5ec7ae366615458eb18306a8cbd5987c6c06f17c
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
5  */
6 #include <linux/magic.h>                /* STACK_END_MAGIC              */
7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
8 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
9 #include <linux/module.h>               /* search_exception_table       */
10 #include <linux/bootmem.h>              /* max_low_pfn                  */
11 #include <linux/kprobes.h>              /* __kprobes, ...               */
12 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
13
14 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
15 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
16
17 /*
18  * Page fault error code bits:
19  *
20  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
21  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
22  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
23  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
24  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
25  */
26 enum x86_pf_error_code {
27
28         PF_PROT         =               1 << 0,
29         PF_WRITE        =               1 << 1,
30         PF_USER         =               1 << 2,
31         PF_RSVD         =               1 << 3,
32         PF_INSTR        =               1 << 4,
33 };
34
35 /*
36  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
37  * handled by mmiotrace:
38  */
39 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
40 {
41         if (unlikely(is_kmmio_active()))
42                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
43                         return -1;
44         return 0;
45 }
46
47 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
48 {
49         int ret = 0;
50
51         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
52         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
53                 preempt_disable();
54                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
55                         ret = 1;
56                 preempt_enable();
57         }
58
59         return ret;
60 }
61
62 /*
63  * Prefetch quirks:
64  *
65  * 32-bit mode:
66  *
67  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
68  *   Check that here and ignore it.
69  *
70  * 64-bit mode:
71  *
72  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
73  *   Check that here and ignore it.
74  *
75  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
76  */
77 static inline int
78 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
79                       unsigned char opcode, int *prefetch)
80 {
81         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
82         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
83
84         switch (instr_hi) {
85         case 0x20:
86         case 0x30:
87                 /*
88                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
89                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
90                  * opcode if some of these prefixes are present so
91                  * X86_64 will never get here anyway
92                  */
93                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
94 #ifdef CONFIG_X86_64
95         case 0x40:
96                 /*
97                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
98                  * Need to figure out under what instruction mode the
99                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
100                  * but for now it's good enough to assume that long
101                  * mode only uses well known segments or kernel.
102                  */
103                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
104 #endif
105         case 0x60:
106                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
107                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
108         case 0xF0:
109                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
110                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
111         case 0x00:
112                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
113                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
114                         return 0;
115
116                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
117                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
118                 return 0;
119         default:
120                 return 0;
121         }
122 }
123
124 static int
125 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
126 {
127         unsigned char *max_instr;
128         unsigned char *instr;
129         int prefetch = 0;
130
131         /*
132          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
133          * do not ignore the fault:
134          */
135         if (error_code & PF_INSTR)
136                 return 0;
137
138         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
139         max_instr = instr + 15;
140
141         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
142                 return 0;
143
144         while (instr < max_instr) {
145                 unsigned char opcode;
146
147                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
148                         break;
149
150                 instr++;
151
152                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
153                         break;
154         }
155         return prefetch;
156 }
157
158 static void
159 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
160                      struct task_struct *tsk)
161 {
162         siginfo_t info;
163
164         info.si_signo   = si_signo;
165         info.si_errno   = 0;
166         info.si_code    = si_code;
167         info.si_addr    = (void __user *)address;
168
169         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
170 }
171
172 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
173 LIST_HEAD(pgd_list);
174
175 #ifdef CONFIG_X86_32
176 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
177 {
178         unsigned index = pgd_index(address);
179         pgd_t *pgd_k;
180         pud_t *pud, *pud_k;
181         pmd_t *pmd, *pmd_k;
182
183         pgd += index;
184         pgd_k = init_mm.pgd + index;
185
186         if (!pgd_present(*pgd_k))
187                 return NULL;
188
189         /*
190          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
191          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
192          * set_pud.
193          */
194         pud = pud_offset(pgd, address);
195         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
196         if (!pud_present(*pud_k))
197                 return NULL;
198
199         pmd = pmd_offset(pud, address);
200         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
201         if (!pmd_present(*pmd_k))
202                 return NULL;
203
204         if (!pmd_present(*pmd))
205                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
206         else
207                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
208
209         return pmd_k;
210 }
211
212 void vmalloc_sync_all(void)
213 {
214         unsigned long address;
215
216         if (SHARED_KERNEL_PMD)
217                 return;
218
219         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
220              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
221              address += PMD_SIZE) {
222
223                 unsigned long flags;
224                 struct page *page;
225
226                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
227                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
228                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
229                                 break;
230                 }
231                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
232         }
233 }
234
235 /*
236  * 32-bit:
237  *
238  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
239  */
240 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
241 {
242         unsigned long pgd_paddr;
243         pmd_t *pmd_k;
244         pte_t *pte_k;
245
246         /* Make sure we are in vmalloc area: */
247         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
248                 return -1;
249
250         /*
251          * Synchronize this task's top level page-table
252          * with the 'reference' page table.
253          *
254          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
255          * an interrupt in the middle of a task switch..
256          */
257         pgd_paddr = read_cr3();
258         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
259         if (!pmd_k)
260                 return -1;
261
262         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
263         if (!pte_present(*pte_k))
264                 return -1;
265
266         return 0;
267 }
268
269 /*
270  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
271  */
272 static inline void
273 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
274                  struct task_struct *tsk)
275 {
276         unsigned long bit;
277
278         if (!v8086_mode(regs))
279                 return;
280
281         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
282         if (bit < 32)
283                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
284 }
285
286 static void dump_pagetable(unsigned long address)
287 {
288         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
289
290         page = read_cr3();
291         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
292
293 #ifdef CONFIG_X86_PAE
294         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
295         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
296             && page & _PAGE_PRESENT) {
297                 page &= PAGE_MASK;
298                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
299                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
300                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
301                 page &= ~_PAGE_NX;
302         }
303 #else
304         printk("*pde = %08lx ", page);
305 #endif
306
307         /*
308          * We must not directly access the pte in the highpte
309          * case if the page table is located in highmem.
310          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
311          * it's allocated already:
312          */
313         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
314             && (page & _PAGE_PRESENT)
315             && !(page & _PAGE_PSE)) {
316
317                 page &= PAGE_MASK;
318                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
319                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
320                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
321         }
322
323         printk("\n");
324 }
325
326 #else /* CONFIG_X86_64: */
327
328 void vmalloc_sync_all(void)
329 {
330         unsigned long address;
331
332         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
333              address += PGDIR_SIZE) {
334
335                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
336                 unsigned long flags;
337                 struct page *page;
338
339                 if (pgd_none(*pgd_ref))
340                         continue;
341
342                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
343                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
344                         pgd_t *pgd;
345                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
346                         if (pgd_none(*pgd))
347                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
348                         else
349                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
350                 }
351                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
352         }
353 }
354
355 /*
356  * 64-bit:
357  *
358  *   Handle a fault on the vmalloc area
359  *
360  * This assumes no large pages in there.
361  */
362 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
363 {
364         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
365         pud_t *pud, *pud_ref;
366         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
367         pte_t *pte, *pte_ref;
368
369         /* Make sure we are in vmalloc area: */
370         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
371                 return -1;
372
373         /*
374          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
375          * happen within a race in page table update. In the later
376          * case just flush:
377          */
378         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
379         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
380         if (pgd_none(*pgd_ref))
381                 return -1;
382
383         if (pgd_none(*pgd))
384                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
385         else
386                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
387
388         /*
389          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
390          * are shared:
391          */
392
393         pud = pud_offset(pgd, address);
394         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
395         if (pud_none(*pud_ref))
396                 return -1;
397
398         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
399                 BUG();
400
401         pmd = pmd_offset(pud, address);
402         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
403         if (pmd_none(*pmd_ref))
404                 return -1;
405
406         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
407                 BUG();
408
409         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
410         if (!pte_present(*pte_ref))
411                 return -1;
412
413         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
414
415         /*
416          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
417          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
418          * that:
419          */
420         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
421                 BUG();
422
423         return 0;
424 }
425
426 static const char errata93_warning[] =
427 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
428 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
429 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
430 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
431
432 /*
433  * No vm86 mode in 64-bit mode:
434  */
435 static inline void
436 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
437                  struct task_struct *tsk)
438 {
439 }
440
441 static int bad_address(void *p)
442 {
443         unsigned long dummy;
444
445         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
446 }
447
448 static void dump_pagetable(unsigned long address)
449 {
450         pgd_t *pgd;
451         pud_t *pud;
452         pmd_t *pmd;
453         pte_t *pte;
454
455         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
456
457         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
458
459         pgd += pgd_index(address);
460         if (bad_address(pgd))
461                 goto bad;
462
463         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
464
465         if (!pgd_present(*pgd))
466                 goto out;
467
468         pud = pud_offset(pgd, address);
469         if (bad_address(pud))
470                 goto bad;
471
472         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
473         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
474                 goto out;
475
476         pmd = pmd_offset(pud, address);
477         if (bad_address(pmd))
478                 goto bad;
479
480         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
481         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
482                 goto out;
483
484         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
485         if (bad_address(pte))
486                 goto bad;
487
488         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
489 out:
490         printk("\n");
491         return;
492 bad:
493         printk("BAD\n");
494 }
495
496 #endif /* CONFIG_X86_64 */
497
498 /*
499  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
500  *
501  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
502  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
503  *
504  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
505  *
506  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
507  * Try to work around it here.
508  *
509  * Note we only handle faults in kernel here.
510  * Does nothing on 32-bit.
511  */
512 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
513 {
514 #ifdef CONFIG_X86_64
515         if (address != regs->ip)
516                 return 0;
517
518         if ((address >> 32) != 0)
519                 return 0;
520
521         address |= 0xffffffffUL << 32;
522         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
523             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
524                 printk_once(errata93_warning);
525                 regs->ip = address;
526                 return 1;
527         }
528 #endif
529         return 0;
530 }
531
532 /*
533  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
534  * to illegal addresses >4GB.
535  *
536  * We catch this in the page fault handler because these addresses
537  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
538  * segment in LDT is compatibility mode.
539  */
540 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
541 {
542 #ifdef CONFIG_X86_64
543         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
544                 return 1;
545 #endif
546         return 0;
547 }
548
549 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
550 {
551 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
552         unsigned long nr;
553
554         /*
555          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
556          */
557         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
558                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
559
560                 if (nr == 6) {
561                         do_invalid_op(regs, 0);
562                         return 1;
563                 }
564         }
565 #endif
566         return 0;
567 }
568
569 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
570 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
571
572 static void
573 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
574                 unsigned long address)
575 {
576         if (!oops_may_print())
577                 return;
578
579         if (error_code & PF_INSTR) {
580                 unsigned int level;
581
582                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
583
584                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
585                         printk(nx_warning, current_uid());
586         }
587
588         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
589         if (address < PAGE_SIZE)
590                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
591         else
592                 printk(KERN_CONT "paging request");
593
594         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
595         printk(KERN_ALERT "IP:");
596         printk_address(regs->ip, 1);
597
598         dump_pagetable(address);
599 }
600
601 static noinline void
602 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
603             unsigned long address)
604 {
605         struct task_struct *tsk;
606         unsigned long flags;
607         int sig;
608
609         flags = oops_begin();
610         tsk = current;
611         sig = SIGKILL;
612
613         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
614                tsk->comm, address);
615         dump_pagetable(address);
616
617         tsk->thread.cr2         = address;
618         tsk->thread.trap_no     = 14;
619         tsk->thread.error_code  = error_code;
620
621         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
622                 sig = 0;
623
624         oops_end(flags, regs, sig);
625 }
626
627 static noinline void
628 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
629            unsigned long address)
630 {
631         struct task_struct *tsk = current;
632         unsigned long *stackend;
633         unsigned long flags;
634         int sig;
635
636         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
637         if (fixup_exception(regs))
638                 return;
639
640         /*
641          * 32-bit:
642          *
643          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
644          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
645          *   handled it.
646          *
647          * 64-bit:
648          *
649          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
650          */
651         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
652                 return;
653
654         if (is_errata93(regs, address))
655                 return;
656
657         /*
658          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
659          * terminate things with extreme prejudice:
660          */
661         flags = oops_begin();
662
663         show_fault_oops(regs, error_code, address);
664
665         stackend = end_of_stack(tsk);
666         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
667                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
668
669         tsk->thread.cr2         = address;
670         tsk->thread.trap_no     = 14;
671         tsk->thread.error_code  = error_code;
672
673         sig = SIGKILL;
674         if (__die("Oops", regs, error_code))
675                 sig = 0;
676
677         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
678         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
679
680         oops_end(flags, regs, sig);
681 }
682
683 /*
684  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
685  * sysctl is set:
686  */
687 static inline void
688 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
689                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
690 {
691         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
692                 return;
693
694         if (!printk_ratelimit())
695                 return;
696
697         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
698                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
699                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
700                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
701
702         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
703
704         printk(KERN_CONT "\n");
705 }
706
707 static void
708 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
709                        unsigned long address, int si_code)
710 {
711         struct task_struct *tsk = current;
712
713         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
714         if (error_code & PF_USER) {
715                 /*
716                  * It's possible to have interrupts off here:
717                  */
718                 local_irq_enable();
719
720                 /*
721                  * Valid to do another page fault here because this one came
722                  * from user space:
723                  */
724                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
725                         return;
726
727                 if (is_errata100(regs, address))
728                         return;
729
730                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
731                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
732
733                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
734                 tsk->thread.cr2         = address;
735                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
736                 tsk->thread.trap_no     = 14;
737
738                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
739
740                 return;
741         }
742
743         if (is_f00f_bug(regs, address))
744                 return;
745
746         no_context(regs, error_code, address);
747 }
748
749 static noinline void
750 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
751                      unsigned long address)
752 {
753         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
754 }
755
756 static void
757 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
758            unsigned long address, int si_code)
759 {
760         struct mm_struct *mm = current->mm;
761
762         /*
763          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
764          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
765          */
766         up_read(&mm->mmap_sem);
767
768         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
769 }
770
771 static noinline void
772 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
773 {
774         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
775 }
776
777 static noinline void
778 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
779                       unsigned long address)
780 {
781         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
782 }
783
784 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
785 static void
786 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
787               unsigned long address)
788 {
789         /*
790          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
791          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
792          */
793         up_read(&current->mm->mmap_sem);
794
795         pagefault_out_of_memory();
796 }
797
798 static void
799 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
800 {
801         struct task_struct *tsk = current;
802         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
803
804         up_read(&mm->mmap_sem);
805
806         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
807         if (!(error_code & PF_USER))
808                 no_context(regs, error_code, address);
809
810         /* User-space => ok to do another page fault: */
811         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
812                 return;
813
814         tsk->thread.cr2         = address;
815         tsk->thread.error_code  = error_code;
816         tsk->thread.trap_no     = 14;
817
818         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
819 }
820
821 static noinline void
822 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
823                unsigned long address, unsigned int fault)
824 {
825         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
826                 out_of_memory(regs, error_code, address);
827         } else {
828                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
829                         do_sigbus(regs, error_code, address);
830                 else
831                         BUG();
832         }
833 }
834
835 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
836 {
837         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
838                 return 0;
839
840         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
841                 return 0;
842
843         return 1;
844 }
845
846 /*
847  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
848  *
849  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
850  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
851  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
852  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
853  * on other processors.
854  *
855  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
856  * increasing the permissions on a page.
857  */
858 static noinline int
859 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
860 {
861         pgd_t *pgd;
862         pud_t *pud;
863         pmd_t *pmd;
864         pte_t *pte;
865         int ret;
866
867         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
868         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
869                 return 0;
870
871         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
872         if (!pgd_present(*pgd))
873                 return 0;
874
875         pud = pud_offset(pgd, address);
876         if (!pud_present(*pud))
877                 return 0;
878
879         if (pud_large(*pud))
880                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
881
882         pmd = pmd_offset(pud, address);
883         if (!pmd_present(*pmd))
884                 return 0;
885
886         if (pmd_large(*pmd))
887                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
888
889         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
890         if (!pte_present(*pte))
891                 return 0;
892
893         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
894         if (!ret)
895                 return 0;
896
897         /*
898          * Make sure we have permissions in PMD.
899          * If not, then there's a bug in the page tables:
900          */
901         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
902         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
903
904         return ret;
905 }
906
907 int show_unhandled_signals = 1;
908
909 static inline int
910 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
911 {
912         if (write) {
913                 /* write, present and write, not present: */
914                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
915                         return 1;
916                 return 0;
917         }
918
919         /* read, present: */
920         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
921                 return 1;
922
923         /* read, not present: */
924         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
925                 return 1;
926
927         return 0;
928 }
929
930 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
931 {
932         return address >= TASK_SIZE_MAX;
933 }
934
935 /*
936  * This routine handles page faults.  It determines the address,
937  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
938  * routines.
939  */
940 dotraplinkage void __kprobes
941 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
942 {
943         struct vm_area_struct *vma;
944         struct task_struct *tsk;
945         unsigned long address;
946         struct mm_struct *mm;
947         int write;
948         int fault;
949
950         tsk = current;
951         mm = tsk->mm;
952
953         prefetchw(&mm->mmap_sem);
954
955         /* Get the faulting address: */
956         address = read_cr2();
957
958         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
959                 return;
960
961         /*
962          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
963          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
964          *
965          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
966          * be in an interrupt or a critical region, and should
967          * only copy the information from the master page table,
968          * nothing more.
969          *
970          * This verifies that the fault happens in kernel space
971          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
972          * protection error (error_code & 9) == 0.
973          */
974         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
975                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
976                     vmalloc_fault(address) >= 0)
977                         return;
978
979                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
980                 if (spurious_fault(error_code, address))
981                         return;
982
983                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
984                 if (notify_page_fault(regs))
985                         return;
986                 /*
987                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
988                  * fault we could otherwise deadlock:
989                  */
990                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
991
992                 return;
993         }
994
995         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
996         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
997                 return;
998         /*
999          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1000          * vmalloc fault has been handled.
1001          *
1002          * User-mode registers count as a user access even for any
1003          * potential system fault or CPU buglet:
1004          */
1005         if (user_mode_vm(regs)) {
1006                 local_irq_enable();
1007                 error_code |= PF_USER;
1008         } else {
1009                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1010                         local_irq_enable();
1011         }
1012
1013         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1014                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1015
1016         /*
1017          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1018          * in an atomic region then we must not take the fault:
1019          */
1020         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1021                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1022                 return;
1023         }
1024
1025         /*
1026          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1027          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1028          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1029          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1030          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1031          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1032          * references user space from well defined areas of code, which are
1033          * listed in the exceptions table.
1034          *
1035          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1036          * the source reference check when there is a possibility of a
1037          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1038          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1039          * space check, thus avoiding the deadlock:
1040          */
1041         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1042                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1043                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1044                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1045                         return;
1046                 }
1047                 down_read(&mm->mmap_sem);
1048         } else {
1049                 /*
1050                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1051                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1052                  * down_read():
1053                  */
1054                 might_sleep();
1055         }
1056
1057         vma = find_vma(mm, address);
1058         if (unlikely(!vma)) {
1059                 bad_area(regs, error_code, address);
1060                 return;
1061         }
1062         if (likely(vma->vm_start <= address))
1063                 goto good_area;
1064         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1065                 bad_area(regs, error_code, address);
1066                 return;
1067         }
1068         if (error_code & PF_USER) {
1069                 /*
1070                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1071                  * The large cushion allows instructions like enter
1072                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1073                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1074                  */
1075                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1076                         bad_area(regs, error_code, address);
1077                         return;
1078                 }
1079         }
1080         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1081                 bad_area(regs, error_code, address);
1082                 return;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1087          * we can handle it..
1088          */
1089 good_area:
1090         write = error_code & PF_WRITE;
1091
1092         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1093                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1094                 return;
1095         }
1096
1097         /*
1098          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1099          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1100          * the fault:
1101          */
1102         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1103
1104         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1105                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1106                 return;
1107         }
1108
1109         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1110                 tsk->maj_flt++;
1111         else
1112                 tsk->min_flt++;
1113
1114         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1115
1116         up_read(&mm->mmap_sem);
1117 }