Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[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_event.h>           /* perf_sw_event                */
14
15 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
16 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
17 #include <asm/kmemcheck.h>              /* kmemcheck_*(), ...           */
18
19 /*
20  * Page fault error code bits:
21  *
22  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
23  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
24  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
25  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
26  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
27  */
28 enum x86_pf_error_code {
29
30         PF_PROT         =               1 << 0,
31         PF_WRITE        =               1 << 1,
32         PF_USER         =               1 << 2,
33         PF_RSVD         =               1 << 3,
34         PF_INSTR        =               1 << 4,
35 };
36
37 /*
38  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
39  * handled by mmiotrace:
40  */
41 static inline int __kprobes
42 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
43 {
44         if (unlikely(is_kmmio_active()))
45                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
46                         return -1;
47         return 0;
48 }
49
50 static inline int __kprobes notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
51 {
52         int ret = 0;
53
54         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
55         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
56                 preempt_disable();
57                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
58                         ret = 1;
59                 preempt_enable();
60         }
61
62         return ret;
63 }
64
65 /*
66  * Prefetch quirks:
67  *
68  * 32-bit mode:
69  *
70  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
71  *   Check that here and ignore it.
72  *
73  * 64-bit mode:
74  *
75  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
76  *   Check that here and ignore it.
77  *
78  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
79  */
80 static inline int
81 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
82                       unsigned char opcode, int *prefetch)
83 {
84         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
85         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
86
87         switch (instr_hi) {
88         case 0x20:
89         case 0x30:
90                 /*
91                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
92                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
93                  * opcode if some of these prefixes are present so
94                  * X86_64 will never get here anyway
95                  */
96                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
97 #ifdef CONFIG_X86_64
98         case 0x40:
99                 /*
100                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
101                  * Need to figure out under what instruction mode the
102                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
103                  * but for now it's good enough to assume that long
104                  * mode only uses well known segments or kernel.
105                  */
106                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
107 #endif
108         case 0x60:
109                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
110                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
111         case 0xF0:
112                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
113                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
114         case 0x00:
115                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
116                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
117                         return 0;
118
119                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
120                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
121                 return 0;
122         default:
123                 return 0;
124         }
125 }
126
127 static int
128 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
129 {
130         unsigned char *max_instr;
131         unsigned char *instr;
132         int prefetch = 0;
133
134         /*
135          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
136          * do not ignore the fault:
137          */
138         if (error_code & PF_INSTR)
139                 return 0;
140
141         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
142         max_instr = instr + 15;
143
144         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
145                 return 0;
146
147         while (instr < max_instr) {
148                 unsigned char opcode;
149
150                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
151                         break;
152
153                 instr++;
154
155                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
156                         break;
157         }
158         return prefetch;
159 }
160
161 static void
162 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
163                      struct task_struct *tsk)
164 {
165         siginfo_t info;
166
167         info.si_signo   = si_signo;
168         info.si_errno   = 0;
169         info.si_code    = si_code;
170         info.si_addr    = (void __user *)address;
171         info.si_addr_lsb = si_code == BUS_MCEERR_AR ? PAGE_SHIFT : 0;
172
173         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
174 }
175
176 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
177 LIST_HEAD(pgd_list);
178
179 #ifdef CONFIG_X86_32
180 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
181 {
182         unsigned index = pgd_index(address);
183         pgd_t *pgd_k;
184         pud_t *pud, *pud_k;
185         pmd_t *pmd, *pmd_k;
186
187         pgd += index;
188         pgd_k = init_mm.pgd + index;
189
190         if (!pgd_present(*pgd_k))
191                 return NULL;
192
193         /*
194          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
195          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
196          * set_pud.
197          */
198         pud = pud_offset(pgd, address);
199         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
200         if (!pud_present(*pud_k))
201                 return NULL;
202
203         pmd = pmd_offset(pud, address);
204         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
205         if (!pmd_present(*pmd_k))
206                 return NULL;
207
208         if (!pmd_present(*pmd))
209                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
210         else
211                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
212
213         return pmd_k;
214 }
215
216 void vmalloc_sync_all(void)
217 {
218         unsigned long address;
219
220         if (SHARED_KERNEL_PMD)
221                 return;
222
223         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
224              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
225              address += PMD_SIZE) {
226
227                 unsigned long flags;
228                 struct page *page;
229
230                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
231                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
232                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
233                                 break;
234                 }
235                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
236         }
237 }
238
239 /*
240  * 32-bit:
241  *
242  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
243  */
244 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
245 {
246         unsigned long pgd_paddr;
247         pmd_t *pmd_k;
248         pte_t *pte_k;
249
250         /* Make sure we are in vmalloc area: */
251         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
252                 return -1;
253
254         /*
255          * Synchronize this task's top level page-table
256          * with the 'reference' page table.
257          *
258          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
259          * an interrupt in the middle of a task switch..
260          */
261         pgd_paddr = read_cr3();
262         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
263         if (!pmd_k)
264                 return -1;
265
266         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
267         if (!pte_present(*pte_k))
268                 return -1;
269
270         return 0;
271 }
272
273 /*
274  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
275  */
276 static inline void
277 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
278                  struct task_struct *tsk)
279 {
280         unsigned long bit;
281
282         if (!v8086_mode(regs))
283                 return;
284
285         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
286         if (bit < 32)
287                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
288 }
289
290 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
291 {
292         return pfn < max_low_pfn;
293 }
294
295 static void dump_pagetable(unsigned long address)
296 {
297         pgd_t *base = __va(read_cr3());
298         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
299         pmd_t *pmd;
300         pte_t *pte;
301
302 #ifdef CONFIG_X86_PAE
303         printk("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
304         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
305                 goto out;
306 #endif
307         pmd = pmd_offset(pud_offset(pgd, address), address);
308         printk(KERN_CONT "*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
309
310         /*
311          * We must not directly access the pte in the highpte
312          * case if the page table is located in highmem.
313          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
314          * it's allocated already:
315          */
316         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
317                 goto out;
318
319         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
320         printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
321 out:
322         printk("\n");
323 }
324
325 #else /* CONFIG_X86_64: */
326
327 void vmalloc_sync_all(void)
328 {
329         unsigned long address;
330
331         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
332              address += PGDIR_SIZE) {
333
334                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
335                 unsigned long flags;
336                 struct page *page;
337
338                 if (pgd_none(*pgd_ref))
339                         continue;
340
341                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
342                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
343                         pgd_t *pgd;
344                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
345                         if (pgd_none(*pgd))
346                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
347                         else
348                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
349                 }
350                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
351         }
352 }
353
354 /*
355  * 64-bit:
356  *
357  *   Handle a fault on the vmalloc area
358  *
359  * This assumes no large pages in there.
360  */
361 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
362 {
363         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
364         pud_t *pud, *pud_ref;
365         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
366         pte_t *pte, *pte_ref;
367
368         /* Make sure we are in vmalloc area: */
369         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
370                 return -1;
371
372         /*
373          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
374          * happen within a race in page table update. In the later
375          * case just flush:
376          */
377         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
378         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
379         if (pgd_none(*pgd_ref))
380                 return -1;
381
382         if (pgd_none(*pgd))
383                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
384         else
385                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
386
387         /*
388          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
389          * are shared:
390          */
391
392         pud = pud_offset(pgd, address);
393         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
394         if (pud_none(*pud_ref))
395                 return -1;
396
397         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
398                 BUG();
399
400         pmd = pmd_offset(pud, address);
401         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
402         if (pmd_none(*pmd_ref))
403                 return -1;
404
405         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
406                 BUG();
407
408         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
409         if (!pte_present(*pte_ref))
410                 return -1;
411
412         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
413
414         /*
415          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
416          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
417          * that:
418          */
419         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
420                 BUG();
421
422         return 0;
423 }
424
425 static const char errata93_warning[] =
426 KERN_ERR 
427 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
428 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
429 "******* Please consider a BIOS update.\n"
430 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
431
432 /*
433  * No vm86 mode in 64-bit mode:
434  */
435 static inline void
436 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
437                  struct task_struct *tsk)
438 {
439 }
440
441 static int bad_address(void *p)
442 {
443         unsigned long dummy;
444
445         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
446 }
447
448 static void dump_pagetable(unsigned long address)
449 {
450         pgd_t *base = __va(read_cr3() & PHYSICAL_PAGE_MASK);
451         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
452         pud_t *pud;
453         pmd_t *pmd;
454         pte_t *pte;
455
456         if (bad_address(pgd))
457                 goto bad;
458
459         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
460
461         if (!pgd_present(*pgd))
462                 goto out;
463
464         pud = pud_offset(pgd, address);
465         if (bad_address(pud))
466                 goto bad;
467
468         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
469         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
470                 goto out;
471
472         pmd = pmd_offset(pud, address);
473         if (bad_address(pmd))
474                 goto bad;
475
476         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
477         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
478                 goto out;
479
480         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
481         if (bad_address(pte))
482                 goto bad;
483
484         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
485 out:
486         printk("\n");
487         return;
488 bad:
489         printk("BAD\n");
490 }
491
492 #endif /* CONFIG_X86_64 */
493
494 /*
495  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
496  *
497  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
498  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
499  *
500  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
501  *
502  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
503  * Try to work around it here.
504  *
505  * Note we only handle faults in kernel here.
506  * Does nothing on 32-bit.
507  */
508 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
509 {
510 #ifdef CONFIG_X86_64
511         if (address != regs->ip)
512                 return 0;
513
514         if ((address >> 32) != 0)
515                 return 0;
516
517         address |= 0xffffffffUL << 32;
518         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
519             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
520                 printk_once(errata93_warning);
521                 regs->ip = address;
522                 return 1;
523         }
524 #endif
525         return 0;
526 }
527
528 /*
529  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
530  * to illegal addresses >4GB.
531  *
532  * We catch this in the page fault handler because these addresses
533  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
534  * segment in LDT is compatibility mode.
535  */
536 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
537 {
538 #ifdef CONFIG_X86_64
539         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
540                 return 1;
541 #endif
542         return 0;
543 }
544
545 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
546 {
547 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
548         unsigned long nr;
549
550         /*
551          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
552          */
553         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
554                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
555
556                 if (nr == 6) {
557                         do_invalid_op(regs, 0);
558                         return 1;
559                 }
560         }
561 #endif
562         return 0;
563 }
564
565 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
566 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
567
568 static void
569 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
570                 unsigned long address)
571 {
572         if (!oops_may_print())
573                 return;
574
575         if (error_code & PF_INSTR) {
576                 unsigned int level;
577
578                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
579
580                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
581                         printk(nx_warning, current_uid());
582         }
583
584         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
585         if (address < PAGE_SIZE)
586                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
587         else
588                 printk(KERN_CONT "paging request");
589
590         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
591         printk(KERN_ALERT "IP:");
592         printk_address(regs->ip, 1);
593
594         dump_pagetable(address);
595 }
596
597 static noinline void
598 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
599             unsigned long address)
600 {
601         struct task_struct *tsk;
602         unsigned long flags;
603         int sig;
604
605         flags = oops_begin();
606         tsk = current;
607         sig = SIGKILL;
608
609         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
610                tsk->comm, address);
611         dump_pagetable(address);
612
613         tsk->thread.cr2         = address;
614         tsk->thread.trap_no     = 14;
615         tsk->thread.error_code  = error_code;
616
617         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
618                 sig = 0;
619
620         oops_end(flags, regs, sig);
621 }
622
623 static noinline void
624 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
625            unsigned long address)
626 {
627         struct task_struct *tsk = current;
628         unsigned long *stackend;
629         unsigned long flags;
630         int sig;
631
632         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
633         if (fixup_exception(regs))
634                 return;
635
636         /*
637          * 32-bit:
638          *
639          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
640          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
641          *   handled it.
642          *
643          * 64-bit:
644          *
645          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
646          */
647         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
648                 return;
649
650         if (is_errata93(regs, address))
651                 return;
652
653         /*
654          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
655          * terminate things with extreme prejudice:
656          */
657         flags = oops_begin();
658
659         show_fault_oops(regs, error_code, address);
660
661         stackend = end_of_stack(tsk);
662         if (tsk != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
663                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
664
665         tsk->thread.cr2         = address;
666         tsk->thread.trap_no     = 14;
667         tsk->thread.error_code  = error_code;
668
669         sig = SIGKILL;
670         if (__die("Oops", regs, error_code))
671                 sig = 0;
672
673         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
674         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
675
676         oops_end(flags, regs, sig);
677 }
678
679 /*
680  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
681  * sysctl is set:
682  */
683 static inline void
684 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
685                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
686 {
687         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
688                 return;
689
690         if (!printk_ratelimit())
691                 return;
692
693         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
694                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
695                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
696                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
697
698         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
699
700         printk(KERN_CONT "\n");
701 }
702
703 static void
704 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
705                        unsigned long address, int si_code)
706 {
707         struct task_struct *tsk = current;
708
709         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
710         if (error_code & PF_USER) {
711                 /*
712                  * It's possible to have interrupts off here:
713                  */
714                 local_irq_enable();
715
716                 /*
717                  * Valid to do another page fault here because this one came
718                  * from user space:
719                  */
720                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
721                         return;
722
723                 if (is_errata100(regs, address))
724                         return;
725
726                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
727                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
728
729                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
730                 tsk->thread.cr2         = address;
731                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
732                 tsk->thread.trap_no     = 14;
733
734                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
735
736                 return;
737         }
738
739         if (is_f00f_bug(regs, address))
740                 return;
741
742         no_context(regs, error_code, address);
743 }
744
745 static noinline void
746 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
747                      unsigned long address)
748 {
749         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
750 }
751
752 static void
753 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
754            unsigned long address, int si_code)
755 {
756         struct mm_struct *mm = current->mm;
757
758         /*
759          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
760          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
761          */
762         up_read(&mm->mmap_sem);
763
764         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
765 }
766
767 static noinline void
768 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
769 {
770         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
771 }
772
773 static noinline void
774 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
775                       unsigned long address)
776 {
777         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
778 }
779
780 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
781 static void
782 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
783               unsigned long address)
784 {
785         /*
786          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
787          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
788          */
789         up_read(&current->mm->mmap_sem);
790
791         pagefault_out_of_memory();
792 }
793
794 static void
795 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
796           unsigned int fault)
797 {
798         struct task_struct *tsk = current;
799         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
800         int code = BUS_ADRERR;
801
802         up_read(&mm->mmap_sem);
803
804         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
805         if (!(error_code & PF_USER))
806                 no_context(regs, error_code, address);
807
808         /* User-space => ok to do another page fault: */
809         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
810                 return;
811
812         tsk->thread.cr2         = address;
813         tsk->thread.error_code  = error_code;
814         tsk->thread.trap_no     = 14;
815
816 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
817         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON) {
818                 printk(KERN_ERR
819         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
820                         tsk->comm, tsk->pid, address);
821                 code = BUS_MCEERR_AR;
822         }
823 #endif
824         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk);
825 }
826
827 static noinline void
828 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
829                unsigned long address, unsigned int fault)
830 {
831         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
832                 out_of_memory(regs, error_code, address);
833         } else {
834                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON))
835                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
836                 else
837                         BUG();
838         }
839 }
840
841 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
842 {
843         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
844                 return 0;
845
846         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
847                 return 0;
848
849         return 1;
850 }
851
852 /*
853  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
854  *
855  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
856  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
857  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
858  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
859  * on other processors.
860  *
861  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
862  * increasing the permissions on a page.
863  */
864 static noinline __kprobes int
865 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
866 {
867         pgd_t *pgd;
868         pud_t *pud;
869         pmd_t *pmd;
870         pte_t *pte;
871         int ret;
872
873         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
874         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
875                 return 0;
876
877         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
878         if (!pgd_present(*pgd))
879                 return 0;
880
881         pud = pud_offset(pgd, address);
882         if (!pud_present(*pud))
883                 return 0;
884
885         if (pud_large(*pud))
886                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
887
888         pmd = pmd_offset(pud, address);
889         if (!pmd_present(*pmd))
890                 return 0;
891
892         if (pmd_large(*pmd))
893                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
894
895         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
896         if (!pte_present(*pte))
897                 return 0;
898
899         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
900         if (!ret)
901                 return 0;
902
903         /*
904          * Make sure we have permissions in PMD.
905          * If not, then there's a bug in the page tables:
906          */
907         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
908         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
909
910         return ret;
911 }
912
913 int show_unhandled_signals = 1;
914
915 static inline int
916 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
917 {
918         if (write) {
919                 /* write, present and write, not present: */
920                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
921                         return 1;
922                 return 0;
923         }
924
925         /* read, present: */
926         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
927                 return 1;
928
929         /* read, not present: */
930         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
931                 return 1;
932
933         return 0;
934 }
935
936 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
937 {
938         return address >= TASK_SIZE_MAX;
939 }
940
941 /*
942  * This routine handles page faults.  It determines the address,
943  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
944  * routines.
945  */
946 dotraplinkage void __kprobes
947 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
948 {
949         struct vm_area_struct *vma;
950         struct task_struct *tsk;
951         unsigned long address;
952         struct mm_struct *mm;
953         int write;
954         int fault;
955
956         tsk = current;
957         mm = tsk->mm;
958
959         /* Get the faulting address: */
960         address = read_cr2();
961
962         /*
963          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
964          * both a tracked kernel page and a userspace page.
965          */
966         if (kmemcheck_active(regs))
967                 kmemcheck_hide(regs);
968         prefetchw(&mm->mmap_sem);
969
970         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
971                 return;
972
973         /*
974          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
975          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
976          *
977          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
978          * be in an interrupt or a critical region, and should
979          * only copy the information from the master page table,
980          * nothing more.
981          *
982          * This verifies that the fault happens in kernel space
983          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
984          * protection error (error_code & 9) == 0.
985          */
986         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
987                 if (!(error_code & (PF_RSVD | PF_USER | PF_PROT))) {
988                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
989                                 return;
990
991                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
992                                 return;
993                 }
994
995                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
996                 if (spurious_fault(error_code, address))
997                         return;
998
999                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1000                 if (notify_page_fault(regs))
1001                         return;
1002                 /*
1003                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1004                  * fault we could otherwise deadlock:
1005                  */
1006                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1007
1008                 return;
1009         }
1010
1011         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1012         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1013                 return;
1014         /*
1015          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1016          * vmalloc fault has been handled.
1017          *
1018          * User-mode registers count as a user access even for any
1019          * potential system fault or CPU buglet:
1020          */
1021         if (user_mode_vm(regs)) {
1022                 local_irq_enable();
1023                 error_code |= PF_USER;
1024         } else {
1025                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1026                         local_irq_enable();
1027         }
1028
1029         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1030                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1031
1032         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
1033
1034         /*
1035          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1036          * in an atomic region then we must not take the fault:
1037          */
1038         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1039                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1040                 return;
1041         }
1042
1043         /*
1044          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1045          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1046          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1047          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1048          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1049          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1050          * references user space from well defined areas of code, which are
1051          * listed in the exceptions table.
1052          *
1053          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1054          * the source reference check when there is a possibility of a
1055          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1056          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1057          * space check, thus avoiding the deadlock:
1058          */
1059         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1060                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1061                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1062                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1063                         return;
1064                 }
1065                 down_read(&mm->mmap_sem);
1066         } else {
1067                 /*
1068                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1069                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1070                  * down_read():
1071                  */
1072                 might_sleep();
1073         }
1074
1075         vma = find_vma(mm, address);
1076         if (unlikely(!vma)) {
1077                 bad_area(regs, error_code, address);
1078                 return;
1079         }
1080         if (likely(vma->vm_start <= address))
1081                 goto good_area;
1082         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1083                 bad_area(regs, error_code, address);
1084                 return;
1085         }
1086         if (error_code & PF_USER) {
1087                 /*
1088                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1089                  * The large cushion allows instructions like enter
1090                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1091                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1092                  */
1093                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1094                         bad_area(regs, error_code, address);
1095                         return;
1096                 }
1097         }
1098         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1099                 bad_area(regs, error_code, address);
1100                 return;
1101         }
1102
1103         /*
1104          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1105          * we can handle it..
1106          */
1107 good_area:
1108         write = error_code & PF_WRITE;
1109
1110         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1111                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1112                 return;
1113         }
1114
1115         /*
1116          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1117          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1118          * the fault:
1119          */
1120         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
1121
1122         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1123                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1124                 return;
1125         }
1126
1127         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
1128                 tsk->maj_flt++;
1129                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
1130                                      regs, address);
1131         } else {
1132                 tsk->min_flt++;
1133                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
1134                                      regs, address);
1135         }
1136
1137         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1138
1139         up_read(&mm->mmap_sem);
1140 }