x86, mm: fault.c, remove #ifdef from do_page_fault()
[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  */
5 #include <linux/interrupt.h>
6 #include <linux/mmiotrace.h>
7 #include <linux/bootmem.h>
8 #include <linux/compiler.h>
9 #include <linux/highmem.h>
10 #include <linux/kprobes.h>
11 #include <linux/uaccess.h>
12 #include <linux/vmalloc.h>
13 #include <linux/vt_kern.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/ptrace.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/kdebug.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/magic.h>
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/types.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/tty.h>
27 #include <linux/smp.h>
28 #include <linux/mm.h>
29
30 #include <asm-generic/sections.h>
31
32 #include <asm/tlbflush.h>
33 #include <asm/pgalloc.h>
34 #include <asm/segment.h>
35 #include <asm/system.h>
36 #include <asm/proto.h>
37 #include <asm/traps.h>
38 #include <asm/desc.h>
39
40 /*
41  * Page fault error code bits:
42  *
43  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
44  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
45  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
46  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
47  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
48  */
49 enum x86_pf_error_code {
50
51         PF_PROT         =               1 << 0,
52         PF_WRITE        =               1 << 1,
53         PF_USER         =               1 << 2,
54         PF_RSVD         =               1 << 3,
55         PF_INSTR        =               1 << 4,
56 };
57
58 /*
59  * (returns 0 if mmiotrace is disabled)
60  */
61 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
62 {
63         if (unlikely(is_kmmio_active()))
64                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
65                         return -1;
66         return 0;
67 }
68
69 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
70 {
71         int ret = 0;
72
73         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
74         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
75                 preempt_disable();
76                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
77                         ret = 1;
78                 preempt_enable();
79         }
80
81         return ret;
82 }
83
84 /*
85  * Prefetch quirks:
86  *
87  * 32-bit mode:
88  *
89  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
90  *   Check that here and ignore it.
91  *
92  * 64-bit mode:
93  *
94  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
95  *   Check that here and ignore it.
96  *
97  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
98  */
99 static inline int
100 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
101                       unsigned char opcode, int *prefetch)
102 {
103         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
104         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
105
106         switch (instr_hi) {
107         case 0x20:
108         case 0x30:
109                 /*
110                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
111                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
112                  * opcode if some of these prefixes are present so
113                  * X86_64 will never get here anyway
114                  */
115                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
116 #ifdef CONFIG_X86_64
117         case 0x40:
118                 /*
119                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
120                  * Need to figure out under what instruction mode the
121                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
122                  * but for now it's good enough to assume that long
123                  * mode only uses well known segments or kernel.
124                  */
125                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
126 #endif
127         case 0x60:
128                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
129                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
130         case 0xF0:
131                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
132                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
133         case 0x00:
134                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
135                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
136                         return 0;
137
138                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
139                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
140                 return 0;
141         default:
142                 return 0;
143         }
144 }
145
146 static int
147 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
148 {
149         unsigned char *max_instr;
150         unsigned char *instr;
151         int prefetch = 0;
152
153         /*
154          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
155          * do not ignore the fault:
156          */
157         if (error_code & PF_INSTR)
158                 return 0;
159
160         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
161         max_instr = instr + 15;
162
163         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
164                 return 0;
165
166         while (instr < max_instr) {
167                 unsigned char opcode;
168
169                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
170                         break;
171
172                 instr++;
173
174                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
175                         break;
176         }
177         return prefetch;
178 }
179
180 static void
181 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
182                      struct task_struct *tsk)
183 {
184         siginfo_t info;
185
186         info.si_signo   = si_signo;
187         info.si_errno   = 0;
188         info.si_code    = si_code;
189         info.si_addr    = (void __user *)address;
190
191         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
192 }
193
194 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
195 LIST_HEAD(pgd_list);
196
197 #ifdef CONFIG_X86_32
198 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
199 {
200         unsigned index = pgd_index(address);
201         pgd_t *pgd_k;
202         pud_t *pud, *pud_k;
203         pmd_t *pmd, *pmd_k;
204
205         pgd += index;
206         pgd_k = init_mm.pgd + index;
207
208         if (!pgd_present(*pgd_k))
209                 return NULL;
210
211         /*
212          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
213          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
214          * set_pud.
215          */
216         pud = pud_offset(pgd, address);
217         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
218         if (!pud_present(*pud_k))
219                 return NULL;
220
221         pmd = pmd_offset(pud, address);
222         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
223         if (!pmd_present(*pmd_k))
224                 return NULL;
225
226         if (!pmd_present(*pmd)) {
227                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
228                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
229         } else {
230                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
231         }
232
233         return pmd_k;
234 }
235
236 void vmalloc_sync_all(void)
237 {
238         unsigned long address;
239
240         if (SHARED_KERNEL_PMD)
241                 return;
242
243         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
244              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
245              address += PMD_SIZE) {
246
247                 unsigned long flags;
248                 struct page *page;
249
250                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
251                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
252                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
253                                 break;
254                 }
255                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
256         }
257 }
258
259 /*
260  * 32-bit:
261  *
262  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
263  */
264 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
265 {
266         unsigned long pgd_paddr;
267         pmd_t *pmd_k;
268         pte_t *pte_k;
269
270         /* Make sure we are in vmalloc area: */
271         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
272                 return -1;
273
274         /*
275          * Synchronize this task's top level page-table
276          * with the 'reference' page table.
277          *
278          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
279          * an interrupt in the middle of a task switch..
280          */
281         pgd_paddr = read_cr3();
282         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
283         if (!pmd_k)
284                 return -1;
285
286         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
287         if (!pte_present(*pte_k))
288                 return -1;
289
290         return 0;
291 }
292
293 /*
294  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
295  */
296 static inline void
297 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
298                  struct task_struct *tsk)
299 {
300         unsigned long bit;
301
302         if (!v8086_mode(regs))
303                 return;
304
305         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
306         if (bit < 32)
307                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
308 }
309
310 static void dump_pagetable(unsigned long address)
311 {
312         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
313
314         page = read_cr3();
315         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
316
317 #ifdef CONFIG_X86_PAE
318         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
319         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
320             && page & _PAGE_PRESENT) {
321                 page &= PAGE_MASK;
322                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
323                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
324                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
325                 page &= ~_PAGE_NX;
326         }
327 #else
328         printk("*pde = %08lx ", page);
329 #endif
330
331         /*
332          * We must not directly access the pte in the highpte
333          * case if the page table is located in highmem.
334          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
335          * it's allocated already:
336          */
337         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
338             && (page & _PAGE_PRESENT)
339             && !(page & _PAGE_PSE)) {
340
341                 page &= PAGE_MASK;
342                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
343                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
344                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
345         }
346
347         printk("\n");
348 }
349
350 #else /* CONFIG_X86_64: */
351
352 void vmalloc_sync_all(void)
353 {
354         unsigned long address;
355
356         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
357              address += PGDIR_SIZE) {
358
359                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
360                 unsigned long flags;
361                 struct page *page;
362
363                 if (pgd_none(*pgd_ref))
364                         continue;
365
366                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
367                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
368                         pgd_t *pgd;
369                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
370                         if (pgd_none(*pgd))
371                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
372                         else
373                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
374                 }
375                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
376         }
377 }
378
379 /*
380  * 64-bit:
381  *
382  *   Handle a fault on the vmalloc area
383  *
384  * This assumes no large pages in there.
385  */
386 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
387 {
388         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
389         pud_t *pud, *pud_ref;
390         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
391         pte_t *pte, *pte_ref;
392
393         /* Make sure we are in vmalloc area: */
394         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
395                 return -1;
396
397         /*
398          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
399          * happen within a race in page table update. In the later
400          * case just flush:
401          */
402         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
403         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
404         if (pgd_none(*pgd_ref))
405                 return -1;
406
407         if (pgd_none(*pgd))
408                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
409         else
410                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
411
412         /*
413          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
414          * are shared:
415          */
416
417         pud = pud_offset(pgd, address);
418         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
419         if (pud_none(*pud_ref))
420                 return -1;
421
422         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
423                 BUG();
424
425         pmd = pmd_offset(pud, address);
426         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
427         if (pmd_none(*pmd_ref))
428                 return -1;
429
430         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
431                 BUG();
432
433         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
434         if (!pte_present(*pte_ref))
435                 return -1;
436
437         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
438
439         /*
440          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
441          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
442          * that:
443          */
444         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
445                 BUG();
446
447         return 0;
448 }
449
450 static const char errata93_warning[] =
451 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
452 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
453 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
454 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
455
456 /*
457  * No vm86 mode in 64-bit mode:
458  */
459 static inline void
460 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
461                  struct task_struct *tsk)
462 {
463 }
464
465 static int bad_address(void *p)
466 {
467         unsigned long dummy;
468
469         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
470 }
471
472 static void dump_pagetable(unsigned long address)
473 {
474         pgd_t *pgd;
475         pud_t *pud;
476         pmd_t *pmd;
477         pte_t *pte;
478
479         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
480
481         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
482
483         pgd += pgd_index(address);
484         if (bad_address(pgd))
485                 goto bad;
486
487         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
488
489         if (!pgd_present(*pgd))
490                 goto out;
491
492         pud = pud_offset(pgd, address);
493         if (bad_address(pud))
494                 goto bad;
495
496         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
497         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
498                 goto out;
499
500         pmd = pmd_offset(pud, address);
501         if (bad_address(pmd))
502                 goto bad;
503
504         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
505         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
506                 goto out;
507
508         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
509         if (bad_address(pte))
510                 goto bad;
511
512         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
513 out:
514         printk("\n");
515         return;
516 bad:
517         printk("BAD\n");
518 }
519
520 #endif /* CONFIG_X86_64 */
521
522 /*
523  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
524  *
525  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
526  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
527  *
528  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
529  *
530  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
531  * Try to work around it here.
532  *
533  * Note we only handle faults in kernel here.
534  * Does nothing on 32-bit.
535  */
536 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
537 {
538 #ifdef CONFIG_X86_64
539         static int once;
540
541         if (address != regs->ip)
542                 return 0;
543
544         if ((address >> 32) != 0)
545                 return 0;
546
547         address |= 0xffffffffUL << 32;
548         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
549             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
550                 if (!once) {
551                         printk(errata93_warning);
552                         once = 1;
553                 }
554                 regs->ip = address;
555                 return 1;
556         }
557 #endif
558         return 0;
559 }
560
561 /*
562  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
563  * to illegal addresses >4GB.
564  *
565  * We catch this in the page fault handler because these addresses
566  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
567  * segment in LDT is compatibility mode.
568  */
569 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
570 {
571 #ifdef CONFIG_X86_64
572         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
573                 return 1;
574 #endif
575         return 0;
576 }
577
578 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
579 {
580 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
581         unsigned long nr;
582
583         /*
584          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
585          */
586         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
587                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
588
589                 if (nr == 6) {
590                         do_invalid_op(regs, 0);
591                         return 1;
592                 }
593         }
594 #endif
595         return 0;
596 }
597
598 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
599 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
600
601 static void
602 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
603                 unsigned long address)
604 {
605         if (!oops_may_print())
606                 return;
607
608         if (error_code & PF_INSTR) {
609                 unsigned int level;
610
611                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
612
613                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
614                         printk(nx_warning, current_uid());
615         }
616
617         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
618         if (address < PAGE_SIZE)
619                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
620         else
621                 printk(KERN_CONT "paging request");
622
623         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
624         printk(KERN_ALERT "IP:");
625         printk_address(regs->ip, 1);
626
627         dump_pagetable(address);
628 }
629
630 static noinline void
631 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
632             unsigned long address)
633 {
634         struct task_struct *tsk;
635         unsigned long flags;
636         int sig;
637
638         flags = oops_begin();
639         tsk = current;
640         sig = SIGKILL;
641
642         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
643                tsk->comm, address);
644         dump_pagetable(address);
645
646         tsk->thread.cr2         = address;
647         tsk->thread.trap_no     = 14;
648         tsk->thread.error_code  = error_code;
649
650         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
651                 sig = 0;
652
653         oops_end(flags, regs, sig);
654 }
655
656 static noinline void
657 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
658            unsigned long address)
659 {
660         struct task_struct *tsk = current;
661         unsigned long *stackend;
662         unsigned long flags;
663         int sig;
664
665         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
666         if (fixup_exception(regs))
667                 return;
668
669         /*
670          * 32-bit:
671          *
672          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
673          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
674          *   handled it.
675          *
676          * 64-bit:
677          *
678          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
679          */
680         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
681                 return;
682
683         if (is_errata93(regs, address))
684                 return;
685
686         /*
687          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
688          * terminate things with extreme prejudice:
689          */
690         flags = oops_begin();
691
692         show_fault_oops(regs, error_code, address);
693
694         stackend = end_of_stack(tsk);
695         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
696                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
697
698         tsk->thread.cr2         = address;
699         tsk->thread.trap_no     = 14;
700         tsk->thread.error_code  = error_code;
701
702         sig = SIGKILL;
703         if (__die("Oops", regs, error_code))
704                 sig = 0;
705
706         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
707         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
708
709         oops_end(flags, regs, sig);
710 }
711
712 /*
713  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
714  * sysctl is set:
715  */
716 static inline void
717 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
718                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
719 {
720         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
721                 return;
722
723         if (!printk_ratelimit())
724                 return;
725
726         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
727                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
728                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
729                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
730
731         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
732
733         printk(KERN_CONT "\n");
734 }
735
736 static void
737 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
738                        unsigned long address, int si_code)
739 {
740         struct task_struct *tsk = current;
741
742         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
743         if (error_code & PF_USER) {
744                 /*
745                  * It's possible to have interrupts off here:
746                  */
747                 local_irq_enable();
748
749                 /*
750                  * Valid to do another page fault here because this one came
751                  * from user space:
752                  */
753                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
754                         return;
755
756                 if (is_errata100(regs, address))
757                         return;
758
759                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
760                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
761
762                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
763                 tsk->thread.cr2         = address;
764                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
765                 tsk->thread.trap_no     = 14;
766
767                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
768
769                 return;
770         }
771
772         if (is_f00f_bug(regs, address))
773                 return;
774
775         no_context(regs, error_code, address);
776 }
777
778 static noinline void
779 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
780                      unsigned long address)
781 {
782         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
783 }
784
785 static void
786 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
787            unsigned long address, int si_code)
788 {
789         struct mm_struct *mm = current->mm;
790
791         /*
792          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
793          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
794          */
795         up_read(&mm->mmap_sem);
796
797         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
798 }
799
800 static noinline void
801 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
802 {
803         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
804 }
805
806 static noinline void
807 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
808                       unsigned long address)
809 {
810         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
811 }
812
813 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
814 static void
815 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
816               unsigned long address)
817 {
818         /*
819          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
820          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
821          */
822         up_read(&current->mm->mmap_sem);
823
824         pagefault_out_of_memory();
825 }
826
827 static void
828 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
829 {
830         struct task_struct *tsk = current;
831         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
832
833         up_read(&mm->mmap_sem);
834
835         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
836         if (!(error_code & PF_USER))
837                 no_context(regs, error_code, address);
838
839 #ifdef CONFIG_X86_32
840         /* User space => ok to do another page fault: */
841         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
842                 return;
843 #endif
844
845         tsk->thread.cr2         = address;
846         tsk->thread.error_code  = error_code;
847         tsk->thread.trap_no     = 14;
848
849         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
850 }
851
852 static noinline void
853 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
854                unsigned long address, unsigned int fault)
855 {
856         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
857                 out_of_memory(regs, error_code, address);
858         } else {
859                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
860                         do_sigbus(regs, error_code, address);
861                 else
862                         BUG();
863         }
864 }
865
866 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
867 {
868         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
869                 return 0;
870
871         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
872                 return 0;
873
874         return 1;
875 }
876
877 /*
878  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
879  *
880  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
881  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
882  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
883  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
884  * on other processors.
885  *
886  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
887  * increasing the permissions on a page.
888  */
889 static noinline int
890 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
891 {
892         pgd_t *pgd;
893         pud_t *pud;
894         pmd_t *pmd;
895         pte_t *pte;
896         int ret;
897
898         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
899         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
900                 return 0;
901
902         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
903         if (!pgd_present(*pgd))
904                 return 0;
905
906         pud = pud_offset(pgd, address);
907         if (!pud_present(*pud))
908                 return 0;
909
910         if (pud_large(*pud))
911                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
912
913         pmd = pmd_offset(pud, address);
914         if (!pmd_present(*pmd))
915                 return 0;
916
917         if (pmd_large(*pmd))
918                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
919
920         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
921         if (!pte_present(*pte))
922                 return 0;
923
924         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
925         if (!ret)
926                 return 0;
927
928         /*
929          * Make sure we have permissions in PMD.
930          * If not, then there's a bug in the page tables:
931          */
932         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
933         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
934
935         return ret;
936 }
937
938 int show_unhandled_signals = 1;
939
940 static inline int
941 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
942 {
943         if (write) {
944                 /* write, present and write, not present: */
945                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
946                         return 1;
947                 return 0;
948         }
949
950         /* read, present: */
951         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
952                 return 1;
953
954         /* read, not present: */
955         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
956                 return 1;
957
958         return 0;
959 }
960
961 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
962 {
963 #ifdef CONFIG_X86_32
964         return address >= TASK_SIZE;
965 #else
966         return address >= TASK_SIZE64;
967 #endif
968 }
969
970 /*
971  * This routine handles page faults.  It determines the address,
972  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
973  * routines.
974  */
975 dotraplinkage void __kprobes
976 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
977 {
978         struct vm_area_struct *vma;
979         struct task_struct *tsk;
980         unsigned long address;
981         struct mm_struct *mm;
982         int write;
983         int fault;
984
985         tsk = current;
986         mm = tsk->mm;
987
988         prefetchw(&mm->mmap_sem);
989
990         /* Get the faulting address: */
991         address = read_cr2();
992
993         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
994                 return;
995
996         /*
997          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
998          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
999          *
1000          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1001          * be in an interrupt or a critical region, and should
1002          * only copy the information from the master page table,
1003          * nothing more.
1004          *
1005          * This verifies that the fault happens in kernel space
1006          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1007          * protection error (error_code & 9) == 0.
1008          */
1009         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1010                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
1011                     vmalloc_fault(address) >= 0)
1012                         return;
1013
1014                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1015                 if (spurious_fault(error_code, address))
1016                         return;
1017
1018                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1019                 if (notify_page_fault(regs))
1020                         return;
1021                 /*
1022                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1023                  * fault we could otherwise deadlock:
1024                  */
1025                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1026
1027                 return;
1028         }
1029
1030         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1031         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1032                 return;
1033         /*
1034          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1035          * vmalloc fault has been handled.
1036          *
1037          * User-mode registers count as a user access even for any
1038          * potential system fault or CPU buglet:
1039          */
1040         if (user_mode_vm(regs)) {
1041                 local_irq_enable();
1042                 error_code |= PF_USER;
1043         } else {
1044                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1045                         local_irq_enable();
1046         }
1047
1048         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1049                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1050
1051         /*
1052          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1053          * in an atomic region then we must not take the fault:
1054          */
1055         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1056                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1057                 return;
1058         }
1059
1060         /*
1061          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1062          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1063          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1064          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1065          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1066          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1067          * references user space from well defined areas of code, which are
1068          * listed in the exceptions table.
1069          *
1070          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1071          * the source reference check when there is a possibility of a
1072          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1073          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1074          * space check, thus avoiding the deadlock:
1075          */
1076         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1077                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1078                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1079                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1080                         return;
1081                 }
1082                 down_read(&mm->mmap_sem);
1083         } else {
1084                 /*
1085                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1086                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1087                  * down_read():
1088                  */
1089                 might_sleep();
1090         }
1091
1092         vma = find_vma(mm, address);
1093         if (unlikely(!vma)) {
1094                 bad_area(regs, error_code, address);
1095                 return;
1096         }
1097         if (likely(vma->vm_start <= address))
1098                 goto good_area;
1099         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1100                 bad_area(regs, error_code, address);
1101                 return;
1102         }
1103         if (error_code & PF_USER) {
1104                 /*
1105                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1106                  * The large cushion allows instructions like enter
1107                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1108                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1109                  */
1110                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1111                         bad_area(regs, error_code, address);
1112                         return;
1113                 }
1114         }
1115         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1116                 bad_area(regs, error_code, address);
1117                 return;
1118         }
1119
1120         /*
1121          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1122          * we can handle it..
1123          */
1124 good_area:
1125         write = error_code & PF_WRITE;
1126
1127         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1128                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1129                 return;
1130         }
1131
1132         /*
1133          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1134          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1135          * the fault:
1136          */
1137         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1138
1139         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1140                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1141                 return;
1142         }
1143
1144         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1145                 tsk->maj_flt++;
1146         else
1147                 tsk->min_flt++;
1148
1149         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1150
1151         up_read(&mm->mmap_sem);
1152 }