Merge branch 'x86/untangle2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jeremy...
[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 #include <linux/magic.h>
30
31 #include <asm/system.h>
32 #include <asm/desc.h>
33 #include <asm/segment.h>
34 #include <asm/pgalloc.h>
35 #include <asm/smp.h>
36 #include <asm/tlbflush.h>
37 #include <asm/proto.h>
38 #include <asm-generic/sections.h>
39 #include <asm/traps.h>
40
41 /*
42  * Page fault error code bits
43  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
44  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
45  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
46  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
47  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
48  */
49 #define PF_PROT         (1<<0)
50 #define PF_WRITE        (1<<1)
51 #define PF_USER         (1<<2)
52 #define PF_RSVD         (1<<3)
53 #define PF_INSTR        (1<<4)
54
55 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
56 {
57 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE
58         if (unlikely(is_kmmio_active()))
59                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
60                         return -1;
61 #endif
62         return 0;
63 }
64
65 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
66 {
67 #ifdef CONFIG_KPROBES
68         int ret = 0;
69
70         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
71         if (!user_mode_vm(regs)) {
72                 preempt_disable();
73                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
74                         ret = 1;
75                 preempt_enable();
76         }
77
78         return ret;
79 #else
80         return 0;
81 #endif
82 }
83
84 /*
85  * X86_32
86  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
87  * Check that here and ignore it.
88  *
89  * X86_64
90  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
91  * Check that here and ignore it.
92  *
93  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
94  */
95 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
96                         unsigned long addr)
97 {
98         unsigned char *instr;
99         int scan_more = 1;
100         int prefetch = 0;
101         unsigned char *max_instr;
102
103         /*
104          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
105          * do not ignore the fault:
106          */
107         if (error_code & PF_INSTR)
108                 return 0;
109
110         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
111         max_instr = instr + 15;
112
113         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
114                 return 0;
115
116         while (scan_more && instr < max_instr) {
117                 unsigned char opcode;
118                 unsigned char instr_hi;
119                 unsigned char instr_lo;
120
121                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
122                         break;
123
124                 instr_hi = opcode & 0xf0;
125                 instr_lo = opcode & 0x0f;
126                 instr++;
127
128                 switch (instr_hi) {
129                 case 0x20:
130                 case 0x30:
131                         /*
132                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
133                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
134                          * opcode if some of these prefixes are present so
135                          * X86_64 will never get here anyway
136                          */
137                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
138                         break;
139 #ifdef CONFIG_X86_64
140                 case 0x40:
141                         /*
142                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
143                          * Need to figure out under what instruction mode the
144                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
145                          * but for now it's good enough to assume that long
146                          * mode only uses well known segments or kernel.
147                          */
148                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
149                         break;
150 #endif
151                 case 0x60:
152                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
153                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
154                         break;
155                 case 0xF0:
156                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
157                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
158                         break;
159                 case 0x00:
160                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
161                         scan_more = 0;
162
163                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
164                                 break;
165                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
166                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
167                         break;
168                 default:
169                         scan_more = 0;
170                         break;
171                 }
172         }
173         return prefetch;
174 }
175
176 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
177         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
178 {
179         siginfo_t info;
180
181         info.si_signo = si_signo;
182         info.si_errno = 0;
183         info.si_code = si_code;
184         info.si_addr = (void __user *)address;
185         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
186 }
187
188 #ifdef CONFIG_X86_64
189 static int bad_address(void *p)
190 {
191         unsigned long dummy;
192         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
193 }
194 #endif
195
196 static void dump_pagetable(unsigned long address)
197 {
198 #ifdef CONFIG_X86_32
199         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
200
201         page = read_cr3();
202         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
203 #ifdef CONFIG_X86_PAE
204         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
205         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
206             && page & _PAGE_PRESENT) {
207                 page &= PAGE_MASK;
208                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
209                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
210                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
211                 page &= ~_PAGE_NX;
212         }
213 #else
214         printk("*pde = %08lx ", page);
215 #endif
216
217         /*
218          * We must not directly access the pte in the highpte
219          * case if the page table is located in highmem.
220          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
221          * it's allocated already.
222          */
223         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
224             && (page & _PAGE_PRESENT)
225             && !(page & _PAGE_PSE)) {
226                 page &= PAGE_MASK;
227                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
228                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
229                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
230         }
231
232         printk("\n");
233 #else /* CONFIG_X86_64 */
234         pgd_t *pgd;
235         pud_t *pud;
236         pmd_t *pmd;
237         pte_t *pte;
238
239         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
240
241         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
242         pgd += pgd_index(address);
243         if (bad_address(pgd)) goto bad;
244         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
245         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
246
247         pud = pud_offset(pgd, address);
248         if (bad_address(pud)) goto bad;
249         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
250         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
251                 goto ret;
252
253         pmd = pmd_offset(pud, address);
254         if (bad_address(pmd)) goto bad;
255         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
256         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
257
258         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
259         if (bad_address(pte)) goto bad;
260         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
261 ret:
262         printk("\n");
263         return;
264 bad:
265         printk("BAD\n");
266 #endif
267 }
268
269 #ifdef CONFIG_X86_32
270 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
271 {
272         unsigned index = pgd_index(address);
273         pgd_t *pgd_k;
274         pud_t *pud, *pud_k;
275         pmd_t *pmd, *pmd_k;
276
277         pgd += index;
278         pgd_k = init_mm.pgd + index;
279
280         if (!pgd_present(*pgd_k))
281                 return NULL;
282
283         /*
284          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
285          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
286          * set_pud.
287          */
288
289         pud = pud_offset(pgd, address);
290         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
291         if (!pud_present(*pud_k))
292                 return NULL;
293
294         pmd = pmd_offset(pud, address);
295         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
296         if (!pmd_present(*pmd_k))
297                 return NULL;
298         if (!pmd_present(*pmd)) {
299                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
300                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
301         } else
302                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
303         return pmd_k;
304 }
305 #endif
306
307 #ifdef CONFIG_X86_64
308 static const char errata93_warning[] =
309 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
310 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
311 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
312 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
313 #endif
314
315 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
316    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
317    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
318    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
319    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
320    Try to work around it here.
321    Note we only handle faults in kernel here.
322    Does nothing for X86_32
323  */
324 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
325 {
326 #ifdef CONFIG_X86_64
327         static int warned;
328         if (address != regs->ip)
329                 return 0;
330         if ((address >> 32) != 0)
331                 return 0;
332         address |= 0xffffffffUL << 32;
333         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
334             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
335                 if (!warned) {
336                         printk(errata93_warning);
337                         warned = 1;
338                 }
339                 regs->ip = address;
340                 return 1;
341         }
342 #endif
343         return 0;
344 }
345
346 /*
347  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
348  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
349  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
350  * segment in LDT is compatibility mode.
351  */
352 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
353 {
354 #ifdef CONFIG_X86_64
355         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
356             (address >> 32))
357                 return 1;
358 #endif
359         return 0;
360 }
361
362 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
363 {
364 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
365         unsigned long nr;
366         /*
367          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
368          */
369         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
370                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
371
372                 if (nr == 6) {
373                         do_invalid_op(regs, 0);
374                         return 1;
375                 }
376         }
377 #endif
378         return 0;
379 }
380
381 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
382                             unsigned long address)
383 {
384 #ifdef CONFIG_X86_32
385         if (!oops_may_print())
386                 return;
387 #endif
388
389 #ifdef CONFIG_X86_PAE
390         if (error_code & PF_INSTR) {
391                 unsigned int level;
392                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
393
394                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
395                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
396                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
397                                 "(uid: %d)\n", current_uid());
398         }
399 #endif
400
401         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
402         if (address < PAGE_SIZE)
403                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
404         else
405                 printk(KERN_CONT "paging request");
406         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
407         printk(KERN_ALERT "IP:");
408         printk_address(regs->ip, 1);
409         dump_pagetable(address);
410 }
411
412 #ifdef CONFIG_X86_64
413 static noinline void pgtable_bad(struct pt_regs *regs,
414                          unsigned long error_code, unsigned long address)
415 {
416         unsigned long flags = oops_begin();
417         int sig = SIGKILL;
418         struct task_struct *tsk = current;
419
420         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
421                tsk->comm, address);
422         dump_pagetable(address);
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         unsigned long *stackend;
437
438 #ifdef CONFIG_X86_64
439         unsigned long flags;
440         int sig;
441 #endif
442
443         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
444         if (fixup_exception(regs))
445                 return;
446
447         /*
448          * X86_32
449          * Valid to do another page fault here, because if this fault
450          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
451          * handled it.
452          *
453          * X86_64
454          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
455          */
456         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
457                 return;
458
459         if (is_errata93(regs, address))
460                 return;
461
462         /*
463          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
464          * terminate things with extreme prejudice.
465          */
466 #ifdef CONFIG_X86_32
467         bust_spinlocks(1);
468 #else
469         flags = oops_begin();
470 #endif
471
472         show_fault_oops(regs, error_code, address);
473
474         stackend = end_of_stack(tsk);
475         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
476                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
477
478         tsk->thread.cr2 = address;
479         tsk->thread.trap_no = 14;
480         tsk->thread.error_code = error_code;
481
482 #ifdef CONFIG_X86_32
483         die("Oops", regs, error_code);
484         bust_spinlocks(0);
485         do_exit(SIGKILL);
486 #else
487         sig = SIGKILL;
488         if (__die("Oops", regs, error_code))
489                 sig = 0;
490         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
491         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
492         oops_end(flags, regs, sig);
493 #endif
494 }
495
496 static void __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
497                         unsigned long error_code, unsigned long address,
498                         int si_code)
499 {
500         struct task_struct *tsk = current;
501
502         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
503         if (error_code & PF_USER) {
504                 /*
505                  * It's possible to have interrupts off here.
506                  */
507                 local_irq_enable();
508
509                 /*
510                  * Valid to do another page fault here because this one came
511                  * from user space.
512                  */
513                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
514                         return;
515
516                 if (is_errata100(regs, address))
517                         return;
518
519                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
520                     printk_ratelimit()) {
521                         printk(
522                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
523                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
524                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
525                         (void *) regs->ip, (void *) regs->sp, error_code);
526                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
527                         printk("\n");
528                 }
529
530                 tsk->thread.cr2 = address;
531                 /* Kernel addresses are always protection faults */
532                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
533                 tsk->thread.trap_no = 14;
534                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
535                 return;
536         }
537
538         if (is_f00f_bug(regs, address))
539                 return;
540
541         no_context(regs, error_code, address);
542 }
543
544 static noinline void bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
545                         unsigned long error_code, unsigned long address)
546 {
547         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
548 }
549
550 static void __bad_area(struct pt_regs *regs,
551                         unsigned long error_code, unsigned long address,
552                         int si_code)
553 {
554         struct mm_struct *mm = current->mm;
555
556         /*
557          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
558          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
559          */
560         up_read(&mm->mmap_sem);
561
562         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
563 }
564
565 static noinline void bad_area(struct pt_regs *regs,
566                         unsigned long error_code, unsigned long address)
567 {
568         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
569 }
570
571 static noinline void bad_area_access_error(struct pt_regs *regs,
572                         unsigned long error_code, unsigned long address)
573 {
574         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
575 }
576
577 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
578 static void out_of_memory(struct pt_regs *regs,
579                         unsigned long error_code, unsigned long address)
580 {
581         /*
582          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
583          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
584          */
585         up_read(&current->mm->mmap_sem);
586         pagefault_out_of_memory();
587 }
588
589 static void do_sigbus(struct pt_regs *regs,
590                         unsigned long error_code, unsigned long address)
591 {
592         struct task_struct *tsk = current;
593         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
594
595         up_read(&mm->mmap_sem);
596
597         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
598         if (!(error_code & PF_USER))
599                 no_context(regs, error_code, address);
600 #ifdef CONFIG_X86_32
601         /* User space => ok to do another page fault */
602         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
603                 return;
604 #endif
605         tsk->thread.cr2 = address;
606         tsk->thread.error_code = error_code;
607         tsk->thread.trap_no = 14;
608         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
609 }
610
611 static noinline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs,
612                 unsigned long error_code, unsigned long address, unsigned int fault)
613 {
614         if (fault & VM_FAULT_OOM)
615                 out_of_memory(regs, error_code, address);
616         else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
617                 do_sigbus(regs, error_code, address);
618         else
619                 BUG();
620 }
621
622 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
623 {
624         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
625                 return 0;
626         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
627                 return 0;
628
629         return 1;
630 }
631
632 /*
633  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
634  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
635  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
636  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
637  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
638  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
639  * increasing the permissions on a page.
640  */
641 static noinline int spurious_fault(unsigned long error_code,
642                                 unsigned long address)
643 {
644         pgd_t *pgd;
645         pud_t *pud;
646         pmd_t *pmd;
647         pte_t *pte;
648
649         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
650         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
651                 return 0;
652
653         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
654         if (!pgd_present(*pgd))
655                 return 0;
656
657         pud = pud_offset(pgd, address);
658         if (!pud_present(*pud))
659                 return 0;
660
661         if (pud_large(*pud))
662                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
663
664         pmd = pmd_offset(pud, address);
665         if (!pmd_present(*pmd))
666                 return 0;
667
668         if (pmd_large(*pmd))
669                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
670
671         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
672         if (!pte_present(*pte))
673                 return 0;
674
675         return spurious_fault_check(error_code, pte);
676 }
677
678 /*
679  * X86_32
680  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
681  *
682  * X86_64
683  * Handle a fault on the vmalloc area
684  *
685  * This assumes no large pages in there.
686  */
687 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
688 {
689 #ifdef CONFIG_X86_32
690         unsigned long pgd_paddr;
691         pmd_t *pmd_k;
692         pte_t *pte_k;
693
694         /* Make sure we are in vmalloc area */
695         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
696                 return -1;
697
698         /*
699          * Synchronize this task's top level page-table
700          * with the 'reference' page table.
701          *
702          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
703          * an interrupt in the middle of a task switch..
704          */
705         pgd_paddr = read_cr3();
706         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
707         if (!pmd_k)
708                 return -1;
709         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
710         if (!pte_present(*pte_k))
711                 return -1;
712         return 0;
713 #else
714         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
715         pud_t *pud, *pud_ref;
716         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
717         pte_t *pte, *pte_ref;
718
719         /* Make sure we are in vmalloc area */
720         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
721                 return -1;
722
723         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
724            happen within a race in page table update. In the later
725            case just flush. */
726
727         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
728         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
729         if (pgd_none(*pgd_ref))
730                 return -1;
731         if (pgd_none(*pgd))
732                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
733         else
734                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
735
736         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
737            are shared */
738
739         pud = pud_offset(pgd, address);
740         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
741         if (pud_none(*pud_ref))
742                 return -1;
743         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
744                 BUG();
745         pmd = pmd_offset(pud, address);
746         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
747         if (pmd_none(*pmd_ref))
748                 return -1;
749         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
750                 BUG();
751         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
752         if (!pte_present(*pte_ref))
753                 return -1;
754         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
755         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
756            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
757            that. */
758         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
759                 BUG();
760         return 0;
761 #endif
762 }
763
764 int show_unhandled_signals = 1;
765
766 static inline int access_error(unsigned long error_code, int write,
767                                 struct vm_area_struct *vma)
768 {
769         if (write) {
770                 /* write, present and write, not present */
771                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
772                         return 1;
773         } else if (unlikely(error_code & PF_PROT)) {
774                 /* read, present */
775                 return 1;
776         } else {
777                 /* read, not present */
778                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
779                         return 1;
780         }
781
782         return 0;
783 }
784
785 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
786 {
787 #ifdef CONFIG_X86_32
788         return address >= TASK_SIZE;
789 #else /* !CONFIG_X86_32 */
790         return address >= TASK_SIZE64;
791 #endif /* CONFIG_X86_32 */
792 }
793
794 /*
795  * This routine handles page faults.  It determines the address,
796  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
797  * routines.
798  */
799 #ifdef CONFIG_X86_64
800 asmlinkage
801 #endif
802 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
803 {
804         unsigned long address;
805         struct task_struct *tsk;
806         struct mm_struct *mm;
807         struct vm_area_struct *vma;
808         int write;
809         int fault;
810
811         tsk = current;
812         mm = tsk->mm;
813         prefetchw(&mm->mmap_sem);
814
815         /* get the address */
816         address = read_cr2();
817
818         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
819                 return;
820
821         /*
822          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
823          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
824          *
825          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
826          * be in an interrupt or a critical region, and should
827          * only copy the information from the master page table,
828          * nothing more.
829          *
830          * This verifies that the fault happens in kernel space
831          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
832          * protection error (error_code & 9) == 0.
833          */
834         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
835                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
836                     vmalloc_fault(address) >= 0)
837                         return;
838
839                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
840                 if (spurious_fault(error_code, address))
841                         return;
842
843                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults. */
844                 if (notify_page_fault(regs))
845                         return;
846                 /*
847                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
848                  * fault we could otherwise deadlock.
849                  */
850                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
851                 return;
852         }
853
854         /* kprobes don't want to hook the spurious faults. */
855         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
856                 return;
857         /*
858          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
859          * vmalloc fault has been handled.
860          *
861          * User-mode registers count as a user access even for any
862          * potential system fault or CPU buglet.
863          */
864         if (user_mode_vm(regs)) {
865                 local_irq_enable();
866                 error_code |= PF_USER;
867         } else if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
868                 local_irq_enable();
869
870 #ifdef CONFIG_X86_64
871         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
872                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
873 #endif
874
875         /*
876          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
877          * atomic region then we must not take the fault.
878          */
879         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
880                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
881                 return;
882         }
883
884         /*
885          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
886          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
887          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
888          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
889          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
890          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
891          * space from well defined areas of code, which are listed in the
892          * exceptions table.
893          *
894          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
895          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
896          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
897          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
898          * thus avoiding the deadlock.
899          */
900         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
901                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
902                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
903                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
904                         return;
905                 }
906                 down_read(&mm->mmap_sem);
907         } else {
908                 /*
909                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in which
910                  * case we'll have missed the might_sleep() from down_read().
911                  */
912                 might_sleep();
913         }
914
915         vma = find_vma(mm, address);
916         if (unlikely(!vma)) {
917                 bad_area(regs, error_code, address);
918                 return;
919         }
920         if (likely(vma->vm_start <= address))
921                 goto good_area;
922         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
923                 bad_area(regs, error_code, address);
924                 return;
925         }
926         if (error_code & PF_USER) {
927                 /*
928                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
929                  * The large cushion allows instructions like enter
930                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
931                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
932                  */
933                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
934                         bad_area(regs, error_code, address);
935                         return;
936                 }
937         }
938         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
939                 bad_area(regs, error_code, address);
940                 return;
941         }
942
943         /*
944          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
945          * we can handle it..
946          */
947 good_area:
948         write = error_code & PF_WRITE;
949         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
950                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
951                 return;
952         }
953
954         /*
955          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
956          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
957          * the fault.
958          */
959         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
960         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
961                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
962                 return;
963         }
964         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
965                 tsk->maj_flt++;
966         else
967                 tsk->min_flt++;
968
969 #ifdef CONFIG_X86_32
970         /*
971          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
972          */
973         if (v8086_mode(regs)) {
974                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
975                 if (bit < 32)
976                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
977         }
978 #endif
979         up_read(&mm->mmap_sem);
980 }
981
982 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
983 LIST_HEAD(pgd_list);
984
985 void vmalloc_sync_all(void)
986 {
987         unsigned long address;
988
989 #ifdef CONFIG_X86_32
990         if (SHARED_KERNEL_PMD)
991                 return;
992
993         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
994              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
995              address += PMD_SIZE) {
996                 unsigned long flags;
997                 struct page *page;
998
999                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1000                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1001                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
1002                                               address))
1003                                 break;
1004                 }
1005                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1006         }
1007 #else /* CONFIG_X86_64 */
1008         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
1009              address += PGDIR_SIZE) {
1010                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
1011                 unsigned long flags;
1012                 struct page *page;
1013
1014                 if (pgd_none(*pgd_ref))
1015                         continue;
1016                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1017                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1018                         pgd_t *pgd;
1019                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
1020                         if (pgd_none(*pgd))
1021                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1022                         else
1023                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1024                 }
1025                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1026         }
1027 #endif
1028 }