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