access);
455         if (unlikely(fault)) {
456                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
457                         return -EFAULT;
458                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
459                         do_sigbus(&regs);
460         }
461         return fault ? -EFAULT : 0;
462 }
463
464 #ifdef CONFIG_PFAULT 
465 /*
466  * 'pfault' pseudo page faults routines.
467  */
468 static int pfault_disable;
469
470 static int __init nopfault(char *str)
471 {
472         pfault_disable = 1;
473         return 1;
474 }
475
476 __setup("nopfault", nopfault);
477
478 struct pfault_refbk {
479         u16 refdiagc;
480         u16 reffcode;
481         u16 refdwlen;
482         u16 refversn;
483         u64 refgaddr;
484         u64 refselmk;
485         u64 refcmpmk;
486         u64 reserved;
487 } __attribute__ ((packed, aligned(8)));
488
489 int pfault_init(void)
490 {
491         struct pfault_refbk refbk = {
492                 .refdiagc = 0x258,
493                 .reffcode = 0,
494                 .refdwlen = 5,
495                 .refversn = 2,
496                 .refgaddr = __LC_CURRENT_PID,
497                 .refselmk = 1ULL << 48,
498                 .refcmpmk = 1ULL << 48,
499                 .reserved = __PF_RES_FIELD };
500         int rc;
501
502         if (pfault_disable)
503                 return -1;
504         asm volatile(
505                 "       diag    %1,%0,0x258\n"
506                 "0:     j       2f\n"
507                 "1:     la      %0,8\n"
508                 "2:\n"
509                 EX_TABLE(0b,1b)
510                 : "=d" (rc) : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
511         return rc;
512 }
513
514 void pfault_fini(void)
515 {
516         struct pfault_refbk refbk = {
517                 .refdiagc = 0x258,
518                 .reffcode = 1,
519                 .refdwlen = 5,
520                 .refversn = 2,
521         };
522
523         if (pfault_disable)
524                 return;
525         asm volatile(
526                 "       diag    %0,0,0x258\n"
527                 "0:\n"
528                 EX_TABLE(0b,0b)
529                 : : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc");
530 }
531
532 static DEFINE_SPINLOCK(pfault_lock);
533 static LIST_HEAD(pfault_list);
534
535 static void pfault_interrupt(unsigned int ext_int_code,
536                              unsigned int param32, unsigned long param64)
537 {
538         struct task_struct *tsk;
539         __u16 subcode;
540         pid_t pid;
541
542         /*
543          * Get the external interruption subcode & pfault
544          * initial/completion signal bit. VM stores this 
545          * in the 'cpu address' field associated with the
546          * external interrupt. 
547          */
548         subcode = ext_int_code >> 16;
549         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
550                 return;
551         kstat_cpu(smp_processor_id()).irqs[EXTINT_PFL]++;
552         if (subcode & 0x0080) {
553                 /* Get the token (= pid of the affected task). */
554                 pid = sizeof(void *) == 4 ? param32 : param64;
555                 rcu_read_lock();
556                 tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
557                 if (tsk)
558                         get_task_struct(tsk);
559                 rcu_read_unlock();
560                 if (!tsk)
561                         return;
562         } else {
563                 tsk = current;
564         }
565         spin_lock(&pfault_lock);
566         if (subcode & 0x0080) {
567                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
568                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
569                         /* Initial interrupt was faster than the completion
570                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
571                          * back to zero and wake up the process. This can
572                          * safely be done because the task is still sleeping
573                          * and can't produce new pfaults. */
574                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
575                         list_del(&tsk->thread.list);
576                         wake_up_process(tsk);
577                 } else {
578                         /* Completion interrupt was faster than initial
579                          * interrupt. Set pfault_wait to -1 so the initial
580                          * interrupt doesn't put the task to sleep.
581                          * If the task is not running, ignore the completion
582                          * interrupt since it must be a leftover of a PFAULT
583                          * CANCEL operation which didn't remove all pending
584                          * completion interrupts. */
585                         if (tsk->state == TASK_RUNNING)
586                                 tsk->thread.pfault_wait = -1;
587                 }
588                 put_task_struct(tsk);
589         } else {
590                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
591                 if (tsk->thread.pfault_wait == -1) {
592                         /* Completion interrupt was faster than the initial
593                          * interrupt (pfault_wait == -1). Set pfault_wait
594                          * back to zero and exit. */
595                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
596                 } else {
597                         /* Initial interrupt arrived before completion
598                          * interrupt. Let the task sleep. */
599                         tsk->thread.pfault_wait = 1;
600                         list_add(&tsk->thread.list, &pfault_list);
601                         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
602                         set_tsk_need_resched(tsk);
603                 }
604         }
605         spin_unlock(&pfault_lock);
606 }
607
608 static int __cpuinit pfault_cpu_notify(struct notifier_block *self,
609                                        unsigned long action, void *hcpu)
610 {
611         struct thread_struct *thread, *next;
612         struct task_struct *tsk;
613
614         switch (action) {
615         case CPU_DEAD:
616         case CPU_DEAD_FROZEN:
617                 spin_lock_irq(&pfault_lock);
618                 list_for_each_entry_safe(thread, next, &pfault_list, list) {
619                         thread->pfault_wait = 0;
620                         list_del(&thread->list);
621                         tsk = container_of(thread, struct task_struct, thread);
622                         wake_up_process(tsk);
623                 }
624                 spin_unlock_irq(&pfault_lock);
625                 break;
626         default:
627                 break;
628         }
629         return NOTIFY_OK;
630 }
631
632 static int __init pfault_irq_init(void)
633 {
634         int rc;
635
636         rc = register_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
637         if (rc)
638                 goto out_extint;
639         rc = pfault_init() == 0 ? 0 : -EOPNOTSUPP;
640         if (rc)
641                 goto out_pfault;
642         service_subclass_irq_register();
643         hotcpu_notifier(pfault_cpu_notify, 0);
644         return 0;
645
646 out_pfault:
647         unregister_external_interrupt(0x2603, pfault_interrupt);
648 out_extint:
649         pfault_disable = 1;
650         return rc;
651 }
652 early_initcall(pfault_irq_init);
653
654 #endif /* CONFIG_PFAULT */