arch/m32r/mm/fault.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  linux/arch/m32r/mm/fault.c
   4  *
   5  *  Copyright (c) 2001, 2002  Hitoshi Yamamoto, and H. Kondo
   6  *  Copyright (c) 2004  Naoto Sugai, NIIBE Yutaka
   7  *
   8  *  Some code taken from i386 version.
   9  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
  10  */
  11
  12 #include <linux/signal.h>
  13 #include <linux/sched.h>
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/ptrace.h>
  19 #include <linux/mman.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/smp.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/extable.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29
  30 #include <asm/m32r.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         unsigned long flags = 0;
  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 have pagefaults
 116          * disabled then we must not take the fault.
 117          */
 118         if (faulthandler_disabled() || !mm)
 119                 goto bad_area_nosemaphore;
 120
 121         if (error_code & ACE_USERMODE)
 122                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 123
 124         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
 125          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 126          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
 127          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
 128          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 129          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 130          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 131          * exceptions table.
 132          *
 133          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 134          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
 135          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 136          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 137          * thus avoiding the deadlock.
 138          */
 139         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 140                 if ((error_code & ACE_USERMODE) == 0 &&
 141                     !search_exception_tables(regs->psw))
 142                         goto bad_area_nosemaphore;
 143                 down_read(&mm->mmap_sem);
 144         }
 145
 146         vma = find_vma(mm, address);
 147         if (!vma)
 148                 goto bad_area;
 149         if (vma->vm_start <= address)
 150                 goto good_area;
 151         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 152                 goto bad_area;
 153
 154         if (error_code & ACE_USERMODE) {
 155                 /*
 156                  * accessing the stack below "spu" is always a bug.
 157                  * The "+ 4" is there due to the push instruction
 158                  * doing pre-decrement on the stack and that
 159                  * doesn't show up until later..
 160                  */
 161                 if (address + 4 < regs->spu)
 162                         goto bad_area;
 163         }
 164
 165         if (expand_stack(vma, address))
 166                 goto bad_area;
 167 /*
 168  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 169  * we can handle it..
 170  */
 171 good_area:
 172         info.si_code = SEGV_ACCERR;
 173         switch (error_code & (ACE_WRITE|ACE_PROTECTION)) {
 174                 default:        /* 3: write, present */
 175                         /* fall through */
 176                 case ACE_WRITE: /* write, not present */
 177                         if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 178                                 goto bad_area;
 179                         flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 180                         break;
 181                 case ACE_PROTECTION:    /* read, present */
 182                 case 0:         /* read, not present */
 183                         if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
 184                                 goto bad_area;
 185         }
 186
 187         /*
 188          * For instruction access exception, check if the area is executable
 189          */
 190         if ((error_code & ACE_INSTRUCTION) && !(vma->vm_flags & VM_EXEC))
 191           goto bad_area;
 192
 193         /*
 194          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 195          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 196          * the fault.
 197          */
 198         addr = (address & PAGE_MASK);
 199         set_thread_fault_code(error_code);
 200         fault = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
 201         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 202                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 203                         goto out_of_memory;
 204                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
 205                         goto bad_area;
 206                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 207                         goto do_sigbus;
 208                 BUG();
 209         }
 210         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 211                 tsk->maj_flt++;
 212         else
 213                 tsk->min_flt++;
 214         set_thread_fault_code(0);
 215         up_read(&mm->mmap_sem);
 216         return;
 217
 218 /*
 219  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 220  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 221  */
 222 bad_area:
 223         up_read(&mm->mmap_sem);
 224
 225 bad_area_nosemaphore:
 226         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 227         if (error_code & ACE_USERMODE) {
 228                 tsk->thread.address = address;
 229                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 230                 tsk->thread.trap_no = 14;
 231                 info.si_signo = SIGSEGV;
 232                 info.si_errno = 0;
 233                 /* info.si_code has been set above */
 234                 info.si_addr = (void __user *)address;
 235                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, tsk);
 236                 return;
 237         }
 238
 239 no_context:
 240         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 241         if (fixup_exception(regs))
 242                 return;
 243
 244 /*
 245  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 246  * terminate things with extreme prejudice.
 247  */
 248
 249         bust_spinlocks(1);
 250
 251         if (address < PAGE_SIZE)
 252                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel NULL pointer dereference");
 253         else
 254                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request");
 255         printk(" at virtual address %08lx\n",address);
 256         printk(KERN_ALERT " printing bpc:\n");
 257         printk("%08lx\n", regs->bpc);
 258         page = *(unsigned long *)MPTB;
 259         page = ((unsigned long *) page)[address >> PGDIR_SHIFT];
 260         printk(KERN_ALERT "*pde = %08lx\n", page);
 261         if (page & _PAGE_PRESENT) {
 262                 page &= PAGE_MASK;
 263                 address &= 0x003ff000;
 264                 page = ((unsigned long *) __va(page))[address >> PAGE_SHIFT];
 265                 printk(KERN_ALERT "*pte = %08lx\n", page);
 266         }
 267         die("Oops", regs, error_code);
 268         bust_spinlocks(0);
 269         do_exit(SIGKILL);
 270
 271 /*
 272  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 273  * us unable to handle the page fault gracefully.
 274  */
 275 out_of_memory:
 276         up_read(&mm->mmap_sem);
 277         if (!(error_code & ACE_USERMODE))
 278                 goto no_context;
 279         pagefault_out_of_memory();
 280         return;
 281
 282 do_sigbus:
 283         up_read(&mm->mmap_sem);
 284
 285         /* Kernel mode? Handle exception or die */
 286         if (!(error_code & ACE_USERMODE))
 287                 goto no_context;
 288
 289         tsk->thread.address = address;
 290         tsk->thread.error_code = error_code;
 291         tsk->thread.trap_no = 14;
 292         info.si_signo = SIGBUS;
 293         info.si_errno = 0;
 294         info.si_code = BUS_ADRERR;
 295         info.si_addr = (void __user *)address;
 296         force_sig_info(SIGBUS, &info, tsk);
 297         return;
 298
 299 vmalloc_fault:
 300         {
 301                 /*
 302                  * Synchronize this task's top level page-table
 303                  * with the 'reference' page table.
 304                  *
 305                  * Do _not_ use "tsk" here. We might be inside
 306                  * an interrupt in the middle of a task switch..
 307                  */
 308                 int offset = pgd_index(address);
 309                 pgd_t *pgd, *pgd_k;
 310                 pmd_t *pmd, *pmd_k;
 311                 pte_t *pte_k;
 312
 313                 pgd = (pgd_t *)*(unsigned long *)MPTB;
 314                 pgd = offset + (pgd_t *)pgd;
 315                 pgd_k = init_mm.pgd + offset;
 316
 317                 if (!pgd_present(*pgd_k))
 318                         goto no_context;
 319
 320                 /*
 321                  * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 322                  * and redundant with the set_pmd() on non-PAE.
 323                  */
 324
 325                 pmd = pmd_offset(pgd, address);
 326                 pmd_k = pmd_offset(pgd_k, address);
 327                 if (!pmd_present(*pmd_k))
 328                         goto no_context;
 329                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 330
 331                 pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 332                 if (!pte_present(*pte_k))
 333                         goto no_context;
 334
 335                 addr = (address & PAGE_MASK);
 336                 set_thread_fault_code(error_code);
 337                 update_mmu_cache(NULL, addr, pte_k);
 338                 set_thread_fault_code(0);
 339                 return;
 340         }
 341 }
 342
 343 /*======================================================================*
 344  * update_mmu_cache()
 345  *======================================================================*/
 346 #define TLB_MASK        (NR_TLB_ENTRIES - 1)
 347 #define ITLB_END        (unsigned long *)(ITLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
 348 #define DTLB_END        (unsigned long *)(DTLB_BASE + (NR_TLB_ENTRIES * 8))
 349 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr,
 350         pte_t *ptep)
 351 {
 352         volatile unsigned long *entry1, *entry2;
 353         unsigned long pte_data, flags;
 354         unsigned int *entry_dat;
 355         int inst = get_thread_fault_code() & ACE_INSTRUCTION;
 356         int i;
 357
 358         /* Ptrace may call this routine. */
 359         if (vma && current->active_mm != vma->vm_mm)
 360                 return;
 361
 362         local_irq_save(flags);
 363
 364         vaddr = (vaddr & PAGE_MASK) | get_asid();
 365
 366         pte_data = pte_val(*ptep);
 367
 368 #ifdef CONFIG_CHIP_OPSP
 369         entry1 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
 370         for (i = 0; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
 371                 if (*entry1++ == vaddr) {
 372                         set_tlb_data(entry1, pte_data);
 373                         break;
 374                 }
 375                 entry1++;
 376         }
 377         entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
 378         for (i = 0; i < NR_TLB_ENTRIES; i++) {
 379                 if (*entry2++ == vaddr) {
 380                         set_tlb_data(entry2, pte_data);
 381                         break;
 382                 }
 383                 entry2++;
 384         }
 385 #else
 386         /*
 387          * Update TLB entries
 388          *  entry1: ITLB entry address
 389          *  entry2: DTLB entry address
 390          */
 391         __asm__ __volatile__ (
 392                 "seth   %0, #high(%4)   \n\t"
 393                 "st     %2, @(%5, %0)   \n\t"
 394                 "ldi    %1, #1          \n\t"
 395                 "st     %1, @(%6, %0)   \n\t"
 396                 "add3   r4, %0, %7      \n\t"
 397                 ".fillinsn              \n"
 398                 "1:                     \n\t"
 399                 "ld     %1, @(%6, %0)   \n\t"
 400                 "bnez   %1, 1b          \n\t"
 401                 "ld     %0, @r4+        \n\t"
 402                 "ld     %1, @r4         \n\t"
 403                 "st     %3, @+%0        \n\t"
 404                 "st     %3, @+%1        \n\t"
 405                 : "=&r" (entry1), "=&r" (entry2)
 406                 : "r" (vaddr), "r" (pte_data), "i" (MMU_REG_BASE),
 407                 "i" (MSVA_offset), "i" (MTOP_offset), "i" (MIDXI_offset)
 408                 : "r4", "memory"
 409         );
 410 #endif
 411
 412         if ((!inst && entry2 >= DTLB_END) || (inst && entry1 >= ITLB_END))
 413                 goto notfound;
 414
 415 found:
 416         local_irq_restore(flags);
 417
 418         return;
 419
 420         /* Valid entry not found */
 421 notfound:
 422         /*
 423          * Update ITLB or DTLB entry
 424          *  entry1: TLB entry address
 425          *  entry2: TLB base address
 426          */
 427         if (!inst) {
 428                 entry2 = (unsigned long *)DTLB_BASE;
 429                 entry_dat = &tlb_entry_d;
 430         } else {
 431                 entry2 = (unsigned long *)ITLB_BASE;
 432                 entry_dat = &tlb_entry_i;
 433         }
 434         entry1 = entry2 + (((*entry_dat - 1) & TLB_MASK) << 1);
 435
 436         for (i = 0 ; i < NR_TLB_ENTRIES ; i++) {
 437                 if (!(entry1[1] & 2))   /* Valid bit check */
 438                         break;
 439
 440                 if (entry1 != entry2)
 441                         entry1 -= 2;
 442                 else
 443                         entry1 += TLB_MASK << 1;
 444         }
 445
 446         if (i >= NR_TLB_ENTRIES) {      /* Empty entry not found */
 447                 entry1 = entry2 + (*entry_dat << 1);
 448                 *entry_dat = (*entry_dat + 1) & TLB_MASK;
 449         }
 450         *entry1++ = vaddr;      /* Set TLB tag */
 451         set_tlb_data(entry1, pte_data);
 452
 453         goto found;
 454 }
 455
 456 /*======================================================================*
 457  * flush_tlb_page() : flushes one page
 458  *======================================================================*/
 459 void local_flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
 460 {
 461         if (vma->vm_mm && mm_context(vma->vm_mm) != NO_CONTEXT) {
 462                 unsigned long flags;
 463
 464                 local_irq_save(flags);
 465                 page &= PAGE_MASK;
 466                 page |= (mm_context(vma->vm_mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
 467                 __flush_tlb_page(page);
 468                 local_irq_restore(flags);
 469         }
 470 }
 471
 472 /*======================================================================*
 473  * flush_tlb_range() : flushes a range of pages
 474  *======================================================================*/
 475 void local_flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 476         unsigned long end)
 477 {
 478         struct mm_struct *mm;
 479
 480         mm = vma->vm_mm;
 481         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
 482                 unsigned long flags;
 483                 int size;
 484
 485                 local_irq_save(flags);
 486                 size = (end - start + (PAGE_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
 487                 if (size > (NR_TLB_ENTRIES / 4)) { /* Too many TLB to flush */
 488                         mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
 489                         if (mm == current->mm)
 490                                 activate_context(mm);
 491                 } else {
 492                         unsigned long asid;
 493
 494                         asid = mm_context(mm) & MMU_CONTEXT_ASID_MASK;
 495                         start &= PAGE_MASK;
 496                         end += (PAGE_SIZE - 1);
 497                         end &= PAGE_MASK;
 498
 499                         start |= asid;
 500                         end   |= asid;
 501                         while (start < end) {
 502                                 __flush_tlb_page(start);
 503                                 start += PAGE_SIZE;
 504                         }
 505                 }
 506                 local_irq_restore(flags);
 507         }
 508 }
 509
 510 /*======================================================================*
 511  * flush_tlb_mm() : flushes the specified mm context TLB's
 512  *======================================================================*/
 513 void local_flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 514 {
 515         /* Invalidate all TLB of this process. */
 516         /* Instead of invalidating each TLB, we get new MMU context. */
 517         if (mm_context(mm) != NO_CONTEXT) {
 518                 unsigned long flags;
 519
 520                 local_irq_save(flags);
 521                 mm_context(mm) = NO_CONTEXT;
 522                 if (mm == current->mm)
 523                         activate_context(mm);
 524                 local_irq_restore(flags);
 525         }
 526 }
 527
 528 /*======================================================================*
 529  * flush_tlb_all() : flushes all processes TLBs
 530  *======================================================================*/
 531 void local_flush_tlb_all(void)
 532 {
 533         unsigned long flags;
 534
 535         local_irq_save(flags);
 536         __flush_tlb_all();
 537         local_irq_restore(flags);
 538 }
 539
 540 /*======================================================================*
 541  * init_mmu()
 542  *======================================================================*/
 543 void __init init_mmu(void)
 544 {
 545         tlb_entry_i = 0;
 546         tlb_entry_d = 0;
 547         mmu_context_cache = MMU_CONTEXT_FIRST_VERSION;
 548         set_asid(mmu_context_cache & MMU_CONTEXT_ASID_MASK);
 549         *(volatile unsigned long *)MPTB = (unsigned long)swapper_pg_dir;
 550 }