s390/mm/fault.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  S390 version
   4  *    Copyright IBM Corp. 1999
   5  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
   6  *               Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com)
   7  *
   8  *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
   9  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
  10  */
  11
  12 #include <linux/kernel_stat.h>
  13 #include <linux/perf_event.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/sched/debug.h>
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/string.h>
  20 #include <linux/types.h>
  21 #include <linux/ptrace.h>
  22 #include <linux/mman.h>
  23 #include <linux/mm.h>
  24 #include <linux/compat.h>
  25 #include <linux/smp.h>
  26 #include <linux/kdebug.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28 #include <linux/console.h>
  29 #include <linux/extable.h>
  30 #include <linux/hardirq.h>
  31 #include <linux/kprobes.h>
  32 #include <linux/uaccess.h>
  33 #include <linux/hugetlb.h>
  34 #include <linux/kfence.h>
  35 #include <asm/asm-extable.h>
  36 #include <asm/asm-offsets.h>
  37 #include <asm/diag.h>
  38 #include <asm/gmap.h>
  39 #include <asm/irq.h>
  40 #include <asm/mmu_context.h>
  41 #include <asm/facility.h>
  42 #include <asm/uv.h>
  43 #include "../kernel/entry.h"
  44
  45 #define __FAIL_ADDR_MASK -4096L
  46 #define __SUBCODE_MASK 0x0600
  47 #define __PF_RES_FIELD 0x8000000000000000ULL
  48
  49 #define VM_FAULT_BADCONTEXT     ((__force vm_fault_t) 0x010000)
  50 #define VM_FAULT_BADMAP         ((__force vm_fault_t) 0x020000)
  51 #define VM_FAULT_BADACCESS      ((__force vm_fault_t) 0x040000)
  52 #define VM_FAULT_SIGNAL         ((__force vm_fault_t) 0x080000)
  53 #define VM_FAULT_PFAULT         ((__force vm_fault_t) 0x100000)
  54
  55 enum fault_type {
  56         KERNEL_FAULT,
  57         USER_FAULT,
  58         GMAP_FAULT,
  59 };
  60
  61 static unsigned long store_indication __read_mostly;
  62
  63 static int __init fault_init(void)
  64 {
  65         if (test_facility(75))
  66                 store_indication = 0xc00;
  67         return 0;
  68 }
  69 early_initcall(fault_init);
  70
  71 /*
  72  * Find out which address space caused the exception.
  73  */
  74 static enum fault_type get_fault_type(struct pt_regs *regs)
  75 {
  76         unsigned long trans_exc_code;
  77
  78         trans_exc_code = regs->int_parm_long & 3;
  79         if (likely(trans_exc_code == 0)) {
  80                 /* primary space exception */
  81                 if (user_mode(regs))
  82                         return USER_FAULT;
  83                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PGSTE))
  84                         return KERNEL_FAULT;
  85                 if (test_pt_regs_flag(regs, PIF_GUEST_FAULT))
  86                         return GMAP_FAULT;
  87                 return KERNEL_FAULT;
  88         }
  89         if (trans_exc_code == 2)
  90                 return USER_FAULT;
  91         if (trans_exc_code == 1) {
  92                 /* access register mode, not used in the kernel */
  93                 return USER_FAULT;
  94         }
  95         /* home space exception -> access via kernel ASCE */
  96         return KERNEL_FAULT;
  97 }
  98
  99 static unsigned long get_fault_address(struct pt_regs *regs)
 100 {
 101         unsigned long trans_exc_code = regs->int_parm_long;
 102
 103         return trans_exc_code & __FAIL_ADDR_MASK;
 104 }
 105
 106 static bool fault_is_write(struct pt_regs *regs)
 107 {
 108         unsigned long trans_exc_code = regs->int_parm_long;
 109
 110         return (trans_exc_code & store_indication) == 0x400;
 111 }
 112
 113 static int bad_address(void *p)
 114 {
 115         unsigned long dummy;
 116
 117         return get_kernel_nofault(dummy, (unsigned long *)p);
 118 }
 119
 120 static void dump_pagetable(unsigned long asce, unsigned long address)
 121 {
 122         unsigned long *table = __va(asce & _ASCE_ORIGIN);
 123
 124         pr_alert("AS:%016lx ", asce);
 125         switch (asce & _ASCE_TYPE_MASK) {
 126         case _ASCE_TYPE_REGION1:
 127                 table += (address & _REGION1_INDEX) >> _REGION1_SHIFT;
 128                 if (bad_address(table))
 129                         goto bad;
 130                 pr_cont("R1:%016lx ", *table);
 131                 if (*table & _REGION_ENTRY_INVALID)
 132                         goto out;
 133                 table = __va(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 134                 fallthrough;
 135         case _ASCE_TYPE_REGION2:
 136                 table += (address & _REGION2_INDEX) >> _REGION2_SHIFT;
 137                 if (bad_address(table))
 138                         goto bad;
 139                 pr_cont("R2:%016lx ", *table);
 140                 if (*table & _REGION_ENTRY_INVALID)
 141                         goto out;
 142                 table = __va(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 143                 fallthrough;
 144         case _ASCE_TYPE_REGION3:
 145                 table += (address & _REGION3_INDEX) >> _REGION3_SHIFT;
 146                 if (bad_address(table))
 147                         goto bad;
 148                 pr_cont("R3:%016lx ", *table);
 149                 if (*table & (_REGION_ENTRY_INVALID | _REGION3_ENTRY_LARGE))
 150                         goto out;
 151                 table = __va(*table & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
 152                 fallthrough;
 153         case _ASCE_TYPE_SEGMENT:
 154                 table += (address & _SEGMENT_INDEX) >> _SEGMENT_SHIFT;
 155                 if (bad_address(table))
 156                         goto bad;
 157                 pr_cont("S:%016lx ", *table);
 158                 if (*table & (_SEGMENT_ENTRY_INVALID | _SEGMENT_ENTRY_LARGE))
 159                         goto out;
 160                 table = __va(*table & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN);
 161         }
 162         table += (address & _PAGE_INDEX) >> _PAGE_SHIFT;
 163         if (bad_address(table))
 164                 goto bad;
 165         pr_cont("P:%016lx ", *table);
 166 out:
 167         pr_cont("\n");
 168         return;
 169 bad:
 170         pr_cont("BAD\n");
 171 }
 172
 173 static void dump_fault_info(struct pt_regs *regs)
 174 {
 175         unsigned long asce;
 176
 177         pr_alert("Failing address: %016lx TEID: %016lx\n",
 178                  regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK, regs->int_parm_long);
 179         pr_alert("Fault in ");
 180         switch (regs->int_parm_long & 3) {
 181         case 3:
 182                 pr_cont("home space ");
 183                 break;
 184         case 2:
 185                 pr_cont("secondary space ");
 186                 break;
 187         case 1:
 188                 pr_cont("access register ");
 189                 break;
 190         case 0:
 191                 pr_cont("primary space ");
 192                 break;
 193         }
 194         pr_cont("mode while using ");
 195         switch (get_fault_type(regs)) {
 196         case USER_FAULT:
 197                 asce = S390_lowcore.user_asce;
 198                 pr_cont("user ");
 199                 break;
 200         case GMAP_FAULT:
 201                 asce = ((struct gmap *) S390_lowcore.gmap)->asce;
 202                 pr_cont("gmap ");
 203                 break;
 204         case KERNEL_FAULT:
 205                 asce = S390_lowcore.kernel_asce;
 206                 pr_cont("kernel ");
 207                 break;
 208         default:
 209                 unreachable();
 210         }
 211         pr_cont("ASCE.\n");
 212         dump_pagetable(asce, regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK);
 213 }
 214
 215 int show_unhandled_signals = 1;
 216
 217 void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long signr, int is_mm_fault)
 218 {
 219         if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
 220                 return;
 221         if (!unhandled_signal(current, signr))
 222                 return;
 223         if (!printk_ratelimit())
 224                 return;
 225         printk(KERN_ALERT "User process fault: interruption code %04x ilc:%d ",
 226                regs->int_code & 0xffff, regs->int_code >> 17);
 227         print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr);
 228         printk(KERN_CONT "\n");
 229         if (is_mm_fault)
 230                 dump_fault_info(regs);
 231         show_regs(regs);
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Send SIGSEGV to task.  This is an external routine
 236  * to keep the stack usage of do_page_fault small.
 237  */
 238 static noinline void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, int si_code)
 239 {
 240         report_user_fault(regs, SIGSEGV, 1);
 241         force_sig_fault(SIGSEGV, si_code,
 242                         (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK));
 243 }
 244
 245 static noinline void do_no_context(struct pt_regs *regs, vm_fault_t fault)
 246 {
 247         enum fault_type fault_type;
 248         unsigned long address;
 249         bool is_write;
 250
 251         if (fixup_exception(regs))
 252                 return;
 253         fault_type = get_fault_type(regs);
 254         if ((fault_type == KERNEL_FAULT) && (fault == VM_FAULT_BADCONTEXT)) {
 255                 address = get_fault_address(regs);
 256                 is_write = fault_is_write(regs);
 257                 if (kfence_handle_page_fault(address, is_write, regs))
 258                         return;
 259         }
 260         /*
 261          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 262          * terminate things with extreme prejudice.
 263          */
 264         if (fault_type == KERNEL_FAULT)
 265                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel pointer dereference"
 266                        " in virtual kernel address space\n");
 267         else
 268                 printk(KERN_ALERT "Unable to handle kernel paging request"
 269                        " in virtual user address space\n");
 270         dump_fault_info(regs);
 271         die(regs, "Oops");
 272 }
 273
 274 static noinline void do_low_address(struct pt_regs *regs)
 275 {
 276         /* Low-address protection hit in kernel mode means
 277            NULL pointer write access in kernel mode.  */
 278         if (regs->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
 279                 /* Low-address protection hit in user mode 'cannot happen'. */
 280                 die (regs, "Low-address protection");
 281         }
 282
 283         do_no_context(regs, VM_FAULT_BADACCESS);
 284 }
 285
 286 static noinline void do_sigbus(struct pt_regs *regs)
 287 {
 288         /*
 289          * Send a sigbus, regardless of whether we were in kernel
 290          * or user mode.
 291          */
 292         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR,
 293                         (void __user *)(regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK));
 294 }
 295
 296 static noinline void do_fault_error(struct pt_regs *regs, vm_fault_t fault)
 297 {
 298         int si_code;
 299
 300         switch (fault) {
 301         case VM_FAULT_BADACCESS:
 302         case VM_FAULT_BADMAP:
 303                 /* Bad memory access. Check if it is kernel or user space. */
 304                 if (user_mode(regs)) {
 305                         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 306                         si_code = (fault == VM_FAULT_BADMAP) ?
 307                                 SEGV_MAPERR : SEGV_ACCERR;
 308                         do_sigsegv(regs, si_code);
 309                         break;
 310                 }
 311                 fallthrough;
 312         case VM_FAULT_BADCONTEXT:
 313         case VM_FAULT_PFAULT:
 314                 do_no_context(regs, fault);
 315                 break;
 316         case VM_FAULT_SIGNAL:
 317                 if (!user_mode(regs))
 318                         do_no_context(regs, fault);
 319                 break;
 320         default: /* fault & VM_FAULT_ERROR */
 321                 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 322                         if (!user_mode(regs))
 323                                 do_no_context(regs, fault);
 324                         else
 325                                 pagefault_out_of_memory();
 326                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV) {
 327                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 328                         if (!user_mode(regs))
 329                                 do_no_context(regs, fault);
 330                         else
 331                                 do_sigsegv(regs, SEGV_MAPERR);
 332                 } else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS) {
 333                         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 334                         if (!user_mode(regs))
 335                                 do_no_context(regs, fault);
 336                         else
 337                                 do_sigbus(regs);
 338                 } else
 339                         BUG();
 340                 break;
 341         }
 342 }
 343
 344 /*
 345  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 346  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 347  * routines.
 348  *
 349  * interruption code (int_code):
 350  *   04       Protection           ->  Write-Protection  (suppression)
 351  *   10       Segment translation  ->  Not present       (nullification)
 352  *   11       Page translation     ->  Not present       (nullification)
 353  *   3b       Region third trans.  ->  Not present       (nullification)
 354  */
 355 static inline vm_fault_t do_exception(struct pt_regs *regs, int access)
 356 {
 357         struct gmap *gmap;
 358         struct task_struct *tsk;
 359         struct mm_struct *mm;
 360         struct vm_area_struct *vma;
 361         enum fault_type type;
 362         unsigned long address;
 363         unsigned int flags;
 364         vm_fault_t fault;
 365         bool is_write;
 366
 367         tsk = current;
 368         /*
 369          * The instruction that caused the program check has
 370          * been nullified. Don't signal single step via SIGTRAP.
 371          */
 372         clear_thread_flag(TIF_PER_TRAP);
 373
 374         if (kprobe_page_fault(regs, 14))
 375                 return 0;
 376
 377         mm = tsk->mm;
 378         address = get_fault_address(regs);
 379         is_write = fault_is_write(regs);
 380
 381         /*
 382          * Verify that the fault happened in user space, that
 383          * we are not in an interrupt and that there is a
 384          * user context.
 385          */
 386         fault = VM_FAULT_BADCONTEXT;
 387         type = get_fault_type(regs);
 388         switch (type) {
 389         case KERNEL_FAULT:
 390                 goto out;
 391         case USER_FAULT:
 392         case GMAP_FAULT:
 393                 if (faulthandler_disabled() || !mm)
 394                         goto out;
 395                 break;
 396         }
 397
 398         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 399         flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 400         if (user_mode(regs))
 401                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
 402         if (is_write)
 403                 access = VM_WRITE;
 404         if (access == VM_WRITE)
 405                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 406         mmap_read_lock(mm);
 407
 408         gmap = NULL;
 409         if (IS_ENABLED(CONFIG_PGSTE) && type == GMAP_FAULT) {
 410                 gmap = (struct gmap *) S390_lowcore.gmap;
 411                 current->thread.gmap_addr = address;
 412                 current->thread.gmap_write_flag = !!(flags & FAULT_FLAG_WRITE);
 413                 current->thread.gmap_int_code = regs->int_code & 0xffff;
 414                 address = __gmap_translate(gmap, address);
 415                 if (address == -EFAULT) {
 416                         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 417                         goto out_up;
 418                 }
 419                 if (gmap->pfault_enabled)
 420                         flags |= FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
 421         }
 422
 423 retry:
 424         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 425         vma = find_vma(mm, address);
 426         if (!vma)
 427                 goto out_up;
 428
 429         if (unlikely(vma->vm_start > address)) {
 430                 if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 431                         goto out_up;
 432                 vma = expand_stack(mm, address);
 433                 if (!vma)
 434                         goto out;
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 439          * we can handle it..
 440          */
 441         fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 442         if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
 443                 goto out_up;
 444
 445         /*
 446          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 447          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 448          * the fault.
 449          */
 450         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
 451         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
 452                 fault = VM_FAULT_SIGNAL;
 453                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
 454                         goto out_up;
 455                 goto out;
 456         }
 457
 458         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 459         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED) {
 460                 if (gmap) {
 461                         mmap_read_lock(mm);
 462                         goto out_gmap;
 463                 }
 464                 fault = 0;
 465                 goto out;
 466         }
 467
 468         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR))
 469                 goto out_up;
 470
 471         if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
 472                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PGSTE) && gmap &&
 473                         (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)) {
 474                         /*
 475                          * FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT has been set, mmap_lock has
 476                          * not been released
 477                          */
 478                         current->thread.gmap_pfault = 1;
 479                         fault = VM_FAULT_PFAULT;
 480                         goto out_up;
 481                 }
 482                 flags &= ~FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
 483                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 484                 mmap_read_lock(mm);
 485                 goto retry;
 486         }
 487 out_gmap:
 488         if (IS_ENABLED(CONFIG_PGSTE) && gmap) {
 489                 address =  __gmap_link(gmap, current->thread.gmap_addr,
 490                                        address);
 491                 if (address == -EFAULT) {
 492                         fault = VM_FAULT_BADMAP;
 493                         goto out_up;
 494                 }
 495                 if (address == -ENOMEM) {
 496                         fault = VM_FAULT_OOM;
 497                         goto out_up;
 498                 }
 499         }
 500         fault = 0;
 501 out_up:
 502         mmap_read_unlock(mm);
 503 out:
 504         return fault;
 505 }
 506
 507 void do_protection_exception(struct pt_regs *regs)
 508 {
 509         unsigned long trans_exc_code;
 510         int access;
 511         vm_fault_t fault;
 512
 513         trans_exc_code = regs->int_parm_long;
 514         /*
 515          * Protection exceptions are suppressing, decrement psw address.
 516          * The exception to this rule are aborted transactions, for these
 517          * the PSW already points to the correct location.
 518          */
 519         if (!(regs->int_code & 0x200))
 520                 regs->psw.addr = __rewind_psw(regs->psw, regs->int_code >> 16);
 521         /*
 522          * Check for low-address protection.  This needs to be treated
 523          * as a special case because the translation exception code
 524          * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
 525          */
 526         if (unlikely(!(trans_exc_code & 4))) {
 527                 do_low_address(regs);
 528                 return;
 529         }
 530         if (unlikely(MACHINE_HAS_NX && (trans_exc_code & 0x80))) {
 531                 regs->int_parm_long = (trans_exc_code & ~PAGE_MASK) |
 532                                         (regs->psw.addr & PAGE_MASK);
 533                 access = VM_EXEC;
 534                 fault = VM_FAULT_BADACCESS;
 535         } else {
 536                 access = VM_WRITE;
 537                 fault = do_exception(regs, access);
 538         }
 539         if (unlikely(fault))
 540                 do_fault_error(regs, fault);
 541 }
 542 NOKPROBE_SYMBOL(do_protection_exception);
 543
 544 void do_dat_exception(struct pt_regs *regs)
 545 {
 546         int access;
 547         vm_fault_t fault;
 548
 549         access = VM_ACCESS_FLAGS;
 550         fault = do_exception(regs, access);
 551         if (unlikely(fault))
 552                 do_fault_error(regs, fault);
 553 }
 554 NOKPROBE_SYMBOL(do_dat_exception);
 555
 556 #ifdef CONFIG_PFAULT
 557 /*
 558  * 'pfault' pseudo page faults routines.
 559  */
 560 static int pfault_disable;
 561
 562 static int __init nopfault(char *str)
 563 {
 564         pfault_disable = 1;
 565         return 1;
 566 }
 567
 568 __setup("nopfault", nopfault);
 569
 570 struct pfault_refbk {
 571         u16 refdiagc;
 572         u16 reffcode;
 573         u16 refdwlen;
 574         u16 refversn;
 575         u64 refgaddr;
 576         u64 refselmk;
 577         u64 refcmpmk;
 578         u64 reserved;
 579 } __attribute__ ((packed, aligned(8)));
 580
 581 static struct pfault_refbk pfault_init_refbk = {
 582         .refdiagc = 0x258,
 583         .reffcode = 0,
 584         .refdwlen = 5,
 585         .refversn = 2,
 586         .refgaddr = __LC_LPP,
 587         .refselmk = 1ULL << 48,
 588         .refcmpmk = 1ULL << 48,
 589         .reserved = __PF_RES_FIELD
 590 };
 591
 592 int pfault_init(void)
 593 {
 594         int rc;
 595
 596         if (pfault_disable)
 597                 return -1;
 598         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X258);
 599         asm volatile(
 600                 "       diag    %1,%0,0x258\n"
 601                 "0:     j       2f\n"
 602                 "1:     la      %0,8\n"
 603                 "2:\n"
 604                 EX_TABLE(0b,1b)
 605                 : "=d" (rc)
 606                 : "a" (&pfault_init_refbk), "m" (pfault_init_refbk) : "cc");
 607         return rc;
 608 }
 609
 610 static struct pfault_refbk pfault_fini_refbk = {
 611         .refdiagc = 0x258,
 612         .reffcode = 1,
 613         .refdwlen = 5,
 614         .refversn = 2,
 615 };
 616
 617 void pfault_fini(void)
 618 {
 619
 620         if (pfault_disable)
 621                 return;
 622         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X258);
 623         asm volatile(
 624                 "       diag    %0,0,0x258\n"
 625                 "0:     nopr    %%r7\n"
 626                 EX_TABLE(0b,0b)
 627                 : : "a" (&pfault_fini_refbk), "m" (pfault_fini_refbk) : "cc");
 628 }
 629
 630 static DEFINE_SPINLOCK(pfault_lock);
 631 static LIST_HEAD(pfault_list);
 632
 633 #define PF_COMPLETE     0x0080
 634
 635 /*
 636  * The mechanism of our pfault code: if Linux is running as guest, runs a user
 637  * space process and the user space process accesses a page that the host has
 638  * paged out we get a pfault interrupt.
 639  *
 640  * This allows us, within the guest, to schedule a different process. Without
 641  * this mechanism the host would have to suspend the whole virtual cpu until
 642  * the page has been paged in.
 643  *
 644  * So when we get such an interrupt then we set the state of the current task
 645  * to uninterruptible and also set the need_resched flag. Both happens within
 646  * interrupt context(!). If we later on want to return to user space we
 647  * recognize the need_resched flag and then call schedule().  It's not very
 648  * obvious how this works...
 649  *
 650  * Of course we have a lot of additional fun with the completion interrupt (->
 651  * host signals that a page of a process has been paged in and the process can
 652  * continue to run). This interrupt can arrive on any cpu and, since we have
 653  * virtual cpus, actually appear before the interrupt that signals that a page
 654  * is missing.
 655  */
 656 static void pfault_interrupt(struct ext_code ext_code,
 657                              unsigned int param32, unsigned long param64)
 658 {
 659         struct task_struct *tsk;
 660         __u16 subcode;
 661         pid_t pid;
 662
 663         /*
 664          * Get the external interruption subcode & pfault initial/completion
 665          * signal bit. VM stores this in the 'cpu address' field associated
 666          * with the external interrupt.
 667          */
 668         subcode = ext_code.subcode;
 669         if ((subcode & 0xff00) != __SUBCODE_MASK)
 670                 return;
 671         inc_irq_stat(IRQEXT_PFL);
 672         /* Get the token (= pid of the affected task). */
 673         pid = param64 & LPP_PID_MASK;
 674         rcu_read_lock();
 675         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
 676         if (tsk)
 677                 get_task_struct(tsk);
 678         rcu_read_unlock();
 679         if (!tsk)
 680                 return;
 681         spin_lock(&pfault_lock);
 682         if (subcode & PF_COMPLETE) {
 683                 /* signal bit is set -> a page has been swapped in by VM */
 684                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
 685                         /* Initial interrupt was faster than the completion
 686                          * interrupt. pfault_wait is valid. Set pfault_wait
 687                          * back to zero and wake up the process. This can
 688                          * safely be done because the task is still sleeping
 689                          * and can't produce new pfaults. */
 690                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
 691                         list_del(&tsk->thread.list);
 692                         wake_up_process(tsk);
 693                         put_task_struct(tsk);
 694                 } else {
 695                         /* Completion interrupt was faster than initial
 696                          * interrupt. Set pfault_wait to -1 so the initial
 697                          * interrupt doesn't put the task to sleep.
 698                          * If the task is not running, ignore the completion
 699                          * interrupt since it must be a leftover of a PFAULT
 700                          * CANCEL operation which didn't remove all pending
 701                          * completion interrupts. */
 702                         if (task_is_running(tsk))
 703                                 tsk->thread.pfault_wait = -1;
 704                 }
 705         } else {
 706                 /* signal bit not set -> a real page is missing. */
 707                 if (WARN_ON_ONCE(tsk != current))
 708                         goto out;
 709                 if (tsk->thread.pfault_wait == 1) {
 710                         /* Already on the list with a reference: put to sleep */
 711                         goto block;
 712                 } else if (tsk->thread.pfault_wait == -1) {
 713                         /* Completion interrupt was faster than the initial
 714                          * interrupt (pfault_wait == -1). Set pfault_wait
 715                          * back to zero and exit. */
 716                         tsk->thread.pfault_wait = 0;
 717                 } else {
 718                         /* Initial interrupt arrived before completion
 719                          * interrupt. Let the task sleep.
 720                          * An extra task reference is needed since a different
 721                          * cpu may set the task state to TASK_RUNNING again
 722                          * before the scheduler is reached. */
 723                         get_task_struct(tsk);
 724                         tsk->thread.pfault_wait = 1;
 725                         list_add(&tsk->thread.list, &pfault_list);
 726 block:
 727                         /* Since this must be a userspace fault, there
 728                          * is no kernel task state to trample. Rely on the
 729                          * return to userspace schedule() to block. */
 730                         __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 731                         set_tsk_need_resched(tsk);
 732                         set_preempt_need_resched();
 733                 }
 734         }
 735 out:
 736         spin_unlock(&pfault_lock);
 737         put_task_struct(tsk);
 738 }
 739
 740 static int pfault_cpu_dead(unsigned int cpu)
 741 {
 742         struct thread_struct *thread, *next;
 743         struct task_struct *tsk;
 744
 745         spin_lock_irq(&pfault_lock);
 746         list_for_each_entry_safe(thread, next, &pfault_list, list) {
 747                 thread->pfault_wait = 0;
 748                 list_del(&thread->list);
 749                 tsk = container_of(thread, struct task_struct, thread);
 750                 wake_up_process(tsk);
 751                 put_task_struct(tsk);
 752         }
 753         spin_unlock_irq(&pfault_lock);
 754         return 0;
 755 }
 756
 757 static int __init pfault_irq_init(void)
 758 {
 759         int rc;
 760
 761         rc = register_external_irq(EXT_IRQ_CP_SERVICE, pfault_interrupt);
 762         if (rc)
 763                 goto out_extint;
 764         rc = pfault_init() == 0 ? 0 : -EOPNOTSUPP;
 765         if (rc)
 766                 goto out_pfault;
 767         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_SERVICE_SIGNAL);
 768         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_S390_PFAULT_DEAD, "s390/pfault:dead",
 769                                   NULL, pfault_cpu_dead);
 770         return 0;
 771
 772 out_pfault:
 773         unregister_external_irq(EXT_IRQ_CP_SERVICE, pfault_interrupt);
 774 out_extint:
 775         pfault_disable = 1;
 776         return rc;
 777 }
 778 early_initcall(pfault_irq_init);
 779
 780 #endif /* CONFIG_PFAULT */
 781
 782 #if IS_ENABLED(CONFIG_PGSTE)
 783
 784 void do_secure_storage_access(struct pt_regs *regs)
 785 {
 786         unsigned long addr = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
 787         struct vm_area_struct *vma;
 788         struct mm_struct *mm;
 789         struct page *page;
 790         struct gmap *gmap;
 791         int rc;
 792
 793         /*
 794          * bit 61 tells us if the address is valid, if it's not we
 795          * have a major problem and should stop the kernel or send a
 796          * SIGSEGV to the process. Unfortunately bit 61 is not
 797          * reliable without the misc UV feature so we need to check
 798          * for that as well.
 799          */
 800         if (test_bit_inv(BIT_UV_FEAT_MISC, &uv_info.uv_feature_indications) &&
 801             !test_bit_inv(61, &regs->int_parm_long)) {
 802                 /*
 803                  * When this happens, userspace did something that it
 804                  * was not supposed to do, e.g. branching into secure
 805                  * memory. Trigger a segmentation fault.
 806                  */
 807                 if (user_mode(regs)) {
 808                         send_sig(SIGSEGV, current, 0);
 809                         return;
 810                 }
 811
 812                 /*
 813                  * The kernel should never run into this case and we
 814                  * have no way out of this situation.
 815                  */
 816                 panic("Unexpected PGM 0x3d with TEID bit 61=0");
 817         }
 818
 819         switch (get_fault_type(regs)) {
 820         case GMAP_FAULT:
 821                 mm = current->mm;
 822                 gmap = (struct gmap *)S390_lowcore.gmap;
 823                 mmap_read_lock(mm);
 824                 addr = __gmap_translate(gmap, addr);
 825                 mmap_read_unlock(mm);
 826                 if (IS_ERR_VALUE(addr)) {
 827                         do_fault_error(regs, VM_FAULT_BADMAP);
 828                         break;
 829                 }
 830                 fallthrough;
 831         case USER_FAULT:
 832                 mm = current->mm;
 833                 mmap_read_lock(mm);
 834                 vma = find_vma(mm, addr);
 835                 if (!vma) {
 836                         mmap_read_unlock(mm);
 837                         do_fault_error(regs, VM_FAULT_BADMAP);
 838                         break;
 839                 }
 840                 page = follow_page(vma, addr, FOLL_WRITE | FOLL_GET);
 841                 if (IS_ERR_OR_NULL(page)) {
 842                         mmap_read_unlock(mm);
 843                         break;
 844                 }
 845                 if (arch_make_page_accessible(page))
 846                         send_sig(SIGSEGV, current, 0);
 847                 put_page(page);
 848                 mmap_read_unlock(mm);
 849                 break;
 850         case KERNEL_FAULT:
 851                 page = phys_to_page(addr);
 852                 if (unlikely(!try_get_page(page)))
 853                         break;
 854                 rc = arch_make_page_accessible(page);
 855                 put_page(page);
 856                 if (rc)
 857                         BUG();
 858                 break;
 859         default:
 860                 do_fault_error(regs, VM_FAULT_BADMAP);
 861                 WARN_ON_ONCE(1);
 862         }
 863 }
 864 NOKPROBE_SYMBOL(do_secure_storage_access);
 865
 866 void do_non_secure_storage_access(struct pt_regs *regs)
 867 {
 868         unsigned long gaddr = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
 869         struct gmap *gmap = (struct gmap *)S390_lowcore.gmap;
 870
 871         if (get_fault_type(regs) != GMAP_FAULT) {
 872                 do_fault_error(regs, VM_FAULT_BADMAP);
 873                 WARN_ON_ONCE(1);
 874                 return;
 875         }
 876
 877         if (gmap_convert_to_secure(gmap, gaddr) == -EINVAL)
 878                 send_sig(SIGSEGV, current, 0);
 879 }
 880 NOKPROBE_SYMBOL(do_non_secure_storage_access);
 881
 882 void do_secure_storage_violation(struct pt_regs *regs)
 883 {
 884         unsigned long gaddr = regs->int_parm_long & __FAIL_ADDR_MASK;
 885         struct gmap *gmap = (struct gmap *)S390_lowcore.gmap;
 886
 887         /*
 888          * If the VM has been rebooted, its address space might still contain
 889          * secure pages from the previous boot.
 890          * Clear the page so it can be reused.
 891          */
 892         if (!gmap_destroy_page(gmap, gaddr))
 893                 return;
 894         /*
 895          * Either KVM messed up the secure guest mapping or the same
 896          * page is mapped into multiple secure guests.
 897          *
 898          * This exception is only triggered when a guest 2 is running
 899          * and can therefore never occur in kernel context.
 900          */
 901         printk_ratelimited(KERN_WARNING
 902                            "Secure storage violation in task: %s, pid %d\n",
 903                            current->comm, current->pid);
 904         send_sig(SIGSEGV, current, 0);
 905 }
 906
 907 #endif /* CONFIG_PGSTE */