Move FAULT_FLAG_xyz into handle_mm_fault() callers
[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/interrupt.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/tty.h>
24 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
25 #include <linux/highmem.h>
26 #include <linux/module.h>
27
28 #include <asm/m32r.h>
29 #include <asm/system.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include <asm/hardirq.h>
32 #include <asm/mmu_context.h>
33 #include <asm/tlbflush.h>
34
35 extern void die(const char *, struct pt_regs *, long);
36
37 #ifndef CONFIG_SMP
38 asmlinkage unsigned int tlb_entry_i_dat;
39 asmlinkage unsigned int tlb_entry_d_dat;
40 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat
41 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat
42 #else
43 unsigned int tlb_entry_i_dat[NR_CPUS];
44 unsigned int tlb_entry_d_dat[NR_CPUS];
45 #define tlb_entry_i tlb_entry_i_dat[smp_processor_id()]
46 #define tlb_entry_d tlb_entry_d_dat[smp_processor_id()]
47 #endif
48
49 extern void init_tlb(void);
50
51 /*======================================================================*
52  * do_page_fault()
53  *======================================================================*
54  * This routine handles page faults.  It determines the address,
55  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
56  * routines.
57  *
58  * ARGUMENT:
59  *  regs       : M32R SP reg.
60  *  error_code : See below
61  *  address    : M32R MMU MDEVA reg. (Operand ACE)
62  *             : M32R BPC reg. (Instruction ACE)
63  *
64  * error_code :
65  *  bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
66  *  bit 1 == 0 means read, 1 means write
67  *  bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
68  *  bit 3 == 0 means data, 1 means instruction
69  *======================================================================*/
70 #define ACE_PROTECTION          1
71 #define ACE_WRITE               2
72 #define ACE_USERMODE            4
73 #define ACE_INSTRUCTION         8
74
75 asmlinkage void do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
76   unsigned long address)
77 {
78         struct task_struct *tsk;
79         struct mm_struct *mm;
80         struct vm_area_struct * vma;
81         unsigned long page, addr;
82         int write;
83         int fault;
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         fault = handle_mm_fault(mm, vma, addr, write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
200         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
201                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
202                         goto out_of_memory;
203                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
204                         goto do_sigbus;
205                 BUG();
206         }
207         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
208                 tsk->maj_flt++;
209         else
210                 tsk->min_flt++;
211         set_thread_fault_code(0);
212         up_read(&mm->mmap_sem);
213         return;
214
215 /*
216  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
217  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
218  */
219 bad_area:
220         up_read(&mm->mmap_sem);
221
222 bad_area_nosemaphore:
223         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
224         if (error_code & ACE_USERMODE) {
225                 tsk->thread.address = address;
226                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
227                 tsk->thread.trap_no = 14;
228                 info.si_signo = SIGSEGV;
229                 info.si_errno = 0;
230                 /* info.si_code has been set above */
231                 info.si_addr = (void __user *)address;
232                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
233                 return;
234         }
235
236 no_context:
237         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
238         if (fixup_exception(regs))
239                 return;
240
241 /*
242  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
243  * terminate things with extreme prejudice.
244  */
245
246         bust_spinlocks(1);
247
248         if (address < PAGE_SIZE)
249                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
250         else
251                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request");
252         printk(" at virtual address %08lx\n",address);
253         printk(KERN_ALERT " printing bpc:\n");
254         printk("%08lx\n", regs->bpc);
255         page = *(unsigned long *)MPTB;
256         page = ((unsigned long *) page)[address >> PGDIR_SHIFT];
257         printk(KERN_ALERT "*pde = %08lx\n", page);
258         if (page & _PAGE_PRESENT) {
259                 page &= PAGE_MASK;
260                 address &= 0x003ff000;
261                 page = ((unsigned long *) __va(page))[address >> PAGE_SHIFT];
262                 printk(KERN_ALERT "*pte = %08lx\n", page);
263         }
264         die("Oops", regs, error_code);
265         bust_spinlocks(0);
266         do_exit(SIGKILL);
267
268 /*
269  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
270  * us unable to handle the page fault gracefully.
271  */
272 out_of_memory:
273         up_read(&mm->mmap_sem);
274         if (is_global_init(tsk)) {
275                 yield();
276                 down_read(&mm->mmap_sem);
277                 goto survive;
278         }
279         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
280         if (error_code & ACE_USERMODE)
281                 do_group_exit(SIGKILL);
282         goto no_context;
283
284 do_sigbus:
285         up_read(&mm->mmap_sem);
286
287         /* Kernel mode? Handle exception or die */
288         if (!(error_code & ACE_USERMODE))
289                 goto no_context;
290
291         tsk->thread.address = address;
292         tsk->thread.error_code = error_code;
293         tsk->thread.trap_no = 14;
294         info.si_signo = SIGBUS;
295         info.si_errno = 0;
296         info.si_code = BUS_ADRERR;
297         info.si_addr = (void __user *)address;
298         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
299         return;
300
301 vmalloc_fault:
302         {
303                 /*
304                  * Synchronize this task's top level page-table
305                  * with the 'reference' page table.
306                  *
307                  * Do _not_ use "tsk" here. We might be inside
308                  * an interrupt in the middle of a task switch..
309                  */
310                 int offset = pgd_index(address);
311                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
312                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
313                 pte_t *pte_k;
314
315                 pgd = (pgd_t *)*(unsigned long *)MPTB;
316                 pgd = offset + (pgd_t *)pgd;
317                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
318
319                 if (!pgd_present(*pgd_k))
320                         goto no_context;
321
322                 /*
323                  * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
324                  * and redundant with the set_pmd() on non-PAE.
325                  */
326
327                 pmd = pmd_offset(pgd, address);
328                 pmd_k = pmd_offset(pgd_k, address);
329                 if (!pmd_present(*pmd_k))
330                         goto no_context;
331                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
332
333                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
334                 if (!pte_present(*pte_k))
335                         goto no_context;
336
337                 addr = (address & PAGE_MASK);
338                 set_thread_fault_code(error_code);
339                 update_mmu_cache(NULL, addr, *pte_k);
340                 set_thread_fault_code(0);
341                 return;
342         }
343 }
344
345 /*======================================================================*
346  * update_mmu_cache()
347  *======================================================================*/
348 #define TLB_MASK        (NR_TLB_ENTRIES - 1)
349 #define ITLB_END        (unsigned long *)(ITLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
350 #define DTLB_END        (unsigned long *)(DTLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
351 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr,
352         pte_t pte)
353 {
354         volatile unsigned long *entry1, *entry2;
355         unsigned long pte_data, flags;
356         unsigned int *entry_dat;
357         int inst = get_thread_fault_code() & ACE_INSTRUCTION;
358         int i;
359
360         /* Ptrace may call this routine. */
361         if (vma && current->active_mm != vma->vm_mm)
362                 return;
363
364         local_irq_save(flags);
365
366         vaddr = (vaddr & PAGE_MASK) | get_asid();
367
368         pte_data = pte_val(pte);
369
370 #ifdef CONFIG_CHIP_OPSP
371         entry1 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
372         for (i = 0; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
373                 if (*entry1++ == vaddr) {
374                         set_tlb_data(entry1, pte_data);
375                         break;
376                 }
377                 entry1++;
378         }
379         entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
380         for (i = 0; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
381                 if (*entry2++ == vaddr) {
382                         set_tlb_data(entry2, pte_data);
383                         break;
384                 }
385                 entry2++;
386         }
387 #else
388         /*
389          * Update TLB entries
390          *  entry1: ITLB entry address
391          *  entry2: DTLB entry address
392          */
393         __asm__ __volatile__ (
394                 "seth   %0, #high(%4)   \n\t"
395                 "st     %2, @(%5, %0)   \n\t"
396                 "ldi    %1, #1          \n\t"
397                 "st     %1, @(%6, %0)   \n\t"
398                 "add3   r4, %0, %7      \n\t"
399                 ".fillinsn              \n"
400                 "1:                     \n\t"
401                 "ld     %1, @(%6, %0)   \n\t"
402                 "bnez   %1, 1b          \n\t"
403                 "ld     %0, @r4+        \n\t"
404                 "ld     %1, @r4         \n\t"
405                 "st     %3, @+%0        \n\t"
406                 "st     %3, @+%1        \n\t"
407                 : "=&r" (entry1), "=&r" (entry2)
408                 : "r" (vaddr), "r" (pte_data), "i" (MMU_REG_BASE),
409                 "i" (MSVA_offset), "i" (MTOP_offset), "i" (MIDXI_offset)
410                 : "r4", "memory"
411         );
412 #endif
413
414         if ((!inst && entry2 >= DTLB_END) || (inst && entry1 >= ITLB_END))
415                 goto notfound;
416
417 found:
418         local_irq_restore(flags);
419
420         return;
421
422         /* Valid entry not found */
423 notfound:
424         /*
425          * Update ITLB or DTLB entry
426          *  entry1: TLB entry address
427          *  entry2: TLB base address
428          */
429         if (!inst) {
430                 entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
431                 entry_dat = &tlb_entry_d;
432         } else {
433                 entry2 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
434                 entry_dat = &tlb_entry_i;
435         }
436         entry1 = entry2 + (((*entry_dat - 1) & TLB_MASK) << 1);
437
438         for (i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
439                 if (!(entry1[1] & 2))   /* Valid bit check */
440                         break;
441
442                 if (entry1 != entry2)
443                         entry1 -= 2;
444                 else
445                         entry1 += TLB_MASK << 1;
446         }
447
448         if (i >= NR_TLB_ENTRIES) {      /* Empty entry not found */
449                 entry1 = entry2 + (*entry_dat << 1);
450                 *entry_dat = (*entry_dat + 1) & TLB_MASK;
451         }
452         *entry1++ = vaddr;      /* Set TLB tag */
453         set_tlb_data(entry1, pte_data);
454
455         goto found;
456 }
457
458 /*======================================================================*
459  * flush_tlb_page() : flushes one page
460  *======================================================================*/
461 void local_flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
462 {
463         if (vma->vm_mm && mm_context(vma->vm_mm) != NO_CONTEXT) {
464                 unsigned long flags;
465
466                 local_irq_save(flags);
467                 page &= PAGE_MASK;
468                 page |= (mm_context(vma->vm_mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
469                 __flush_tlb_page(page);
470                 local_irq_restore(flags);
471         }
472 }
473
474 /*======================================================================*
475  * flush_tlb_range() : flushes a range of pages
476  *======================================================================*/
477 void local_flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
478         unsigned long end)
479 {
480         struct mm_struct *mm;
481
482         mm = vma->vm_mm;
483         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
484                 unsigned long flags;
485                 int size;
486
487                 local_irq_save(flags);
488                 size = (end - start + (PAGE_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
489                 if (size > (NR_TLB_ENTRIES / 4)) { /* Too many TLB to flush */
490                         mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
491                         if (mm == current->mm)
492                                 activate_context(mm);
493                 } else {
494                         unsigned long asid;
495
496                         asid = mm_context(mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK;
497                         start &= PAGE_MASK;
498                         end += (PAGE_SIZE - 1);
499                         end &= PAGE_MASK;
500
501                         start |= asid;
502                         end   |= asid;
503                         while (start < end) {
504                                 __flush_tlb_page(start);
505                                 start += PAGE_SIZE;
506                         }
507                 }
508                 local_irq_restore(flags);
509         }
510 }
511
512 /*======================================================================*
513  * flush_tlb_mm() : flushes the specified mm context TLB's
514  *======================================================================*/
515 void local_flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
516 {
517         /* Invalidate all TLB of this process. */
518         /* Instead of invalidating each TLB, we get new MMU context. */
519         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
520                 unsigned long flags;
521
522                 local_irq_save(flags);
523                 mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
524                 if (mm == current->mm)
525                         activate_context(mm);
526                 local_irq_restore(flags);
527         }
528 }
529
530 /*======================================================================*
531  * flush_tlb_all() : flushes all processes TLBs
532  *======================================================================*/
533 void local_flush_tlb_all(void)
534 {
535         unsigned long flags;
536
537         local_irq_save(flags);
538         __flush_tlb_all();
539         local_irq_restore(flags);
540 }
541
542 /*======================================================================*
543  * init_mmu()
544  *======================================================================*/
545 void __init init_mmu(void)
546 {
547         tlb_entry_i = 0;
548         tlb_entry_d = 0;
549         mmu_context_cache = MMU_CONTEXT_FIRST_VERSION;
550         set_asid(mmu_context_cache & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
551         *(volatile unsigned long *)MPTB = (unsigned long)swapper_pg_dir;
552 }