// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  S390 version
 *    Copyright IBM Corp. 1999
 *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
 *   Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com)
 *
 *  Derived from "arch/i386/mm/fault.c"
 *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
 */

#include <linux/kernel_stat.h>
#include <linux/mmu_context.h>
#include <linux/cpufeature.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <linux/signal.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/debug.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/ptrace.h>
#include <linux/mman.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/compat.h>
#include <linux/smp.h>
#include <linux/kdebug.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/console.h>
#include <linux/extable.h>
#include <linux/hardirq.h>
#include <linux/kprobes.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/hugetlb.h>
#include <linux/kfence.h>
#include <linux/pagewalk.h>
#include <asm/asm-extable.h>
#include <asm/asm-offsets.h>
#include <asm/ptrace.h>
#include <asm/fault.h>
#include <asm/diag.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/facility.h>
#include <asm/uv.h>
#include "../kernel/entry.h"

/*
 * Find out which address space caused the exception.
 */
static bool is_kernel_fault(struct pt_regs *regs)
{
 union teid teid = { .val = regs->int_parm_long };

 if (user_mode(regs))
  return false;
 if (teid.as == PSW_BITS_AS_SECONDARY)
  return false;
 return true;
}

static unsigned long get_fault_address(struct pt_regs *regs)
{
 union teid teid = { .val = regs->int_parm_long };

 return teid.addr * PAGE_SIZE;
}

static __always_inline bool fault_is_write(struct pt_regs *regs)
{
 union teid teid = { .val = regs->int_parm_long };

 if (test_facility(75))
  return teid.fsi == TEID_FSI_STORE;
 return false;
}

static void dump_pagetable(unsigned long asce, unsigned long address)
{
 unsigned long entry, *table = __va(asce & _ASCE_ORIGIN);

 pr_alert("AS:%016lx ", asce);
 switch (asce & _ASCE_TYPE_MASK) {
 case _ASCE_TYPE_REGION1:
  table += (address & _REGION1_INDEX) >> _REGION1_SHIFT;
  if (get_kernel_nofault(entry, table))
   goto bad;
  pr_cont("R1:%016lx ", entry);
  if (entry & _REGION_ENTRY_INVALID)
   goto out;
  table = __va(entry & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
  fallthrough;
 case _ASCE_TYPE_REGION2:
  table += (address & _REGION2_INDEX) >> _REGION2_SHIFT;
  if (get_kernel_nofault(entry, table))
   goto bad;
  pr_cont("R2:%016lx ", entry);
  if (entry & _REGION_ENTRY_INVALID)
   goto out;
  table = __va(entry & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
  fallthrough;
 case _ASCE_TYPE_REGION3:
  table += (address & _REGION3_INDEX) >> _REGION3_SHIFT;
  if (get_kernel_nofault(entry, table))
   goto bad;
  pr_cont("R3:%016lx ", entry);
  if (entry & (_REGION_ENTRY_INVALID | _REGION3_ENTRY_LARGE))
   goto out;
  table = __va(entry & _REGION_ENTRY_ORIGIN);
  fallthrough;
 case _ASCE_TYPE_SEGMENT:
  table += (address & _SEGMENT_INDEX) >> _SEGMENT_SHIFT;
  if (get_kernel_nofault(entry, table))
   goto bad;
  pr_cont("S:%016lx ", entry);
  if (entry & (_SEGMENT_ENTRY_INVALID | _SEGMENT_ENTRY_LARGE))
   goto out;
  table = __va(entry & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN);
 }
 table += (address & _PAGE_INDEX) >> PAGE_SHIFT;
 if (get_kernel_nofault(entry, table))
  goto bad;
 pr_cont("P:%016lx ", entry);
out:
 pr_cont("\n");
 return;
bad:
 pr_cont("BAD\n");
}

static void dump_fault_info(struct pt_regs *regs)
{
 union teid teid = { .val = regs->int_parm_long };
 unsigned long asce;

 pr_alert("Failing address: %016lx TEID: %016lx\n",
   get_fault_address(regs), teid.val);
 pr_alert("Fault in ");
 switch (teid.as) {
 case PSW_BITS_AS_HOME:
  pr_cont("home space ");
  break;
 case PSW_BITS_AS_SECONDARY:
  pr_cont("secondary space ");
  break;
 case PSW_BITS_AS_ACCREG:
  pr_cont("access register ");
  break;
 case PSW_BITS_AS_PRIMARY:
  pr_cont("primary space ");
  break;
 }
 pr_cont("mode while using ");
 if (is_kernel_fault(regs)) {
  asce = get_lowcore()->kernel_asce.val;
  pr_cont("kernel ");
 } else {
  asce = get_lowcore()->user_asce.val;
  pr_cont("user ");
 }
 pr_cont("ASCE.\n");
 dump_pagetable(asce, get_fault_address(regs));
}

int show_unhandled_signals = 1;

static const struct ctl_table s390_fault_sysctl_table[] = {
 {
  .procname = "userprocess_debug",
  .data  = &show_unhandled_signals,
  .maxlen  = sizeof(int),
  .mode  = 0644,
  .proc_handler = proc_dointvec,
 },
};

static int __init init_s390_fault_sysctls(void)
{
 register_sysctl_init("kernel", s390_fault_sysctl_table);
 return 0;
}
arch_initcall(init_s390_fault_sysctls);

void report_user_fault(struct pt_regs *regs, long signr, int is_mm_fault)
{
 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);

 if ((task_pid_nr(current) > 1) && !show_unhandled_signals)
  return;
 if (!unhandled_signal(current, signr))
  return;
 if (!__ratelimit(&rs))
  return;
 pr_alert("User process fault: interruption code %04x ilc:%d ",
   regs->int_code & 0xffff, regs->int_code >> 17);
 print_vma_addr(KERN_CONT "in ", regs->psw.addr);
 pr_cont("\n");
 if (is_mm_fault)
  dump_fault_info(regs);
 show_regs(regs);
}

static void do_sigsegv(struct pt_regs *regs, int si_code)
{
 report_user_fault(regs, SIGSEGV, 1);
 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)get_fault_address(regs));
}

static void handle_fault_error_nolock(struct pt_regs *regs, int si_code)
{
 unsigned long address;
 bool is_write;

 if (user_mode(regs)) {
  if (WARN_ON_ONCE(!si_code))
   si_code = SEGV_MAPERR;
  return do_sigsegv(regs, si_code);
 }
 if (fixup_exception(regs))
  return;
 if (is_kernel_fault(regs)) {
  address = get_fault_address(regs);
  is_write = fault_is_write(regs);
  if (kfence_handle_page_fault(address, is_write, regs))
   return;
  pr_alert("Unable to handle kernel pointer dereference in virtual kernel address space\n");
 } else {
  pr_alert("Unable to handle kernel paging request in virtual user address space\n");
 }
 dump_fault_info(regs);
 die(regs, "Oops");
}

static void handle_fault_error(struct pt_regs *regs, int si_code)
{
 struct mm_struct *mm = current->mm;

 mmap_read_unlock(mm);
 handle_fault_error_nolock(regs, si_code);
}

static void do_sigbus(struct pt_regs *regs)
{
 force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)get_fault_address(regs));
}

/*
 * This routine handles page faults.  It determines the address,
 * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 * routines.
 *
 * interruption code (int_code):
 *   04       Protection    ->  Write-Protection  (suppression)
 *   10       Segment translation  ->  Not present  (nullification)
 *   11       Page translation    ->  Not present  (nullification)
 *   3b       Region third trans.  ->  Not present  (nullification)
 */
static void do_exception(struct pt_regs *regs, int access)
{
 struct vm_area_struct *vma;
 unsigned long address;
 struct mm_struct *mm;
 unsigned int flags;
 vm_fault_t fault;
 bool is_write;

 /*
  * The instruction that caused the program check has
  * been nullified. Don't signal single step via SIGTRAP.
 */
 clear_thread_flag(TIF_PER_TRAP);
 if (kprobe_page_fault(regs, 14))
  return;
 mm = current->mm;
 address = get_fault_address(regs);
 is_write = fault_is_write(regs);
 if (is_kernel_fault(regs) || faulthandler_disabled() || !mm)
  return handle_fault_error_nolock(regs, 0);
 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
 flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
 if (user_mode(regs))
  flags |= FAULT_FLAG_USER;
 if (is_write)
  access = VM_WRITE;
 if (access == VM_WRITE)
  flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
 if (!(flags & FAULT_FLAG_USER))
  goto lock_mmap;
 vma = lock_vma_under_rcu(mm, address);
 if (!vma)
  goto lock_mmap;
 if (!(vma->vm_flags & access)) {
  vma_end_read(vma);
  count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_SUCCESS);
  return handle_fault_error_nolock(regs, SEGV_ACCERR);
 }
 fault = handle_mm_fault(vma, address, flags | FAULT_FLAG_VMA_LOCK, regs);
 if (!(fault & (VM_FAULT_RETRY | VM_FAULT_COMPLETED)))
  vma_end_read(vma);
 if (!(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
  count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_SUCCESS);
  goto done;
 }
 count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_RETRY);
 if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
  flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
 /* Quick path to respond to signals */
 if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
  if (!user_mode(regs))
   handle_fault_error_nolock(regs, 0);
  return;
 }
lock_mmap:
retry:
 vma = lock_mm_and_find_vma(mm, address, regs);
 if (!vma)
  return handle_fault_error_nolock(regs, SEGV_MAPERR);
 if (unlikely(!(vma->vm_flags & access)))
  return handle_fault_error(regs, SEGV_ACCERR);
 fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
 if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
  if (!user_mode(regs))
   handle_fault_error_nolock(regs, 0);
  return;
 }
 /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
 if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
  return;
 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
  flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
  goto retry;
 }
 mmap_read_unlock(mm);
done:
 if (!(fault & VM_FAULT_ERROR))
  return;
 if (fault & VM_FAULT_OOM) {
  if (!user_mode(regs))
   handle_fault_error_nolock(regs, 0);
  else
   pagefault_out_of_memory();
 } else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV) {
  if (!user_mode(regs))
   handle_fault_error_nolock(regs, 0);
  else
   do_sigsegv(regs, SEGV_MAPERR);
 } else if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_HWPOISON |
       VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
  if (!user_mode(regs))
   handle_fault_error_nolock(regs, 0);
  else
   do_sigbus(regs);
 } else {
  pr_emerg("Unexpected fault flags: %08x\n", fault);
  BUG();
 }
}

void do_protection_exception(struct pt_regs *regs)
{
 union teid teid = { .val = regs->int_parm_long };

 /*
  * Protection exceptions are suppressing, decrement psw address.
  * The exception to this rule are aborted transactions, for these
  * the PSW already points to the correct location.
 */
 if (!(regs->int_code & 0x200))
  regs->psw.addr = __rewind_psw(regs->psw, regs->int_code >> 16);
 /*
  * Check for low-address protection.  This needs to be treated
  * as a special case because the translation exception code
  * field is not guaranteed to contain valid data in this case.
 */
 if (unlikely(!teid.b61)) {
  if (user_mode(regs)) {
   /* Low-address protection in user mode: cannot happen */
   dump_fault_info(regs);
   die(regs, "Low-address protection");
  }
  /*
   * Low-address protection in kernel mode means
   * NULL pointer write access in kernel mode.
 */
  return handle_fault_error_nolock(regs, 0);
 }
 if (unlikely(cpu_has_nx() && teid.b56)) {
  regs->int_parm_long = (teid.addr * PAGE_SIZE) | (regs->psw.addr & PAGE_MASK);
  return handle_fault_error_nolock(regs, SEGV_ACCERR);
 }
 do_exception(regs, VM_WRITE);
}
NOKPROBE_SYMBOL(do_protection_exception);

void do_dat_exception(struct pt_regs *regs)
{
 do_exception(regs, VM_ACCESS_FLAGS);
}
NOKPROBE_SYMBOL(do_dat_exception);

#if IS_ENABLED(CONFIG_PGSTE)

void do_secure_storage_access(struct pt_regs *regs)
{
 union teid teid = { .val = regs->int_parm_long };
 unsigned long addr = get_fault_address(regs);
 struct vm_area_struct *vma;
 struct folio_walk fw;
 struct mm_struct *mm;
 struct folio *folio;
 int rc;

 /*
  * Bit 61 indicates if the address is valid, if it is not the
  * kernel should be stopped or SIGSEGV should be sent to the
  * process. Bit 61 is not reliable without the misc UV feature,
  * therefore this needs to be checked too.
 */
 if (uv_has_feature(BIT_UV_FEAT_MISC) && !teid.b61) {
  /*
   * When this happens, userspace did something that it
   * was not supposed to do, e.g. branching into secure
   * memory. Trigger a segmentation fault.
 */
  if (user_mode(regs)) {
   send_sig(SIGSEGV, current, 0);
   return;
  }
  /*
   * The kernel should never run into this case and
   * there is no way out of this situation.
 */
  panic("Unexpected PGM 0x3d with TEID bit 61=0");
 }
 if (is_kernel_fault(regs)) {
  folio = phys_to_folio(addr);
  if (unlikely(!folio_try_get(folio)))
   return;
  rc = arch_make_folio_accessible(folio);
  folio_put(folio);
  if (rc)
   BUG();
 } else {
  if (faulthandler_disabled())
   return handle_fault_error_nolock(regs, 0);
  mm = current->mm;
  mmap_read_lock(mm);
  vma = find_vma(mm, addr);
  if (!vma)
   return handle_fault_error(regs, SEGV_MAPERR);
  folio = folio_walk_start(&fw, vma, addr, 0);
  if (!folio) {
   mmap_read_unlock(mm);
   return;
  }
  /* arch_make_folio_accessible() needs a raised refcount. */
  folio_get(folio);
  rc = arch_make_folio_accessible(folio);
  folio_put(folio);
  folio_walk_end(&fw, vma);
  if (rc)
   send_sig(SIGSEGV, current, 0);
  mmap_read_unlock(mm);
 }
}
NOKPROBE_SYMBOL(do_secure_storage_access);

#endif /* CONFIG_PGSTE */