Remove obsolete #include <linux/config.h>
[linux-3.10.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/signal.h>
12 #include <linux/sched.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/errno.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/types.h>
17 #include <linux/ptrace.h>
18 #include <linux/mman.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/smp.h>
21 #include <linux/smp_lock.h>
22 #include <linux/interrupt.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/tty.h>
25 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
26 #include <linux/highmem.h>
27 #include <linux/module.h>
28
29 #include <asm/m32r.h>
30 #include <asm/system.h>
31 #include <asm/uaccess.h>
32 #include <asm/hardirq.h>
33 #include <asm/mmu_context.h>
34 #include <asm/tlbflush.h>
35
36 extern void die(const char *, struct pt_regs *, long);
37
38 #ifndef CONFIG_SMP
39 asmlinkage unsigned int tlb_entry_i_dat;
40 asmlinkage unsigned int tlb_entry_d_dat;
41 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat
42 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat
43 #else
44 unsigned int tlb_entry_i_dat[NR_CPUS];
45 unsigned int tlb_entry_d_dat[NR_CPUS];
46 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat[smp_processor_id()]
47 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat[smp_processor_id()]
48 #endif
49
50 extern void init_tlb(void);
51
52 /*
53  * Unlock any spinlocks which will prevent us from getting the
54  * message out
55  */
56 void bust_spinlocks(int yes)
57 {
58         int loglevel_save = console_loglevel;
59
60         if (yes) {
61                 oops_in_progress = 1;
62                 return;
63         }
64 #ifdef CONFIG_VT
65         unblank_screen();
66 #endif
67         oops_in_progress = 0;
68         /*
69          * OK, the message is on the console.  Now we call printk()
70          * without oops_in_progress set so that printk will give klogd
71          * a poke.  Hold onto your hats...
72          */
73         console_loglevel = 15;          /* NMI oopser may have shut the console up */
74         printk(" ");
75         console_loglevel = loglevel_save;
76 }
77
78 /*======================================================================*
79  * do_page_fault()
80  *======================================================================*
81  * This routine handles page faults.  It determines the address,
82  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
83  * routines.
84  *
85  * ARGUMENT:
86  *  regs       : M32R SP reg.
87  *  error_code : See below
88  *  address    : M32R MMU MDEVA reg. (Operand ACE)
89  *             : M32R BPC reg. (Instruction ACE)
90  *
91  * error_code :
92  *  bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
93  *  bit 1 == 0 means read, 1 means write
94  *  bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
95  *  bit 3 == 0 means data, 1 means instruction
96  *======================================================================*/
97 #define ACE_PROTECTION          1
98 #define ACE_WRITE               2
99 #define ACE_USERMODE            4
100 #define ACE_INSTRUCTION         8
101
102 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
103   unsigned long address)
104 {
105         struct task_struct *tsk;
106         struct mm_struct *mm;
107         struct vm_area_struct * vma;
108         unsigned long page, addr;
109         int write;
110         siginfo_t info;
111
112         /*
113          * If BPSW IE bit enable --> set PSW IE bit
114          */
115         if (regs->psw & M32R_PSW_BIE)
116                 local_irq_enable();
117
118         tsk = current;
119
120         info.si_code = SEGV_MAPERR;
121
122         /*
123          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
124          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
125          *
126          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
127          * be in an interrupt or a critical region, and should
128          * only copy the information from the master page table,
129          * nothing more.
130          *
131          * This verifies that the fault happens in kernel space
132          * (error_code & ACE_USERMODE) == 0, and that the fault was not a
133          * protection error (error_code & ACE_PROTECTION) == 0.
134          */
135         if (address >= TASK_SIZE && !(error_code & ACE_USERMODE))
136                 goto vmalloc_fault;
137
138         mm = tsk->mm;
139
140         /*
141          * If we're in an interrupt or have no user context or are running in an
142          * atomic region then we must not take the fault..
143          */
144         if (in_atomic() || !mm)
145                 goto bad_area_nosemaphore;
146
147         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
148          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
149          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
150          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
151          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
152          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
153          * space from well defined areas of code, which are listed in the
154          * exceptions table.
155          *
156          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
157          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
158          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
159          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
160          * thus avoiding the deadlock.
161          */
162         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
163                 if ((error_code & ACE_USERMODE) == 0 &&
164                     !search_exception_tables(regs->psw))
165                         goto bad_area_nosemaphore;
166                 down_read(&mm->mmap_sem);
167         }
168
169         vma = find_vma(mm, address);
170         if (!vma)
171                 goto bad_area;
172         if (vma->vm_start <= address)
173                 goto good_area;
174         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
175                 goto bad_area;
176 #if 0
177         if (error_code & ACE_USERMODE) {
178                 /*
179                  * accessing the stack below "spu" is always a bug.
180                  * The "+ 4" is there due to the push instruction
181                  * doing pre-decrement on the stack and that
182                  * doesn't show up until later..
183                  */
184                 if (address + 4 < regs->spu)
185                         goto bad_area;
186         }
187 #endif
188         if (expand_stack(vma, address))
189                 goto bad_area;
190 /*
191  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
192  * we can handle it..
193  */
194 good_area:
195         info.si_code = SEGV_ACCERR;
196         write = 0;
197         switch (error_code & (ACE_WRITE|ACE_PROTECTION)) {
198                 default:        /* 3: write, present */
199                         /* fall through */
200                 case ACE_WRITE: /* write, not present */
201                         if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
202                                 goto bad_area;
203                         write++;
204                         break;
205                 case ACE_PROTECTION:    /* read, present */
206                 case 0:         /* read, not present */
207                         if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
208                                 goto bad_area;
209         }
210
211         /*
212          * For instruction access exception, check if the area is executable
213          */
214         if ((error_code & ACE_INSTRUCTION) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC))
215           goto bad_area;
216
217 survive:
218         /*
219          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
220          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
221          * the fault.
222          */
223         addr = (address & PAGE_MASK);
224         set_thread_fault_code(error_code);
225         switch (handle_mm_fault(mm, vma, addr, write)) {
226                 case VM_FAULT_MINOR:
227                         tsk->min_flt++;
228                         break;
229                 case VM_FAULT_MAJOR:
230                         tsk->maj_flt++;
231                         break;
232                 case VM_FAULT_SIGBUS:
233                         goto do_sigbus;
234                 case VM_FAULT_OOM:
235                         goto out_of_memory;
236                 default:
237                         BUG();
238         }
239         set_thread_fault_code(0);
240         up_read(&mm->mmap_sem);
241         return;
242
243 /*
244  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
245  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
246  */
247 bad_area:
248         up_read(&mm->mmap_sem);
249
250 bad_area_nosemaphore:
251         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
252         if (error_code & ACE_USERMODE) {
253                 tsk->thread.address = address;
254                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
255                 tsk->thread.trap_no = 14;
256                 info.si_signo = SIGSEGV;
257                 info.si_errno = 0;
258                 /* info.si_code has been set above */
259                 info.si_addr = (void __user *)address;
260                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
261                 return;
262         }
263
264 no_context:
265         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
266         if (fixup_exception(regs))
267                 return;
268
269 /*
270  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
271  * terminate things with extreme prejudice.
272  */
273
274         bust_spinlocks(1);
275
276         if (address < PAGE_SIZE)
277                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
278         else
279                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request");
280         printk(" at virtual address %08lx\n",address);
281         printk(KERN_ALERT " printing bpc:\n");
282         printk("%08lx\n", regs->bpc);
283         page = *(unsigned long *)MPTB;
284         page = ((unsigned long *) page)[address >> PGDIR_SHIFT];
285         printk(KERN_ALERT "*pde = %08lx\n", page);
286         if (page & _PAGE_PRESENT) {
287                 page &= PAGE_MASK;
288                 address &= 0x003ff000;
289                 page = ((unsigned long *) __va(page))[address >> PAGE_SHIFT];
290                 printk(KERN_ALERT "*pte = %08lx\n", page);
291         }
292         die("Oops", regs, error_code);
293         bust_spinlocks(0);
294         do_exit(SIGKILL);
295
296 /*
297  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
298  * us unable to handle the page fault gracefully.
299  */
300 out_of_memory:
301         up_read(&mm->mmap_sem);
302         if (tsk->pid == 1) {
303                 yield();
304                 down_read(&mm->mmap_sem);
305                 goto survive;
306         }
307         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
308         if (error_code & ACE_USERMODE)
309                 do_exit(SIGKILL);
310         goto no_context;
311
312 do_sigbus:
313         up_read(&mm->mmap_sem);
314
315         /* Kernel mode? Handle exception or die */
316         if (!(error_code & ACE_USERMODE))
317                 goto no_context;
318
319         tsk->thread.address = address;
320         tsk->thread.error_code = error_code;
321         tsk->thread.trap_no = 14;
322         info.si_signo = SIGBUS;
323         info.si_errno = 0;
324         info.si_code = BUS_ADRERR;
325         info.si_addr = (void __user *)address;
326         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
327         return;
328
329 vmalloc_fault:
330         {
331                 /*
332                  * Synchronize this task's top level page-table
333                  * with the 'reference' page table.
334                  *
335                  * Do _not_ use "tsk" here. We might be inside
336                  * an interrupt in the middle of a task switch..
337                  */
338                 int offset = pgd_index(address);
339                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
340                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
341                 pte_t *pte_k;
342
343                 pgd = (pgd_t *)*(unsigned long *)MPTB;
344                 pgd = offset + (pgd_t *)pgd;
345                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
346
347                 if (!pgd_present(*pgd_k))
348                         goto no_context;
349
350                 /*
351                  * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
352                  * and redundant with the set_pmd() on non-PAE.
353                  */
354
355                 pmd = pmd_offset(pgd, address);
356                 pmd_k = pmd_offset(pgd_k, address);
357                 if (!pmd_present(*pmd_k))
358                         goto no_context;
359                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
360
361                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
362                 if (!pte_present(*pte_k))
363                         goto no_context;
364
365                 addr = (address & PAGE_MASK) | (error_code & ACE_INSTRUCTION);
366                 update_mmu_cache(NULL, addr, *pte_k);
367                 return;
368         }
369 }
370
371 /*======================================================================*
372  * update_mmu_cache()
373  *======================================================================*/
374 #define TLB_MASK        (NR_TLB_ENTRIES - 1)
375 #define ITLB_END        (unsigned long *)(ITLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
376 #define DTLB_END        (unsigned long *)(DTLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
377 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr,
378         pte_t pte)
379 {
380         unsigned long *entry1, *entry2;
381         unsigned long pte_data, flags;
382         unsigned int *entry_dat;
383         int inst = get_thread_fault_code() & ACE_INSTRUCTION;
384         int i;
385
386         /* Ptrace may call this routine. */
387         if (vma && current->active_mm != vma->vm_mm)
388                 return;
389
390         local_irq_save(flags);
391
392         vaddr = (vaddr & PAGE_MASK) | get_asid();
393
394 #ifdef CONFIG_CHIP_OPSP
395         entry1 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
396         for(i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
397                 if(*entry1++ == vaddr) {
398                         pte_data = pte_val(pte);
399                         set_tlb_data(entry1, pte_data);
400                         break;
401                 }
402                 entry1++;
403         }
404         entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
405         for(i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
406                 if(*entry2++ == vaddr) {
407                         pte_data = pte_val(pte);
408                         set_tlb_data(entry2, pte_data);
409                         break;
410                 }
411                 entry2++;
412         }
413         local_irq_restore(flags);
414         return;
415 #else
416         pte_data = pte_val(pte);
417
418         /*
419          * Update TLB entries
420          *  entry1: ITLB entry address
421          *  entry2: DTLB entry address
422          */
423         __asm__ __volatile__ (
424                 "seth   %0, #high(%4)   \n\t"
425                 "st     %2, @(%5, %0)   \n\t"
426                 "ldi    %1, #1          \n\t"
427                 "st     %1, @(%6, %0)   \n\t"
428                 "add3   r4, %0, %7      \n\t"
429                 ".fillinsn              \n"
430                 "1:                     \n\t"
431                 "ld     %1, @(%6, %0)   \n\t"
432                 "bnez   %1, 1b          \n\t"
433                 "ld     %0, @r4+        \n\t"
434                 "ld     %1, @r4         \n\t"
435                 "st     %3, @+%0        \n\t"
436                 "st     %3, @+%1        \n\t"
437                 : "=&r" (entry1), "=&r" (entry2)
438                 : "r" (vaddr), "r" (pte_data), "i" (MMU_REG_BASE),
439                 "i" (MSVA_offset), "i" (MTOP_offset), "i" (MIDXI_offset)
440                 : "r4", "memory"
441         );
442
443         if ((!inst && entry2 >= DTLB_END) || (inst && entry1 >= ITLB_END))
444                 goto notfound;
445
446 found:
447         local_irq_restore(flags);
448
449         return;
450
451         /* Valid entry not found */
452 notfound:
453         /*
454          * Update ITLB or DTLB entry
455          *  entry1: TLB entry address
456          *  entry2: TLB base address
457          */
458         if (!inst) {
459                 entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
460                 entry_dat = &tlb_entry_d;
461         } else {
462                 entry2 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
463                 entry_dat = &tlb_entry_i;
464         }
465         entry1 = entry2 + (((*entry_dat - 1) & TLB_MASK) << 1);
466
467         for (i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
468                 if (!(entry1[1] & 2))   /* Valid bit check */
469                         break;
470
471                 if (entry1 != entry2)
472                         entry1 -= 2;
473                 else
474                         entry1 += TLB_MASK << 1;
475         }
476
477         if (i >= NR_TLB_ENTRIES) {      /* Empty entry not found */
478                 entry1 = entry2 + (*entry_dat << 1);
479                 *entry_dat = (*entry_dat + 1) & TLB_MASK;
480         }
481         *entry1++ = vaddr;      /* Set TLB tag */
482         set_tlb_data(entry1, pte_data);
483
484         goto found;
485 #endif
486 }
487
488 /*======================================================================*
489  * flush_tlb_page() : flushes one page
490  *======================================================================*/
491 void local_flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
492 {
493         if (vma->vm_mm && mm_context(vma->vm_mm) != NO_CONTEXT) {
494                 unsigned long flags;
495
496                 local_irq_save(flags);
497                 page &= PAGE_MASK;
498                 page |= (mm_context(vma->vm_mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
499                 __flush_tlb_page(page);
500                 local_irq_restore(flags);
501         }
502 }
503
504 /*======================================================================*
505  * flush_tlb_range() : flushes a range of pages
506  *======================================================================*/
507 void local_flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
508         unsigned long end)
509 {
510         struct mm_struct *mm;
511
512         mm = vma->vm_mm;
513         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
514                 unsigned long flags;
515                 int size;
516
517                 local_irq_save(flags);
518                 size = (end - start + (PAGE_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
519                 if (size > (NR_TLB_ENTRIES / 4)) { /* Too many TLB to flush */
520                         mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
521                         if (mm == current->mm)
522                                 activate_context(mm);
523                 } else {
524                         unsigned long asid;
525
526                         asid = mm_context(mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK;
527                         start &= PAGE_MASK;
528                         end += (PAGE_SIZE - 1);
529                         end &= PAGE_MASK;
530
531                         start |= asid;
532                         end   |= asid;
533                         while (start < end) {
534                                 __flush_tlb_page(start);
535                                 start += PAGE_SIZE;
536                         }
537                 }
538                 local_irq_restore(flags);
539         }
540 }
541
542 /*======================================================================*
543  * flush_tlb_mm() : flushes the specified mm context TLB's
544  *======================================================================*/
545 void local_flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
546 {
547         /* Invalidate all TLB of this process. */
548         /* Instead of invalidating each TLB, we get new MMU context. */
549         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
550                 unsigned long flags;
551
552                 local_irq_save(flags);
553                 mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
554                 if (mm == current->mm)
555                         activate_context(mm);
556                 local_irq_restore(flags);
557         }
558 }
559
560 /*======================================================================*
561  * flush_tlb_all() : flushes all processes TLBs
562  *======================================================================*/
563 void local_flush_tlb_all(void)
564 {
565         unsigned long flags;
566
567         local_irq_save(flags);
568         __flush_tlb_all();
569         local_irq_restore(flags);
570 }
571
572 /*======================================================================*
573  * init_mmu()
574  *======================================================================*/
575 void __init init_mmu(void)
576 {
577         tlb_entry_i = 0;
578         tlb_entry_d = 0;
579         mmu_context_cache = MMU_CONTEXT_FIRST_VERSION;
580         set_asid(mmu_context_cache & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
581         *(volatile unsigned long *)MPTB = (unsigned long)swapper_pg_dir;
582 }