x86: fix prefetch workaround
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *  Copyright (C) 2001,2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  */
5
6 #include <linux/signal.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/errno.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/ptrace.h>
13 #include <linux/mman.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/smp.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/tty.h>
19 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
20 #include <linux/compiler.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/kprobes.h>
26 #include <linux/uaccess.h>
27 #include <linux/kdebug.h>
28
29 #include <asm/system.h>
30 #include <asm/desc.h>
31 #include <asm/segment.h>
32 #include <asm/pgalloc.h>
33 #include <asm/smp.h>
34 #include <asm/tlbflush.h>
35 #include <asm/proto.h>
36 #include <asm-generic/sections.h>
37
38 /*
39  * Page fault error code bits
40  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
41  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
42  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
43  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
44  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
45  */
46 #define PF_PROT         (1<<0)
47 #define PF_WRITE        (1<<1)
48 #define PF_USER         (1<<2)
49 #define PF_RSVD         (1<<3)
50 #define PF_INSTR        (1<<4)
51
52 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
53 {
54 #ifdef CONFIG_KPROBES
55         int ret = 0;
56
57         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
58 #ifdef CONFIG_X86_32
59         if (!user_mode_vm(regs)) {
60 #else
61         if (!user_mode(regs)) {
62 #endif
63                 preempt_disable();
64                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
65                         ret = 1;
66                 preempt_enable();
67         }
68
69         return ret;
70 #else
71         return 0;
72 #endif
73 }
74
75 /*
76  * X86_32
77  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
78  * Check that here and ignore it.
79  *
80  * X86_64
81  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
82  * Check that here and ignore it.
83  *
84  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
85  */
86 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr,
87                        unsigned long error_code)
88 {
89         unsigned char *instr;
90         int scan_more = 1;
91         int prefetch = 0;
92         unsigned char *max_instr;
93
94 #ifdef CONFIG_X86_32
95         /* Catch an obscure case of prefetch inside an NX page: */
96         if ((__supported_pte_mask & _PAGE_NX) && (error_code & 16))
97                 return 0;
98 #endif
99
100         /* If it was a exec fault on NX page, ignore */
101         if (error_code & PF_INSTR)
102                 return 0;
103
104         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
105         max_instr = instr + 15;
106
107         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
108                 return 0;
109
110         while (scan_more && instr < max_instr) {
111                 unsigned char opcode;
112                 unsigned char instr_hi;
113                 unsigned char instr_lo;
114
115                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
116                         break;
117
118                 instr_hi = opcode & 0xf0;
119                 instr_lo = opcode & 0x0f;
120                 instr++;
121
122                 switch (instr_hi) {
123                 case 0x20:
124                 case 0x30:
125                         /*
126                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
127                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
128                          * opcode if some of these prefixes are present so
129                          * X86_64 will never get here anyway
130                          */
131                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
132                         break;
133 #ifdef CONFIG_X86_64
134                 case 0x40:
135                         /*
136                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
137                          * Need to figure out under what instruction mode the
138                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
139                          * but for now it's good enough to assume that long
140                          * mode only uses well known segments or kernel.
141                          */
142                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
143                         break;
144 #endif
145                 case 0x60:
146                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
147                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
148                         break;
149                 case 0xF0:
150                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
151                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
152                         break;
153                 case 0x00:
154                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
155                         scan_more = 0;
156
157                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
158                                 break;
159                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
160                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
161                         break;
162                 default:
163                         scan_more = 0;
164                         break;
165                 }
166         }
167         return prefetch;
168 }
169
170 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
171         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
172 {
173         siginfo_t info;
174
175         info.si_signo = si_signo;
176         info.si_errno = 0;
177         info.si_code = si_code;
178         info.si_addr = (void __user *)address;
179         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
180 }
181
182 #ifdef CONFIG_X86_64
183 static int bad_address(void *p)
184 {
185         unsigned long dummy;
186         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
187 }
188 #endif
189
190 static void dump_pagetable(unsigned long address)
191 {
192 #ifdef CONFIG_X86_32
193         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
194
195         page = read_cr3();
196         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
197 #ifdef CONFIG_X86_PAE
198         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
199         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
200             && page & _PAGE_PRESENT) {
201                 page &= PAGE_MASK;
202                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
203                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
204                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
205                 page &= ~_PAGE_NX;
206         }
207 #else
208         printk("*pde = %08lx ", page);
209 #endif
210
211         /*
212          * We must not directly access the pte in the highpte
213          * case if the page table is located in highmem.
214          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
215          * it's allocated already.
216          */
217         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
218             && (page & _PAGE_PRESENT)
219             && !(page & _PAGE_PSE)) {
220                 page &= PAGE_MASK;
221                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
222                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
223                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
224         }
225
226         printk("\n");
227 #else /* CONFIG_X86_64 */
228         pgd_t *pgd;
229         pud_t *pud;
230         pmd_t *pmd;
231         pte_t *pte;
232
233         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
234
235         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
236         pgd += pgd_index(address);
237         if (bad_address(pgd)) goto bad;
238         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
239         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
240
241         pud = pud_offset(pgd, address);
242         if (bad_address(pud)) goto bad;
243         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
244         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
245                 goto ret;
246
247         pmd = pmd_offset(pud, address);
248         if (bad_address(pmd)) goto bad;
249         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
250         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
251
252         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
253         if (bad_address(pte)) goto bad;
254         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
255 ret:
256         printk("\n");
257         return;
258 bad:
259         printk("BAD\n");
260 #endif
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_X86_32
264 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
265 {
266         unsigned index = pgd_index(address);
267         pgd_t *pgd_k;
268         pud_t *pud, *pud_k;
269         pmd_t *pmd, *pmd_k;
270
271         pgd += index;
272         pgd_k = init_mm.pgd + index;
273
274         if (!pgd_present(*pgd_k))
275                 return NULL;
276
277         /*
278          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
279          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
280          * set_pud.
281          */
282
283         pud = pud_offset(pgd, address);
284         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
285         if (!pud_present(*pud_k))
286                 return NULL;
287
288         pmd = pmd_offset(pud, address);
289         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
290         if (!pmd_present(*pmd_k))
291                 return NULL;
292         if (!pmd_present(*pmd)) {
293                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
294                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
295         } else
296                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
297         return pmd_k;
298 }
299 #endif
300
301 #ifdef CONFIG_X86_64
302 static const char errata93_warning[] =
303 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
304 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
305 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
306 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
307 #endif
308
309 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
310    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
311    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
312    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
313    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
314    Try to work around it here.
315    Note we only handle faults in kernel here.
316    Does nothing for X86_32
317  */
318 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
319 {
320 #ifdef CONFIG_X86_64
321         static int warned;
322         if (address != regs->ip)
323                 return 0;
324         if ((address >> 32) != 0)
325                 return 0;
326         address |= 0xffffffffUL << 32;
327         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
328             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
329                 if (!warned) {
330                         printk(errata93_warning);
331                         warned = 1;
332                 }
333                 regs->ip = address;
334                 return 1;
335         }
336 #endif
337         return 0;
338 }
339
340 /*
341  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
342  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
343  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
344  * segment in LDT is compatibility mode.
345  */
346 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
347 {
348 #ifdef CONFIG_X86_64
349         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
350             (address >> 32))
351                 return 1;
352 #endif
353         return 0;
354 }
355
356 void do_invalid_op(struct pt_regs *, unsigned long);
357
358 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
359 {
360 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
361         unsigned long nr;
362         /*
363          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
364          */
365         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
366                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
367
368                 if (nr == 6) {
369                         do_invalid_op(regs, 0);
370                         return 1;
371                 }
372         }
373 #endif
374         return 0;
375 }
376
377 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
378                             unsigned long address)
379 {
380 #ifdef CONFIG_X86_32
381         if (!oops_may_print())
382                 return;
383 #endif
384
385 #ifdef CONFIG_X86_PAE
386         if (error_code & PF_INSTR) {
387                 unsigned int level;
388                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
389
390                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
391                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
392                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
393                                 "(uid: %d)\n", current->uid);
394         }
395 #endif
396
397         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
398         if (address < PAGE_SIZE)
399                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
400         else
401                 printk(KERN_CONT "paging request");
402 #ifdef CONFIG_X86_32
403         printk(KERN_CONT " at %08lx\n", address);
404 #else
405         printk(KERN_CONT " at %016lx\n", address);
406 #endif
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(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
414                                  unsigned long error_code)
415 {
416         unsigned long flags = oops_begin();
417         struct task_struct *tsk;
418
419         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
420                current->comm, address);
421         dump_pagetable(address);
422         tsk = current;
423         tsk->thread.cr2 = address;
424         tsk->thread.trap_no = 14;
425         tsk->thread.error_code = error_code;
426         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
427                 regs = NULL;
428         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
429 }
430 #endif
431
432 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
433 {
434         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
435                 return 0;
436         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
437                 return 0;
438
439         return 1;
440 }
441
442 /*
443  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
444  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
445  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
446  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
447  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
448  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
449  * increasing the permissions on a page.
450  */
451 static int spurious_fault(unsigned long address,
452                           unsigned long error_code)
453 {
454         pgd_t *pgd;
455         pud_t *pud;
456         pmd_t *pmd;
457         pte_t *pte;
458
459         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
460         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
461                 return 0;
462
463         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
464         if (!pgd_present(*pgd))
465                 return 0;
466
467         pud = pud_offset(pgd, address);
468         if (!pud_present(*pud))
469                 return 0;
470
471         if (pud_large(*pud))
472                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
473
474         pmd = pmd_offset(pud, address);
475         if (!pmd_present(*pmd))
476                 return 0;
477
478         if (pmd_large(*pmd))
479                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
480
481         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
482         if (!pte_present(*pte))
483                 return 0;
484
485         return spurious_fault_check(error_code, pte);
486 }
487
488 /*
489  * X86_32
490  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
491  *
492  * X86_64
493  * Handle a fault on the vmalloc area
494  *
495  * This assumes no large pages in there.
496  */
497 static int vmalloc_fault(unsigned long address)
498 {
499 #ifdef CONFIG_X86_32
500         unsigned long pgd_paddr;
501         pmd_t *pmd_k;
502         pte_t *pte_k;
503         /*
504          * Synchronize this task's top level page-table
505          * with the 'reference' page table.
506          *
507          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
508          * an interrupt in the middle of a task switch..
509          */
510         pgd_paddr = read_cr3();
511         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
512         if (!pmd_k)
513                 return -1;
514         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
515         if (!pte_present(*pte_k))
516                 return -1;
517         return 0;
518 #else
519         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
520         pud_t *pud, *pud_ref;
521         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
522         pte_t *pte, *pte_ref;
523
524         /* Make sure we are in vmalloc area */
525         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
526                 return -1;
527
528         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
529            happen within a race in page table update. In the later
530            case just flush. */
531
532         pgd = pgd_offset(current->mm ?: &init_mm, address);
533         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
534         if (pgd_none(*pgd_ref))
535                 return -1;
536         if (pgd_none(*pgd))
537                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
538         else
539                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
540
541         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
542            are shared */
543
544         pud = pud_offset(pgd, address);
545         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
546         if (pud_none(*pud_ref))
547                 return -1;
548         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
549                 BUG();
550         pmd = pmd_offset(pud, address);
551         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
552         if (pmd_none(*pmd_ref))
553                 return -1;
554         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
555                 BUG();
556         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
557         if (!pte_present(*pte_ref))
558                 return -1;
559         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
560         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
561            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
562            that. */
563         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
564                 BUG();
565         return 0;
566 #endif
567 }
568
569 int show_unhandled_signals = 1;
570
571 /*
572  * This routine handles page faults.  It determines the address,
573  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
574  * routines.
575  */
576 #ifdef CONFIG_X86_64
577 asmlinkage
578 #endif
579 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
580 {
581         struct task_struct *tsk;
582         struct mm_struct *mm;
583         struct vm_area_struct *vma;
584         unsigned long address;
585         int write, si_code;
586         int fault;
587 #ifdef CONFIG_X86_64
588         unsigned long flags;
589 #endif
590
591         /*
592          * We can fault from pretty much anywhere, with unknown IRQ state.
593          */
594         trace_hardirqs_fixup();
595
596         tsk = current;
597         mm = tsk->mm;
598         prefetchw(&mm->mmap_sem);
599
600         /* get the address */
601         address = read_cr2();
602
603         si_code = SEGV_MAPERR;
604
605         if (notify_page_fault(regs))
606                 return;
607
608         /*
609          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
610          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
611          *
612          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
613          * be in an interrupt or a critical region, and should
614          * only copy the information from the master page table,
615          * nothing more.
616          *
617          * This verifies that the fault happens in kernel space
618          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
619          * protection error (error_code & 9) == 0.
620          */
621 #ifdef CONFIG_X86_32
622         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
623 #else
624         if (unlikely(address >= TASK_SIZE64)) {
625 #endif
626                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
627                     vmalloc_fault(address) >= 0)
628                         return;
629
630                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
631                 if (spurious_fault(address, error_code))
632                         return;
633
634                 /*
635                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
636                  * fault we could otherwise deadlock.
637                  */
638                 goto bad_area_nosemaphore;
639         }
640
641
642 #ifdef CONFIG_X86_32
643         /* It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the vmalloc
644            fault has been handled. */
645         if (regs->flags & (X86_EFLAGS_IF|VM_MASK))
646                 local_irq_enable();
647
648         /*
649          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
650          * atomic region then we must not take the fault.
651          */
652         if (in_atomic() || !mm)
653                 goto bad_area_nosemaphore;
654 #else /* CONFIG_X86_64 */
655         if (likely(regs->flags & X86_EFLAGS_IF))
656                 local_irq_enable();
657
658         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
659                 pgtable_bad(address, regs, error_code);
660
661         /*
662          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
663          * atomic region then we must not take the fault.
664          */
665         if (unlikely(in_atomic() || !mm))
666                 goto bad_area_nosemaphore;
667
668         /*
669          * User-mode registers count as a user access even for any
670          * potential system fault or CPU buglet.
671          */
672         if (user_mode_vm(regs))
673                 error_code |= PF_USER;
674 again:
675 #endif
676         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
677          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
678          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
679          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
680          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
681          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
682          * space from well defined areas of code, which are listed in the
683          * exceptions table.
684          *
685          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
686          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
687          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
688          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
689          * thus avoiding the deadlock.
690          */
691         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
692                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
693                     !search_exception_tables(regs->ip))
694                         goto bad_area_nosemaphore;
695                 down_read(&mm->mmap_sem);
696         }
697
698         vma = find_vma(mm, address);
699         if (!vma)
700                 goto bad_area;
701         if (vma->vm_start <= address)
702                 goto good_area;
703         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
704                 goto bad_area;
705         if (error_code & PF_USER) {
706                 /*
707                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
708                  * The large cushion allows instructions like enter
709                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
710                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
711                  */
712                 if (address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)
713                         goto bad_area;
714         }
715         if (expand_stack(vma, address))
716                 goto bad_area;
717 /*
718  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
719  * we can handle it..
720  */
721 good_area:
722         si_code = SEGV_ACCERR;
723         write = 0;
724         switch (error_code & (PF_PROT|PF_WRITE)) {
725         default:        /* 3: write, present */
726                 /* fall through */
727         case PF_WRITE:          /* write, not present */
728                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
729                         goto bad_area;
730                 write++;
731                 break;
732         case PF_PROT:           /* read, present */
733                 goto bad_area;
734         case 0:                 /* read, not present */
735                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
736                         goto bad_area;
737         }
738
739 #ifdef CONFIG_X86_32
740 survive:
741 #endif
742         /*
743          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
744          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
745          * the fault.
746          */
747         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
748         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
749                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
750                         goto out_of_memory;
751                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
752                         goto do_sigbus;
753                 BUG();
754         }
755         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
756                 tsk->maj_flt++;
757         else
758                 tsk->min_flt++;
759
760 #ifdef CONFIG_X86_32
761         /*
762          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
763          */
764         if (v8086_mode(regs)) {
765                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
766                 if (bit < 32)
767                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
768         }
769 #endif
770         up_read(&mm->mmap_sem);
771         return;
772
773 /*
774  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
775  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
776  */
777 bad_area:
778         up_read(&mm->mmap_sem);
779
780 bad_area_nosemaphore:
781         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
782         if (error_code & PF_USER) {
783                 /*
784                  * It's possible to have interrupts off here.
785                  */
786                 local_irq_enable();
787
788                 /*
789                  * Valid to do another page fault here because this one came
790                  * from user space.
791                  */
792                 if (is_prefetch(regs, address, error_code))
793                         return;
794
795                 if (is_errata100(regs, address))
796                         return;
797
798                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
799                     printk_ratelimit()) {
800                         printk(
801 #ifdef CONFIG_X86_32
802                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %08lx sp %08lx error %lx",
803 #else
804                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %lx sp %lx error %lx",
805 #endif
806                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
807                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address, regs->ip,
808                         regs->sp, error_code);
809                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
810                         printk("\n");
811                 }
812
813                 tsk->thread.cr2 = address;
814                 /* Kernel addresses are always protection faults */
815                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
816                 tsk->thread.trap_no = 14;
817                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
818                 return;
819         }
820
821         if (is_f00f_bug(regs, address))
822                 return;
823
824 no_context:
825         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
826         if (fixup_exception(regs))
827                 return;
828
829         /*
830          * X86_32
831          * Valid to do another page fault here, because if this fault
832          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
833          * handled it.
834          *
835          * X86_64
836          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
837          */
838         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
839                 return;
840
841         if (is_errata93(regs, address))
842                 return;
843
844 /*
845  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
846  * terminate things with extreme prejudice.
847  */
848 #ifdef CONFIG_X86_32
849         bust_spinlocks(1);
850 #else
851         flags = oops_begin();
852 #endif
853
854         show_fault_oops(regs, error_code, address);
855
856         tsk->thread.cr2 = address;
857         tsk->thread.trap_no = 14;
858         tsk->thread.error_code = error_code;
859
860 #ifdef CONFIG_X86_32
861         die("Oops", regs, error_code);
862         bust_spinlocks(0);
863         do_exit(SIGKILL);
864 #else
865         if (__die("Oops", regs, error_code))
866                 regs = NULL;
867         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
868         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
869         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
870 #endif
871
872 /*
873  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
874  * us unable to handle the page fault gracefully.
875  */
876 out_of_memory:
877         up_read(&mm->mmap_sem);
878         if (is_global_init(tsk)) {
879                 yield();
880 #ifdef CONFIG_X86_32
881                 down_read(&mm->mmap_sem);
882                 goto survive;
883 #else
884                 goto again;
885 #endif
886         }
887
888         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
889         if (error_code & PF_USER)
890                 do_group_exit(SIGKILL);
891         goto no_context;
892
893 do_sigbus:
894         up_read(&mm->mmap_sem);
895
896         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
897         if (!(error_code & PF_USER))
898                 goto no_context;
899 #ifdef CONFIG_X86_32
900         /* User space => ok to do another page fault */
901         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
902                 return;
903 #endif
904         tsk->thread.cr2 = address;
905         tsk->thread.error_code = error_code;
906         tsk->thread.trap_no = 14;
907         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
908 }
909
910 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
911 LIST_HEAD(pgd_list);
912
913 void vmalloc_sync_all(void)
914 {
915 #ifdef CONFIG_X86_32
916         /*
917          * Note that races in the updates of insync and start aren't
918          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
919          * start are only improving performance (without affecting correctness
920          * if undone).
921          */
922         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
923         static unsigned long start = TASK_SIZE;
924         unsigned long address;
925
926         if (SHARED_KERNEL_PMD)
927                 return;
928
929         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE & ~PGDIR_MASK);
930         for (address = start; address >= TASK_SIZE; address += PGDIR_SIZE) {
931                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
932                         unsigned long flags;
933                         struct page *page;
934
935                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
936                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
937                                 if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
938                                                       address))
939                                         break;
940                         }
941                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
942                         if (!page)
943                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
944                 }
945                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
946                         start = address + PGDIR_SIZE;
947         }
948 #else /* CONFIG_X86_64 */
949         /*
950          * Note that races in the updates of insync and start aren't
951          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
952          * start are only improving performance (without affecting correctness
953          * if undone).
954          */
955         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
956         static unsigned long start = VMALLOC_START & PGDIR_MASK;
957         unsigned long address;
958
959         for (address = start; address <= VMALLOC_END; address += PGDIR_SIZE) {
960                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
961                         const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
962                         unsigned long flags;
963                         struct page *page;
964
965                         if (pgd_none(*pgd_ref))
966                                 continue;
967                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
968                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
969                                 pgd_t *pgd;
970                                 pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
971                                 if (pgd_none(*pgd))
972                                         set_pgd(pgd, *pgd_ref);
973                                 else
974                                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
975                         }
976                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
977                         set_bit(pgd_index(address), insync);
978                 }
979                 if (address == start)
980                         start = address + PGDIR_SIZE;
981         }
982         /* Check that there is no need to do the same for the modules area. */
983         BUILD_BUG_ON(!(MODULES_VADDR > __START_KERNEL));
984         BUILD_BUG_ON(!(((MODULES_END - 1) & PGDIR_MASK) ==
985                                 (__START_KERNEL & PGDIR_MASK)));
986 #endif
987 }