arch/s390/kernel/nmi.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *   Machine check handler
   4  *
   5  *    Copyright IBM Corp. 2000, 2009
   6  *    Author(s): Ingo Adlung <adlung@de.ibm.com>,
   7  *               Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>,
   8  *               Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>,
   9  *               Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>,
  10  */
  11
  12 #include <linux/kernel_stat.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/hardirq.h>
  16 #include <linux/log2.h>
  17 #include <linux/kprobes.h>
  18 #include <linux/kmemleak.h>
  19 #include <linux/time.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/sched/signal.h>
  22
  23 #include <linux/export.h>
  24 #include <asm/lowcore.h>
  25 #include <asm/smp.h>
  26 #include <asm/stp.h>
  27 #include <asm/cputime.h>
  28 #include <asm/nmi.h>
  29 #include <asm/crw.h>
  30 #include <asm/switch_to.h>
  31 #include <asm/ctl_reg.h>
  32 #include <asm/asm-offsets.h>
  33 #include <linux/kvm_host.h>
  34
  35 struct mcck_struct {
  36         unsigned int kill_task : 1;
  37         unsigned int channel_report : 1;
  38         unsigned int warning : 1;
  39         unsigned int stp_queue : 1;
  40         unsigned long mcck_code;
  41 };
  42
  43 static DEFINE_PER_CPU(struct mcck_struct, cpu_mcck);
  44 static struct kmem_cache *mcesa_cache;
  45 static unsigned long mcesa_origin_lc;
  46
  47 static inline int nmi_needs_mcesa(void)
  48 {
  49         return MACHINE_HAS_VX || MACHINE_HAS_GS;
  50 }
  51
  52 static inline unsigned long nmi_get_mcesa_size(void)
  53 {
  54         if (MACHINE_HAS_GS)
  55                 return MCESA_MAX_SIZE;
  56         return MCESA_MIN_SIZE;
  57 }
  58
  59 /*
  60  * The initial machine check extended save area for the boot CPU.
  61  * It will be replaced by nmi_init() with an allocated structure.
  62  * The structure is required for machine check happening early in
  63  * the boot process.
  64  */
  65 static struct mcesa boot_mcesa __initdata __aligned(MCESA_MAX_SIZE);
  66
  67 void __init nmi_alloc_boot_cpu(struct lowcore *lc)
  68 {
  69         if (!nmi_needs_mcesa())
  70                 return;
  71         lc->mcesad = (unsigned long) &boot_mcesa;
  72         if (MACHINE_HAS_GS)
  73                 lc->mcesad |= ilog2(MCESA_MAX_SIZE);
  74 }
  75
  76 static int __init nmi_init(void)
  77 {
  78         unsigned long origin, cr0, size;
  79
  80         if (!nmi_needs_mcesa())
  81                 return 0;
  82         size = nmi_get_mcesa_size();
  83         if (size > MCESA_MIN_SIZE)
  84                 mcesa_origin_lc = ilog2(size);
  85         /* create slab cache for the machine-check-extended-save-areas */
  86         mcesa_cache = kmem_cache_create("nmi_save_areas", size, size, 0, NULL);
  87         if (!mcesa_cache)
  88                 panic("Couldn't create nmi save area cache");
  89         origin = (unsigned long) kmem_cache_alloc(mcesa_cache, GFP_KERNEL);
  90         if (!origin)
  91                 panic("Couldn't allocate nmi save area");
  92         /* The pointer is stored with mcesa_bits ORed in */
  93         kmemleak_not_leak((void *) origin);
  94         __ctl_store(cr0, 0, 0);
  95         __ctl_clear_bit(0, 28); /* disable lowcore protection */
  96         /* Replace boot_mcesa on the boot CPU */
  97         S390_lowcore.mcesad = origin | mcesa_origin_lc;
  98         __ctl_load(cr0, 0, 0);
  99         return 0;
 100 }
 101 early_initcall(nmi_init);
 102
 103 int nmi_alloc_per_cpu(struct lowcore *lc)
 104 {
 105         unsigned long origin;
 106
 107         if (!nmi_needs_mcesa())
 108                 return 0;
 109         origin = (unsigned long) kmem_cache_alloc(mcesa_cache, GFP_KERNEL);
 110         if (!origin)
 111                 return -ENOMEM;
 112         /* The pointer is stored with mcesa_bits ORed in */
 113         kmemleak_not_leak((void *) origin);
 114         lc->mcesad = origin | mcesa_origin_lc;
 115         return 0;
 116 }
 117
 118 void nmi_free_per_cpu(struct lowcore *lc)
 119 {
 120         if (!nmi_needs_mcesa())
 121                 return;
 122         kmem_cache_free(mcesa_cache, (void *)(lc->mcesad & MCESA_ORIGIN_MASK));
 123 }
 124
 125 static notrace void s390_handle_damage(void)
 126 {
 127         smp_emergency_stop();
 128         disabled_wait();
 129         while (1);
 130 }
 131 NOKPROBE_SYMBOL(s390_handle_damage);
 132
 133 /*
 134  * Main machine check handler function. Will be called with interrupts disabled
 135  * and machine checks enabled.
 136  */
 137 void __s390_handle_mcck(void)
 138 {
 139         struct mcck_struct mcck;
 140
 141         /*
 142          * Disable machine checks and get the current state of accumulated
 143          * machine checks. Afterwards delete the old state and enable machine
 144          * checks again.
 145          */
 146         local_mcck_disable();
 147         mcck = *this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 148         memset(this_cpu_ptr(&cpu_mcck), 0, sizeof(mcck));
 149         local_mcck_enable();
 150
 151         if (mcck.channel_report)
 152                 crw_handle_channel_report();
 153         /*
 154          * A warning may remain for a prolonged period on the bare iron.
 155          * (actually until the machine is powered off, or the problem is gone)
 156          * So we just stop listening for the WARNING MCH and avoid continuously
 157          * being interrupted.  One caveat is however, that we must do this per
 158          * processor and cannot use the smp version of ctl_clear_bit().
 159          * On VM we only get one interrupt per virtally presented machinecheck.
 160          * Though one suffices, we may get one interrupt per (virtual) cpu.
 161          */
 162         if (mcck.warning) {     /* WARNING pending ? */
 163                 static int mchchk_wng_posted = 0;
 164
 165                 /* Use single cpu clear, as we cannot handle smp here. */
 166                 __ctl_clear_bit(14, 24);        /* Disable WARNING MCH */
 167                 if (xchg(&mchchk_wng_posted, 1) == 0)
 168                         kill_cad_pid(SIGPWR, 1);
 169         }
 170         if (mcck.stp_queue)
 171                 stp_queue_work();
 172         if (mcck.kill_task) {
 173                 local_irq_enable();
 174                 printk(KERN_EMERG "mcck: Terminating task because of machine "
 175                        "malfunction (code 0x%016lx).\n", mcck.mcck_code);
 176                 printk(KERN_EMERG "mcck: task: %s, pid: %d.\n",
 177                        current->comm, current->pid);
 178                 do_exit(SIGSEGV);
 179         }
 180 }
 181
 182 void noinstr s390_handle_mcck(void)
 183 {
 184         trace_hardirqs_off();
 185         __s390_handle_mcck();
 186         trace_hardirqs_on();
 187 }
 188 /*
 189  * returns 0 if all required registers are available
 190  * returns 1 otherwise
 191  */
 192 static int notrace s390_check_registers(union mci mci, int umode)
 193 {
 194         union ctlreg2 cr2;
 195         int kill_task;
 196
 197         kill_task = 0;
 198
 199         if (!mci.gr) {
 200                 /*
 201                  * General purpose registers couldn't be restored and have
 202                  * unknown contents. Stop system or terminate process.
 203                  */
 204                 if (!umode)
 205                         s390_handle_damage();
 206                 kill_task = 1;
 207         }
 208         /* Check control registers */
 209         if (!mci.cr) {
 210                 /*
 211                  * Control registers have unknown contents.
 212                  * Can't recover and therefore stopping machine.
 213                  */
 214                 s390_handle_damage();
 215         }
 216         if (!mci.fp) {
 217                 /*
 218                  * Floating point registers can't be restored. If the
 219                  * kernel currently uses floating point registers the
 220                  * system is stopped. If the process has its floating
 221                  * pointer registers loaded it is terminated.
 222                  */
 223                 if (S390_lowcore.fpu_flags & KERNEL_VXR_V0V7)
 224                         s390_handle_damage();
 225                 if (!test_cpu_flag(CIF_FPU))
 226                         kill_task = 1;
 227         }
 228         if (!mci.fc) {
 229                 /*
 230                  * Floating point control register can't be restored.
 231                  * If the kernel currently uses the floating pointer
 232                  * registers and needs the FPC register the system is
 233                  * stopped. If the process has its floating pointer
 234                  * registers loaded it is terminated.
 235                  */
 236                 if (S390_lowcore.fpu_flags & KERNEL_FPC)
 237                         s390_handle_damage();
 238                 if (!test_cpu_flag(CIF_FPU))
 239                         kill_task = 1;
 240         }
 241
 242         if (MACHINE_HAS_VX) {
 243                 if (!mci.vr) {
 244                         /*
 245                          * Vector registers can't be restored. If the kernel
 246                          * currently uses vector registers the system is
 247                          * stopped. If the process has its vector registers
 248                          * loaded it is terminated.
 249                          */
 250                         if (S390_lowcore.fpu_flags & KERNEL_VXR)
 251                                 s390_handle_damage();
 252                         if (!test_cpu_flag(CIF_FPU))
 253                                 kill_task = 1;
 254                 }
 255         }
 256         /* Check if access registers are valid */
 257         if (!mci.ar) {
 258                 /*
 259                  * Access registers have unknown contents.
 260                  * Terminating task.
 261                  */
 262                 kill_task = 1;
 263         }
 264         /* Check guarded storage registers */
 265         cr2.val = S390_lowcore.cregs_save_area[2];
 266         if (cr2.gse) {
 267                 if (!mci.gs) {
 268                         /*
 269                          * Guarded storage register can't be restored and
 270                          * the current processes uses guarded storage.
 271                          * It has to be terminated.
 272                          */
 273                         kill_task = 1;
 274                 }
 275         }
 276         /* Check if old PSW is valid */
 277         if (!mci.wp) {
 278                 /*
 279                  * Can't tell if we come from user or kernel mode
 280                  * -> stopping machine.
 281                  */
 282                 s390_handle_damage();
 283         }
 284         /* Check for invalid kernel instruction address */
 285         if (!mci.ia && !umode) {
 286                 /*
 287                  * The instruction address got lost while running
 288                  * in the kernel -> stopping machine.
 289                  */
 290                 s390_handle_damage();
 291         }
 292
 293         if (!mci.ms || !mci.pm || !mci.ia)
 294                 kill_task = 1;
 295
 296         return kill_task;
 297 }
 298 NOKPROBE_SYMBOL(s390_check_registers);
 299
 300 /*
 301  * Backup the guest's machine check info to its description block
 302  */
 303 static void notrace s390_backup_mcck_info(struct pt_regs *regs)
 304 {
 305         struct mcck_volatile_info *mcck_backup;
 306         struct sie_page *sie_page;
 307
 308         /* r14 contains the sie block, which was set in sie64a */
 309         struct kvm_s390_sie_block *sie_block =
 310                         (struct kvm_s390_sie_block *) regs->gprs[14];
 311
 312         if (sie_block == NULL)
 313                 /* Something's seriously wrong, stop system. */
 314                 s390_handle_damage();
 315
 316         sie_page = container_of(sie_block, struct sie_page, sie_block);
 317         mcck_backup = &sie_page->mcck_info;
 318         mcck_backup->mcic = S390_lowcore.mcck_interruption_code &
 319                                 ~(MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE);
 320         mcck_backup->ext_damage_code = S390_lowcore.external_damage_code;
 321         mcck_backup->failing_storage_address
 322                         = S390_lowcore.failing_storage_address;
 323 }
 324 NOKPROBE_SYMBOL(s390_backup_mcck_info);
 325
 326 #define MAX_IPD_COUNT   29
 327 #define MAX_IPD_TIME    (5 * 60 * USEC_PER_SEC) /* 5 minutes */
 328
 329 #define ED_STP_ISLAND   6       /* External damage STP island check */
 330 #define ED_STP_SYNC     7       /* External damage STP sync check */
 331
 332 #define MCCK_CODE_NO_GUEST      (MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE)
 333
 334 /*
 335  * machine check handler.
 336  */
 337 int notrace s390_do_machine_check(struct pt_regs *regs)
 338 {
 339         static int ipd_count;
 340         static DEFINE_SPINLOCK(ipd_lock);
 341         static unsigned long long last_ipd;
 342         struct mcck_struct *mcck;
 343         unsigned long long tmp;
 344         union mci mci;
 345         unsigned long mcck_dam_code;
 346         int mcck_pending = 0;
 347
 348         nmi_enter();
 349
 350         if (user_mode(regs))
 351                 update_timer_mcck();
 352         inc_irq_stat(NMI_NMI);
 353         mci.val = S390_lowcore.mcck_interruption_code;
 354         mcck = this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 355
 356         if (mci.sd) {
 357                 /* System damage -> stopping machine */
 358                 s390_handle_damage();
 359         }
 360
 361         /*
 362          * Reinject the instruction processing damages' machine checks
 363          * including Delayed Access Exception into the guest
 364          * instead of damaging the host if they happen in the guest.
 365          */
 366         if (mci.pd && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 367                 if (mci.b) {
 368                         /* Processing backup -> verify if we can survive this */
 369                         u64 z_mcic, o_mcic, t_mcic;
 370                         z_mcic = (1ULL<<63 | 1ULL<<59 | 1ULL<<29);
 371                         o_mcic = (1ULL<<43 | 1ULL<<42 | 1ULL<<41 | 1ULL<<40 |
 372                                   1ULL<<36 | 1ULL<<35 | 1ULL<<34 | 1ULL<<32 |
 373                                   1ULL<<30 | 1ULL<<21 | 1ULL<<20 | 1ULL<<17 |
 374                                   1ULL<<16);
 375                         t_mcic = mci.val;
 376
 377                         if (((t_mcic & z_mcic) != 0) ||
 378                             ((t_mcic & o_mcic) != o_mcic)) {
 379                                 s390_handle_damage();
 380                         }
 381
 382                         /*
 383                          * Nullifying exigent condition, therefore we might
 384                          * retry this instruction.
 385                          */
 386                         spin_lock(&ipd_lock);
 387                         tmp = get_tod_clock();
 388                         if (((tmp - last_ipd) >> 12) < MAX_IPD_TIME)
 389                                 ipd_count++;
 390                         else
 391                                 ipd_count = 1;
 392                         last_ipd = tmp;
 393                         if (ipd_count == MAX_IPD_COUNT)
 394                                 s390_handle_damage();
 395                         spin_unlock(&ipd_lock);
 396                 } else {
 397                         /* Processing damage -> stopping machine */
 398                         s390_handle_damage();
 399                 }
 400         }
 401         if (s390_check_registers(mci, user_mode(regs))) {
 402                 /*
 403                  * Couldn't restore all register contents for the
 404                  * user space process -> mark task for termination.
 405                  */
 406                 mcck->kill_task = 1;
 407                 mcck->mcck_code = mci.val;
 408                 mcck_pending = 1;
 409         }
 410
 411         /*
 412          * Backup the machine check's info if it happens when the guest
 413          * is running.
 414          */
 415         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 416                 s390_backup_mcck_info(regs);
 417
 418         if (mci.cd) {
 419                 /* Timing facility damage */
 420                 s390_handle_damage();
 421         }
 422         if (mci.ed && mci.ec) {
 423                 /* External damage */
 424                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_SYNC))
 425                         mcck->stp_queue |= stp_sync_check();
 426                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_ISLAND))
 427                         mcck->stp_queue |= stp_island_check();
 428                 mcck_pending = 1;
 429         }
 430
 431         /*
 432          * Reinject storage related machine checks into the guest if they
 433          * happen when the guest is running.
 434          */
 435         if (!test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 436                 if (mci.se)
 437                         /* Storage error uncorrected */
 438                         s390_handle_damage();
 439                 if (mci.ke)
 440                         /* Storage key-error uncorrected */
 441                         s390_handle_damage();
 442                 if (mci.ds && mci.fa)
 443                         /* Storage degradation */
 444                         s390_handle_damage();
 445         }
 446         if (mci.cp) {
 447                 /* Channel report word pending */
 448                 mcck->channel_report = 1;
 449                 mcck_pending = 1;
 450         }
 451         if (mci.w) {
 452                 /* Warning pending */
 453                 mcck->warning = 1;
 454                 mcck_pending = 1;
 455         }
 456
 457         /*
 458          * If there are only Channel Report Pending and External Damage
 459          * machine checks, they will not be reinjected into the guest
 460          * because they refer to host conditions only.
 461          */
 462         mcck_dam_code = (mci.val & MCIC_SUBCLASS_MASK);
 463         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST) &&
 464         (mcck_dam_code & MCCK_CODE_NO_GUEST) != mcck_dam_code) {
 465                 /* Set exit reason code for host's later handling */
 466                 *((long *)(regs->gprs[15] + __SF_SIE_REASON)) = -EINTR;
 467         }
 468         clear_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST);
 469
 470         if (user_mode(regs) && mcck_pending) {
 471                 nmi_exit();
 472                 return 1;
 473         }
 474
 475         if (mcck_pending)
 476                 schedule_mcck_handler();
 477
 478         nmi_exit();
 479         return 0;
 480 }
 481 NOKPROBE_SYMBOL(s390_do_machine_check);
 482
 483 static int __init machine_check_init(void)
 484 {
 485         ctl_set_bit(14, 25);    /* enable external damage MCH */
 486         ctl_set_bit(14, 27);    /* enable system recovery MCH */
 487         ctl_set_bit(14, 24);    /* enable warning MCH */
 488         return 0;
 489 }
 490 early_initcall(machine_check_init);