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 <adlung@de.ibm.com>,
   7  *               Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>,
   8  *               Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>,
   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 #include <asm/vtime.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 cpu_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         local_ctl_store(0, &cr0.reg);
 135         cr0_new = cr0;
 136         cr0_new.lap = 0;
 137         local_ctl_load(0, &cr0_new.reg);
 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         local_ctl_load(0, &cr0.reg);
 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         unsigned long mflags;
 163
 164         /*
 165          * Disable machine checks and get the current state of accumulated
 166          * machine checks. Afterwards delete the old state and enable machine
 167          * checks again.
 168          */
 169         local_mcck_save(mflags);
 170         mcck = *this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 171         memset(this_cpu_ptr(&cpu_mcck), 0, sizeof(mcck));
 172         local_mcck_restore(mflags);
 173
 174         if (mcck.channel_report)
 175                 crw_handle_channel_report();
 176         /*
 177          * A warning may remain for a prolonged period on the bare iron.
 178          * (actually until the machine is powered off, or the problem is gone)
 179          * So we just stop listening for the WARNING MCH and avoid continuously
 180          * being interrupted.  One caveat is however, that we must do this per
 181          * processor and cannot use the smp version of ctl_clear_bit().
 182          * On VM we only get one interrupt per virtally presented machinecheck.
 183          * Though one suffices, we may get one interrupt per (virtual) cpu.
 184          */
 185         if (mcck.warning) {     /* WARNING pending ? */
 186                 static int mchchk_wng_posted = 0;
 187
 188                 /* Use single cpu clear, as we cannot handle smp here. */
 189                 local_ctl_clear_bit(14, CR14_WARNING_SUBMASK_BIT);
 190                 if (xchg(&mchchk_wng_posted, 1) == 0)
 191                         kill_cad_pid(SIGPWR, 1);
 192         }
 193         if (mcck.stp_queue)
 194                 stp_queue_work();
 195         if (mcck.kill_task) {
 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                 if (is_global_init(current))
 201                         panic("mcck: Attempting to kill init!\n");
 202                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, current, PIDTYPE_PID);
 203         }
 204 }
 205
 206 /**
 207  * nmi_registers_valid - verify if registers are valid
 208  * @mci: machine check interruption code
 209  *
 210  * Inspect a machine check interruption code and verify if all required
 211  * registers are valid. For some registers the corresponding validity bit is
 212  * ignored and the registers are set to the expected value.
 213  * Returns true if all registers are valid, otherwise false.
 214  */
 215 static bool notrace nmi_registers_valid(union mci mci)
 216 {
 217         union ctlreg2 cr2;
 218
 219         /*
 220          * The getcpu vdso syscall reads the CPU number from the programmable
 221          * field of the TOD clock. Disregard the TOD programmable register
 222          * validity bit and load the CPU number into the TOD programmable field
 223          * unconditionally.
 224          */
 225         set_tod_programmable_field(raw_smp_processor_id());
 226         /*
 227          * Set the clock comparator register to the next expected value.
 228          */
 229         set_clock_comparator(S390_lowcore.clock_comparator);
 230         if (!mci.gr || !mci.fp || !mci.fc)
 231                 return false;
 232         /*
 233          * The vector validity must only be checked if not running a
 234          * KVM guest. For KVM guests the machine check is forwarded by
 235          * KVM and it is the responsibility of the guest to take
 236          * appropriate actions. The host vector or FPU values have been
 237          * saved by KVM and will be restored by KVM.
 238          */
 239         if (!mci.vr && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 240                 return false;
 241         if (!mci.ar)
 242                 return false;
 243         /*
 244          * Two cases for guarded storage registers:
 245          * - machine check in kernel or userspace
 246          * - machine check while running SIE (KVM guest)
 247          * For kernel or userspace the userspace values of guarded storage
 248          * control can not be recreated, the process must be terminated.
 249          * For SIE the guest values of guarded storage can not be recreated.
 250          * This is either due to a bug or due to GS being disabled in the
 251          * guest. The guest will be notified by KVM code and the guests machine
 252          * check handling must take care of this. The host values are saved by
 253          * KVM and are not affected.
 254          */
 255         cr2.reg = S390_lowcore.cregs_save_area[2];
 256         if (cr2.gse && !mci.gs && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 257                 return false;
 258         if (!mci.ms || !mci.pm || !mci.ia)
 259                 return false;
 260         return true;
 261 }
 262 NOKPROBE_SYMBOL(nmi_registers_valid);
 263
 264 /*
 265  * Backup the guest's machine check info to its description block
 266  */
 267 static void notrace s390_backup_mcck_info(struct pt_regs *regs)
 268 {
 269         struct mcck_volatile_info *mcck_backup;
 270         struct sie_page *sie_page;
 271
 272         /* r14 contains the sie block, which was set in sie64a */
 273         struct kvm_s390_sie_block *sie_block = phys_to_virt(regs->gprs[14]);
 274
 275         if (sie_block == NULL)
 276                 /* Something's seriously wrong, stop system. */
 277                 s390_handle_damage();
 278
 279         sie_page = container_of(sie_block, struct sie_page, sie_block);
 280         mcck_backup = &sie_page->mcck_info;
 281         mcck_backup->mcic = S390_lowcore.mcck_interruption_code &
 282                                 ~(MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE);
 283         mcck_backup->ext_damage_code = S390_lowcore.external_damage_code;
 284         mcck_backup->failing_storage_address
 285                         = S390_lowcore.failing_storage_address;
 286 }
 287 NOKPROBE_SYMBOL(s390_backup_mcck_info);
 288
 289 #define MAX_IPD_COUNT   29
 290 #define MAX_IPD_TIME    (5 * 60 * USEC_PER_SEC) /* 5 minutes */
 291
 292 #define ED_STP_ISLAND   6       /* External damage STP island check */
 293 #define ED_STP_SYNC     7       /* External damage STP sync check */
 294
 295 #define MCCK_CODE_NO_GUEST      (MCCK_CODE_CP | MCCK_CODE_EXT_DAMAGE)
 296
 297 /*
 298  * machine check handler.
 299  */
 300 void notrace s390_do_machine_check(struct pt_regs *regs)
 301 {
 302         static int ipd_count;
 303         static DEFINE_SPINLOCK(ipd_lock);
 304         static unsigned long long last_ipd;
 305         struct mcck_struct *mcck;
 306         unsigned long long tmp;
 307         irqentry_state_t irq_state;
 308         union mci mci;
 309         unsigned long mcck_dam_code;
 310         int mcck_pending = 0;
 311
 312         irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
 313
 314         if (user_mode(regs))
 315                 update_timer_mcck();
 316         inc_irq_stat(NMI_NMI);
 317         mci.val = S390_lowcore.mcck_interruption_code;
 318         mcck = this_cpu_ptr(&cpu_mcck);
 319
 320         /*
 321          * Reinject the instruction processing damages' machine checks
 322          * including Delayed Access Exception into the guest
 323          * instead of damaging the host if they happen in the guest.
 324          */
 325         if (mci.pd && !test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 326                 if (mci.b) {
 327                         /* Processing backup -> verify if we can survive this */
 328                         u64 z_mcic, o_mcic, t_mcic;
 329                         z_mcic = (1ULL<<63 | 1ULL<<59 | 1ULL<<29);
 330                         o_mcic = (1ULL<<43 | 1ULL<<42 | 1ULL<<41 | 1ULL<<40 |
 331                                   1ULL<<36 | 1ULL<<35 | 1ULL<<34 | 1ULL<<32 |
 332                                   1ULL<<30 | 1ULL<<21 | 1ULL<<20 | 1ULL<<17 |
 333                                   1ULL<<16);
 334                         t_mcic = mci.val;
 335
 336                         if (((t_mcic & z_mcic) != 0) ||
 337                             ((t_mcic & o_mcic) != o_mcic)) {
 338                                 s390_handle_damage();
 339                         }
 340
 341                         /*
 342                          * Nullifying exigent condition, therefore we might
 343                          * retry this instruction.
 344                          */
 345                         spin_lock(&ipd_lock);
 346                         tmp = get_tod_clock();
 347                         if (((tmp - last_ipd) >> 12) < MAX_IPD_TIME)
 348                                 ipd_count++;
 349                         else
 350                                 ipd_count = 1;
 351                         last_ipd = tmp;
 352                         if (ipd_count == MAX_IPD_COUNT)
 353                                 s390_handle_damage();
 354                         spin_unlock(&ipd_lock);
 355                 } else {
 356                         /* Processing damage -> stopping machine */
 357                         s390_handle_damage();
 358                 }
 359         }
 360         if (!nmi_registers_valid(mci)) {
 361                 if (!user_mode(regs))
 362                         s390_handle_damage();
 363                 /*
 364                  * Couldn't restore all register contents for the
 365                  * user space process -> mark task for termination.
 366                  */
 367                 mcck->kill_task = 1;
 368                 mcck->mcck_code = mci.val;
 369                 mcck_pending = 1;
 370         }
 371
 372         /*
 373          * Backup the machine check's info if it happens when the guest
 374          * is running.
 375          */
 376         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST))
 377                 s390_backup_mcck_info(regs);
 378
 379         if (mci.cd) {
 380                 /* Timing facility damage */
 381                 s390_handle_damage();
 382         }
 383         if (mci.ed && mci.ec) {
 384                 /* External damage */
 385                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_SYNC))
 386                         mcck->stp_queue |= stp_sync_check();
 387                 if (S390_lowcore.external_damage_code & (1U << ED_STP_ISLAND))
 388                         mcck->stp_queue |= stp_island_check();
 389                 mcck_pending = 1;
 390         }
 391         /*
 392          * Reinject storage related machine checks into the guest if they
 393          * happen when the guest is running.
 394          */
 395         if (!test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST)) {
 396                 /* Storage error uncorrected */
 397                 if (mci.se)
 398                         s390_handle_damage();
 399                 /* Storage key-error uncorrected */
 400                 if (mci.ke)
 401                         s390_handle_damage();
 402                 /* Storage degradation */
 403                 if (mci.ds && mci.fa)
 404                         s390_handle_damage();
 405         }
 406         if (mci.cp) {
 407                 /* Channel report word pending */
 408                 mcck->channel_report = 1;
 409                 mcck_pending = 1;
 410         }
 411         if (mci.w) {
 412                 /* Warning pending */
 413                 mcck->warning = 1;
 414                 mcck_pending = 1;
 415         }
 416
 417         /*
 418          * If there are only Channel Report Pending and External Damage
 419          * machine checks, they will not be reinjected into the guest
 420          * because they refer to host conditions only.
 421          */
 422         mcck_dam_code = (mci.val & MCIC_SUBCLASS_MASK);
 423         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST) &&
 424         (mcck_dam_code & MCCK_CODE_NO_GUEST) != mcck_dam_code) {
 425                 /* Set exit reason code for host's later handling */
 426                 *((long *)(regs->gprs[15] + __SF_SIE_REASON)) = -EINTR;
 427         }
 428         clear_cpu_flag(CIF_MCCK_GUEST);
 429
 430         if (mcck_pending)
 431                 schedule_mcck_handler();
 432
 433         irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
 434 }
 435 NOKPROBE_SYMBOL(s390_do_machine_check);
 436
 437 static int __init machine_check_init(void)
 438 {
 439         system_ctl_set_bit(14, CR14_EXTERNAL_DAMAGE_SUBMASK_BIT);
 440         system_ctl_set_bit(14, CR14_RECOVERY_SUBMASK_BIT);
 441         system_ctl_set_bit(14, CR14_WARNING_SUBMASK_BIT);
 442         return 0;
 443 }
 444 early_initcall(machine_check_init);