Merge branch 'linus' into x86/mm
[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
6 #include <linux/signal.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/errno.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/ptrace.h>
13 #include <linux/mmiotrace.h>
14 #include <linux/mman.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/smp.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/tty.h>
20 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
21 #include <linux/compiler.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/kprobes.h>
27 #include <linux/uaccess.h>
28 #include <linux/kdebug.h>
29
30 #include <asm/system.h>
31 #include <asm/desc.h>
32 #include <asm/segment.h>
33 #include <asm/pgalloc.h>
34 #include <asm/smp.h>
35 #include <asm/tlbflush.h>
36 #include <asm/proto.h>
37 #include <asm-generic/sections.h>
38 #include <asm/traps.h>
39
40 /*
41  * Page fault error code bits
42  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
43  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
44  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
45  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
46  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
47  */
48 #define PF_PROT         (1<<0)
49 #define PF_WRITE        (1<<1)
50 #define PF_USER         (1<<2)
51 #define PF_RSVD         (1<<3)
52 #define PF_INSTR        (1<<4)
53
54 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
55 {
56 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE
57         if (unlikely(is_kmmio_active()))
58                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
59                         return -1;
60 #endif
61         return 0;
62 }
63
64 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
65 {
66 #ifdef CONFIG_KPROBES
67         int ret = 0;
68
69         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
70         if (!user_mode_vm(regs)) {
71                 preempt_disable();
72                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
73                         ret = 1;
74                 preempt_enable();
75         }
76
77         return ret;
78 #else
79         return 0;
80 #endif
81 }
82
83 /*
84  * X86_32
85  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
86  * Check that here and ignore it.
87  *
88  * X86_64
89  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
90  * Check that here and ignore it.
91  *
92  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
93  */
94 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
95                         unsigned long addr)
96 {
97         unsigned char *instr;
98         int scan_more = 1;
99         int prefetch = 0;
100         unsigned char *max_instr;
101
102         /*
103          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
104          * do not ignore the fault:
105          */
106         if (error_code & PF_INSTR)
107                 return 0;
108
109         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
110         max_instr = instr + 15;
111
112         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
113                 return 0;
114
115         while (scan_more && instr < max_instr) {
116                 unsigned char opcode;
117                 unsigned char instr_hi;
118                 unsigned char instr_lo;
119
120                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
121                         break;
122
123                 instr_hi = opcode & 0xf0;
124                 instr_lo = opcode & 0x0f;
125                 instr++;
126
127                 switch (instr_hi) {
128                 case 0x20:
129                 case 0x30:
130                         /*
131                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
132                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
133                          * opcode if some of these prefixes are present so
134                          * X86_64 will never get here anyway
135                          */
136                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
137                         break;
138 #ifdef CONFIG_X86_64
139                 case 0x40:
140                         /*
141                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
142                          * Need to figure out under what instruction mode the
143                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
144                          * but for now it's good enough to assume that long
145                          * mode only uses well known segments or kernel.
146                          */
147                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
148                         break;
149 #endif
150                 case 0x60:
151                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
152                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
153                         break;
154                 case 0xF0:
155                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
156                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
157                         break;
158                 case 0x00:
159                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
160                         scan_more = 0;
161
162                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
163                                 break;
164                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
165                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
166                         break;
167                 default:
168                         scan_more = 0;
169                         break;
170                 }
171         }
172         return prefetch;
173 }
174
175 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
176         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
177 {
178         siginfo_t info;
179
180         info.si_signo = si_signo;
181         info.si_errno = 0;
182         info.si_code = si_code;
183         info.si_addr = (void __user *)address;
184         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
185 }
186
187 #ifdef CONFIG_X86_64
188 static int bad_address(void *p)
189 {
190         unsigned long dummy;
191         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
192 }
193 #endif
194
195 static void dump_pagetable(unsigned long address)
196 {
197 #ifdef CONFIG_X86_32
198         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
199
200         page = read_cr3();
201         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
202 #ifdef CONFIG_X86_PAE
203         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
204         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
205             && page & _PAGE_PRESENT) {
206                 page &= PAGE_MASK;
207                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
208                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
209                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
210                 page &= ~_PAGE_NX;
211         }
212 #else
213         printk("*pde = %08lx ", page);
214 #endif
215
216         /*
217          * We must not directly access the pte in the highpte
218          * case if the page table is located in highmem.
219          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
220          * it's allocated already.
221          */
222         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
223             && (page & _PAGE_PRESENT)
224             && !(page & _PAGE_PSE)) {
225                 page &= PAGE_MASK;
226                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
227                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
228                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
229         }
230
231         printk("\n");
232 #else /* CONFIG_X86_64 */
233         pgd_t *pgd;
234         pud_t *pud;
235         pmd_t *pmd;
236         pte_t *pte;
237
238         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
239
240         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
241         pgd += pgd_index(address);
242         if (bad_address(pgd)) goto bad;
243         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
244         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
245
246         pud = pud_offset(pgd, address);
247         if (bad_address(pud)) goto bad;
248         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
249         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
250                 goto ret;
251
252         pmd = pmd_offset(pud, address);
253         if (bad_address(pmd)) goto bad;
254         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
255         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
256
257         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
258         if (bad_address(pte)) goto bad;
259         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
260 ret:
261         printk("\n");
262         return;
263 bad:
264         printk("BAD\n");
265 #endif
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_X86_32
269 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
270 {
271         unsigned index = pgd_index(address);
272         pgd_t *pgd_k;
273         pud_t *pud, *pud_k;
274         pmd_t *pmd, *pmd_k;
275
276         pgd += index;
277         pgd_k = init_mm.pgd + index;
278
279         if (!pgd_present(*pgd_k))
280                 return NULL;
281
282         /*
283          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
284          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
285          * set_pud.
286          */
287
288         pud = pud_offset(pgd, address);
289         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
290         if (!pud_present(*pud_k))
291                 return NULL;
292
293         pmd = pmd_offset(pud, address);
294         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
295         if (!pmd_present(*pmd_k))
296                 return NULL;
297         if (!pmd_present(*pmd)) {
298                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
299                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
300         } else
301                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
302         return pmd_k;
303 }
304 #endif
305
306 #ifdef CONFIG_X86_64
307 static const char errata93_warning[] =
308 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
309 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
310 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
311 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
312 #endif
313
314 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
315    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
316    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
317    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
318    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
319    Try to work around it here.
320    Note we only handle faults in kernel here.
321    Does nothing for X86_32
322  */
323 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
324 {
325 #ifdef CONFIG_X86_64
326         static int warned;
327         if (address != regs->ip)
328                 return 0;
329         if ((address >> 32) != 0)
330                 return 0;
331         address |= 0xffffffffUL << 32;
332         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
333             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
334                 if (!warned) {
335                         printk(errata93_warning);
336                         warned = 1;
337                 }
338                 regs->ip = address;
339                 return 1;
340         }
341 #endif
342         return 0;
343 }
344
345 /*
346  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
347  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
348  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
349  * segment in LDT is compatibility mode.
350  */
351 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
352 {
353 #ifdef CONFIG_X86_64
354         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
355             (address >> 32))
356                 return 1;
357 #endif
358         return 0;
359 }
360
361 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
362 {
363 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
364         unsigned long nr;
365         /*
366          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
367          */
368         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
369                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
370
371                 if (nr == 6) {
372                         do_invalid_op(regs, 0);
373                         return 1;
374                 }
375         }
376 #endif
377         return 0;
378 }
379
380 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
381                             unsigned long address)
382 {
383 #ifdef CONFIG_X86_32
384         if (!oops_may_print())
385                 return;
386 #endif
387
388 #ifdef CONFIG_X86_PAE
389         if (error_code & PF_INSTR) {
390                 unsigned int level;
391                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
392
393                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
394                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
395                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
396                                 "(uid: %d)\n", current_uid());
397         }
398 #endif
399
400         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
401         if (address < PAGE_SIZE)
402                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
403         else
404                 printk(KERN_CONT "paging request");
405         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
406         printk(KERN_ALERT "IP:");
407         printk_address(regs->ip, 1);
408         dump_pagetable(address);
409 }
410
411 #ifdef CONFIG_X86_64
412 static noinline void pgtable_bad(struct pt_regs *regs,
413                          unsigned long error_code, unsigned long address)
414 {
415         unsigned long flags = oops_begin();
416         int sig = SIGKILL;
417         struct task_struct *tsk = current;
418
419         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
420                tsk->comm, address);
421         dump_pagetable(address);
422         tsk->thread.cr2 = address;
423         tsk->thread.trap_no = 14;
424         tsk->thread.error_code = error_code;
425         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
426                 sig = 0;
427         oops_end(flags, regs, sig);
428 }
429 #endif
430
431 static noinline void no_context(struct pt_regs *regs,
432                         unsigned long error_code, unsigned long address)
433 {
434         struct task_struct *tsk = current;
435 #ifdef CONFIG_X86_64
436         unsigned long flags;
437         int sig;
438 #endif
439
440         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
441         if (fixup_exception(regs))
442                 return;
443
444         /*
445          * X86_32
446          * Valid to do another page fault here, because if this fault
447          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
448          * handled it.
449          *
450          * X86_64
451          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
452          */
453         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
454                 return;
455
456         if (is_errata93(regs, address))
457                 return;
458
459         /*
460          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
461          * terminate things with extreme prejudice.
462          */
463 #ifdef CONFIG_X86_32
464         bust_spinlocks(1);
465 #else
466         flags = oops_begin();
467 #endif
468
469         show_fault_oops(regs, error_code, address);
470
471         tsk->thread.cr2 = address;
472         tsk->thread.trap_no = 14;
473         tsk->thread.error_code = error_code;
474
475 #ifdef CONFIG_X86_32
476         die("Oops", regs, error_code);
477         bust_spinlocks(0);
478         do_exit(SIGKILL);
479 #else
480         sig = SIGKILL;
481         if (__die("Oops", regs, error_code))
482                 sig = 0;
483         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
484         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
485         oops_end(flags, regs, sig);
486 #endif
487 }
488
489 static void __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
490                         unsigned long error_code, unsigned long address,
491                         int si_code)
492 {
493         struct task_struct *tsk = current;
494
495         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
496         if (error_code & PF_USER) {
497                 /*
498                  * It's possible to have interrupts off here.
499                  */
500                 local_irq_enable();
501
502                 /*
503                  * Valid to do another page fault here because this one came
504                  * from user space.
505                  */
506                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
507                         return;
508
509                 if (is_errata100(regs, address))
510                         return;
511
512                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
513                     printk_ratelimit()) {
514                         printk(
515                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
516                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
517                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
518                         (void *) regs->ip, (void *) regs->sp, error_code);
519                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
520                         printk("\n");
521                 }
522
523                 tsk->thread.cr2 = address;
524                 /* Kernel addresses are always protection faults */
525                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
526                 tsk->thread.trap_no = 14;
527                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
528                 return;
529         }
530
531         if (is_f00f_bug(regs, address))
532                 return;
533
534         no_context(regs, error_code, address);
535 }
536
537 static noinline void bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
538                         unsigned long error_code, unsigned long address)
539 {
540         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
541 }
542
543 static void __bad_area(struct pt_regs *regs,
544                         unsigned long error_code, unsigned long address,
545                         int si_code)
546 {
547         struct mm_struct *mm = current->mm;
548
549         /*
550          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
551          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
552          */
553         up_read(&mm->mmap_sem);
554
555         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
556 }
557
558 static noinline void bad_area(struct pt_regs *regs,
559                         unsigned long error_code, unsigned long address)
560 {
561         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
562 }
563
564 static noinline void bad_area_access_error(struct pt_regs *regs,
565                         unsigned long error_code, unsigned long address)
566 {
567         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
568 }
569
570 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
571 static void out_of_memory(struct pt_regs *regs,
572                         unsigned long error_code, unsigned long address)
573 {
574         /*
575          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
576          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
577          */
578         up_read(&current->mm->mmap_sem);
579         pagefault_out_of_memory();
580 }
581
582 static void do_sigbus(struct pt_regs *regs,
583                         unsigned long error_code, unsigned long address)
584 {
585         struct task_struct *tsk = current;
586         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
587
588         up_read(&mm->mmap_sem);
589
590         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
591         if (!(error_code & PF_USER))
592                 no_context(regs, error_code, address);
593 #ifdef CONFIG_X86_32
594         /* User space => ok to do another page fault */
595         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
596                 return;
597 #endif
598         tsk->thread.cr2 = address;
599         tsk->thread.error_code = error_code;
600         tsk->thread.trap_no = 14;
601         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
602 }
603
604 static noinline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs,
605                 unsigned long error_code, unsigned long address, unsigned int fault)
606 {
607         if (fault & VM_FAULT_OOM)
608                 out_of_memory(regs, error_code, address);
609         else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
610                 do_sigbus(regs, error_code, address);
611         else
612                 BUG();
613 }
614
615 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
616 {
617         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
618                 return 0;
619         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
620                 return 0;
621
622         return 1;
623 }
624
625 /*
626  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
627  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
628  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
629  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
630  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
631  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
632  * increasing the permissions on a page.
633  */
634 static noinline int spurious_fault(unsigned long error_code,
635                                 unsigned long address)
636 {
637         pgd_t *pgd;
638         pud_t *pud;
639         pmd_t *pmd;
640         pte_t *pte;
641
642         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
643         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
644                 return 0;
645
646         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
647         if (!pgd_present(*pgd))
648                 return 0;
649
650         pud = pud_offset(pgd, address);
651         if (!pud_present(*pud))
652                 return 0;
653
654         if (pud_large(*pud))
655                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
656
657         pmd = pmd_offset(pud, address);
658         if (!pmd_present(*pmd))
659                 return 0;
660
661         if (pmd_large(*pmd))
662                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
663
664         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
665         if (!pte_present(*pte))
666                 return 0;
667
668         return spurious_fault_check(error_code, pte);
669 }
670
671 /*
672  * X86_32
673  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
674  *
675  * X86_64
676  * Handle a fault on the vmalloc area
677  *
678  * This assumes no large pages in there.
679  */
680 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
681 {
682 #ifdef CONFIG_X86_32
683         unsigned long pgd_paddr;
684         pmd_t *pmd_k;
685         pte_t *pte_k;
686
687         /* Make sure we are in vmalloc area */
688         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
689                 return -1;
690
691         /*
692          * Synchronize this task's top level page-table
693          * with the 'reference' page table.
694          *
695          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
696          * an interrupt in the middle of a task switch..
697          */
698         pgd_paddr = read_cr3();
699         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
700         if (!pmd_k)
701                 return -1;
702         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
703         if (!pte_present(*pte_k))
704                 return -1;
705         return 0;
706 #else
707         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
708         pud_t *pud, *pud_ref;
709         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
710         pte_t *pte, *pte_ref;
711
712         /* Make sure we are in vmalloc area */
713         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
714                 return -1;
715
716         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
717            happen within a race in page table update. In the later
718            case just flush. */
719
720         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
721         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
722         if (pgd_none(*pgd_ref))
723                 return -1;
724         if (pgd_none(*pgd))
725                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
726         else
727                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
728
729         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
730            are shared */
731
732         pud = pud_offset(pgd, address);
733         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
734         if (pud_none(*pud_ref))
735                 return -1;
736         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
737                 BUG();
738         pmd = pmd_offset(pud, address);
739         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
740         if (pmd_none(*pmd_ref))
741                 return -1;
742         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
743                 BUG();
744         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
745         if (!pte_present(*pte_ref))
746                 return -1;
747         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
748         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
749            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
750            that. */
751         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
752                 BUG();
753         return 0;
754 #endif
755 }
756
757 int show_unhandled_signals = 1;
758
759 static inline int access_error(unsigned long error_code, int write,
760                                 struct vm_area_struct *vma)
761 {
762         if (write) {
763                 /* write, present and write, not present */
764                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
765                         return 1;
766         } else if (unlikely(error_code & PF_PROT)) {
767                 /* read, present */
768                 return 1;
769         } else {
770                 /* read, not present */
771                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
772                         return 1;
773         }
774
775         return 0;
776 }
777
778 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
779 {
780 #ifdef CONFIG_X86_32
781         return address >= TASK_SIZE;
782 #else /* !CONFIG_X86_32 */
783         return address >= TASK_SIZE64;
784 #endif /* CONFIG_X86_32 */
785 }
786
787 /*
788  * This routine handles page faults.  It determines the address,
789  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
790  * routines.
791  */
792 #ifdef CONFIG_X86_64
793 asmlinkage
794 #endif
795 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
796 {
797         unsigned long address;
798         struct task_struct *tsk;
799         struct mm_struct *mm;
800         struct vm_area_struct *vma;
801         int write;
802         int fault;
803
804         tsk = current;
805         mm = tsk->mm;
806         prefetchw(&mm->mmap_sem);
807
808         /* get the address */
809         address = read_cr2();
810
811         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
812                 return;
813
814         /*
815          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
816          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
817          *
818          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
819          * be in an interrupt or a critical region, and should
820          * only copy the information from the master page table,
821          * nothing more.
822          *
823          * This verifies that the fault happens in kernel space
824          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
825          * protection error (error_code & 9) == 0.
826          */
827         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
828                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
829                     vmalloc_fault(address) >= 0)
830                         return;
831
832                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
833                 if (spurious_fault(error_code, address))
834                         return;
835
836                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults. */
837                 if (notify_page_fault(regs))
838                         return;
839                 /*
840                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
841                  * fault we could otherwise deadlock.
842                  */
843                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
844                 return;
845         }
846
847         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
848                 return;
849         /*
850          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
851          * vmalloc fault has been handled.
852          *
853          * User-mode registers count as a user access even for any
854          * potential system fault or CPU buglet.
855          */
856         if (user_mode_vm(regs)) {
857                 local_irq_enable();
858                 error_code |= PF_USER;
859         } else if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
860                 local_irq_enable();
861
862 #ifdef CONFIG_X86_64
863         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
864                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
865 #endif
866
867         /*
868          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
869          * atomic region then we must not take the fault.
870          */
871         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
872                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
873                 return;
874         }
875
876         /*
877          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
878          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
879          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
880          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
881          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
882          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
883          * space from well defined areas of code, which are listed in the
884          * exceptions table.
885          *
886          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
887          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
888          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
889          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
890          * thus avoiding the deadlock.
891          */
892         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
893                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
894                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
895                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
896                         return;
897                 }
898                 down_read(&mm->mmap_sem);
899         } else {
900                 /*
901                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
902                  * case we'll have missed the might_sleep() from down_read().
903                  */
904                 might_sleep();
905         }
906
907         vma = find_vma(mm, address);
908         if (unlikely(!vma)) {
909                 bad_area(regs, error_code, address);
910                 return;
911         }
912         if (likely(vma->vm_start <= address))
913                 goto good_area;
914         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
915                 bad_area(regs, error_code, address);
916                 return;
917         }
918         if (error_code & PF_USER) {
919                 /*
920                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
921                  * The large cushion allows instructions like enter
922                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
923                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
924                  */
925                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
926                         bad_area(regs, error_code, address);
927                         return;
928                 }
929         }
930         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
931                 bad_area(regs, error_code, address);
932                 return;
933         }
934
935         /*
936          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
937          * we can handle it..
938          */
939 good_area:
940         write = error_code & PF_WRITE;
941         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
942                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
943                 return;
944         }
945
946         /*
947          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
948          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
949          * the fault.
950          */
951         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
952         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
953                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
954                 return;
955         }
956         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
957                 tsk->maj_flt++;
958         else
959                 tsk->min_flt++;
960
961 #ifdef CONFIG_X86_32
962         /*
963          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
964          */
965         if (v8086_mode(regs)) {
966                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
967                 if (bit < 32)
968                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
969         }
970 #endif
971         up_read(&mm->mmap_sem);
972 }
973
974 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
975 LIST_HEAD(pgd_list);
976
977 void vmalloc_sync_all(void)
978 {
979         unsigned long address;
980
981 #ifdef CONFIG_X86_32
982         if (SHARED_KERNEL_PMD)
983                 return;
984
985         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
986              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
987              address += PMD_SIZE) {
988                 unsigned long flags;
989                 struct page *page;
990
991                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
992                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
993                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
994                                               address))
995                                 break;
996                 }
997                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
998         }
999 #else /* CONFIG_X86_64 */
1000         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
1001              address += PGDIR_SIZE) {
1002                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
1003                 unsigned long flags;
1004                 struct page *page;
1005
1006                 if (pgd_none(*pgd_ref))
1007                         continue;
1008                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1009                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1010                         pgd_t *pgd;
1011                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
1012                         if (pgd_none(*pgd))
1013                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1014                         else
1015                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1016                 }
1017                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1018         }
1019 #endif
1020 }