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 <[email protected]>,
   7  *               Martin Schwidefsky <[email protected]>,
   8  *               Cornelia Huck <[email protected]>,
   9  */
  10
  11 #include <linux/kernel_stat.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/entry-common.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 #include <linux/kvm_host.h>
  23 #include <linux/export.h>
  24 #include <asm/lowcore.h>
  25 #include <asm/ctlreg.h>
  26 #include <asm/fpu.h>
  27 #include <asm/smp.h>
  28 #include <asm/stp.h>
  29 #include <asm/cputime.h>
  30 #include <asm/nmi.h>
  31 #include <asm/crw.h>
  32 #include <asm/asm-offsets.h>
  33 #include <asm/pai.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
  45 static inline int nmi_needs_mcesa(void)
  46 {
  47         return cpu_has_vx() || MACHINE_HAS_GS;
  48 }
  49
  50 /*
  51  * The initial machine check extended save area for the boot CPU.
  52  * It will be replaced on the boot CPU reinit with an allocated
  53  * structure. The structure is required for machine check happening
  54  * early in the boot process.
  55  */
  56 static struct mcesa boot_mcesa __aligned(MCESA_MAX_SIZE);
  57
  58 void __init nmi_alloc_mcesa_early(u64 *mcesad)
  59 {
  60         if (!nmi_needs_mcesa())
  61                 return;
  62         *mcesad = __pa(&boot_mcesa);
  63         if (MACHINE_HAS_GS)
  64                 *mcesad |= ilog2(MCESA_MAX_SIZE);
  65 }
  66
  67 int nmi_alloc_mcesa(u64 *mcesad)
  68 {
  69         unsigned long size;
  70         void *origin;
  71
  72         *mcesad = 0;
  73         if (!nmi_needs_mcesa())
  74                 return 0;
  75         size = MACHINE_HAS_GS ? MCESA_MAX_SIZE : MCESA_MIN_SIZE;
  76         origin = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
  77         if (!origin)
  78                 return -ENOMEM;
  79         /* The pointer is stored with mcesa_bits ORed in */
  80         kmemleak_not_leak(origin);
  81         *mcesad = __pa(origin);
  82         if (MACHINE_HAS_GS)
  83                 *mcesad |= ilog2(MCESA_MAX_SIZE);
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 void nmi_free_mcesa(u64 *mcesad)
  88 {
  89         if (!nmi_needs_mcesa())
  90                 return;
  91         kfree(__va(*mcesad & MCESA_ORIGIN_MASK));
  92 }
  93
  94 static __always_inline char *nmi_puts(char *dest, const char *src)
  95 {
  96         while (*src)
  97                 *dest++ = *src++;
  98         *dest = 0;
  99         return dest;
 100 }
 101
 102 static __always_inline char *u64_to_hex(char *dest, u64 val)
 103 {
 104         int i, num;
 105
 106         for (i = 1; i <= 16; i++) {
 107                 num = (val >> (64 - 4 * i)) & 0xf;
 108                 if (num >= 10)
 109                         *dest++ = 'A' + num - 10;
 110                 else
 111                         *dest++ = '0' + num;
 112         }
 113         *dest = 0;
 114         return dest;
 115 }
 116
 117 static notrace void s390_handle_damage(void)
 118 {
 119         union ctlreg0 cr0, cr0_new;
 120         char message[100];
 121         psw_t psw_save;
 122         char *ptr;
 123
 124         smp_emergency_stop();
 125         diag_amode31_ops.diag308_reset();
 126         ptr = nmi_puts(message, "System stopped due to unrecoverable machine check, code: 0x");
 127         u64_to_hex(ptr, S390_lowcore.mcck_interruption_code);
 128
 129         /*
 130          * Disable low address protection and make machine check new PSW a
 131          * disabled wait PSW. Any additional machine check cannot be handled.
 132          */
 133         local_ctl_store(0, &cr0.reg);
 134         cr0_new = cr0;
 135         cr0_new.lap = 0;
 136         local_ctl_load(0, &cr0_new.reg);
 137         psw_save = S390_lowcore.mcck_new_psw;
 138         psw_bits(S390_lowcore.mcck_new_psw).io = 0;
 139         psw_bits(S390_lowcore.mcck_new_psw).ext = 0;
 140         psw_bits(S390_lowcore.mcck_new_psw).wait = 1;
 141         sclp_emergency_printk(message);
 142
 143         /*
 144          * Restore machine check new PSW and control register 0 to original
 145          * values. This makes possible system dump analysis easier.
 146          */
 147         S390_lowcore.mcck_new_psw = psw_save;
 148         local_ctl_load(0, &cr0.reg);
 149         disabled_wait();
 150         while (1);
 151 }
 152 NOKPROBE_SYMBOL(s390_handle_damage);
 153
 154 /*
 155  * Main machine check handler function. Will be called with interrupts disabled
 156  * and machine checks enabled.
 157  */
 158 void s390_handle_mcck(void)
 159 {
 160         struct mcck_struct mcck;
 161         unsigned long mflags;
 162
 163         /*
 164          * Disable machine checks and get the current state of accumulated
 165          * machine checks. Afterwards delete the old state and enable machine
 166          * checks again.
 167          */
 168         local_mcck_save(mflags);
 169         mcck = *this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 170         memset(this_cpu_ptr(&cpu_mcck), 0, sizeof(mcck));
 171         local_mcck_restore(mflags);
 172
 173         if (mcck.channel_report)
 174                 crw_handle_channel_report();
 175         /*
 176          * A warning may remain for a prolonged period on the bare iron.
 177          * (actually until the machine is powered off, or the problem is gone)
 178          * So we just stop listening for the WARNING MCH and avoid continuously
 179          * being interrupted.  One caveat is however, that we must do this per
 180          * processor and cannot use the smp version of ctl_clear_bit().
 181          * On VM we only get one interrupt per virtally presented machinecheck.
 182          * Though one suffices, we may get one interrupt per (virtual) cpu.
 183          */
 184         if (mcck.warning) {     /* WARNING pending ? */
 185                 static int mchchk_wng_posted = 0;
 186
 187                 /* Use single cpu clear, as we cannot handle smp here. */
 188                 local_ctl_clear_bit(14, CR14_WARNING_SUBMASK_BIT);
 189                 if (xchg(&mchchk_wng_posted, 1) == 0)
 190                         kill_cad_pid(SIGPWR, 1);
 191         }
 192         if (mcck.stp_queue)
 193                 stp_queue_work();
 194         if (mcck.kill_task) {
 195                 printk(KERN_EMERG "mcck: Terminating task because of machine "
 196                        "malfunction (code 0x%016lx).\n", mcck.mcck_code);
 197                 printk(KERN_EMERG "mcck: task: %s, pid: %d.\n",
 198                        current->comm, current->pid);
 199                 if (is_global_init(current))
 200                         panic("mcck: Attempting to kill init!\n");
 201                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, current, PIDTYPE_PID);
 202         }
 203 }
 204
 205 /**
 206  * nmi_registers_valid - verify if registers are valid
 207  * @mci: machine check interruption code
 208  *
 209  * Inspect a machine check interruption code and verify if all required
 210  * registers are valid. For some registers the corresponding validity bit is
 211  * ignored and the registers are set to the expected value.
 212  * Returns true if all registers are valid, otherwise false.
 213  */
 214 static bool notrace nmi_registers_valid(union mci mci)
 215 {
 216         union ctlreg2 cr2;
 217
 218         /*
 219          * The getcpu vdso syscall reads the CPU number from the programmable
 220          * field of the TOD clock. Disregard the TOD programmable register
 221          * validity bit and load the CPU number into the TOD programmable field
 222          * unconditionally.
 223          */
 224         set_tod_programmable_field(raw_smp_processor_id());
 225         /*
 226          * Set the clock comparator register to the next expected value.
 227          */
 228         set_clock_comparator(S390_lowcore.clock_comparator);
 229         if (!mci.gr || !mci.fp || !mci.fc)
 230                 return false;
 231         /*
 232          * The vector validity must only be checked if not running a
 233          * KVM guest. For KVM guests the machine check is forwarded by
 234          * KVM and it is the responsibility of the guest to take
 235          * appropriate actions. The host vector or FPU values have been
 236          * saved by KVM and will be restored by KVM.
 237          */
 238         if (!mci.vr && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 239                 return false;
 240         if (!mci.ar)
 241                 return false;
 242         /*
 243          * Two cases for guarded storage registers:
 244          * - machine check in kernel or userspace
 245          * - machine check while running SIE (KVM guest)
 246          * For kernel or userspace the userspace values of guarded storage
 247          * control can not be recreated, the process must be terminated.
 248          * For SIE the guest values of guarded storage can not be recreated.
 249          * This is either due to a bug or due to GS being disabled in the
 250          * guest. The guest will be notified by KVM code and the guests machine
 251          * check handling must take care of this. The host values are saved by
 252          * KVM and are not affected.
 253          */
 254         cr2.reg = S390_lowcore.cregs_save_area[2];
 255         if (cr2.gse && !mci.gs && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 256                 return false;
 257         if (!mci.ms || !mci.pm || !mci.ia)
 258                 return false;
 259         return true;
 260 }
 261 NOKPROBE_SYMBOL(nmi_registers_valid);
 262
 263 /*
 264  * Backup the guest's machine check info to its description block
 265  */
 266 static void notrace s390_backup_mcck_info(struct pt_regs *regs)
 267 {
 268         struct mcck_volatile_info *mcck_backup;
 269         struct sie_page *sie_page;
 270
 271         /* r14 contains the sie block, which was set in sie64a */
 272         struct kvm_s390_sie_block *sie_block = phys_to_virt(regs->gprs[14]);
 273
 274         if (sie_block == NULL)
 275                 /* Something's seriously wrong, stop system. */
 276                 s390_handle_damage();
 277
 278         sie_page = container_of(sie_block, struct sie_page, sie_block);
 279         mcck_backup = &sie_page->mcck_info;
 280         mcck_backup->mcic = S390_lowcore.mcck_interruption_code &
 281                                 ~(MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE);
 282         mcck_backup->ext_damage_code = S390_lowcore.external_damage_code;
 283         mcck_backup->failing_storage_address
 284                         = S390_lowcore.failing_storage_address;
 285 }
 286 NOKPROBE_SYMBOL(s390_backup_mcck_info);
 287
 288 #define MAX_IPD_COUNT   29
 289 #define MAX_IPD_TIME    (5 * 60 * USEC_PER_SEC) /* 5 minutes */
 290
 291 #define ED_STP_ISLAND   6       /* External damage STP island check */
 292 #define ED_STP_SYNC     7       /* External damage STP sync check */
 293
 294 #define MCCK_CODE_NO_GUEST      (MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE)
 295
 296 /*
 297  * machine check handler.
 298  */
 299 void notrace s390_do_machine_check(struct pt_regs *regs)
 300 {
 301         static int ipd_count;
 302         static DEFINE_SPINLOCK(ipd_lock);
 303         static unsigned long long last_ipd;
 304         struct mcck_struct *mcck;
 305         unsigned long long tmp;
 306         irqentry_state_t irq_state;
 307         union mci mci;
 308         unsigned long mcck_dam_code;
 309         int mcck_pending = 0;
 310
 311         irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
 312
 313         if (user_mode(regs))
 314                 update_timer_mcck();
 315         inc_irq_stat(NMI_NMI);
 316         mci.val = S390_lowcore.mcck_interruption_code;
 317         mcck = this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 318
 319         /*
 320          * Reinject the instruction processing damages' machine checks
 321          * including Delayed Access Exception into the guest
 322          * instead of damaging the host if they happen in the guest.
 323          */
 324         if (mci.pd && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 325                 if (mci.b) {
 326                         /* Processing backup -> verify if we can survive this */
 327                         u64 z_mcic, o_mcic, t_mcic;
 328                         z_mcic = (1ULL<<63 | 1ULL<<59 | 1ULL<<29);
 329                         o_mcic = (1ULL<<43 | 1ULL<<42 | 1ULL<<41 | 1ULL<<40 |
 330                                   1ULL<<36 | 1ULL<<35 | 1ULL<<34 | 1ULL<<32 |
 331                                   1ULL<<30 | 1ULL<<21 | 1ULL<<20 | 1ULL<<17 |
 332                                   1ULL<<16);
 333                         t_mcic = mci.val;
 334
 335                         if (((t_mcic & z_mcic) != 0) ||
 336                             ((t_mcic & o_mcic) != o_mcic)) {
 337                                 s390_handle_damage();
 338                         }
 339
 340                         /*
 341                          * Nullifying exigent condition, therefore we might
 342                          * retry this instruction.
 343                          */
 344                         spin_lock(&ipd_lock);
 345                         tmp = get_tod_clock();
 346                         if (((tmp - last_ipd) >> 12) < MAX_IPD_TIME)
 347                                 ipd_count++;
 348                         else
 349                                 ipd_count = 1;
 350                         last_ipd = tmp;
 351                         if (ipd_count == MAX_IPD_COUNT)
 352                                 s390_handle_damage();
 353                         spin_unlock(&ipd_lock);
 354                 } else {
 355                         /* Processing damage -> stopping machine */
 356                         s390_handle_damage();
 357                 }
 358         }
 359         if (!nmi_registers_valid(mci)) {
 360                 if (!user_mode(regs))
 361                         s390_handle_damage();
 362                 /*
 363                  * Couldn't restore all register contents for the
 364                  * user space process -> mark task for termination.
 365                  */
 366                 mcck->kill_task = 1;
 367                 mcck->mcck_code = mci.val;
 368                 mcck_pending = 1;
 369         }
 370
 371         /*
 372          * Backup the machine check's info if it happens when the guest
 373          * is running.
 374          */
 375         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 376                 s390_backup_mcck_info(regs);
 377
 378         if (mci.cd) {
 379                 /* Timing facility damage */
 380                 s390_handle_damage();
 381         }
 382         if (mci.ed && mci.ec) {
 383                 /* External damage */
 384                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_SYNC))
 385                         mcck->stp_queue |= stp_sync_check();
 386                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_ISLAND))
 387                         mcck->stp_queue |= stp_island_check();
 388                 mcck_pending = 1;
 389         }
 390         /*
 391          * Reinject storage related machine checks into the guest if they
 392          * happen when the guest is running.
 393          */
 394         if (!test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 395                 /* Storage error uncorrected */
 396                 if (mci.se)
 397                         s390_handle_damage();
 398                 /* Storage key-error uncorrected */
 399                 if (mci.ke)
 400                         s390_handle_damage();
 401                 /* Storage degradation */
 402                 if (mci.ds && mci.fa)
 403                         s390_handle_damage();
 404         }
 405         if (mci.cp) {
 406                 /* Channel report word pending */
 407                 mcck->channel_report = 1;
 408                 mcck_pending = 1;
 409         }
 410         if (mci.w) {
 411                 /* Warning pending */
 412                 mcck->warning = 1;
 413                 mcck_pending = 1;
 414         }
 415
 416         /*
 417          * If there are only Channel Report Pending and External Damage
 418          * machine checks, they will not be reinjected into the guest
 419          * because they refer to host conditions only.
 420          */
 421         mcck_dam_code = (mci.val & MCIC_SUBCLASS_MASK);
 422         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST) &&
 423         (mcck_dam_code & MCCK_CODE_NO_GUEST) != mcck_dam_code) {
 424                 /* Set exit reason code for host's later handling */
 425                 *((long *)(regs->gprs[15] + __SF_SIE_REASON)) = -EINTR;
 426         }
 427         clear_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST);
 428
 429         if (mcck_pending)
 430                 schedule_mcck_handler();
 431
 432         irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
 433 }
 434 NOKPROBE_SYMBOL(s390_do_machine_check);
 435
 436 static int __init machine_check_init(void)
 437 {
 438         system_ctl_set_bit(14, CR14_EXTERNAL_DAMAGE_SUBMASK_BIT);
 439         system_ctl_set_bit(14, CR14_RECOVERY_SUBMASK_BIT);
 440         system_ctl_set_bit(14, CR14_WARNING_SUBMASK_BIT);
 441         return 0;
 442 }
 443 early_initcall(machine_check_init);