arch/s390/mm/maccess.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Access kernel memory without faulting -- s390 specific implementation.
   4  *
   5  * Copyright IBM Corp. 2009, 2015
   6  *
   7  *   Author(s): Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>,
   8  *
   9  */
  10
  11 #include <linux/uaccess.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/types.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/gfp.h>
  16 #include <linux/cpu.h>
  17 #include <asm/ctl_reg.h>
  18 #include <asm/io.h>
  19 #include <asm/stacktrace.h>
  20
  21 static notrace long s390_kernel_write_odd(void *dst, const void *src, size_t size)
  22 {
  23         unsigned long aligned, offset, count;
  24         char tmp[8];
  25
  26         aligned = (unsigned long) dst & ~7UL;
  27         offset = (unsigned long) dst & 7UL;
  28         size = min(8UL - offset, size);
  29         count = size - 1;
  30         asm volatile(
  31                 "       bras    1,0f\n"
  32                 "       mvc     0(1,%4),0(%5)\n"
  33                 "0:     mvc     0(8,%3),0(%0)\n"
  34                 "       ex      %1,0(1)\n"
  35                 "       lg      %1,0(%3)\n"
  36                 "       lra     %0,0(%0)\n"
  37                 "       sturg   %1,%0\n"
  38                 : "+&a" (aligned), "+&a" (count), "=m" (tmp)
  39                 : "a" (&tmp), "a" (&tmp[offset]), "a" (src)
  40                 : "cc", "memory", "1");
  41         return size;
  42 }
  43
  44 /*
  45  * s390_kernel_write - write to kernel memory bypassing DAT
  46  * @dst: destination address
  47  * @src: source address
  48  * @size: number of bytes to copy
  49  *
  50  * This function writes to kernel memory bypassing DAT and possible page table
  51  * write protection. It writes to the destination using the sturg instruction.
  52  * Therefore we have a read-modify-write sequence: the function reads eight
  53  * bytes from destination at an eight byte boundary, modifies the bytes
  54  * requested and writes the result back in a loop.
  55  */
  56 static DEFINE_SPINLOCK(s390_kernel_write_lock);
  57
  58 notrace void *s390_kernel_write(void *dst, const void *src, size_t size)
  59 {
  60         void *tmp = dst;
  61         unsigned long flags;
  62         long copied;
  63
  64         spin_lock_irqsave(&s390_kernel_write_lock, flags);
  65         if (!(flags & PSW_MASK_DAT)) {
  66                 memcpy(dst, src, size);
  67         } else {
  68                 while (size) {
  69                         copied = s390_kernel_write_odd(tmp, src, size);
  70                         tmp += copied;
  71                         src += copied;
  72                         size -= copied;
  73                 }
  74         }
  75         spin_unlock_irqrestore(&s390_kernel_write_lock, flags);
  76
  77         return dst;
  78 }
  79
  80 static int __no_sanitize_address __memcpy_real(void *dest, void *src, size_t count)
  81 {
  82         union register_pair _dst, _src;
  83         int rc = -EFAULT;
  84
  85         _dst.even = (unsigned long) dest;
  86         _dst.odd  = (unsigned long) count;
  87         _src.even = (unsigned long) src;
  88         _src.odd  = (unsigned long) count;
  89         asm volatile (
  90                 "0:     mvcle   %[dst],%[src],0\n"
  91                 "1:     jo      0b\n"
  92                 "       lhi     %[rc],0\n"
  93                 "2:\n"
  94                 EX_TABLE(1b,2b)
  95                 : [rc] "+&d" (rc), [dst] "+&d" (_dst.pair), [src] "+&d" (_src.pair)
  96                 : : "cc", "memory");
  97         return rc;
  98 }
  99
 100 static unsigned long __no_sanitize_address _memcpy_real(unsigned long dest,
 101                                                         unsigned long src,
 102                                                         unsigned long count)
 103 {
 104         int irqs_disabled, rc;
 105         unsigned long flags;
 106
 107         if (!count)
 108                 return 0;
 109         flags = arch_local_irq_save();
 110         irqs_disabled = arch_irqs_disabled_flags(flags);
 111         if (!irqs_disabled)
 112                 trace_hardirqs_off();
 113         __arch_local_irq_stnsm(0xf8); // disable DAT
 114         rc = __memcpy_real((void *) dest, (void *) src, (size_t) count);
 115         if (flags & PSW_MASK_DAT)
 116                 __arch_local_irq_stosm(0x04); // enable DAT
 117         if (!irqs_disabled)
 118                 trace_hardirqs_on();
 119         __arch_local_irq_ssm(flags);
 120         return rc;
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Copy memory in real mode (kernel to kernel)
 125  */
 126 int memcpy_real(void *dest, void *src, size_t count)
 127 {
 128         unsigned long _dest  = (unsigned long)dest;
 129         unsigned long _src   = (unsigned long)src;
 130         unsigned long _count = (unsigned long)count;
 131         int rc;
 132
 133         if (S390_lowcore.nodat_stack != 0) {
 134                 preempt_disable();
 135                 rc = call_on_stack(3, S390_lowcore.nodat_stack,
 136                                    unsigned long, _memcpy_real,
 137                                    unsigned long, _dest,
 138                                    unsigned long, _src,
 139                                    unsigned long, _count);
 140                 preempt_enable();
 141                 return rc;
 142         }
 143         /*
 144          * This is a really early memcpy_real call, the stacks are
 145          * not set up yet. Just call _memcpy_real on the early boot
 146          * stack
 147          */
 148         return _memcpy_real(_dest, _src, _count);
 149 }
 150
 151 /*
 152  * Copy memory in absolute mode (kernel to kernel)
 153  */
 154 void memcpy_absolute(void *dest, void *src, size_t count)
 155 {
 156         unsigned long cr0, flags, prefix;
 157
 158         flags = arch_local_irq_save();
 159         __ctl_store(cr0, 0, 0);
 160         __ctl_clear_bit(0, 28); /* disable lowcore protection */
 161         prefix = store_prefix();
 162         if (prefix) {
 163                 local_mcck_disable();
 164                 set_prefix(0);
 165                 memcpy(dest, src, count);
 166                 set_prefix(prefix);
 167                 local_mcck_enable();
 168         } else {
 169                 memcpy(dest, src, count);
 170         }
 171         __ctl_load(cr0, 0, 0);
 172         arch_local_irq_restore(flags);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Copy memory from kernel (real) to user (virtual)
 177  */
 178 int copy_to_user_real(void __user *dest, void *src, unsigned long count)
 179 {
 180         int offs = 0, size, rc;
 181         char *buf;
 182
 183         buf = (char *) __get_free_page(GFP_KERNEL);
 184         if (!buf)
 185                 return -ENOMEM;
 186         rc = -EFAULT;
 187         while (offs < count) {
 188                 size = min(PAGE_SIZE, count - offs);
 189                 if (memcpy_real(buf, src + offs, size))
 190                         goto out;
 191                 if (copy_to_user(dest + offs, buf, size))
 192                         goto out;
 193                 offs += size;
 194         }
 195         rc = 0;
 196 out:
 197         free_page((unsigned long) buf);
 198         return rc;
 199 }
 200
 201 /*
 202  * Check if physical address is within prefix or zero page
 203  */
 204 static int is_swapped(unsigned long addr)
 205 {
 206         unsigned long lc;
 207         int cpu;
 208
 209         if (addr < sizeof(struct lowcore))
 210                 return 1;
 211         for_each_online_cpu(cpu) {
 212                 lc = (unsigned long) lowcore_ptr[cpu];
 213                 if (addr > lc + sizeof(struct lowcore) - 1 || addr < lc)
 214                         continue;
 215                 return 1;
 216         }
 217         return 0;
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Convert a physical pointer for /dev/mem access
 222  *
 223  * For swapped prefix pages a new buffer is returned that contains a copy of
 224  * the absolute memory. The buffer size is maximum one page large.
 225  */
 226 void *xlate_dev_mem_ptr(phys_addr_t addr)
 227 {
 228         void *bounce = (void *) addr;
 229         unsigned long size;
 230
 231         cpus_read_lock();
 232         preempt_disable();
 233         if (is_swapped(addr)) {
 234                 size = PAGE_SIZE - (addr & ~PAGE_MASK);
 235                 bounce = (void *) __get_free_page(GFP_ATOMIC);
 236                 if (bounce)
 237                         memcpy_absolute(bounce, (void *) addr, size);
 238         }
 239         preempt_enable();
 240         cpus_read_unlock();
 241         return bounce;
 242 }
 243
 244 /*
 245  * Free converted buffer for /dev/mem access (if necessary)
 246  */
 247 void unxlate_dev_mem_ptr(phys_addr_t addr, void *buf)
 248 {
 249         if ((void *) addr != buf)
 250                 free_page((unsigned long) buf);
 251 }