arch/arm/mm/fault-armv.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/arch/arm/mm/fault-armv.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   6  *  Modifications for ARM processor (c) 1995-2002 Russell King
   7  */
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/kernel.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/bitops.h>
  12 #include <linux/vmalloc.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/pagemap.h>
  15 #include <linux/gfp.h>
  16
  17 #include <asm/bugs.h>
  18 #include <asm/cacheflush.h>
  19 #include <asm/cachetype.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/tlbflush.h>
  22
  23 #include "mm.h"
  24
  25 static pteval_t shared_pte_mask = L_PTE_MT_BUFFERABLE;
  26
  27 #if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
  28 /*
  29  * We take the easy way out of this problem - we make the
  30  * PTE uncacheable.  However, we leave the write buffer on.
  31  *
  32  * Note that the pte lock held when calling update_mmu_cache must also
  33  * guard the pte (somewhere else in the same mm) that we modify here.
  34  * Therefore those configurations which might call adjust_pte (those
  35  * without CONFIG_CPU_CACHE_VIPT) cannot support split page_table_lock.
  36  */
  37 static int do_adjust_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
  38         unsigned long pfn, pte_t *ptep)
  39 {
  40         pte_t entry = *ptep;
  41         int ret;
  42
  43         /*
  44          * If this page is present, it's actually being shared.
  45          */
  46         ret = pte_present(entry);
  47
  48         /*
  49          * If this page isn't present, or is already setup to
  50          * fault (ie, is old), we can safely ignore any issues.
  51          */
  52         if (ret && (pte_val(entry) & L_PTE_MT_MASK) != shared_pte_mask) {
  53                 flush_cache_page(vma, address, pfn);
  54                 outer_flush_range((pfn << PAGE_SHIFT),
  55                                   (pfn << PAGE_SHIFT) + PAGE_SIZE);
  56                 pte_val(entry) &= ~L_PTE_MT_MASK;
  57                 pte_val(entry) |= shared_pte_mask;
  58                 set_pte_at(vma->vm_mm, address, ptep, entry);
  59                 flush_tlb_page(vma, address);
  60         }
  61
  62         return ret;
  63 }
  64
  65 #if USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS
  66 /*
  67  * If we are using split PTE locks, then we need to take the page
  68  * lock here.  Otherwise we are using shared mm->page_table_lock
  69  * which is already locked, thus cannot take it.
  70  */
  71 static inline void do_pte_lock(spinlock_t *ptl)
  72 {
  73         /*
  74          * Use nested version here to indicate that we are already
  75          * holding one similar spinlock.
  76          */
  77         spin_lock_nested(ptl, SINGLE_DEPTH_NESTING);
  78 }
  79
  80 static inline void do_pte_unlock(spinlock_t *ptl)
  81 {
  82         spin_unlock(ptl);
  83 }
  84 #else /* !USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
  85 static inline void do_pte_lock(spinlock_t *ptl) {}
  86 static inline void do_pte_unlock(spinlock_t *ptl) {}
  87 #endif /* USE_SPLIT_PTE_PTLOCKS */
  88
  89 static int adjust_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
  90         unsigned long pfn)
  91 {
  92         spinlock_t *ptl;
  93         pgd_t *pgd;
  94         p4d_t *p4d;
  95         pud_t *pud;
  96         pmd_t *pmd;
  97         pte_t *pte;
  98         int ret;
  99
 100         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
 101         if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 102                 return 0;
 103
 104         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 105         if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
 106                 return 0;
 107
 108         pud = pud_offset(p4d, address);
 109         if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 110                 return 0;
 111
 112         pmd = pmd_offset(pud, address);
 113         if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
 114                 return 0;
 115
 116         /*
 117          * This is called while another page table is mapped, so we
 118          * must use the nested version.  This also means we need to
 119          * open-code the spin-locking.
 120          */
 121         ptl = pte_lockptr(vma->vm_mm, pmd);
 122         pte = pte_offset_map(pmd, address);
 123         do_pte_lock(ptl);
 124
 125         ret = do_adjust_pte(vma, address, pfn, pte);
 126
 127         do_pte_unlock(ptl);
 128         pte_unmap(pte);
 129
 130         return ret;
 131 }
 132
 133 static void
 134 make_coherent(struct address_space *mapping, struct vm_area_struct *vma,
 135         unsigned long addr, pte_t *ptep, unsigned long pfn)
 136 {
 137         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 138         struct vm_area_struct *mpnt;
 139         unsigned long offset;
 140         pgoff_t pgoff;
 141         int aliases = 0;
 142
 143         pgoff = vma->vm_pgoff + ((addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 144
 145         /*
 146          * If we have any shared mappings that are in the same mm
 147          * space, then we need to handle them specially to maintain
 148          * cache coherency.
 149          */
 150         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 151         vma_interval_tree_foreach(mpnt, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 152                 /*
 153                  * If this VMA is not in our MM, we can ignore it.
 154                  * Note that we intentionally mask out the VMA
 155                  * that we are fixing up.
 156                  */
 157                 if (mpnt->vm_mm != mm || mpnt == vma)
 158                         continue;
 159                 if (!(mpnt->vm_flags & VM_MAYSHARE))
 160                         continue;
 161                 offset = (pgoff - mpnt->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
 162                 aliases += adjust_pte(mpnt, mpnt->vm_start + offset, pfn);
 163         }
 164         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 165         if (aliases)
 166                 do_adjust_pte(vma, addr, pfn, ptep);
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Take care of architecture specific things when placing a new PTE into
 171  * a page table, or changing an existing PTE.  Basically, there are two
 172  * things that we need to take care of:
 173  *
 174  *  1. If PG_dcache_clean is not set for the page, we need to ensure
 175  *     that any cache entries for the kernels virtual memory
 176  *     range are written back to the page.
 177  *  2. If we have multiple shared mappings of the same space in
 178  *     an object, we need to deal with the cache aliasing issues.
 179  *
 180  * Note that the pte lock will be held.
 181  */
 182 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
 183         pte_t *ptep)
 184 {
 185         unsigned long pfn = pte_pfn(*ptep);
 186         struct address_space *mapping;
 187         struct page *page;
 188
 189         if (!pfn_valid(pfn))
 190                 return;
 191
 192         /*
 193          * The zero page is never written to, so never has any dirty
 194          * cache lines, and therefore never needs to be flushed.
 195          */
 196         page = pfn_to_page(pfn);
 197         if (page == ZERO_PAGE(0))
 198                 return;
 199
 200         mapping = page_mapping_file(page);
 201         if (!test_and_set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags))
 202                 __flush_dcache_page(mapping, page);
 203         if (mapping) {
 204                 if (cache_is_vivt())
 205                         make_coherent(mapping, vma, addr, ptep, pfn);
 206                 else if (vma->vm_flags & VM_EXEC)
 207                         __flush_icache_all();
 208         }
 209 }
 210 #endif  /* __LINUX_ARM_ARCH__ < 6 */
 211
 212 /*
 213  * Check whether the write buffer has physical address aliasing
 214  * issues.  If it has, we need to avoid them for the case where
 215  * we have several shared mappings of the same object in user
 216  * space.
 217  */
 218 static int __init check_writebuffer(unsigned long *p1, unsigned long *p2)
 219 {
 220         register unsigned long zero = 0, one = 1, val;
 221
 222         local_irq_disable();
 223         mb();
 224         *p1 = one;
 225         mb();
 226         *p2 = zero;
 227         mb();
 228         val = *p1;
 229         mb();
 230         local_irq_enable();
 231         return val != zero;
 232 }
 233
 234 void __init check_writebuffer_bugs(void)
 235 {
 236         struct page *page;
 237         const char *reason;
 238         unsigned long v = 1;
 239
 240         pr_info("CPU: Testing write buffer coherency: ");
 241
 242         page = alloc_page(GFP_KERNEL);
 243         if (page) {
 244                 unsigned long *p1, *p2;
 245                 pgprot_t prot = __pgprot_modify(PAGE_KERNEL,
 246                                         L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_BUFFERABLE);
 247
 248                 p1 = vmap(&page, 1, VM_IOREMAP, prot);
 249                 p2 = vmap(&page, 1, VM_IOREMAP, prot);
 250
 251                 if (p1 && p2) {
 252                         v = check_writebuffer(p1, p2);
 253                         reason = "enabling work-around";
 254                 } else {
 255                         reason = "unable to map memory\n";
 256                 }
 257
 258                 vunmap(p1);
 259                 vunmap(p2);
 260                 put_page(page);
 261         } else {
 262                 reason = "unable to grab page\n";
 263         }
 264
 265         if (v) {
 266                 pr_cont("failed, %s\n", reason);
 267                 shared_pte_mask = L_PTE_MT_UNCACHED;
 268         } else {
 269                 pr_cont("ok\n");
 270         }
 271 }