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/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 <asm/pai.h>
  34 #include <asm/vx-insn.h>
  35
  36 struct mcck_struct {
  37         unsigned int kill_task : 1;
  38         unsigned int channel_report : 1;
  39         unsigned int warning : 1;
  40         unsigned int stp_queue : 1;
  41         unsigned long mcck_code;
  42 };
  43
  44 static DEFINE_PER_CPU(struct mcck_struct, cpu_mcck);
  45
  46 static inline int nmi_needs_mcesa(void)
  47 {
  48         return MACHINE_HAS_VX || MACHINE_HAS_GS;
  49 }
  50
  51 /*
  52  * The initial machine check extended save area for the boot CPU.
  53  * It will be replaced on the boot CPU reinit with an allocated
  54  * structure. The structure is required for machine check happening
  55  * early in the boot process.
  56  */
  57 static struct mcesa boot_mcesa __aligned(MCESA_MAX_SIZE);
  58
  59 void __init nmi_alloc_mcesa_early(u64 *mcesad)
  60 {
  61         if (!nmi_needs_mcesa())
  62                 return;
  63         *mcesad = __pa(&boot_mcesa);
  64         if (MACHINE_HAS_GS)
  65                 *mcesad |= ilog2(MCESA_MAX_SIZE);
  66 }
  67
  68 int nmi_alloc_mcesa(u64 *mcesad)
  69 {
  70         unsigned long size;
  71         void *origin;
  72
  73         *mcesad = 0;
  74         if (!nmi_needs_mcesa())
  75                 return 0;
  76         size = MACHINE_HAS_GS ? MCESA_MAX_SIZE : MCESA_MIN_SIZE;
  77         origin = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
  78         if (!origin)
  79                 return -ENOMEM;
  80         /* The pointer is stored with mcesa_bits ORed in */
  81         kmemleak_not_leak(origin);
  82         *mcesad = __pa(origin);
  83         if (MACHINE_HAS_GS)
  84                 *mcesad |= ilog2(MCESA_MAX_SIZE);
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 void nmi_free_mcesa(u64 *mcesad)
  89 {
  90         if (!nmi_needs_mcesa())
  91                 return;
  92         kfree(__va(*mcesad & MCESA_ORIGIN_MASK));
  93 }
  94
  95 static __always_inline char *nmi_puts(char *dest, const char *src)
  96 {
  97         while (*src)
  98                 *dest++ = *src++;
  99         *dest = 0;
 100         return dest;
 101 }
 102
 103 static __always_inline char *u64_to_hex(char *dest, u64 val)
 104 {
 105         int i, num;
 106
 107         for (i = 1; i <= 16; i++) {
 108                 num = (val >> (64 - 4 * i)) & 0xf;
 109                 if (num >= 10)
 110                         *dest++ = 'A' + num - 10;
 111                 else
 112                         *dest++ = '0' + num;
 113         }
 114         *dest = 0;
 115         return dest;
 116 }
 117
 118 static notrace void s390_handle_damage(void)
 119 {
 120         union ctlreg0 cr0, cr0_new;
 121         char message[100];
 122         psw_t psw_save;
 123         char *ptr;
 124
 125         smp_emergency_stop();
 126         diag_amode31_ops.diag308_reset();
 127         ptr = nmi_puts(message, "System stopped due to unrecoverable machine check, code: 0x");
 128         u64_to_hex(ptr, S390_lowcore.mcck_interruption_code);
 129
 130         /*
 131          * Disable low address protection and make machine check new PSW a
 132          * disabled wait PSW. Any additional machine check cannot be handled.
 133          */
 134         __ctl_store(cr0.val, 0, 0);
 135         cr0_new = cr0;
 136         cr0_new.lap = 0;
 137         __ctl_load(cr0_new.val, 0, 0);
 138         psw_save = S390_lowcore.mcck_new_psw;
 139         psw_bits(S390_lowcore.mcck_new_psw).io = 0;
 140         psw_bits(S390_lowcore.mcck_new_psw).ext = 0;
 141         psw_bits(S390_lowcore.mcck_new_psw).wait = 1;
 142         sclp_emergency_printk(message);
 143
 144         /*
 145          * Restore machine check new PSW and control register 0 to original
 146          * values. This makes possible system dump analysis easier.
 147          */
 148         S390_lowcore.mcck_new_psw = psw_save;
 149         __ctl_load(cr0.val, 0, 0);
 150         disabled_wait();
 151         while (1);
 152 }
 153 NOKPROBE_SYMBOL(s390_handle_damage);
 154
 155 /*
 156  * Main machine check handler function. Will be called with interrupts disabled
 157  * and machine checks enabled.
 158  */
 159 void __s390_handle_mcck(void)
 160 {
 161         struct mcck_struct mcck;
 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_disable();
 169         mcck = *this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 170         memset(this_cpu_ptr(&cpu_mcck), 0, sizeof(mcck));
 171         local_mcck_enable();
 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                 __ctl_clear_bit(14, 24);        /* Disable WARNING MCH */
 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                 local_irq_enable();
 196                 printk(KERN_EMERG "mcck: Terminating task because of machine "
 197                        "malfunction (code 0x%016lx).\n", mcck.mcck_code);
 198                 printk(KERN_EMERG "mcck: task: %s, pid: %d.\n",
 199                        current->comm, current->pid);
 200                 make_task_dead(SIGSEGV);
 201         }
 202 }
 203
 204 void noinstr s390_handle_mcck(struct pt_regs *regs)
 205 {
 206         trace_hardirqs_off();
 207         pai_kernel_enter(regs);
 208         __s390_handle_mcck();
 209         pai_kernel_exit(regs);
 210         trace_hardirqs_on();
 211 }
 212 /*
 213  * returns 0 if register contents could be validated
 214  * returns 1 otherwise
 215  */
 216 static int notrace s390_validate_registers(union mci mci)
 217 {
 218         struct mcesa *mcesa;
 219         void *fpt_save_area;
 220         union ctlreg2 cr2;
 221         int kill_task;
 222         u64 zero;
 223
 224         kill_task = 0;
 225         zero = 0;
 226
 227         if (!mci.gr || !mci.fp)
 228                 kill_task = 1;
 229         fpt_save_area = &S390_lowcore.floating_pt_save_area;
 230         if (!mci.fc) {
 231                 kill_task = 1;
 232                 asm volatile(
 233                         "       lfpc    %0\n"
 234                         :
 235                         : "Q" (zero));
 236         } else {
 237                 asm volatile(
 238                         "       lfpc    %0\n"
 239                         :
 240                         : "Q" (S390_lowcore.fpt_creg_save_area));
 241         }
 242
 243         mcesa = __va(S390_lowcore.mcesad & MCESA_ORIGIN_MASK);
 244         if (!MACHINE_HAS_VX) {
 245                 /* Validate floating point registers */
 246                 asm volatile(
 247                         "       ld      0,0(%0)\n"
 248                         "       ld      1,8(%0)\n"
 249                         "       ld      2,16(%0)\n"
 250                         "       ld      3,24(%0)\n"
 251                         "       ld      4,32(%0)\n"
 252                         "       ld      5,40(%0)\n"
 253                         "       ld      6,48(%0)\n"
 254                         "       ld      7,56(%0)\n"
 255                         "       ld      8,64(%0)\n"
 256                         "       ld      9,72(%0)\n"
 257                         "       ld      10,80(%0)\n"
 258                         "       ld      11,88(%0)\n"
 259                         "       ld      12,96(%0)\n"
 260                         "       ld      13,104(%0)\n"
 261                         "       ld      14,112(%0)\n"
 262                         "       ld      15,120(%0)\n"
 263                         :
 264                         : "a" (fpt_save_area)
 265                         : "memory");
 266         } else {
 267                 /* Validate vector registers */
 268                 union ctlreg0 cr0;
 269
 270                 /*
 271                  * The vector validity must only be checked if not running a
 272                  * KVM guest. For KVM guests the machine check is forwarded by
 273                  * KVM and it is the responsibility of the guest to take
 274                  * appropriate actions. The host vector or FPU values have been
 275                  * saved by KVM and will be restored by KVM.
 276                  */
 277                 if (!mci.vr && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 278                         kill_task = 1;
 279                 cr0.val = S390_lowcore.cregs_save_area[0];
 280                 cr0.afp = cr0.vx = 1;
 281                 __ctl_load(cr0.val, 0, 0);
 282                 asm volatile(
 283                         "       la      1,%0\n"
 284                         "       VLM     0,15,0,1\n"
 285                         "       VLM     16,31,256,1\n"
 286                         :
 287                         : "Q" (*(struct vx_array *)mcesa->vector_save_area)
 288                         : "1");
 289                 __ctl_load(S390_lowcore.cregs_save_area[0], 0, 0);
 290         }
 291         /* Validate access registers */
 292         asm volatile(
 293                 "       lam     0,15,0(%0)\n"
 294                 :
 295                 : "a" (&S390_lowcore.access_regs_save_area)
 296                 : "memory");
 297         if (!mci.ar)
 298                 kill_task = 1;
 299         /* Validate guarded storage registers */
 300         cr2.val = S390_lowcore.cregs_save_area[2];
 301         if (cr2.gse) {
 302                 if (!mci.gs) {
 303                         /*
 304                          * 2 cases:
 305                          * - machine check in kernel or userspace
 306                          * - machine check while running SIE (KVM guest)
 307                          * For kernel or userspace the userspace values of
 308                          * guarded storage control can not be recreated, the
 309                          * process must be terminated.
 310                          * For SIE the guest values of guarded storage can not
 311                          * be recreated. This is either due to a bug or due to
 312                          * GS being disabled in the guest. The guest will be
 313                          * notified by KVM code and the guests machine check
 314                          * handling must take care of this.  The host values
 315                          * are saved by KVM and are not affected.
 316                          */
 317                         if (!test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 318                                 kill_task = 1;
 319                 } else {
 320                         load_gs_cb((struct gs_cb *)mcesa->guarded_storage_save_area);
 321                 }
 322         }
 323         /*
 324          * The getcpu vdso syscall reads CPU number from the programmable
 325          * field of the TOD clock. Disregard the TOD programmable register
 326          * validity bit and load the CPU number into the TOD programmable
 327          * field unconditionally.
 328          */
 329         set_tod_programmable_field(raw_smp_processor_id());
 330         /* Validate clock comparator register */
 331         set_clock_comparator(S390_lowcore.clock_comparator);
 332
 333         if (!mci.ms || !mci.pm || !mci.ia)
 334                 kill_task = 1;
 335
 336         return kill_task;
 337 }
 338 NOKPROBE_SYMBOL(s390_validate_registers);
 339
 340 /*
 341  * Backup the guest's machine check info to its description block
 342  */
 343 static void notrace s390_backup_mcck_info(struct pt_regs *regs)
 344 {
 345         struct mcck_volatile_info *mcck_backup;
 346         struct sie_page *sie_page;
 347
 348         /* r14 contains the sie block, which was set in sie64a */
 349         struct kvm_s390_sie_block *sie_block =
 350                         (struct kvm_s390_sie_block *) regs->gprs[14];
 351
 352         if (sie_block == NULL)
 353                 /* Something's seriously wrong, stop system. */
 354                 s390_handle_damage();
 355
 356         sie_page = container_of(sie_block, struct sie_page, sie_block);
 357         mcck_backup = &sie_page->mcck_info;
 358         mcck_backup->mcic = S390_lowcore.mcck_interruption_code &
 359                                 ~(MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE);
 360         mcck_backup->ext_damage_code = S390_lowcore.external_damage_code;
 361         mcck_backup->failing_storage_address
 362                         = S390_lowcore.failing_storage_address;
 363 }
 364 NOKPROBE_SYMBOL(s390_backup_mcck_info);
 365
 366 #define MAX_IPD_COUNT   29
 367 #define MAX_IPD_TIME    (5 * 60 * USEC_PER_SEC) /* 5 minutes */
 368
 369 #define ED_STP_ISLAND   6       /* External damage STP island check */
 370 #define ED_STP_SYNC     7       /* External damage STP sync check */
 371
 372 #define MCCK_CODE_NO_GUEST      (MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE)
 373
 374 /*
 375  * machine check handler.
 376  */
 377 int notrace s390_do_machine_check(struct pt_regs *regs)
 378 {
 379         static int ipd_count;
 380         static DEFINE_SPINLOCK(ipd_lock);
 381         static unsigned long long last_ipd;
 382         struct mcck_struct *mcck;
 383         unsigned long long tmp;
 384         irqentry_state_t irq_state;
 385         union mci mci;
 386         unsigned long mcck_dam_code;
 387         int mcck_pending = 0;
 388
 389         irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
 390
 391         if (user_mode(regs))
 392                 update_timer_mcck();
 393         inc_irq_stat(NMI_NMI);
 394         mci.val = S390_lowcore.mcck_interruption_code;
 395         mcck = this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 396
 397         /*
 398          * Reinject the instruction processing damages' machine checks
 399          * including Delayed Access Exception into the guest
 400          * instead of damaging the host if they happen in the guest.
 401          */
 402         if (mci.pd && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 403                 if (mci.b) {
 404                         /* Processing backup -> verify if we can survive this */
 405                         u64 z_mcic, o_mcic, t_mcic;
 406                         z_mcic = (1ULL<<63 | 1ULL<<59 | 1ULL<<29);
 407                         o_mcic = (1ULL<<43 | 1ULL<<42 | 1ULL<<41 | 1ULL<<40 |
 408                                   1ULL<<36 | 1ULL<<35 | 1ULL<<34 | 1ULL<<32 |
 409                                   1ULL<<30 | 1ULL<<21 | 1ULL<<20 | 1ULL<<17 |
 410                                   1ULL<<16);
 411                         t_mcic = mci.val;
 412
 413                         if (((t_mcic & z_mcic) != 0) ||
 414                             ((t_mcic & o_mcic) != o_mcic)) {
 415                                 s390_handle_damage();
 416                         }
 417
 418                         /*
 419                          * Nullifying exigent condition, therefore we might
 420                          * retry this instruction.
 421                          */
 422                         spin_lock(&ipd_lock);
 423                         tmp = get_tod_clock();
 424                         if (((tmp - last_ipd) >> 12) < MAX_IPD_TIME)
 425                                 ipd_count++;
 426                         else
 427                                 ipd_count = 1;
 428                         last_ipd = tmp;
 429                         if (ipd_count == MAX_IPD_COUNT)
 430                                 s390_handle_damage();
 431                         spin_unlock(&ipd_lock);
 432                 } else {
 433                         /* Processing damage -> stopping machine */
 434                         s390_handle_damage();
 435                 }
 436         }
 437         if (s390_validate_registers(mci)) {
 438                 if (!user_mode(regs))
 439                         s390_handle_damage();
 440                 /*
 441                  * Couldn't restore all register contents for the
 442                  * user space process -> mark task for termination.
 443                  */
 444                 mcck->kill_task = 1;
 445                 mcck->mcck_code = mci.val;
 446                 mcck_pending = 1;
 447         }
 448
 449         /*
 450          * Backup the machine check's info if it happens when the guest
 451          * is running.
 452          */
 453         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 454                 s390_backup_mcck_info(regs);
 455
 456         if (mci.cd) {
 457                 /* Timing facility damage */
 458                 s390_handle_damage();
 459         }
 460         if (mci.ed && mci.ec) {
 461                 /* External damage */
 462                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_SYNC))
 463                         mcck->stp_queue |= stp_sync_check();
 464                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_ISLAND))
 465                         mcck->stp_queue |= stp_island_check();
 466                 mcck_pending = 1;
 467         }
 468         /*
 469          * Reinject storage related machine checks into the guest if they
 470          * happen when the guest is running.
 471          */
 472         if (!test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 473                 /* Storage error uncorrected */
 474                 if (mci.se)
 475                         s390_handle_damage();
 476                 /* Storage key-error uncorrected */
 477                 if (mci.ke)
 478                         s390_handle_damage();
 479                 /* Storage degradation */
 480                 if (mci.ds && mci.fa)
 481                         s390_handle_damage();
 482         }
 483         if (mci.cp) {
 484                 /* Channel report word pending */
 485                 mcck->channel_report = 1;
 486                 mcck_pending = 1;
 487         }
 488         if (mci.w) {
 489                 /* Warning pending */
 490                 mcck->warning = 1;
 491                 mcck_pending = 1;
 492         }
 493
 494         /*
 495          * If there are only Channel Report Pending and External Damage
 496          * machine checks, they will not be reinjected into the guest
 497          * because they refer to host conditions only.
 498          */
 499         mcck_dam_code = (mci.val & MCIC_SUBCLASS_MASK);
 500         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST) &&
 501         (mcck_dam_code & MCCK_CODE_NO_GUEST) != mcck_dam_code) {
 502                 /* Set exit reason code for host's later handling */
 503                 *((long *)(regs->gprs[15] + __SF_SIE_REASON)) = -EINTR;
 504         }
 505         clear_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST);
 506
 507         if (user_mode(regs) && mcck_pending) {
 508                 irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
 509                 return 1;
 510         }
 511
 512         if (mcck_pending)
 513                 schedule_mcck_handler();
 514
 515         irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
 516         return 0;
 517 }
 518 NOKPROBE_SYMBOL(s390_do_machine_check);
 519
 520 static int __init machine_check_init(void)
 521 {
 522         ctl_set_bit(14, 25);    /* enable external damage MCH */
 523         ctl_set_bit(14, 27);    /* enable system recovery MCH */
 524         ctl_set_bit(14, 24);    /* enable warning MCH */
 525         return 0;
 526 }
 527 early_initcall(machine_check_init);