x86: optimise x86's do_page_fault (C entry point for the page fault path)
[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 = current;
423         tsk->thread.cr2 = address;
424         tsk->thread.trap_no = 14;
425         tsk->thread.error_code = error_code;
426         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
427                 sig = 0;
428         oops_end(flags, regs, sig);
429 }
430 #endif
431
432 static noinline void no_context(struct pt_regs *regs,
433                         unsigned long error_code, unsigned long address)
434 {
435         struct task_struct *tsk = current;
436 #ifdef CONFIG_X86_64
437         unsigned long flags;
438         int sig;
439 #endif
440
441         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
442         if (fixup_exception(regs))
443                 return;
444
445         /*
446          * X86_32
447          * Valid to do another page fault here, because if this fault
448          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
449          * handled it.
450          *
451          * X86_64
452          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
453          */
454         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
455                 return;
456
457         if (is_errata93(regs, address))
458                 return;
459
460         /*
461          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
462          * terminate things with extreme prejudice.
463          */
464 #ifdef CONFIG_X86_32
465         bust_spinlocks(1);
466 #else
467         flags = oops_begin();
468 #endif
469
470         show_fault_oops(regs, error_code, address);
471
472         tsk->thread.cr2 = address;
473         tsk->thread.trap_no = 14;
474         tsk->thread.error_code = error_code;
475
476 #ifdef CONFIG_X86_32
477         die("Oops", regs, error_code);
478         bust_spinlocks(0);
479         do_exit(SIGKILL);
480 #else
481         sig = SIGKILL;
482         if (__die("Oops", regs, error_code))
483                 sig = 0;
484         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
485         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
486         oops_end(flags, regs, sig);
487 #endif
488 }
489
490 static void __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
491                         unsigned long error_code, unsigned long address,
492                         int si_code)
493 {
494         struct task_struct *tsk = current;
495
496         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
497         if (error_code & PF_USER) {
498                 /*
499                  * It's possible to have interrupts off here.
500                  */
501                 local_irq_enable();
502
503                 /*
504                  * Valid to do another page fault here because this one came
505                  * from user space.
506                  */
507                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
508                         return;
509
510                 if (is_errata100(regs, address))
511                         return;
512
513                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
514                     printk_ratelimit()) {
515                         printk(
516                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
517                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
518                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
519                         (void *) regs->ip, (void *) regs->sp, error_code);
520                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
521                         printk("\n");
522                 }
523
524                 tsk->thread.cr2 = address;
525                 /* Kernel addresses are always protection faults */
526                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
527                 tsk->thread.trap_no = 14;
528                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
529                 return;
530         }
531
532         if (is_f00f_bug(regs, address))
533                 return;
534
535         no_context(regs, error_code, address);
536 }
537
538 static noinline void bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
539                         unsigned long error_code, unsigned long address)
540 {
541         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
542 }
543
544 static void __bad_area(struct pt_regs *regs,
545                         unsigned long error_code, unsigned long address,
546                         int si_code)
547 {
548         struct mm_struct *mm = current->mm;
549
550         /*
551          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
552          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
553          */
554         up_read(&mm->mmap_sem);
555
556         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
557 }
558
559 static noinline void bad_area(struct pt_regs *regs,
560                         unsigned long error_code, unsigned long address)
561 {
562         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
563 }
564
565 static noinline void bad_area_access_error(struct pt_regs *regs,
566                         unsigned long error_code, unsigned long address)
567 {
568         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
569 }
570
571 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
572 static void out_of_memory(struct pt_regs *regs,
573                         unsigned long error_code, unsigned long address)
574 {
575         /*
576          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
577          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
578          */
579         up_read(&current->mm->mmap_sem);
580         pagefault_out_of_memory();
581 }
582
583 static void do_sigbus(struct pt_regs *regs,
584                         unsigned long error_code, unsigned long address)
585 {
586         struct task_struct *tsk = current;
587         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
588
589         up_read(&mm->mmap_sem);
590
591         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
592         if (!(error_code & PF_USER))
593                 no_context(regs, error_code, address);
594 #ifdef CONFIG_X86_32
595         /* User space => ok to do another page fault */
596         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
597                 return;
598 #endif
599         tsk->thread.cr2 = address;
600         tsk->thread.error_code = error_code;
601         tsk->thread.trap_no = 14;
602         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
603 }
604
605 static noinline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs,
606                 unsigned long error_code, unsigned long address, unsigned int fault)
607 {
608         if (fault & VM_FAULT_OOM)
609                 out_of_memory(regs, error_code, address);
610         else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
611                 do_sigbus(regs, error_code, address);
612         else
613                 BUG();
614 }
615
616 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
617 {
618         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
619                 return 0;
620         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
621                 return 0;
622
623         return 1;
624 }
625
626 /*
627  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
628  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
629  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
630  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
631  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
632  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
633  * increasing the permissions on a page.
634  */
635 static noinline int spurious_fault(unsigned long error_code,
636                                 unsigned long address)
637 {
638         pgd_t *pgd;
639         pud_t *pud;
640         pmd_t *pmd;
641         pte_t *pte;
642
643         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
644         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
645                 return 0;
646
647         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
648         if (!pgd_present(*pgd))
649                 return 0;
650
651         pud = pud_offset(pgd, address);
652         if (!pud_present(*pud))
653                 return 0;
654
655         if (pud_large(*pud))
656                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
657
658         pmd = pmd_offset(pud, address);
659         if (!pmd_present(*pmd))
660                 return 0;
661
662         if (pmd_large(*pmd))
663                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
664
665         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
666         if (!pte_present(*pte))
667                 return 0;
668
669         return spurious_fault_check(error_code, pte);
670 }
671
672 /*
673  * X86_32
674  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
675  *
676  * X86_64
677  * Handle a fault on the vmalloc area
678  *
679  * This assumes no large pages in there.
680  */
681 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
682 {
683 #ifdef CONFIG_X86_32
684         unsigned long pgd_paddr;
685         pmd_t *pmd_k;
686         pte_t *pte_k;
687
688         /* Make sure we are in vmalloc area */
689         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
690                 return -1;
691
692         /*
693          * Synchronize this task's top level page-table
694          * with the 'reference' page table.
695          *
696          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
697          * an interrupt in the middle of a task switch..
698          */
699         pgd_paddr = read_cr3();
700         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
701         if (!pmd_k)
702                 return -1;
703         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
704         if (!pte_present(*pte_k))
705                 return -1;
706         return 0;
707 #else
708         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
709         pud_t *pud, *pud_ref;
710         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
711         pte_t *pte, *pte_ref;
712
713         /* Make sure we are in vmalloc area */
714         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
715                 return -1;
716
717         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
718            happen within a race in page table update. In the later
719            case just flush. */
720
721         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
722         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
723         if (pgd_none(*pgd_ref))
724                 return -1;
725         if (pgd_none(*pgd))
726                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
727         else
728                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
729
730         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
731            are shared */
732
733         pud = pud_offset(pgd, address);
734         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
735         if (pud_none(*pud_ref))
736                 return -1;
737         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
738                 BUG();
739         pmd = pmd_offset(pud, address);
740         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
741         if (pmd_none(*pmd_ref))
742                 return -1;
743         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
744                 BUG();
745         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
746         if (!pte_present(*pte_ref))
747                 return -1;
748         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
749         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
750            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
751            that. */
752         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
753                 BUG();
754         return 0;
755 #endif
756 }
757
758 int show_unhandled_signals = 1;
759
760 static inline int access_error(unsigned long error_code, int write,
761                                 struct vm_area_struct *vma)
762 {
763         if (write) {
764                 /* write, present and write, not present */
765                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
766                         return 1;
767         } else if (unlikely(error_code & PF_PROT)) {
768                 /* read, present */
769                 return 1;
770         } else {
771                 /* read, not present */
772                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
773                         return 1;
774         }
775
776         return 0;
777 }
778
779 /*
780  * This routine handles page faults.  It determines the address,
781  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
782  * routines.
783  */
784 #ifdef CONFIG_X86_64
785 asmlinkage
786 #endif
787 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
788 {
789         unsigned long address;
790         struct task_struct *tsk;
791         struct mm_struct *mm;
792         struct vm_area_struct *vma;
793         int write;
794         int fault;
795
796         tsk = current;
797         mm = tsk->mm;
798         prefetchw(&mm->mmap_sem);
799
800         /* get the address */
801         address = read_cr2();
802
803         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
804                 return;
805         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
806                 return;
807
808         /*
809          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
810          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
811          *
812          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
813          * be in an interrupt or a critical region, and should
814          * only copy the information from the master page table,
815          * nothing more.
816          *
817          * This verifies that the fault happens in kernel space
818          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
819          * protection error (error_code & 9) == 0.
820          */
821 #ifdef CONFIG_X86_32
822         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
823 #else
824         if (unlikely(address >= TASK_SIZE64)) {
825 #endif
826                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
827                     vmalloc_fault(address) >= 0)
828                         return;
829
830                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
831                 if (spurious_fault(error_code, address))
832                         return;
833
834                 /*
835                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
836                  * fault we could otherwise deadlock.
837                  */
838                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
839                 return;
840         }
841
842         /*
843          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
844          * vmalloc fault has been handled.
845          *
846          * User-mode registers count as a user access even for any
847          * potential system fault or CPU buglet.
848          */
849         if (user_mode_vm(regs)) {
850                 local_irq_enable();
851                 error_code |= PF_USER;
852         } else if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
853                 local_irq_enable();
854
855 #ifdef CONFIG_X86_64
856         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
857                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
858 #endif
859
860         /*
861          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
862          * atomic region then we must not take the fault.
863          */
864         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
865                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
866                 return;
867         }
868
869         /*
870          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
871          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
872          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
873          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
874          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
875          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
876          * space from well defined areas of code, which are listed in the
877          * exceptions table.
878          *
879          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
880          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
881          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
882          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
883          * thus avoiding the deadlock.
884          */
885         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
886                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
887                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
888                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
889                         return;
890                 }
891                 down_read(&mm->mmap_sem);
892         }
893
894         vma = find_vma(mm, address);
895         if (unlikely(!vma)) {
896                 bad_area(regs, error_code, address);
897                 return;
898         }
899         if (likely(vma->vm_start <= address))
900                 goto good_area;
901         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
902                 bad_area(regs, error_code, address);
903                 return;
904         }
905         if (error_code & PF_USER) {
906                 /*
907                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
908                  * The large cushion allows instructions like enter
909                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
910                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
911                  */
912                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
913                         bad_area(regs, error_code, address);
914                         return;
915                 }
916         }
917         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
918                 bad_area(regs, error_code, address);
919                 return;
920         }
921
922         /*
923          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
924          * we can handle it..
925          */
926 good_area:
927         write = error_code & PF_WRITE;
928         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
929                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
930                 return;
931         }
932
933         /*
934          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
935          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
936          * the fault.
937          */
938         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
939         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
940                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
941                 return;
942         }
943         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
944                 tsk->maj_flt++;
945         else
946                 tsk->min_flt++;
947
948 #ifdef CONFIG_X86_32
949         /*
950          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
951          */
952         if (v8086_mode(regs)) {
953                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
954                 if (bit < 32)
955                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
956         }
957 #endif
958         up_read(&mm->mmap_sem);
959 }
960
961 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
962 LIST_HEAD(pgd_list);
963
964 void vmalloc_sync_all(void)
965 {
966         unsigned long address;
967
968 #ifdef CONFIG_X86_32
969         if (SHARED_KERNEL_PMD)
970                 return;
971
972         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
973              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
974              address += PMD_SIZE) {
975                 unsigned long flags;
976                 struct page *page;
977
978                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
979                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
980                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
981                                               address))
982                                 break;
983                 }
984                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
985         }
986 #else /* CONFIG_X86_64 */
987         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
988              address += PGDIR_SIZE) {
989                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
990                 unsigned long flags;
991                 struct page *page;
992
993                 if (pgd_none(*pgd_ref))
994                         continue;
995                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
996                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
997                         pgd_t *pgd;
998                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
999                         if (pgd_none(*pgd))
1000                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1001                         else
1002                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1003                 }
1004                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1005         }
1006 #endif
1007 }