x86: explicit call to mmiotrace in 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
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/mman.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/smp.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/tty.h>
19 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
20 #include <linux/compiler.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/kprobes.h>
26 #include <linux/uaccess.h>
27 #include <linux/kdebug.h>
28
29 #include <asm/system.h>
30 #include <asm/desc.h>
31 #include <asm/segment.h>
32 #include <asm/pgalloc.h>
33 #include <asm/smp.h>
34 #include <asm/tlbflush.h>
35 #include <asm/proto.h>
36 #include <asm-generic/sections.h>
37
38 /*
39  * Page fault error code bits
40  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
41  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
42  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
43  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
44  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
45  */
46 #define PF_PROT         (1<<0)
47 #define PF_WRITE        (1<<1)
48 #define PF_USER         (1<<2)
49 #define PF_RSVD         (1<<3)
50 #define PF_INSTR        (1<<4)
51
52 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS
53 static pf_handler_func mmiotrace_pf_handler; /* protected by RCU */
54 static DEFINE_SPINLOCK(mmiotrace_handler_lock);
55
56 int mmiotrace_register_pf(pf_handler_func new_pfh)
57 {
58         int ret = 0;
59         unsigned long flags;
60         spin_lock_irqsave(&mmiotrace_handler_lock, flags);
61         if (mmiotrace_pf_handler)
62                 ret = -EBUSY;
63         else
64                 mmiotrace_pf_handler = new_pfh;
65         spin_unlock_irqrestore(&mmiotrace_handler_lock, flags);
66         return ret;
67 }
68 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmiotrace_register_pf);
69
70 /**
71  * mmiotrace_unregister_pf:
72  * The caller must ensure @old_pfh is not in use anymore before freeing it.
73  * This function does not guarantee it. The handler function pointer is
74  * protected by RCU, so you can do this by e.g. calling synchronize_rcu().
75  */
76 int mmiotrace_unregister_pf(pf_handler_func old_pfh)
77 {
78         int ret = 0;
79         unsigned long flags;
80         spin_lock_irqsave(&mmiotrace_handler_lock, flags);
81         if (mmiotrace_pf_handler != old_pfh)
82                 ret = -EPERM;
83         else
84                 mmiotrace_pf_handler = NULL;
85         spin_unlock_irqrestore(&mmiotrace_handler_lock, flags);
86         return ret;
87 }
88 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmiotrace_unregister_pf);
89 #endif /* CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS */
90
91 /* returns non-zero if do_page_fault() should return */
92 static inline int call_mmiotrace(struct pt_regs *regs,
93                                         unsigned long error_code,
94                                         unsigned long address)
95 {
96 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS
97         int ret = 0;
98         rcu_read_lock();
99         if (mmiotrace_pf_handler)
100                 ret = mmiotrace_pf_handler(regs, error_code, address);
101         rcu_read_unlock();
102         return ret;
103 #else
104         return 0;
105 #endif
106 }
107
108 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
109 {
110 #ifdef CONFIG_KPROBES
111         int ret = 0;
112
113         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
114 #ifdef CONFIG_X86_32
115         if (!user_mode_vm(regs)) {
116 #else
117         if (!user_mode(regs)) {
118 #endif
119                 preempt_disable();
120                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
121                         ret = 1;
122                 preempt_enable();
123         }
124
125         return ret;
126 #else
127         return 0;
128 #endif
129 }
130
131 /*
132  * X86_32
133  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
134  * Check that here and ignore it.
135  *
136  * X86_64
137  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
138  * Check that here and ignore it.
139  *
140  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
141  */
142 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr,
143                        unsigned long error_code)
144 {
145         unsigned char *instr;
146         int scan_more = 1;
147         int prefetch = 0;
148         unsigned char *max_instr;
149
150         /*
151          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
152          * do not ignore the fault:
153          */
154         if (error_code & PF_INSTR)
155                 return 0;
156
157         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
158         max_instr = instr + 15;
159
160         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
161                 return 0;
162
163         while (scan_more && instr < max_instr) {
164                 unsigned char opcode;
165                 unsigned char instr_hi;
166                 unsigned char instr_lo;
167
168                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
169                         break;
170
171                 instr_hi = opcode & 0xf0;
172                 instr_lo = opcode & 0x0f;
173                 instr++;
174
175                 switch (instr_hi) {
176                 case 0x20:
177                 case 0x30:
178                         /*
179                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
180                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
181                          * opcode if some of these prefixes are present so
182                          * X86_64 will never get here anyway
183                          */
184                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
185                         break;
186 #ifdef CONFIG_X86_64
187                 case 0x40:
188                         /*
189                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
190                          * Need to figure out under what instruction mode the
191                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
192                          * but for now it's good enough to assume that long
193                          * mode only uses well known segments or kernel.
194                          */
195                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
196                         break;
197 #endif
198                 case 0x60:
199                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
200                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
201                         break;
202                 case 0xF0:
203                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
204                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
205                         break;
206                 case 0x00:
207                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
208                         scan_more = 0;
209
210                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
211                                 break;
212                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
213                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
214                         break;
215                 default:
216                         scan_more = 0;
217                         break;
218                 }
219         }
220         return prefetch;
221 }
222
223 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
224         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
225 {
226         siginfo_t info;
227
228         info.si_signo = si_signo;
229         info.si_errno = 0;
230         info.si_code = si_code;
231         info.si_addr = (void __user *)address;
232         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
233 }
234
235 #ifdef CONFIG_X86_64
236 static int bad_address(void *p)
237 {
238         unsigned long dummy;
239         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
240 }
241 #endif
242
243 static void dump_pagetable(unsigned long address)
244 {
245 #ifdef CONFIG_X86_32
246         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
247
248         page = read_cr3();
249         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
250 #ifdef CONFIG_X86_PAE
251         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
252         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
253             && page & _PAGE_PRESENT) {
254                 page &= PAGE_MASK;
255                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
256                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
257                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
258                 page &= ~_PAGE_NX;
259         }
260 #else
261         printk("*pde = %08lx ", page);
262 #endif
263
264         /*
265          * We must not directly access the pte in the highpte
266          * case if the page table is located in highmem.
267          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
268          * it's allocated already.
269          */
270         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
271             && (page & _PAGE_PRESENT)
272             && !(page & _PAGE_PSE)) {
273                 page &= PAGE_MASK;
274                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
275                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
276                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
277         }
278
279         printk("\n");
280 #else /* CONFIG_X86_64 */
281         pgd_t *pgd;
282         pud_t *pud;
283         pmd_t *pmd;
284         pte_t *pte;
285
286         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
287
288         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
289         pgd += pgd_index(address);
290         if (bad_address(pgd)) goto bad;
291         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
292         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
293
294         pud = pud_offset(pgd, address);
295         if (bad_address(pud)) goto bad;
296         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
297         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
298                 goto ret;
299
300         pmd = pmd_offset(pud, address);
301         if (bad_address(pmd)) goto bad;
302         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
303         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
304
305         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
306         if (bad_address(pte)) goto bad;
307         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
308 ret:
309         printk("\n");
310         return;
311 bad:
312         printk("BAD\n");
313 #endif
314 }
315
316 #ifdef CONFIG_X86_32
317 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
318 {
319         unsigned index = pgd_index(address);
320         pgd_t *pgd_k;
321         pud_t *pud, *pud_k;
322         pmd_t *pmd, *pmd_k;
323
324         pgd += index;
325         pgd_k = init_mm.pgd + index;
326
327         if (!pgd_present(*pgd_k))
328                 return NULL;
329
330         /*
331          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
332          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
333          * set_pud.
334          */
335
336         pud = pud_offset(pgd, address);
337         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
338         if (!pud_present(*pud_k))
339                 return NULL;
340
341         pmd = pmd_offset(pud, address);
342         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
343         if (!pmd_present(*pmd_k))
344                 return NULL;
345         if (!pmd_present(*pmd)) {
346                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
347                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
348         } else
349                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
350         return pmd_k;
351 }
352 #endif
353
354 #ifdef CONFIG_X86_64
355 static const char errata93_warning[] =
356 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
357 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
358 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
359 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
360 #endif
361
362 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
363    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
364    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
365    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
366    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
367    Try to work around it here.
368    Note we only handle faults in kernel here.
369    Does nothing for X86_32
370  */
371 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
372 {
373 #ifdef CONFIG_X86_64
374         static int warned;
375         if (address != regs->ip)
376                 return 0;
377         if ((address >> 32) != 0)
378                 return 0;
379         address |= 0xffffffffUL << 32;
380         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
381             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
382                 if (!warned) {
383                         printk(errata93_warning);
384                         warned = 1;
385                 }
386                 regs->ip = address;
387                 return 1;
388         }
389 #endif
390         return 0;
391 }
392
393 /*
394  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
395  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
396  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
397  * segment in LDT is compatibility mode.
398  */
399 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
400 {
401 #ifdef CONFIG_X86_64
402         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
403             (address >> 32))
404                 return 1;
405 #endif
406         return 0;
407 }
408
409 void do_invalid_op(struct pt_regs *, unsigned long);
410
411 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
412 {
413 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
414         unsigned long nr;
415         /*
416          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
417          */
418         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
419                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
420
421                 if (nr == 6) {
422                         do_invalid_op(regs, 0);
423                         return 1;
424                 }
425         }
426 #endif
427         return 0;
428 }
429
430 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
431                             unsigned long address)
432 {
433 #ifdef CONFIG_X86_32
434         if (!oops_may_print())
435                 return;
436 #endif
437
438 #ifdef CONFIG_X86_PAE
439         if (error_code & PF_INSTR) {
440                 unsigned int level;
441                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
442
443                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
444                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
445                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
446                                 "(uid: %d)\n", current->uid);
447         }
448 #endif
449
450         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
451         if (address < PAGE_SIZE)
452                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
453         else
454                 printk(KERN_CONT "paging request");
455 #ifdef CONFIG_X86_32
456         printk(KERN_CONT " at %08lx\n", address);
457 #else
458         printk(KERN_CONT " at %016lx\n", address);
459 #endif
460         printk(KERN_ALERT "IP:");
461         printk_address(regs->ip, 1);
462         dump_pagetable(address);
463 }
464
465 #ifdef CONFIG_X86_64
466 static noinline void pgtable_bad(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
467                                  unsigned long error_code)
468 {
469         unsigned long flags = oops_begin();
470         struct task_struct *tsk;
471
472         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
473                current->comm, address);
474         dump_pagetable(address);
475         tsk = current;
476         tsk->thread.cr2 = address;
477         tsk->thread.trap_no = 14;
478         tsk->thread.error_code = error_code;
479         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
480                 regs = NULL;
481         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
482 }
483 #endif
484
485 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
486 {
487         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
488                 return 0;
489         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
490                 return 0;
491
492         return 1;
493 }
494
495 /*
496  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
497  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
498  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
499  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
500  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
501  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
502  * increasing the permissions on a page.
503  */
504 static int spurious_fault(unsigned long address,
505                           unsigned long error_code)
506 {
507         pgd_t *pgd;
508         pud_t *pud;
509         pmd_t *pmd;
510         pte_t *pte;
511
512         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
513         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
514                 return 0;
515
516         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
517         if (!pgd_present(*pgd))
518                 return 0;
519
520         pud = pud_offset(pgd, address);
521         if (!pud_present(*pud))
522                 return 0;
523
524         if (pud_large(*pud))
525                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
526
527         pmd = pmd_offset(pud, address);
528         if (!pmd_present(*pmd))
529                 return 0;
530
531         if (pmd_large(*pmd))
532                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
533
534         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
535         if (!pte_present(*pte))
536                 return 0;
537
538         return spurious_fault_check(error_code, pte);
539 }
540
541 /*
542  * X86_32
543  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
544  *
545  * X86_64
546  * Handle a fault on the vmalloc area
547  *
548  * This assumes no large pages in there.
549  */
550 static int vmalloc_fault(unsigned long address)
551 {
552 #ifdef CONFIG_X86_32
553         unsigned long pgd_paddr;
554         pmd_t *pmd_k;
555         pte_t *pte_k;
556         /*
557          * Synchronize this task's top level page-table
558          * with the 'reference' page table.
559          *
560          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
561          * an interrupt in the middle of a task switch..
562          */
563         pgd_paddr = read_cr3();
564         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
565         if (!pmd_k)
566                 return -1;
567         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
568         if (!pte_present(*pte_k))
569                 return -1;
570         return 0;
571 #else
572         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
573         pud_t *pud, *pud_ref;
574         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
575         pte_t *pte, *pte_ref;
576
577         /* Make sure we are in vmalloc area */
578         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
579                 return -1;
580
581         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
582            happen within a race in page table update. In the later
583            case just flush. */
584
585         pgd = pgd_offset(current->mm ?: &init_mm, address);
586         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
587         if (pgd_none(*pgd_ref))
588                 return -1;
589         if (pgd_none(*pgd))
590                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
591         else
592                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
593
594         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
595            are shared */
596
597         pud = pud_offset(pgd, address);
598         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
599         if (pud_none(*pud_ref))
600                 return -1;
601         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
602                 BUG();
603         pmd = pmd_offset(pud, address);
604         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
605         if (pmd_none(*pmd_ref))
606                 return -1;
607         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
608                 BUG();
609         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
610         if (!pte_present(*pte_ref))
611                 return -1;
612         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
613         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
614            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
615            that. */
616         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
617                 BUG();
618         return 0;
619 #endif
620 }
621
622 int show_unhandled_signals = 1;
623
624 /*
625  * This routine handles page faults.  It determines the address,
626  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
627  * routines.
628  */
629 #ifdef CONFIG_X86_64
630 asmlinkage
631 #endif
632 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
633 {
634         struct task_struct *tsk;
635         struct mm_struct *mm;
636         struct vm_area_struct *vma;
637         unsigned long address;
638         int write, si_code;
639         int fault;
640 #ifdef CONFIG_X86_64
641         unsigned long flags;
642 #endif
643
644         /*
645          * We can fault from pretty much anywhere, with unknown IRQ state.
646          */
647         trace_hardirqs_fixup();
648
649         tsk = current;
650         mm = tsk->mm;
651         prefetchw(&mm->mmap_sem);
652
653         /* get the address */
654         address = read_cr2();
655
656         si_code = SEGV_MAPERR;
657
658         if (notify_page_fault(regs))
659                 return;
660         if (call_mmiotrace(regs, error_code, address))
661                 return;
662
663         /*
664          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
665          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
666          *
667          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
668          * be in an interrupt or a critical region, and should
669          * only copy the information from the master page table,
670          * nothing more.
671          *
672          * This verifies that the fault happens in kernel space
673          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
674          * protection error (error_code & 9) == 0.
675          */
676 #ifdef CONFIG_X86_32
677         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
678 #else
679         if (unlikely(address >= TASK_SIZE64)) {
680 #endif
681                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
682                     vmalloc_fault(address) >= 0)
683                         return;
684
685                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
686                 if (spurious_fault(address, error_code))
687                         return;
688
689                 /*
690                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
691                  * fault we could otherwise deadlock.
692                  */
693                 goto bad_area_nosemaphore;
694         }
695
696
697 #ifdef CONFIG_X86_32
698         /* It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the vmalloc
699            fault has been handled. */
700         if (regs->flags & (X86_EFLAGS_IF | X86_VM_MASK))
701                 local_irq_enable();
702
703         /*
704          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
705          * atomic region then we must not take the fault.
706          */
707         if (in_atomic() || !mm)
708                 goto bad_area_nosemaphore;
709 #else /* CONFIG_X86_64 */
710         if (likely(regs->flags & X86_EFLAGS_IF))
711                 local_irq_enable();
712
713         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
714                 pgtable_bad(address, regs, error_code);
715
716         /*
717          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
718          * atomic region then we must not take the fault.
719          */
720         if (unlikely(in_atomic() || !mm))
721                 goto bad_area_nosemaphore;
722
723         /*
724          * User-mode registers count as a user access even for any
725          * potential system fault or CPU buglet.
726          */
727         if (user_mode_vm(regs))
728                 error_code |= PF_USER;
729 again:
730 #endif
731         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
732          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
733          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
734          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
735          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
736          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
737          * space from well defined areas of code, which are listed in the
738          * exceptions table.
739          *
740          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
741          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
742          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
743          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
744          * thus avoiding the deadlock.
745          */
746         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
747                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
748                     !search_exception_tables(regs->ip))
749                         goto bad_area_nosemaphore;
750                 down_read(&mm->mmap_sem);
751         }
752
753         vma = find_vma(mm, address);
754         if (!vma)
755                 goto bad_area;
756         if (vma->vm_start <= address)
757                 goto good_area;
758         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
759                 goto bad_area;
760         if (error_code & PF_USER) {
761                 /*
762                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
763                  * The large cushion allows instructions like enter
764                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
765                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
766                  */
767                 if (address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)
768                         goto bad_area;
769         }
770         if (expand_stack(vma, address))
771                 goto bad_area;
772 /*
773  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
774  * we can handle it..
775  */
776 good_area:
777         si_code = SEGV_ACCERR;
778         write = 0;
779         switch (error_code & (PF_PROT|PF_WRITE)) {
780         default:        /* 3: write, present */
781                 /* fall through */
782         case PF_WRITE:          /* write, not present */
783                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
784                         goto bad_area;
785                 write++;
786                 break;
787         case PF_PROT:           /* read, present */
788                 goto bad_area;
789         case 0:                 /* read, not present */
790                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
791                         goto bad_area;
792         }
793
794 #ifdef CONFIG_X86_32
795 survive:
796 #endif
797         /*
798          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
799          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
800          * the fault.
801          */
802         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
803         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
804                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
805                         goto out_of_memory;
806                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
807                         goto do_sigbus;
808                 BUG();
809         }
810         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
811                 tsk->maj_flt++;
812         else
813                 tsk->min_flt++;
814
815 #ifdef CONFIG_X86_32
816         /*
817          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
818          */
819         if (v8086_mode(regs)) {
820                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
821                 if (bit < 32)
822                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
823         }
824 #endif
825         up_read(&mm->mmap_sem);
826         return;
827
828 /*
829  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
830  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
831  */
832 bad_area:
833         up_read(&mm->mmap_sem);
834
835 bad_area_nosemaphore:
836         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
837         if (error_code & PF_USER) {
838                 /*
839                  * It's possible to have interrupts off here.
840                  */
841                 local_irq_enable();
842
843                 /*
844                  * Valid to do another page fault here because this one came
845                  * from user space.
846                  */
847                 if (is_prefetch(regs, address, error_code))
848                         return;
849
850                 if (is_errata100(regs, address))
851                         return;
852
853                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
854                     printk_ratelimit()) {
855                         printk(
856 #ifdef CONFIG_X86_32
857                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %08lx sp %08lx error %lx",
858 #else
859                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %lx sp %lx error %lx",
860 #endif
861                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
862                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address, regs->ip,
863                         regs->sp, error_code);
864                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
865                         printk("\n");
866                 }
867
868                 tsk->thread.cr2 = address;
869                 /* Kernel addresses are always protection faults */
870                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
871                 tsk->thread.trap_no = 14;
872                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
873                 return;
874         }
875
876         if (is_f00f_bug(regs, address))
877                 return;
878
879 no_context:
880         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
881         if (fixup_exception(regs))
882                 return;
883
884         /*
885          * X86_32
886          * Valid to do another page fault here, because if this fault
887          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
888          * handled it.
889          *
890          * X86_64
891          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
892          */
893         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
894                 return;
895
896         if (is_errata93(regs, address))
897                 return;
898
899 /*
900  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
901  * terminate things with extreme prejudice.
902  */
903 #ifdef CONFIG_X86_32
904         bust_spinlocks(1);
905 #else
906         flags = oops_begin();
907 #endif
908
909         show_fault_oops(regs, error_code, address);
910
911         tsk->thread.cr2 = address;
912         tsk->thread.trap_no = 14;
913         tsk->thread.error_code = error_code;
914
915 #ifdef CONFIG_X86_32
916         die("Oops", regs, error_code);
917         bust_spinlocks(0);
918         do_exit(SIGKILL);
919 #else
920         if (__die("Oops", regs, error_code))
921                 regs = NULL;
922         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
923         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
924         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
925 #endif
926
927 /*
928  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
929  * us unable to handle the page fault gracefully.
930  */
931 out_of_memory:
932         up_read(&mm->mmap_sem);
933         if (is_global_init(tsk)) {
934                 yield();
935 #ifdef CONFIG_X86_32
936                 down_read(&mm->mmap_sem);
937                 goto survive;
938 #else
939                 goto again;
940 #endif
941         }
942
943         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
944         if (error_code & PF_USER)
945                 do_group_exit(SIGKILL);
946         goto no_context;
947
948 do_sigbus:
949         up_read(&mm->mmap_sem);
950
951         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
952         if (!(error_code & PF_USER))
953                 goto no_context;
954 #ifdef CONFIG_X86_32
955         /* User space => ok to do another page fault */
956         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
957                 return;
958 #endif
959         tsk->thread.cr2 = address;
960         tsk->thread.error_code = error_code;
961         tsk->thread.trap_no = 14;
962         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
963 }
964
965 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
966 LIST_HEAD(pgd_list);
967
968 void vmalloc_sync_all(void)
969 {
970 #ifdef CONFIG_X86_32
971         /*
972          * Note that races in the updates of insync and start aren't
973          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
974          * start are only improving performance (without affecting correctness
975          * if undone).
976          */
977         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
978         static unsigned long start = TASK_SIZE;
979         unsigned long address;
980
981         if (SHARED_KERNEL_PMD)
982                 return;
983
984         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE & ~PGDIR_MASK);
985         for (address = start; address >= TASK_SIZE; address += PGDIR_SIZE) {
986                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
987                         unsigned long flags;
988                         struct page *page;
989
990                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
991                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
992                                 if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
993                                                       address))
994                                         break;
995                         }
996                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
997                         if (!page)
998                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
999                 }
1000                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
1001                         start = address + PGDIR_SIZE;
1002         }
1003 #else /* CONFIG_X86_64 */
1004         /*
1005          * Note that races in the updates of insync and start aren't
1006          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
1007          * start are only improving performance (without affecting correctness
1008          * if undone).
1009          */
1010         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
1011         static unsigned long start = VMALLOC_START & PGDIR_MASK;
1012         unsigned long address;
1013
1014         for (address = start; address <= VMALLOC_END; address += PGDIR_SIZE) {
1015                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
1016                         const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
1017                         unsigned long flags;
1018                         struct page *page;
1019
1020                         if (pgd_none(*pgd_ref))
1021                                 continue;
1022                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1023                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1024                                 pgd_t *pgd;
1025                                 pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
1026                                 if (pgd_none(*pgd))
1027                                         set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1028                                 else
1029                                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1030                         }
1031                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1032                         set_bit(pgd_index(address), insync);
1033                 }
1034                 if (address == start)
1035                         start = address + PGDIR_SIZE;
1036         }
1037 #endif
1038 }