arch/sparc/kernel/wof.S

   1 /* $Id: wof.S,v 1.40 2000/01/08 16:38:18 anton Exp $
   2  * wof.S: Sparc window overflow handler.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995 David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu)
   5  */
   6
   7 #include <asm/contregs.h>
   8 #include <asm/page.h>
   9 #include <asm/ptrace.h>
  10 #include <asm/psr.h>
  11 #include <asm/smp.h>
  12 #include <asm/asi.h>
  13 #include <asm/winmacro.h>
  14 #include <asm/asmmacro.h>
  15 #include <asm/thread_info.h>
  16
  17 /* WARNING: This routine is hairy and _very_ complicated, but it
  18  *          must be as fast as possible as it handles the allocation
  19  *          of register windows to the user and kernel.  If you touch
  20  *          this code be _very_ careful as many other pieces of the
  21  *          kernel depend upon how this code behaves.  You have been
  22  *          duly warned...
  23  */
  24
  25 /* We define macro's for registers which have a fixed
  26  * meaning throughout this entire routine.  The 'T' in
  27  * the comments mean that the register can only be
  28  * accessed when in the 'trap' window, 'G' means
  29  * accessible in any window.  Do not change these registers
  30  * after they have been set, until you are ready to return
  31  * from the trap.
  32  */
  33 #define t_psr       l0 /* %psr at trap time                     T */
  34 #define t_pc        l1 /* PC for trap return                    T */
  35 #define t_npc       l2 /* NPC for trap return                   T */
  36 #define t_wim       l3 /* %wim at trap time                     T */
  37 #define saved_g5    l5 /* Global save register                  T */
  38 #define saved_g6    l6 /* Global save register                  T */
  39 #define curptr      g6 /* Gets set to 'current' then stays      G */
  40
  41 /* Now registers whose values can change within the handler.      */
  42 #define twin_tmp    l4 /* Temp reg, only usable in trap window  T */
  43 #define glob_tmp    g5 /* Global temporary reg, usable anywhere G */
  44
  45         .text
  46         .align  4
  47         /* BEGINNING OF PATCH INSTRUCTIONS */
  48         /* On a 7-window Sparc the boot code patches spnwin_*
  49          * instructions with the following ones.
  50          */
  51         .globl  spnwin_patch1_7win, spnwin_patch2_7win, spnwin_patch3_7win
  52 spnwin_patch1_7win:     sll     %t_wim, 6, %glob_tmp
  53 spnwin_patch2_7win:     and     %glob_tmp, 0x7f, %glob_tmp
  54 spnwin_patch3_7win:     and     %twin_tmp, 0x7f, %twin_tmp
  55         /* END OF PATCH INSTRUCTIONS */
  56
  57         /* The trap entry point has done the following:
  58          *
  59          * rd    %psr, %l0
  60          * rd    %wim, %l3
  61          * b     spill_window_entry
  62          * andcc %l0, PSR_PS, %g0
  63          */
  64
  65         /* Datum current_thread_info->uwinmask contains at all times a bitmask
  66          * where if any user windows are active, at least one bit will
  67          * be set in to mask.  If no user windows are active, the bitmask
  68          * will be all zeroes.
  69          */
  70         .globl  spill_window_entry
  71         .globl  spnwin_patch1, spnwin_patch2, spnwin_patch3
  72 spill_window_entry:
  73         /* LOCATION: Trap Window */
  74
  75         mov     %g5, %saved_g5          ! save away global temp register
  76         mov     %g6, %saved_g6          ! save away 'current' ptr register
  77
  78         /* Compute what the new %wim will be if we save the
  79          * window properly in this trap handler.
  80          *
  81          * newwim = ((%wim>>1) | (%wim<<(nwindows - 1)));
  82          */
  83                 srl     %t_wim, 0x1, %twin_tmp
  84 spnwin_patch1:  sll     %t_wim, 7, %glob_tmp
  85                 or      %glob_tmp, %twin_tmp, %glob_tmp
  86 spnwin_patch2:  and     %glob_tmp, 0xff, %glob_tmp
  87
  88         /* The trap entry point has set the condition codes
  89          * up for us to see if this is from user or kernel.
  90          * Get the load of 'curptr' out of the way.
  91          */
  92         LOAD_CURRENT(curptr, twin_tmp)
  93
  94         andcc   %t_psr, PSR_PS, %g0
  95         be,a    spwin_fromuser                          ! all user wins, branch
  96          save   %g0, %g0, %g0                           ! Go where saving will occur
  97
  98         /* See if any user windows are active in the set. */
  99         ld      [%curptr + TI_UWINMASK], %twin_tmp      ! grab win mask
 100         orcc    %g0, %twin_tmp, %g0                     ! check for set bits
 101         bne     spwin_exist_uwins                       ! yep, there are some
 102          andn   %twin_tmp, %glob_tmp, %twin_tmp         ! compute new uwinmask
 103
 104         /* Save into the window which must be saved and do it.
 105          * Basically if we are here, this means that we trapped
 106          * from kernel mode with only kernel windows in the register
 107          * file.
 108          */
 109         save    %g0, %g0, %g0           ! save into the window to stash away
 110         wr      %glob_tmp, 0x0, %wim    ! set new %wim, this is safe now
 111
 112 spwin_no_userwins_from_kernel:
 113         /* LOCATION: Window to be saved */
 114
 115         STORE_WINDOW(sp)                ! stash the window
 116         restore %g0, %g0, %g0           ! go back into trap window
 117
 118         /* LOCATION: Trap window */
 119         mov     %saved_g5, %g5          ! restore %glob_tmp
 120         mov     %saved_g6, %g6          ! restore %curptr
 121         wr      %t_psr, 0x0, %psr       ! restore condition codes in %psr
 122         WRITE_PAUSE                     ! waste some time
 123         jmp     %t_pc                   ! Return from trap
 124         rett    %t_npc                  ! we are done
 125
 126 spwin_exist_uwins:
 127         /* LOCATION: Trap window */
 128
 129         /* Wow, user windows have to be dealt with, this is dirty
 130          * and messy as all hell.  And difficult to follow if you
 131          * are approaching the infamous register window trap handling
 132          * problem for the first time. DON'T LOOK!
 133          *
 134          * Note that how the execution path works out, the new %wim
 135          * will be left for us in the global temporary register,
 136          * %glob_tmp.  We cannot set the new %wim first because we
 137          * need to save into the appropriate window without inducing
 138          * a trap (traps are off, we'd get a watchdog wheee)...
 139          * But first, store the new user window mask calculated
 140          * above.
 141          */
 142         st      %twin_tmp, [%curptr + TI_UWINMASK]
 143         save    %g0, %g0, %g0           ! Go to where the saving will occur
 144
 145 spwin_fromuser:
 146         /* LOCATION: Window to be saved */
 147         wr      %glob_tmp, 0x0, %wim    ! Now it is safe to set new %wim
 148
 149         /* LOCATION: Window to be saved */
 150
 151         /* This instruction branches to a routine which will check
 152          * to validity of the users stack pointer by whatever means
 153          * are necessary.  This means that this is architecture
 154          * specific and thus this branch instruction will need to
 155          * be patched at boot time once the machine type is known.
 156          * This routine _shall not_ touch %curptr under any
 157          * circumstances whatsoever!  It will branch back to the
 158          * label 'spwin_good_ustack' if the stack is ok but still
 159          * needs to be dumped (SRMMU for instance will not need to
 160          * do this) or 'spwin_finish_up' if the stack is ok and the
 161          * registers have already been saved.  If the stack is found
 162          * to be bogus for some reason the routine shall branch to
 163          * the label 'spwin_user_stack_is_bolixed' which will take
 164          * care of things at that point.
 165          */
 166         .globl  spwin_mmu_patchme
 167 spwin_mmu_patchme:      b       spwin_sun4c_stackchk
 168                                  andcc  %sp, 0x7, %g0
 169
 170 spwin_good_ustack:
 171         /* LOCATION: Window to be saved */
 172
 173         /* The users stack is ok and we can safely save it at
 174          * %sp.
 175          */
 176         STORE_WINDOW(sp)
 177
 178 spwin_finish_up:
 179         restore %g0, %g0, %g0           /* Back to trap window. */
 180
 181         /* LOCATION: Trap window */
 182
 183         /* We have spilled successfully, and we have properly stored
 184          * the appropriate window onto the stack.
 185          */
 186
 187         /* Restore saved globals */
 188         mov     %saved_g5, %g5
 189         mov     %saved_g6, %g6
 190
 191         wr      %t_psr, 0x0, %psr
 192         WRITE_PAUSE
 193         jmp     %t_pc
 194         rett    %t_npc
 195
 196 spwin_user_stack_is_bolixed:
 197         /* LOCATION: Window to be saved */
 198
 199         /* Wheee, user has trashed his/her stack.  We have to decide
 200          * how to proceed based upon whether we came from kernel mode
 201          * or not.  If we came from kernel mode, toss the window into
 202          * a special buffer and proceed, the kernel _needs_ a window
 203          * and we could be in an interrupt handler so timing is crucial.
 204          * If we came from user land we build a full stack frame and call
 205          * c-code to gun down the process.
 206          */
 207         rd      %psr, %glob_tmp
 208         andcc   %glob_tmp, PSR_PS, %g0
 209         bne     spwin_bad_ustack_from_kernel
 210          nop
 211
 212         /* Oh well, throw this one window into the per-task window
 213          * buffer, the first one.
 214          */
 215         st      %sp, [%curptr + TI_RWIN_SPTRS]
 216         STORE_WINDOW(curptr + TI_REG_WINDOW)
 217         restore %g0, %g0, %g0
 218
 219         /* LOCATION: Trap Window */
 220
 221         /* Back in the trap window, update winbuffer save count. */
 222         mov     1, %twin_tmp
 223         st      %twin_tmp, [%curptr + TI_W_SAVED]
 224
 225                 /* Compute new user window mask.  What we are basically
 226                  * doing is taking two windows, the invalid one at trap
 227                  * time and the one we attempted to throw onto the users
 228                  * stack, and saying that everything else is an ok user
 229                  * window.  umask = ((~(%t_wim | %wim)) & valid_wim_bits)
 230                  */
 231                 rd      %wim, %twin_tmp
 232                 or      %twin_tmp, %t_wim, %twin_tmp
 233                 not     %twin_tmp
 234 spnwin_patch3:  and     %twin_tmp, 0xff, %twin_tmp      ! patched on 7win Sparcs
 235                 st      %twin_tmp, [%curptr + TI_UWINMASK]
 236
 237 #define STACK_OFFSET (THREAD_SIZE - TRACEREG_SZ - STACKFRAME_SZ)
 238
 239         sethi   %hi(STACK_OFFSET), %sp
 240         or      %sp, %lo(STACK_OFFSET), %sp
 241         add     %curptr, %sp, %sp
 242
 243         /* Restore the saved globals and build a pt_regs frame. */
 244         mov     %saved_g5, %g5
 245         mov     %saved_g6, %g6
 246         STORE_PT_ALL(sp, t_psr, t_pc, t_npc, g1)
 247
 248         sethi   %hi(STACK_OFFSET), %g6
 249         or      %g6, %lo(STACK_OFFSET), %g6
 250         sub     %sp, %g6, %g6           ! curptr
 251
 252         /* Turn on traps and call c-code to deal with it. */
 253         wr      %t_psr, PSR_ET, %psr
 254         nop
 255         call    window_overflow_fault
 256          nop
 257
 258         /* Return from trap if C-code actually fixes things, if it
 259          * doesn't then we never get this far as the process will
 260          * be given the look of death from Commander Peanut.
 261          */
 262         b       ret_trap_entry
 263          clr    %l6
 264
 265 spwin_bad_ustack_from_kernel:
 266         /* LOCATION: Window to be saved */
 267
 268         /* The kernel provoked a spill window trap, but the window we
 269          * need to save is a user one and the process has trashed its
 270          * stack pointer.  We need to be quick, so we throw it into
 271          * a per-process window buffer until we can properly handle
 272          * this later on.
 273          */
 274         SAVE_BOLIXED_USER_STACK(curptr, glob_tmp)
 275         restore %g0, %g0, %g0
 276
 277         /* LOCATION: Trap window */
 278
 279         /* Restore globals, condition codes in the %psr and
 280          * return from trap.  Note, restoring %g6 when returning
 281          * to kernel mode is not necessarily these days. ;-)
 282          */
 283         mov     %saved_g5, %g5
 284         mov     %saved_g6, %g6
 285
 286         wr      %t_psr, 0x0, %psr
 287         WRITE_PAUSE
 288
 289         jmp     %t_pc
 290         rett    %t_npc
 291
 292 /* Undefine the register macros which would only cause trouble
 293  * if used below.  This helps find 'stupid' coding errors that
 294  * produce 'odd' behavior.  The routines below are allowed to
 295  * make usage of glob_tmp and t_psr so we leave them defined.
 296  */
 297 #undef twin_tmp
 298 #undef curptr
 299 #undef t_pc
 300 #undef t_npc
 301 #undef t_wim
 302 #undef saved_g5
 303 #undef saved_g6
 304
 305 /* Now come the per-architecture window overflow stack checking routines.
 306  * As noted above %curptr cannot be touched by this routine at all.
 307  */
 308
 309         .globl  spwin_sun4c_stackchk
 310 spwin_sun4c_stackchk:
 311         /* LOCATION: Window to be saved on the stack */
 312
 313         /* See if the stack is in the address space hole but first,
 314          * check results of callers andcc %sp, 0x7, %g0
 315          */
 316         be      1f
 317          sra    %sp, 29, %glob_tmp
 318
 319         rd      %psr, %glob_tmp
 320         b       spwin_user_stack_is_bolixed + 0x4
 321          nop
 322
 323 1:
 324         add     %glob_tmp, 0x1, %glob_tmp
 325         andncc  %glob_tmp, 0x1, %g0
 326         be      1f
 327          and    %sp, 0xfff, %glob_tmp           ! delay slot
 328
 329         rd      %psr, %glob_tmp
 330         b       spwin_user_stack_is_bolixed + 0x4
 331          nop
 332
 333         /* See if our dump area will be on more than one
 334          * page.
 335          */
 336 1:
 337         add     %glob_tmp, 0x38, %glob_tmp
 338         andncc  %glob_tmp, 0xff8, %g0
 339         be      spwin_sun4c_onepage             ! only one page to check
 340          lda    [%sp] ASI_PTE, %glob_tmp        ! have to check first page anyways
 341
 342 spwin_sun4c_twopages:
 343         /* Is first page ok permission wise? */
 344         srl     %glob_tmp, 29, %glob_tmp
 345         cmp     %glob_tmp, 0x6
 346         be      1f
 347          add    %sp, 0x38, %glob_tmp    /* Is second page in vma hole? */
 348
 349         rd      %psr, %glob_tmp
 350         b       spwin_user_stack_is_bolixed + 0x4
 351          nop
 352
 353 1:
 354         sra     %glob_tmp, 29, %glob_tmp
 355         add     %glob_tmp, 0x1, %glob_tmp
 356         andncc  %glob_tmp, 0x1, %g0
 357         be      1f
 358          add    %sp, 0x38, %glob_tmp
 359
 360         rd      %psr, %glob_tmp
 361         b       spwin_user_stack_is_bolixed + 0x4
 362          nop
 363
 364 1:
 365         lda     [%glob_tmp] ASI_PTE, %glob_tmp
 366
 367 spwin_sun4c_onepage:
 368         srl     %glob_tmp, 29, %glob_tmp
 369         cmp     %glob_tmp, 0x6                          ! can user write to it?
 370         be      spwin_good_ustack                       ! success
 371          nop
 372
 373         rd      %psr, %glob_tmp
 374         b       spwin_user_stack_is_bolixed + 0x4
 375          nop
 376
 377         /* This is a generic SRMMU routine.  As far as I know this
 378          * works for all current v8/srmmu implementations, we'll
 379          * see...
 380          */
 381         .globl  spwin_srmmu_stackchk
 382 spwin_srmmu_stackchk:
 383         /* LOCATION: Window to be saved on the stack */
 384
 385         /* Because of SMP concerns and speed we play a trick.
 386          * We disable fault traps in the MMU control register,
 387          * Execute the stores, then check the fault registers
 388          * to see what happens.  I can hear Linus now
 389          * "disgusting... broken hardware...".
 390          *
 391          * But first, check to see if the users stack has ended
 392          * up in kernel vma, then we would succeed for the 'wrong'
 393          * reason... ;(  Note that the 'sethi' below assumes the
 394          * kernel is page aligned, which should always be the case.
 395          */
 396         /* Check results of callers andcc %sp, 0x7, %g0 */
 397         bne     spwin_user_stack_is_bolixed
 398          sethi   %hi(PAGE_OFFSET), %glob_tmp
 399         cmp     %glob_tmp, %sp
 400         bleu    spwin_user_stack_is_bolixed
 401          mov    AC_M_SFSR, %glob_tmp
 402
 403         /* Clear the fault status and turn on the no_fault bit. */
 404         lda     [%glob_tmp] ASI_M_MMUREGS, %g0          ! eat SFSR
 405
 406         lda     [%g0] ASI_M_MMUREGS, %glob_tmp          ! read MMU control
 407         or      %glob_tmp, 0x2, %glob_tmp               ! or in no_fault bit
 408         sta     %glob_tmp, [%g0] ASI_M_MMUREGS          ! set it
 409
 410         /* Dump the registers and cross fingers. */
 411         STORE_WINDOW(sp)
 412
 413         /* Clear the no_fault bit and check the status. */
 414         andn    %glob_tmp, 0x2, %glob_tmp
 415         sta     %glob_tmp, [%g0] ASI_M_MMUREGS
 416
 417         mov     AC_M_SFAR, %glob_tmp
 418         lda     [%glob_tmp] ASI_M_MMUREGS, %g0
 419
 420         mov     AC_M_SFSR, %glob_tmp
 421         lda     [%glob_tmp] ASI_M_MMUREGS, %glob_tmp
 422         andcc   %glob_tmp, 0x2, %g0                     ! did we fault?
 423         be,a    spwin_finish_up + 0x4                   ! cool beans, success
 424          restore %g0, %g0, %g0
 425
 426         rd      %psr, %glob_tmp
 427         b       spwin_user_stack_is_bolixed + 0x4       ! we faulted, ugh
 428          nop