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