Merge branch 'linus' into perfcounters/core
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
5  */
6 #include <linux/magic.h>                /* STACK_END_MAGIC              */
7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
8 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
9 #include <linux/module.h>               /* search_exception_table       */
10 #include <linux/bootmem.h>              /* max_low_pfn                  */
11 #include <linux/kprobes.h>              /* __kprobes, ...               */
12 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
13 #include <linux/perf_counter.h>         /* perf_swcounter_event         */
14
15 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
16 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
17
18 /*
19  * Page fault error code bits:
20  *
21  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
22  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
23  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
24  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
25  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
26  */
27 enum x86_pf_error_code {
28
29         PF_PROT         =               1 << 0,
30         PF_WRITE        =               1 << 1,
31         PF_USER         =               1 << 2,
32         PF_RSVD         =               1 << 3,
33         PF_INSTR        =               1 << 4,
34 };
35
36 /*
37  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
38  * handled by mmiotrace:
39  */
40 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
41 {
42         if (unlikely(is_kmmio_active()))
43                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
44                         return -1;
45         return 0;
46 }
47
48 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
49 {
50         int ret = 0;
51
52         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
53         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
54                 preempt_disable();
55                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
56                         ret = 1;
57                 preempt_enable();
58         }
59
60         return ret;
61 }
62
63 /*
64  * Prefetch quirks:
65  *
66  * 32-bit mode:
67  *
68  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
69  *   Check that here and ignore it.
70  *
71  * 64-bit mode:
72  *
73  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
74  *   Check that here and ignore it.
75  *
76  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
77  */
78 static inline int
79 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
80                       unsigned char opcode, int *prefetch)
81 {
82         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
83         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
84
85         switch (instr_hi) {
86         case 0x20:
87         case 0x30:
88                 /*
89                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
90                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
91                  * opcode if some of these prefixes are present so
92                  * X86_64 will never get here anyway
93                  */
94                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
95 #ifdef CONFIG_X86_64
96         case 0x40:
97                 /*
98                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
99                  * Need to figure out under what instruction mode the
100                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
101                  * but for now it's good enough to assume that long
102                  * mode only uses well known segments or kernel.
103                  */
104                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
105 #endif
106         case 0x60:
107                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
108                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
109         case 0xF0:
110                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
111                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
112         case 0x00:
113                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
114                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
115                         return 0;
116
117                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
118                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
119                 return 0;
120         default:
121                 return 0;
122         }
123 }
124
125 static int
126 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
127 {
128         unsigned char *max_instr;
129         unsigned char *instr;
130         int prefetch = 0;
131
132         /*
133          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
134          * do not ignore the fault:
135          */
136         if (error_code & PF_INSTR)
137                 return 0;
138
139         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
140         max_instr = instr + 15;
141
142         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
143                 return 0;
144
145         while (instr < max_instr) {
146                 unsigned char opcode;
147
148                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
149                         break;
150
151                 instr++;
152
153                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
154                         break;
155         }
156         return prefetch;
157 }
158
159 static void
160 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
161                      struct task_struct *tsk)
162 {
163         siginfo_t info;
164
165         info.si_signo   = si_signo;
166         info.si_errno   = 0;
167         info.si_code    = si_code;
168         info.si_addr    = (void __user *)address;
169
170         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
171 }
172
173 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
174 LIST_HEAD(pgd_list);
175
176 #ifdef CONFIG_X86_32
177 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
178 {
179         unsigned index = pgd_index(address);
180         pgd_t *pgd_k;
181         pud_t *pud, *pud_k;
182         pmd_t *pmd, *pmd_k;
183
184         pgd += index;
185         pgd_k = init_mm.pgd + index;
186
187         if (!pgd_present(*pgd_k))
188                 return NULL;
189
190         /*
191          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
192          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
193          * set_pud.
194          */
195         pud = pud_offset(pgd, address);
196         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
197         if (!pud_present(*pud_k))
198                 return NULL;
199
200         pmd = pmd_offset(pud, address);
201         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
202         if (!pmd_present(*pmd_k))
203                 return NULL;
204
205         if (!pmd_present(*pmd))
206                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
207         else
208                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
209
210         return pmd_k;
211 }
212
213 void vmalloc_sync_all(void)
214 {
215         unsigned long address;
216
217         if (SHARED_KERNEL_PMD)
218                 return;
219
220         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
221              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
222              address += PMD_SIZE) {
223
224                 unsigned long flags;
225                 struct page *page;
226
227                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
228                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
229                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
230                                 break;
231                 }
232                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
233         }
234 }
235
236 /*
237  * 32-bit:
238  *
239  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
240  */
241 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
242 {
243         unsigned long pgd_paddr;
244         pmd_t *pmd_k;
245         pte_t *pte_k;
246
247         /* Make sure we are in vmalloc area: */
248         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
249                 return -1;
250
251         /*
252          * Synchronize this task's top level page-table
253          * with the 'reference' page table.
254          *
255          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
256          * an interrupt in the middle of a task switch..
257          */
258         pgd_paddr = read_cr3();
259         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
260         if (!pmd_k)
261                 return -1;
262
263         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
264         if (!pte_present(*pte_k))
265                 return -1;
266
267         return 0;
268 }
269
270 /*
271  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
272  */
273 static inline void
274 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
275                  struct task_struct *tsk)
276 {
277         unsigned long bit;
278
279         if (!v8086_mode(regs))
280                 return;
281
282         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
283         if (bit < 32)
284                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
285 }
286
287 static void dump_pagetable(unsigned long address)
288 {
289         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
290
291         page = read_cr3();
292         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
293
294 #ifdef CONFIG_X86_PAE
295         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
296         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
297             && page & _PAGE_PRESENT) {
298                 page &= PAGE_MASK;
299                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
300                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
301                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
302                 page &= ~_PAGE_NX;
303         }
304 #else
305         printk("*pde = %08lx ", page);
306 #endif
307
308         /*
309          * We must not directly access the pte in the highpte
310          * case if the page table is located in highmem.
311          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
312          * it's allocated already:
313          */
314         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
315             && (page & _PAGE_PRESENT)
316             && !(page & _PAGE_PSE)) {
317
318                 page &= PAGE_MASK;
319                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
320                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
321                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
322         }
323
324         printk("\n");
325 }
326
327 #else /* CONFIG_X86_64: */
328
329 void vmalloc_sync_all(void)
330 {
331         unsigned long address;
332
333         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
334              address += PGDIR_SIZE) {
335
336                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
337                 unsigned long flags;
338                 struct page *page;
339
340                 if (pgd_none(*pgd_ref))
341                         continue;
342
343                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
344                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
345                         pgd_t *pgd;
346                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
347                         if (pgd_none(*pgd))
348                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
349                         else
350                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
351                 }
352                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
353         }
354 }
355
356 /*
357  * 64-bit:
358  *
359  *   Handle a fault on the vmalloc area
360  *
361  * This assumes no large pages in there.
362  */
363 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
364 {
365         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
366         pud_t *pud, *pud_ref;
367         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
368         pte_t *pte, *pte_ref;
369
370         /* Make sure we are in vmalloc area: */
371         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
372                 return -1;
373
374         /*
375          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
376          * happen within a race in page table update. In the later
377          * case just flush:
378          */
379         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
380         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
381         if (pgd_none(*pgd_ref))
382                 return -1;
383
384         if (pgd_none(*pgd))
385                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
386         else
387                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
388
389         /*
390          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
391          * are shared:
392          */
393
394         pud = pud_offset(pgd, address);
395         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
396         if (pud_none(*pud_ref))
397                 return -1;
398
399         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
400                 BUG();
401
402         pmd = pmd_offset(pud, address);
403         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
404         if (pmd_none(*pmd_ref))
405                 return -1;
406
407         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
408                 BUG();
409
410         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
411         if (!pte_present(*pte_ref))
412                 return -1;
413
414         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
415
416         /*
417          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
418          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
419          * that:
420          */
421         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
422                 BUG();
423
424         return 0;
425 }
426
427 static const char errata93_warning[] =
428 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
429 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
430 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
431 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
432
433 /*
434  * No vm86 mode in 64-bit mode:
435  */
436 static inline void
437 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
438                  struct task_struct *tsk)
439 {
440 }
441
442 static int bad_address(void *p)
443 {
444         unsigned long dummy;
445
446         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
447 }
448
449 static void dump_pagetable(unsigned long address)
450 {
451         pgd_t *pgd;
452         pud_t *pud;
453         pmd_t *pmd;
454         pte_t *pte;
455
456         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
457
458         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
459
460         pgd += pgd_index(address);
461         if (bad_address(pgd))
462                 goto bad;
463
464         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
465
466         if (!pgd_present(*pgd))
467                 goto out;
468
469         pud = pud_offset(pgd, address);
470         if (bad_address(pud))
471                 goto bad;
472
473         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
474         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
475                 goto out;
476
477         pmd = pmd_offset(pud, address);
478         if (bad_address(pmd))
479                 goto bad;
480
481         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
482         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
483                 goto out;
484
485         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
486         if (bad_address(pte))
487                 goto bad;
488
489         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
490 out:
491         printk("\n");
492         return;
493 bad:
494         printk("BAD\n");
495 }
496
497 #endif /* CONFIG_X86_64 */
498
499 /*
500  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
501  *
502  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
503  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
504  *
505  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
506  *
507  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
508  * Try to work around it here.
509  *
510  * Note we only handle faults in kernel here.
511  * Does nothing on 32-bit.
512  */
513 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
514 {
515 #ifdef CONFIG_X86_64
516         if (address != regs->ip)
517                 return 0;
518
519         if ((address >> 32) != 0)
520                 return 0;
521
522         address |= 0xffffffffUL << 32;
523         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
524             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
525                 printk_once(errata93_warning);
526                 regs->ip = address;
527                 return 1;
528         }
529 #endif
530         return 0;
531 }
532
533 /*
534  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
535  * to illegal addresses >4GB.
536  *
537  * We catch this in the page fault handler because these addresses
538  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
539  * segment in LDT is compatibility mode.
540  */
541 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
542 {
543 #ifdef CONFIG_X86_64
544         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
545                 return 1;
546 #endif
547         return 0;
548 }
549
550 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
551 {
552 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
553         unsigned long nr;
554
555         /*
556          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
557          */
558         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
559                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
560
561                 if (nr == 6) {
562                         do_invalid_op(regs, 0);
563                         return 1;
564                 }
565         }
566 #endif
567         return 0;
568 }
569
570 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
571 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
572
573 static void
574 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
575                 unsigned long address)
576 {
577         if (!oops_may_print())
578                 return;
579
580         if (error_code & PF_INSTR) {
581                 unsigned int level;
582
583                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
584
585                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
586                         printk(nx_warning, current_uid());
587         }
588
589         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
590         if (address < PAGE_SIZE)
591                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
592         else
593                 printk(KERN_CONT "paging request");
594
595         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
596         printk(KERN_ALERT "IP:");
597         printk_address(regs->ip, 1);
598
599         dump_pagetable(address);
600 }
601
602 static noinline void
603 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
604             unsigned long address)
605 {
606         struct task_struct *tsk;
607         unsigned long flags;
608         int sig;
609
610         flags = oops_begin();
611         tsk = current;
612         sig = SIGKILL;
613
614         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
615                tsk->comm, address);
616         dump_pagetable(address);
617
618         tsk->thread.cr2         = address;
619         tsk->thread.trap_no     = 14;
620         tsk->thread.error_code  = error_code;
621
622         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
623                 sig = 0;
624
625         oops_end(flags, regs, sig);
626 }
627
628 static noinline void
629 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
630            unsigned long address)
631 {
632         struct task_struct *tsk = current;
633         unsigned long *stackend;
634         unsigned long flags;
635         int sig;
636
637         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
638         if (fixup_exception(regs))
639                 return;
640
641         /*
642          * 32-bit:
643          *
644          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
645          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
646          *   handled it.
647          *
648          * 64-bit:
649          *
650          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
651          */
652         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
653                 return;
654
655         if (is_errata93(regs, address))
656                 return;
657
658         /*
659          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
660          * terminate things with extreme prejudice:
661          */
662         flags = oops_begin();
663
664         show_fault_oops(regs, error_code, address);
665
666         stackend = end_of_stack(tsk);
667         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
668                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
669
670         tsk->thread.cr2         = address;
671         tsk->thread.trap_no     = 14;
672         tsk->thread.error_code  = error_code;
673
674         sig = SIGKILL;
675         if (__die("Oops", regs, error_code))
676                 sig = 0;
677
678         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
679         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
680
681         oops_end(flags, regs, sig);
682 }
683
684 /*
685  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
686  * sysctl is set:
687  */
688 static inline void
689 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
690                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
691 {
692         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
693                 return;
694
695         if (!printk_ratelimit())
696                 return;
697
698         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
699                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
700                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
701                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
702
703         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
704
705         printk(KERN_CONT "\n");
706 }
707
708 static void
709 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
710                        unsigned long address, int si_code)
711 {
712         struct task_struct *tsk = current;
713
714         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
715         if (error_code & PF_USER) {
716                 /*
717                  * It's possible to have interrupts off here:
718                  */
719                 local_irq_enable();
720
721                 /*
722                  * Valid to do another page fault here because this one came
723                  * from user space:
724                  */
725                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
726                         return;
727
728                 if (is_errata100(regs, address))
729                         return;
730
731                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
732                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
733
734                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
735                 tsk->thread.cr2         = address;
736                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
737                 tsk->thread.trap_no     = 14;
738
739                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
740
741                 return;
742         }
743
744         if (is_f00f_bug(regs, address))
745                 return;
746
747         no_context(regs, error_code, address);
748 }
749
750 static noinline void
751 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
752                      unsigned long address)
753 {
754         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
755 }
756
757 static void
758 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
759            unsigned long address, int si_code)
760 {
761         struct mm_struct *mm = current->mm;
762
763         /*
764          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
765          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
766          */
767         up_read(&mm->mmap_sem);
768
769         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
770 }
771
772 static noinline void
773 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
774 {
775         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
776 }
777
778 static noinline void
779 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
780                       unsigned long address)
781 {
782         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
783 }
784
785 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
786 static void
787 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
788               unsigned long address)
789 {
790         /*
791          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
792          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
793          */
794         up_read(&current->mm->mmap_sem);
795
796         pagefault_out_of_memory();
797 }
798
799 static void
800 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
801 {
802         struct task_struct *tsk = current;
803         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
804
805         up_read(&mm->mmap_sem);
806
807         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
808         if (!(error_code & PF_USER))
809                 no_context(regs, error_code, address);
810
811         /* User-space => ok to do another page fault: */
812         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
813                 return;
814
815         tsk->thread.cr2         = address;
816         tsk->thread.error_code  = error_code;
817         tsk->thread.trap_no     = 14;
818
819         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
820 }
821
822 static noinline void
823 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
824                unsigned long address, unsigned int fault)
825 {
826         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
827                 out_of_memory(regs, error_code, address);
828         } else {
829                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
830                         do_sigbus(regs, error_code, address);
831                 else
832                         BUG();
833         }
834 }
835
836 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
837 {
838         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
839                 return 0;
840
841         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
842                 return 0;
843
844         return 1;
845 }
846
847 /*
848  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
849  *
850  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
851  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
852  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
853  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
854  * on other processors.
855  *
856  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
857  * increasing the permissions on a page.
858  */
859 static noinline int
860 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
861 {
862         pgd_t *pgd;
863         pud_t *pud;
864         pmd_t *pmd;
865         pte_t *pte;
866         int ret;
867
868         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
869         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
870                 return 0;
871
872         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
873         if (!pgd_present(*pgd))
874                 return 0;
875
876         pud = pud_offset(pgd, address);
877         if (!pud_present(*pud))
878                 return 0;
879
880         if (pud_large(*pud))
881                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
882
883         pmd = pmd_offset(pud, address);
884         if (!pmd_present(*pmd))
885                 return 0;
886
887         if (pmd_large(*pmd))
888                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
889
890         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
891         if (!pte_present(*pte))
892                 return 0;
893
894         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
895         if (!ret)
896                 return 0;
897
898         /*
899          * Make sure we have permissions in PMD.
900          * If not, then there's a bug in the page tables:
901          */
902         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
903         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
904
905         return ret;
906 }
907
908 int show_unhandled_signals = 1;
909
910 static inline int
911 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
912 {
913         if (write) {
914                 /* write, present and write, not present: */
915                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
916                         return 1;
917                 return 0;
918         }
919
920         /* read, present: */
921         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
922                 return 1;
923
924         /* read, not present: */
925         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
926                 return 1;
927
928         return 0;
929 }
930
931 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
932 {
933         return address >= TASK_SIZE_MAX;
934 }
935
936 /*
937  * This routine handles page faults.  It determines the address,
938  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
939  * routines.
940  */
941 dotraplinkage void __kprobes
942 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
943 {
944         struct vm_area_struct *vma;
945         struct task_struct *tsk;
946         unsigned long address;
947         struct mm_struct *mm;
948         int write;
949         int fault;
950
951         tsk = current;
952         mm = tsk->mm;
953
954         prefetchw(&mm->mmap_sem);
955
956         /* Get the faulting address: */
957         address = read_cr2();
958
959         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
960                 return;
961
962         /*
963          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
964          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
965          *
966          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
967          * be in an interrupt or a critical region, and should
968          * only copy the information from the master page table,
969          * nothing more.
970          *
971          * This verifies that the fault happens in kernel space
972          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
973          * protection error (error_code & 9) == 0.
974          */
975         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
976                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
977                     vmalloc_fault(address) >= 0)
978                         return;
979
980                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
981                 if (spurious_fault(error_code, address))
982                         return;
983
984                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
985                 if (notify_page_fault(regs))
986                         return;
987                 /*
988                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
989                  * fault we could otherwise deadlock:
990                  */
991                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
992
993                 return;
994         }
995
996         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
997         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
998                 return;
999         /*
1000          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1001          * vmalloc fault has been handled.
1002          *
1003          * User-mode registers count as a user access even for any
1004          * potential system fault or CPU buglet:
1005          */
1006         if (user_mode_vm(regs)) {
1007                 local_irq_enable();
1008                 error_code |= PF_USER;
1009         } else {
1010                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1011                         local_irq_enable();
1012         }
1013
1014         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1015                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1016
1017         perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
1018
1019         /*
1020          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1021          * in an atomic region then we must not take the fault:
1022          */
1023         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1024                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1025                 return;
1026         }
1027
1028         /*
1029          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1030          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1031          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1032          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1033          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1034          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1035          * references user space from well defined areas of code, which are
1036          * listed in the exceptions table.
1037          *
1038          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1039          * the source reference check when there is a possibility of a
1040          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1041          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1042          * space check, thus avoiding the deadlock:
1043          */
1044         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1045                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1046                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1047                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1048                         return;
1049                 }
1050                 down_read(&mm->mmap_sem);
1051         } else {
1052                 /*
1053                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1054                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1055                  * down_read():
1056                  */
1057                 might_sleep();
1058         }
1059
1060         vma = find_vma(mm, address);
1061         if (unlikely(!vma)) {
1062                 bad_area(regs, error_code, address);
1063                 return;
1064         }
1065         if (likely(vma->vm_start <= address))
1066                 goto good_area;
1067         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1068                 bad_area(regs, error_code, address);
1069                 return;
1070         }
1071         if (error_code & PF_USER) {
1072                 /*
1073                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1074                  * The large cushion allows instructions like enter
1075                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1076                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1077                  */
1078                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1079                         bad_area(regs, error_code, address);
1080                         return;
1081                 }
1082         }
1083         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1084                 bad_area(regs, error_code, address);
1085                 return;
1086         }
1087
1088         /*
1089          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1090          * we can handle it..
1091          */
1092 good_area:
1093         write = error_code & PF_WRITE;
1094
1095         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1096                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1097                 return;
1098         }
1099
1100         /*
1101          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1102          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1103          * the fault:
1104          */
1105         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1106
1107         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1108                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1109                 return;
1110         }
1111
1112         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
1113                 tsk->maj_flt++;
1114                 perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
1115                                      regs, address);
1116         } else {
1117                 tsk->min_flt++;
1118                 perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
1119                                      regs, address);
1120         }
1121
1122         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1123
1124         up_read(&mm->mmap_sem);
1125 }