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  *               Heiko Carstens <[email protected]>,
  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_validate_registers(union mci mci, int umode)
 193 {
 194         struct mcesa *mcesa;
 195         void *fpt_save_area;
 196         union ctlreg2 cr2;
 197         int kill_task;
 198         u64 zero;
 199
 200         kill_task = 0;
 201         zero = 0;
 202
 203         if (!mci.gr) {
 204                 /*
 205                  * General purpose registers couldn't be restored and have
 206                  * unknown contents. Stop system or terminate process.
 207                  */
 208                 if (!umode)
 209                         s390_handle_damage();
 210                 kill_task = 1;
 211         }
 212         if (!mci.fp) {
 213                 /*
 214                  * Floating point registers can't be restored. If the
 215                  * kernel currently uses floating point registers the
 216                  * system is stopped. If the process has its floating
 217                  * pointer registers loaded it is terminated.
 218                  */
 219                 if (S390_lowcore.fpu_flags & KERNEL_VXR_V0V7)
 220                         s390_handle_damage();
 221                 if (!test_cpu_flag(CIF_FPU))
 222                         kill_task = 1;
 223         }
 224         fpt_save_area = &S390_lowcore.floating_pt_save_area;
 225         if (!mci.fc) {
 226                 /*
 227                  * Floating point control register can't be restored.
 228                  * If the kernel currently uses the floating pointer
 229                  * registers and needs the FPC register the system is
 230                  * stopped. If the process has its floating pointer
 231                  * registers loaded it is terminated. Otherwise the
 232                  * FPC is just validated.
 233                  */
 234                 if (S390_lowcore.fpu_flags & KERNEL_FPC)
 235                         s390_handle_damage();
 236                 asm volatile(
 237                         "       lfpc    %0\n"
 238                         :
 239                         : "Q" (zero));
 240                 if (!test_cpu_flag(CIF_FPU))
 241                         kill_task = 1;
 242         } else {
 243                 asm volatile(
 244                         "       lfpc    %0\n"
 245                         :
 246                         : "Q" (S390_lowcore.fpt_creg_save_area));
 247         }
 248
 249         mcesa = (struct mcesa *)(S390_lowcore.mcesad & MCESA_ORIGIN_MASK);
 250         if (!MACHINE_HAS_VX) {
 251                 /* Validate floating point registers */
 252                 asm volatile(
 253                         "       ld      0,0(%0)\n"
 254                         "       ld      1,8(%0)\n"
 255                         "       ld      2,16(%0)\n"
 256                         "       ld      3,24(%0)\n"
 257                         "       ld      4,32(%0)\n"
 258                         "       ld      5,40(%0)\n"
 259                         "       ld      6,48(%0)\n"
 260                         "       ld      7,56(%0)\n"
 261                         "       ld      8,64(%0)\n"
 262                         "       ld      9,72(%0)\n"
 263                         "       ld      10,80(%0)\n"
 264                         "       ld      11,88(%0)\n"
 265                         "       ld      12,96(%0)\n"
 266                         "       ld      13,104(%0)\n"
 267                         "       ld      14,112(%0)\n"
 268                         "       ld      15,120(%0)\n"
 269                         :
 270                         : "a" (fpt_save_area)
 271                         : "memory");
 272         } else {
 273                 /* Validate vector registers */
 274                 union ctlreg0 cr0;
 275
 276                 if (!mci.vr) {
 277                         /*
 278                          * Vector registers can't be restored. If the kernel
 279                          * currently uses vector registers the system is
 280                          * stopped. If the process has its vector registers
 281                          * loaded it is terminated. Otherwise just validate
 282                          * the registers.
 283                          */
 284                         if (S390_lowcore.fpu_flags & KERNEL_VXR)
 285                                 s390_handle_damage();
 286                         if (!test_cpu_flag(CIF_FPU))
 287                                 kill_task = 1;
 288                 }
 289                 cr0.val = S390_lowcore.cregs_save_area[0];
 290                 cr0.afp = cr0.vx = 1;
 291                 __ctl_load(cr0.val, 0, 0);
 292                 asm volatile(
 293                         "       la      1,%0\n"
 294                         "       .word   0xe70f,0x1000,0x0036\n" /* vlm 0,15,0(1) */
 295                         "       .word   0xe70f,0x1100,0x0c36\n" /* vlm 16,31,256(1) */
 296                         :
 297                         : "Q" (*(struct vx_array *)mcesa->vector_save_area)
 298                         : "1");
 299                 __ctl_load(S390_lowcore.cregs_save_area[0], 0, 0);
 300         }
 301         /* Validate access registers */
 302         asm volatile(
 303                 "       lam     0,15,0(%0)\n"
 304                 :
 305                 : "a" (&S390_lowcore.access_regs_save_area)
 306                 : "memory");
 307         if (!mci.ar) {
 308                 /*
 309                  * Access registers have unknown contents.
 310                  * Terminating task.
 311                  */
 312                 kill_task = 1;
 313         }
 314         /* Validate guarded storage registers */
 315         cr2.val = S390_lowcore.cregs_save_area[2];
 316         if (cr2.gse) {
 317                 if (!mci.gs) {
 318                         /*
 319                          * Guarded storage register can't be restored and
 320                          * the current processes uses guarded storage.
 321                          * It has to be terminated.
 322                          */
 323                         kill_task = 1;
 324                 } else {
 325                         load_gs_cb((struct gs_cb *)mcesa->guarded_storage_save_area);
 326                 }
 327         }
 328         /*
 329          * The getcpu vdso syscall reads CPU number from the programmable
 330          * field of the TOD clock. Disregard the TOD programmable register
 331          * validity bit and load the CPU number into the TOD programmable
 332          * field unconditionally.
 333          */
 334         set_tod_programmable_field(raw_smp_processor_id());
 335         /* Validate clock comparator register */
 336         set_clock_comparator(S390_lowcore.clock_comparator);
 337
 338         if (!mci.ms || !mci.pm || !mci.ia)
 339                 kill_task = 1;
 340
 341         return kill_task;
 342 }
 343 NOKPROBE_SYMBOL(s390_validate_registers);
 344
 345 /*
 346  * Backup the guest's machine check info to its description block
 347  */
 348 static void notrace s390_backup_mcck_info(struct pt_regs *regs)
 349 {
 350         struct mcck_volatile_info *mcck_backup;
 351         struct sie_page *sie_page;
 352
 353         /* r14 contains the sie block, which was set in sie64a */
 354         struct kvm_s390_sie_block *sie_block =
 355                         (struct kvm_s390_sie_block *) regs->gprs[14];
 356
 357         if (sie_block == NULL)
 358                 /* Something's seriously wrong, stop system. */
 359                 s390_handle_damage();
 360
 361         sie_page = container_of(sie_block, struct sie_page, sie_block);
 362         mcck_backup = &sie_page->mcck_info;
 363         mcck_backup->mcic = S390_lowcore.mcck_interruption_code &
 364                                 ~(MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE);
 365         mcck_backup->ext_damage_code = S390_lowcore.external_damage_code;
 366         mcck_backup->failing_storage_address
 367                         = S390_lowcore.failing_storage_address;
 368 }
 369 NOKPROBE_SYMBOL(s390_backup_mcck_info);
 370
 371 #define MAX_IPD_COUNT   29
 372 #define MAX_IPD_TIME    (5 * 60 * USEC_PER_SEC) /* 5 minutes */
 373
 374 #define ED_STP_ISLAND   6       /* External damage STP island check */
 375 #define ED_STP_SYNC     7       /* External damage STP sync check */
 376
 377 #define MCCK_CODE_NO_GUEST      (MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE)
 378
 379 /*
 380  * machine check handler.
 381  */
 382 int notrace s390_do_machine_check(struct pt_regs *regs)
 383 {
 384         static int ipd_count;
 385         static DEFINE_SPINLOCK(ipd_lock);
 386         static unsigned long long last_ipd;
 387         struct mcck_struct *mcck;
 388         unsigned long long tmp;
 389         union mci mci;
 390         unsigned long mcck_dam_code;
 391         int mcck_pending = 0;
 392
 393         nmi_enter();
 394
 395         if (user_mode(regs))
 396                 update_timer_mcck();
 397         inc_irq_stat(NMI_NMI);
 398         mci.val = S390_lowcore.mcck_interruption_code;
 399         mcck = this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 400
 401         /*
 402          * Reinject the instruction processing damages' machine checks
 403          * including Delayed Access Exception into the guest
 404          * instead of damaging the host if they happen in the guest.
 405          */
 406         if (mci.pd && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 407                 if (mci.b) {
 408                         /* Processing backup -> verify if we can survive this */
 409                         u64 z_mcic, o_mcic, t_mcic;
 410                         z_mcic = (1ULL<<63 | 1ULL<<59 | 1ULL<<29);
 411                         o_mcic = (1ULL<<43 | 1ULL<<42 | 1ULL<<41 | 1ULL<<40 |
 412                                   1ULL<<36 | 1ULL<<35 | 1ULL<<34 | 1ULL<<32 |
 413                                   1ULL<<30 | 1ULL<<21 | 1ULL<<20 | 1ULL<<17 |
 414                                   1ULL<<16);
 415                         t_mcic = mci.val;
 416
 417                         if (((t_mcic & z_mcic) != 0) ||
 418                             ((t_mcic & o_mcic) != o_mcic)) {
 419                                 s390_handle_damage();
 420                         }
 421
 422                         /*
 423                          * Nullifying exigent condition, therefore we might
 424                          * retry this instruction.
 425                          */
 426                         spin_lock(&ipd_lock);
 427                         tmp = get_tod_clock();
 428                         if (((tmp - last_ipd) >> 12) < MAX_IPD_TIME)
 429                                 ipd_count++;
 430                         else
 431                                 ipd_count = 1;
 432                         last_ipd = tmp;
 433                         if (ipd_count == MAX_IPD_COUNT)
 434                                 s390_handle_damage();
 435                         spin_unlock(&ipd_lock);
 436                 } else {
 437                         /* Processing damage -> stopping machine */
 438                         s390_handle_damage();
 439                 }
 440         }
 441         if (s390_validate_registers(mci, user_mode(regs))) {
 442                 /*
 443                  * Couldn't restore all register contents for the
 444                  * user space process -> mark task for termination.
 445                  */
 446                 mcck->kill_task = 1;
 447                 mcck->mcck_code = mci.val;
 448                 mcck_pending = 1;
 449         }
 450
 451         /*
 452          * Backup the machine check's info if it happens when the guest
 453          * is running.
 454          */
 455         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 456                 s390_backup_mcck_info(regs);
 457
 458         if (mci.cd) {
 459                 /* Timing facility damage */
 460                 s390_handle_damage();
 461         }
 462         if (mci.ed && mci.ec) {
 463                 /* External damage */
 464                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_SYNC))
 465                         mcck->stp_queue |= stp_sync_check();
 466                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_ISLAND))
 467                         mcck->stp_queue |= stp_island_check();
 468                 mcck_pending = 1;
 469         }
 470
 471         if (mci.cp) {
 472                 /* Channel report word pending */
 473                 mcck->channel_report = 1;
 474                 mcck_pending = 1;
 475         }
 476         if (mci.w) {
 477                 /* Warning pending */
 478                 mcck->warning = 1;
 479                 mcck_pending = 1;
 480         }
 481
 482         /*
 483          * If there are only Channel Report Pending and External Damage
 484          * machine checks, they will not be reinjected into the guest
 485          * because they refer to host conditions only.
 486          */
 487         mcck_dam_code = (mci.val & MCIC_SUBCLASS_MASK);
 488         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST) &&
 489         (mcck_dam_code & MCCK_CODE_NO_GUEST) != mcck_dam_code) {
 490                 /* Set exit reason code for host's later handling */
 491                 *((long *)(regs->gprs[15] + __SF_SIE_REASON)) = -EINTR;
 492         }
 493         clear_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST);
 494
 495         if (user_mode(regs) && mcck_pending) {
 496                 nmi_exit();
 497                 return 1;
 498         }
 499
 500         if (mcck_pending)
 501                 schedule_mcck_handler();
 502
 503         nmi_exit();
 504         return 0;
 505 }
 506 NOKPROBE_SYMBOL(s390_do_machine_check);
 507
 508 static int __init machine_check_init(void)
 509 {
 510         ctl_set_bit(14, 25);    /* enable external damage MCH */
 511         ctl_set_bit(14, 27);    /* enable system recovery MCH */
 512         ctl_set_bit(14, 24);    /* enable warning MCH */
 513         return 0;
 514 }
 515 early_initcall(machine_check_init);