[PATCH] s390: "extern inline" -> "static inline"
[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/config.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/errno.h>
18 #include <linux/string.h>
19 #include <linux/types.h>
20 #include <linux/ptrace.h>
21 #include <linux/mman.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/smp.h>
24 #include <linux/smp_lock.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/console.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/hardirq.h>
29
30 #include <asm/system.h>
31 #include <asm/uaccess.h>
32 #include <asm/pgtable.h>
33
34 #ifndef CONFIG_ARCH_S390X
35 #define __FAIL_ADDR_MASK 0x7ffff000
36 #define __FIXUP_MASK 0x7fffffff
37 #define __SUBCODE_MASK 0x0200
38 #define __PF_RES_FIELD 0ULL
39 #else /* CONFIG_ARCH_S390X */
40 #define __FAIL_ADDR_MASK -4096L
41 #define __FIXUP_MASK ~0L
42 #define __SUBCODE_MASK 0x0600
43 #define __PF_RES_FIELD 0x8000000000000000ULL
44 #endif /* CONFIG_ARCH_S390X */
45
46 #ifdef CONFIG_SYSCTL
47 extern int sysctl_userprocess_debug;
48 #endif
49
50 extern void die(const char *,struct pt_regs *,long);
51
52 extern spinlock_t timerlist_lock;
53
54 /*
55  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
56  * message out (timerlist_lock is acquired through the
57  * console unblank code)
58  */
59 void bust_spinlocks(int yes)
60 {
61         if (yes) {
62                 oops_in_progress = 1;
63         } else {
64                 int loglevel_save = console_loglevel;
65                 console_unblank();
66                 oops_in_progress = 0;
67                 /*
68                  * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
69                  * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
70                  * a poke.  Hold onto your hats...
71                  */
72                 console_loglevel = 15;
73                 printk(" ");
74                 console_loglevel = loglevel_save;
75         }
76 }
77
78 /*
79  * Check which address space is addressed by the access
80  * register in S390_lowcore.exc_access_id.
81  * Returns 1 for user space and 0 for kernel space.
82  */
83 static int __check_access_register(struct pt_regs *regs, int error_code)
84 {
85         int areg = S390_lowcore.exc_access_id;
86
87         if (areg == 0)
88                 /* Access via access register 0 -> kernel address */
89                 return 0;
90         save_access_regs(current->thread.acrs);
91         if (regs && areg < NUM_ACRS && current->thread.acrs[areg] <= 1)
92                 /*
93                  * access register contains 0 -> kernel address,
94                  * access register contains 1 -> user space address
95                  */
96                 return current->thread.acrs[areg];
97
98         /* Something unhealthy was done with the access registers... */
99         die("page fault via unknown access register", regs, error_code);
100         do_exit(SIGKILL);
101         return 0;
102 }
103
104 /*
105  * Check which address space the address belongs to.
106  * Returns 1 for user space and 0 for kernel space.
107  */
108 static inline int check_user_space(struct pt_regs *regs, int error_code)
109 {
110         /*
111          * The lowest two bits of S390_lowcore.trans_exc_code indicate
112          * which paging table was used:
113          *   0: Primary Segment Table Descriptor
114          *   1: STD determined via access register
115          *   2: Secondary Segment Table Descriptor
116          *   3: Home Segment Table Descriptor
117          */
118         int descriptor = S390_lowcore.trans_exc_code & 3;
119         if (unlikely(descriptor == 1))
120                 return __check_access_register(regs, error_code);
121         if (descriptor == 2)
122                 return current->thread.mm_segment.ar4;
123         return descriptor != 0;
124 }
125
126 /*
127  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
128  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
129  */
130 static void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
131                        int si_code, unsigned long address)
132 {
133         struct siginfo si;
134
135 #if defined(CONFIG_SYSCTL) || defined(CONFIG_PROCESS_DEBUG)
136 #if defined(CONFIG_SYSCTL)
137         if (sysctl_userprocess_debug)
138 #endif
139         {
140                 printk("User process fault: interruption code 0x%lX\n",
141                        error_code);
142                 printk("failing address: %lX\n", address);
143                 show_regs(regs);
144         }
145 #endif
146         si.si_signo = SIGSEGV;
147         si.si_code = si_code;
148         si.si_addr = (void *) address;
149         force_sig_info(SIGSEGV, &si, current);
150 }
151
152 /*
153  * This routine handles page faults.  It determines the address,
154  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
155  * routines.
156  *
157  * error_code:
158  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suprression)
159  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
160  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
161  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
162  */
163 static inline void
164 do_exception(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, int is_protection)
165 {
166         struct task_struct *tsk;
167         struct mm_struct *mm;
168         struct vm_area_struct * vma;
169         unsigned long address;
170         int user_address;
171         const struct exception_table_entry *fixup;
172         int si_code = SEGV_MAPERR;
173
174         tsk = current;
175         mm = tsk->mm;
176         
177         /* 
178          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
179          * as a special case because the translation exception code 
180          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
181          */
182         if (is_protection && !(S390_lowcore.trans_exc_code & 4)) {
183
184                 /* Low-address protection hit in kernel mode means 
185                    NULL pointer write access in kernel mode.  */
186                 if (!(regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE)) {
187                         address = 0;
188                         user_address = 0;
189                         goto no_context;
190                 }
191
192                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'.  */
193                 die ("Low-address protection", regs, error_code);
194                 do_exit(SIGKILL);
195         }
196
197         /* 
198          * get the failing address 
199          * more specific the segment and page table portion of 
200          * the address 
201          */
202         address = S390_lowcore.trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
203         user_address = check_user_space(regs, error_code);
204
205         /*
206          * Verify that the fault happened in user space, that
207          * we are not in an interrupt and that there is a 
208          * user context.
209          */
210         if (user_address == 0 || in_atomic() || !mm)
211                 goto no_context;
212
213         /*
214          * When we get here, the fault happened in the current
215          * task's user address space, so we can switch on the
216          * interrupts again and then search the VMAs
217          */
218         local_irq_enable();
219
220         down_read(&mm->mmap_sem);
221
222         vma = find_vma(mm, address);
223         if (!vma)
224                 goto bad_area;
225         if (vma->vm_start <= address) 
226                 goto good_area;
227         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
228                 goto bad_area;
229         if (expand_stack(vma, address))
230                 goto bad_area;
231 /*
232  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
233  * we can handle it..
234  */
235 good_area:
236         si_code = SEGV_ACCERR;
237         if (!is_protection) {
238                 /* page not present, check vm flags */
239                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
240                         goto bad_area;
241         } else {
242                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
243                         goto bad_area;
244         }
245
246 survive:
247         /*
248          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
249          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
250          * the fault.
251          */
252         switch (handle_mm_fault(mm, vma, address, is_protection)) {
253         case VM_FAULT_MINOR:
254                 tsk->min_flt++;
255                 break;
256         case VM_FAULT_MAJOR:
257                 tsk->maj_flt++;
258                 break;
259         case VM_FAULT_SIGBUS:
260                 goto do_sigbus;
261         case VM_FAULT_OOM:
262                 goto out_of_memory;
263         default:
264                 BUG();
265         }
266
267         up_read(&mm->mmap_sem);
268         /*
269          * The instruction that caused the program check will
270          * be repeated. Don't signal single step via SIGTRAP.
271          */
272         clear_tsk_thread_flag(current, TIF_SINGLE_STEP);
273         return;
274
275 /*
276  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
277  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
278  */
279 bad_area:
280         up_read(&mm->mmap_sem);
281
282         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
283         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
284                 tsk->thread.prot_addr = address;
285                 tsk->thread.trap_no = error_code;
286                 do_sigsegv(regs, error_code, si_code, address);
287                 return;
288         }
289
290 no_context:
291         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
292         fixup = search_exception_tables(regs->psw.addr & __FIXUP_MASK);
293         if (fixup) {
294                 regs->psw.addr = fixup->fixup | PSW_ADDR_AMODE;
295                 return;
296         }
297
298 /*
299  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
300  * terminate things with extreme prejudice.
301  */
302         if (user_address == 0)
303                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
304                        " at virtual kernel address %p\n", (void *)address);
305         else
306                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
307                        " at virtual user address %p\n", (void *)address);
308
309         die("Oops", regs, error_code);
310         do_exit(SIGKILL);
311
312
313 /*
314  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
315  * us unable to handle the page fault gracefully.
316 */
317 out_of_memory:
318         up_read(&mm->mmap_sem);
319         if (tsk->pid == 1) {
320                 yield();
321                 goto survive;
322         }
323         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
324         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE)
325                 do_exit(SIGKILL);
326         goto no_context;
327
328 do_sigbus:
329         up_read(&mm->mmap_sem);
330
331         /*
332          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
333          * or user mode.
334          */
335         tsk->thread.prot_addr = address;
336         tsk->thread.trap_no = error_code;
337         force_sig(SIGBUS, tsk);
338
339         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
340         if (!(regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE))
341                 goto no_context;
342 }
343
344 void do_protection_exception(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
345 {
346         regs->psw.addr -= (error_code >> 16);
347         do_exception(regs, 4, 1);
348 }
349
350 void do_dat_exception(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
351 {
352         do_exception(regs, error_code & 0xff, 0);
353 }
354
355 #ifdef CONFIG_PFAULT 
356 /*
357  * 'pfault' pseudo page faults routines.
358  */
359 static int pfault_disable = 0;
360
361 static int __init nopfault(char *str)
362 {
363         pfault_disable = 1;
364         return 1;
365 }
366
367 __setup("nopfault", nopfault);
368
369 typedef struct {
370         __u16 refdiagc;
371         __u16 reffcode;
372         __u16 refdwlen;
373         __u16 refversn;
374         __u64 refgaddr;
375         __u64 refselmk;
376         __u64 refcmpmk;
377         __u64 reserved;
378 } __attribute__ ((packed)) pfault_refbk_t;
379
380 int pfault_init(void)
381 {
382         pfault_refbk_t refbk =
383                 { 0x258, 0, 5, 2, __LC_CURRENT, 1ULL << 48, 1ULL << 48,
384                   __PF_RES_FIELD };
385         int rc;
386
387         if (pfault_disable)
388                 return -1;
389         __asm__ __volatile__(
390                 "    diag  %1,%0,0x258\n"
391                 "0:  j     2f\n"
392                 "1:  la    %0,8\n"
393                 "2:\n"
394                 ".section __ex_table,\"a\"\n"
395                 "   .align 4\n"
396 #ifndef CONFIG_ARCH_S390X
397                 "   .long  0b,1b\n"
398 #else /* CONFIG_ARCH_S390X */
399                 "   .quad  0b,1b\n"
400 #endif /* CONFIG_ARCH_S390X */
401                 ".previous"
402                 : "=d" (rc) : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc" );
403         __ctl_set_bit(0, 9);
404         return rc;
405 }
406
407 void pfault_fini(void)
408 {
409         pfault_refbk_t refbk =
410         { 0x258, 1, 5, 2, 0ULL, 0ULL, 0ULL, 0ULL };
411
412         if (pfault_disable)
413                 return;
414         __ctl_clear_bit(0,9);
415         __asm__ __volatile__(
416                 "    diag  %0,0,0x258\n"
417                 "0:\n"
418                 ".section __ex_table,\"a\"\n"
419                 "   .align 4\n"
420 #ifndef CONFIG_ARCH_S390X
421                 "   .long  0b,0b\n"
422 #else /* CONFIG_ARCH_S390X */
423                 "   .quad  0b,0b\n"
424 #endif /* CONFIG_ARCH_S390X */
425                 ".previous"
426                 : : "a" (&refbk), "m" (refbk) : "cc" );
427 }
428
429 asmlinkage void
430 pfault_interrupt(struct pt_regs *regs, __u16 error_code)
431 {
432         struct task_struct *tsk;
433         __u16 subcode;
434
435         /*
436          * Get the external interruption subcode & pfault
437          * initial/completion signal bit. VM stores this 
438          * in the 'cpu address' field associated with the
439          * external interrupt. 
440          */
441         subcode = S390_lowcore.cpu_addr;
442         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
443                 return;
444
445         /*
446          * Get the token (= address of the task structure of the affected task).
447          */
448         tsk = *(struct task_struct **) __LC_PFAULT_INTPARM;
449
450         if (subcode & 0x0080) {
451                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
452                 if (xchg(&tsk->thread.pfault_wait, -1) != 0) {
453                         /* Initial interrupt was faster than the completion
454                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
455                          * back to zero and wake up the process. This can
456                          * safely be done because the task is still sleeping
457                          * and can't produce new pfaults. */
458                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
459                         wake_up_process(tsk);
460                         put_task_struct(tsk);
461                 }
462         } else {
463                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
464                 get_task_struct(tsk);
465                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
466                 if (xchg(&tsk->thread.pfault_wait, 1) != 0) {
467                         /* Completion interrupt was faster than the initial
468                          * interrupt (swapped in a -1 for pfault_wait). Set
469                          * pfault_wait back to zero and exit. This can be
470                          * done safely because tsk is running in kernel 
471                          * mode and can't produce new pfaults. */
472                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
473                         set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
474                         put_task_struct(tsk);
475                 } else
476                         set_tsk_need_resched(tsk);
477         }
478 }
479 #endif
480