8c828a68d3b6a35588140944a797ff496066796e
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *  Copyright (C) 2001,2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  */
5
6 #include <linux/signal.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/errno.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/ptrace.h>
13 #include <linux/mmiotrace.h>
14 #include <linux/mman.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/smp.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/tty.h>
20 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
21 #include <linux/compiler.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/kprobes.h>
27 #include <linux/uaccess.h>
28 #include <linux/kdebug.h>
29
30 #include <asm/system.h>
31 #include <asm/desc.h>
32 #include <asm/segment.h>
33 #include <asm/pgalloc.h>
34 #include <asm/smp.h>
35 #include <asm/tlbflush.h>
36 #include <asm/proto.h>
37 #include <asm-generic/sections.h>
38
39 /*
40  * Page fault error code bits
41  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
42  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
43  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
44  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
45  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
46  */
47 #define PF_PROT         (1<<0)
48 #define PF_WRITE        (1<<1)
49 #define PF_USER         (1<<2)
50 #define PF_RSVD         (1<<3)
51 #define PF_INSTR        (1<<4)
52
53 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
54 {
55 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS
56         if (unlikely(is_kmmio_active()))
57                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
58                         return -1;
59 #endif
60         return 0;
61 }
62
63 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
64 {
65 #ifdef CONFIG_KPROBES
66         int ret = 0;
67
68         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
69 #ifdef CONFIG_X86_32
70         if (!user_mode_vm(regs)) {
71 #else
72         if (!user_mode(regs)) {
73 #endif
74                 preempt_disable();
75                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
76                         ret = 1;
77                 preempt_enable();
78         }
79
80         return ret;
81 #else
82         return 0;
83 #endif
84 }
85
86 /*
87  * X86_32
88  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
89  * Check that here and ignore it.
90  *
91  * X86_64
92  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
93  * Check that here and ignore it.
94  *
95  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
96  */
97 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr,
98                        unsigned long error_code)
99 {
100         unsigned char *instr;
101         int scan_more = 1;
102         int prefetch = 0;
103         unsigned char *max_instr;
104
105         /*
106          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
107          * do not ignore the fault:
108          */
109         if (error_code & PF_INSTR)
110                 return 0;
111
112         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
113         max_instr = instr + 15;
114
115         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
116                 return 0;
117
118         while (scan_more && instr < max_instr) {
119                 unsigned char opcode;
120                 unsigned char instr_hi;
121                 unsigned char instr_lo;
122
123                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
124                         break;
125
126                 instr_hi = opcode & 0xf0;
127                 instr_lo = opcode & 0x0f;
128                 instr++;
129
130                 switch (instr_hi) {
131                 case 0x20:
132                 case 0x30:
133                         /*
134                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
135                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
136                          * opcode if some of these prefixes are present so
137                          * X86_64 will never get here anyway
138                          */
139                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
140                         break;
141 #ifdef CONFIG_X86_64
142                 case 0x40:
143                         /*
144                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
145                          * Need to figure out under what instruction mode the
146                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
147                          * but for now it's good enough to assume that long
148                          * mode only uses well known segments or kernel.
149                          */
150                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
151                         break;
152 #endif
153                 case 0x60:
154                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
155                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
156                         break;
157                 case 0xF0:
158                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
159                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
160                         break;
161                 case 0x00:
162                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
163                         scan_more = 0;
164
165                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
166                                 break;
167                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
168                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
169                         break;
170                 default:
171                         scan_more = 0;
172                         break;
173                 }
174         }
175         return prefetch;
176 }
177
178 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
179         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
180 {
181         siginfo_t info;
182
183         info.si_signo = si_signo;
184         info.si_errno = 0;
185         info.si_code = si_code;
186         info.si_addr = (void __user *)address;
187         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
188 }
189
190 #ifdef CONFIG_X86_64
191 static int bad_address(void *p)
192 {
193         unsigned long dummy;
194         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
195 }
196 #endif
197
198 static void dump_pagetable(unsigned long address)
199 {
200 #ifdef CONFIG_X86_32
201         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
202
203         page = read_cr3();
204         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
205 #ifdef CONFIG_X86_PAE
206         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
207         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
208             && page & _PAGE_PRESENT) {
209                 page &= PAGE_MASK;
210                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
211                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
212                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
213                 page &= ~_PAGE_NX;
214         }
215 #else
216         printk("*pde = %08lx ", page);
217 #endif
218
219         /*
220          * We must not directly access the pte in the highpte
221          * case if the page table is located in highmem.
222          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
223          * it's allocated already.
224          */
225         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
226             && (page & _PAGE_PRESENT)
227             && !(page & _PAGE_PSE)) {
228                 page &= PAGE_MASK;
229                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
230                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
231                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
232         }
233
234         printk("\n");
235 #else /* CONFIG_X86_64 */
236         pgd_t *pgd;
237         pud_t *pud;
238         pmd_t *pmd;
239         pte_t *pte;
240
241         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
242
243         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
244         pgd += pgd_index(address);
245         if (bad_address(pgd)) goto bad;
246         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
247         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
248
249         pud = pud_offset(pgd, address);
250         if (bad_address(pud)) goto bad;
251         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
252         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
253                 goto ret;
254
255         pmd = pmd_offset(pud, address);
256         if (bad_address(pmd)) goto bad;
257         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
258         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
259
260         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
261         if (bad_address(pte)) goto bad;
262         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
263 ret:
264         printk("\n");
265         return;
266 bad:
267         printk("BAD\n");
268 #endif
269 }
270
271 #ifdef CONFIG_X86_32
272 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
273 {
274         unsigned index = pgd_index(address);
275         pgd_t *pgd_k;
276         pud_t *pud, *pud_k;
277         pmd_t *pmd, *pmd_k;
278
279         pgd += index;
280         pgd_k = init_mm.pgd + index;
281
282         if (!pgd_present(*pgd_k))
283                 return NULL;
284
285         /*
286          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
287          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
288          * set_pud.
289          */
290
291         pud = pud_offset(pgd, address);
292         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
293         if (!pud_present(*pud_k))
294                 return NULL;
295
296         pmd = pmd_offset(pud, address);
297         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
298         if (!pmd_present(*pmd_k))
299                 return NULL;
300         if (!pmd_present(*pmd)) {
301                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
302                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
303         } else
304                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
305         return pmd_k;
306 }
307 #endif
308
309 #ifdef CONFIG_X86_64
310 static const char errata93_warning[] =
311 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
312 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
313 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
314 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
315 #endif
316
317 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
318    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
319    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
320    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
321    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
322    Try to work around it here.
323    Note we only handle faults in kernel here.
324    Does nothing for X86_32
325  */
326 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
327 {
328 #ifdef CONFIG_X86_64
329         static int warned;
330         if (address != regs->ip)
331                 return 0;
332         if ((address >> 32) != 0)
333                 return 0;
334         address |= 0xffffffffUL << 32;
335         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
336             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
337                 if (!warned) {
338                         printk(errata93_warning);
339                         warned = 1;
340                 }
341                 regs->ip = address;
342                 return 1;
343         }
344 #endif
345         return 0;
346 }
347
348 /*
349  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
350  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
351  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
352  * segment in LDT is compatibility mode.
353  */
354 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
355 {
356 #ifdef CONFIG_X86_64
357         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
358             (address >> 32))
359                 return 1;
360 #endif
361         return 0;
362 }
363
364 void do_invalid_op(struct pt_regs *, unsigned long);
365
366 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
367 {
368 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
369         unsigned long nr;
370         /*
371          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
372          */
373         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
374                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
375
376                 if (nr == 6) {
377                         do_invalid_op(regs, 0);
378                         return 1;
379                 }
380         }
381 #endif
382         return 0;
383 }
384
385 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
386                             unsigned long address)
387 {
388 #ifdef CONFIG_X86_32
389         if (!oops_may_print())
390                 return;
391 #endif
392
393 #ifdef CONFIG_X86_PAE
394         if (error_code & PF_INSTR) {
395                 unsigned int level;
396                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
397
398                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
399                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
400                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
401                                 "(uid: %d)\n", current->uid);
402         }
403 #endif
404
405         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
406         if (address < PAGE_SIZE)
407                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
408         else
409                 printk(KERN_CONT "paging request");
410 #ifdef CONFIG_X86_32
411         printk(KERN_CONT " at %08lx\n", address);
412 #else
413         printk(KERN_CONT " at %016lx\n", address);
414 #endif
415         printk(KERN_ALERT "IP:");
416         printk_address(regs->ip, 1);
417         dump_pagetable(address);
418 }
419
420 #ifdef CONFIG_X86_64
421 static noinline void pgtable_bad(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
422                                  unsigned long error_code)
423 {
424         unsigned long flags = oops_begin();
425         struct task_struct *tsk;
426
427         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
428                current->comm, address);
429         dump_pagetable(address);
430         tsk = current;
431         tsk->thread.cr2 = address;
432         tsk->thread.trap_no = 14;
433         tsk->thread.error_code = error_code;
434         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
435                 regs = NULL;
436         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
437 }
438 #endif
439
440 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
441 {
442         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
443                 return 0;
444         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
445                 return 0;
446
447         return 1;
448 }
449
450 /*
451  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
452  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
453  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
454  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
455  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
456  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
457  * increasing the permissions on a page.
458  */
459 static int spurious_fault(unsigned long address,
460                           unsigned long error_code)
461 {
462         pgd_t *pgd;
463         pud_t *pud;
464         pmd_t *pmd;
465         pte_t *pte;
466
467         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
468         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
469                 return 0;
470
471         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
472         if (!pgd_present(*pgd))
473                 return 0;
474
475         pud = pud_offset(pgd, address);
476         if (!pud_present(*pud))
477                 return 0;
478
479         if (pud_large(*pud))
480                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
481
482         pmd = pmd_offset(pud, address);
483         if (!pmd_present(*pmd))
484                 return 0;
485
486         if (pmd_large(*pmd))
487                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
488
489         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
490         if (!pte_present(*pte))
491                 return 0;
492
493         return spurious_fault_check(error_code, pte);
494 }
495
496 /*
497  * X86_32
498  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
499  *
500  * X86_64
501  * Handle a fault on the vmalloc area
502  *
503  * This assumes no large pages in there.
504  */
505 static int vmalloc_fault(unsigned long address)
506 {
507 #ifdef CONFIG_X86_32
508         unsigned long pgd_paddr;
509         pmd_t *pmd_k;
510         pte_t *pte_k;
511         /*
512          * Synchronize this task's top level page-table
513          * with the 'reference' page table.
514          *
515          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
516          * an interrupt in the middle of a task switch..
517          */
518         pgd_paddr = read_cr3();
519         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
520         if (!pmd_k)
521                 return -1;
522         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
523         if (!pte_present(*pte_k))
524                 return -1;
525         return 0;
526 #else
527         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
528         pud_t *pud, *pud_ref;
529         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
530         pte_t *pte, *pte_ref;
531
532         /* Make sure we are in vmalloc area */
533         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
534                 return -1;
535
536         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
537            happen within a race in page table update. In the later
538            case just flush. */
539
540         pgd = pgd_offset(current->mm ?: &init_mm, address);
541         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
542         if (pgd_none(*pgd_ref))
543                 return -1;
544         if (pgd_none(*pgd))
545                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
546         else
547                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
548
549         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
550            are shared */
551
552         pud = pud_offset(pgd, address);
553         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
554         if (pud_none(*pud_ref))
555                 return -1;
556         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
557                 BUG();
558         pmd = pmd_offset(pud, address);
559         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
560         if (pmd_none(*pmd_ref))
561                 return -1;
562         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
563                 BUG();
564         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
565         if (!pte_present(*pte_ref))
566                 return -1;
567         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
568         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
569            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
570            that. */
571         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
572                 BUG();
573         return 0;
574 #endif
575 }
576
577 int show_unhandled_signals = 1;
578
579 /*
580  * This routine handles page faults.  It determines the address,
581  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
582  * routines.
583  */
584 #ifdef CONFIG_X86_64
585 asmlinkage
586 #endif
587 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
588 {
589         struct task_struct *tsk;
590         struct mm_struct *mm;
591         struct vm_area_struct *vma;
592         unsigned long address;
593         int write, si_code;
594         int fault;
595 #ifdef CONFIG_X86_64
596         unsigned long flags;
597 #endif
598
599         /*
600          * We can fault from pretty much anywhere, with unknown IRQ state.
601          */
602         trace_hardirqs_fixup();
603
604         tsk = current;
605         mm = tsk->mm;
606         prefetchw(&mm->mmap_sem);
607
608         /* get the address */
609         address = read_cr2();
610
611         si_code = SEGV_MAPERR;
612
613         if (notify_page_fault(regs))
614                 return;
615         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
616                 return;
617
618         /*
619          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
620          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
621          *
622          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
623          * be in an interrupt or a critical region, and should
624          * only copy the information from the master page table,
625          * nothing more.
626          *
627          * This verifies that the fault happens in kernel space
628          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
629          * protection error (error_code & 9) == 0.
630          */
631 #ifdef CONFIG_X86_32
632         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
633 #else
634         if (unlikely(address >= TASK_SIZE64)) {
635 #endif
636                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
637                     vmalloc_fault(address) >= 0)
638                         return;
639
640                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
641                 if (spurious_fault(address, error_code))
642                         return;
643
644                 /*
645                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
646                  * fault we could otherwise deadlock.
647                  */
648                 goto bad_area_nosemaphore;
649         }
650
651
652 #ifdef CONFIG_X86_32
653         /* It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the vmalloc
654            fault has been handled. */
655         if (regs->flags & (X86_EFLAGS_IF | X86_VM_MASK))
656                 local_irq_enable();
657
658         /*
659          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
660          * atomic region then we must not take the fault.
661          */
662         if (in_atomic() || !mm)
663                 goto bad_area_nosemaphore;
664 #else /* CONFIG_X86_64 */
665         if (likely(regs->flags & X86_EFLAGS_IF))
666                 local_irq_enable();
667
668         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
669                 pgtable_bad(address, regs, error_code);
670
671         /*
672          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
673          * atomic region then we must not take the fault.
674          */
675         if (unlikely(in_atomic() || !mm))
676                 goto bad_area_nosemaphore;
677
678         /*
679          * User-mode registers count as a user access even for any
680          * potential system fault or CPU buglet.
681          */
682         if (user_mode_vm(regs))
683                 error_code |= PF_USER;
684 again:
685 #endif
686         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
687          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
688          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
689          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
690          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
691          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
692          * space from well defined areas of code, which are listed in the
693          * exceptions table.
694          *
695          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
696          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
697          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
698          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
699          * thus avoiding the deadlock.
700          */
701         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
702                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
703                     !search_exception_tables(regs->ip))
704                         goto bad_area_nosemaphore;
705                 down_read(&mm->mmap_sem);
706         }
707
708         vma = find_vma(mm, address);
709         if (!vma)
710                 goto bad_area;
711         if (vma->vm_start <= address)
712                 goto good_area;
713         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
714                 goto bad_area;
715         if (error_code & PF_USER) {
716                 /*
717                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
718                  * The large cushion allows instructions like enter
719                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
720                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
721                  */
722                 if (address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)
723                         goto bad_area;
724         }
725         if (expand_stack(vma, address))
726                 goto bad_area;
727 /*
728  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
729  * we can handle it..
730  */
731 good_area:
732         si_code = SEGV_ACCERR;
733         write = 0;
734         switch (error_code & (PF_PROT|PF_WRITE)) {
735         default:        /* 3: write, present */
736                 /* fall through */
737         case PF_WRITE:          /* write, not present */
738                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
739                         goto bad_area;
740                 write++;
741                 break;
742         case PF_PROT:           /* read, present */
743                 goto bad_area;
744         case 0:                 /* read, not present */
745                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
746                         goto bad_area;
747         }
748
749 #ifdef CONFIG_X86_32
750 survive:
751 #endif
752         /*
753          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
754          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
755          * the fault.
756          */
757         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
758         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
759                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
760                         goto out_of_memory;
761                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
762                         goto do_sigbus;
763                 BUG();
764         }
765         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
766                 tsk->maj_flt++;
767         else
768                 tsk->min_flt++;
769
770 #ifdef CONFIG_X86_32
771         /*
772          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
773          */
774         if (v8086_mode(regs)) {
775                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
776                 if (bit < 32)
777                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
778         }
779 #endif
780         up_read(&mm->mmap_sem);
781         return;
782
783 /*
784  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
785  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
786  */
787 bad_area:
788         up_read(&mm->mmap_sem);
789
790 bad_area_nosemaphore:
791         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
792         if (error_code & PF_USER) {
793                 /*
794                  * It's possible to have interrupts off here.
795                  */
796                 local_irq_enable();
797
798                 /*
799                  * Valid to do another page fault here because this one came
800                  * from user space.
801                  */
802                 if (is_prefetch(regs, address, error_code))
803                         return;
804
805                 if (is_errata100(regs, address))
806                         return;
807
808                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
809                     printk_ratelimit()) {
810                         printk(
811 #ifdef CONFIG_X86_32
812                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %08lx sp %08lx error %lx",
813 #else
814                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %lx sp %lx error %lx",
815 #endif
816                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
817                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address, regs->ip,
818                         regs->sp, error_code);
819                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
820                         printk("\n");
821                 }
822
823                 tsk->thread.cr2 = address;
824                 /* Kernel addresses are always protection faults */
825                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
826                 tsk->thread.trap_no = 14;
827                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
828                 return;
829         }
830
831         if (is_f00f_bug(regs, address))
832                 return;
833
834 no_context:
835         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
836         if (fixup_exception(regs))
837                 return;
838
839         /*
840          * X86_32
841          * Valid to do another page fault here, because if this fault
842          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
843          * handled it.
844          *
845          * X86_64
846          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
847          */
848         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
849                 return;
850
851         if (is_errata93(regs, address))
852                 return;
853
854 /*
855  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
856  * terminate things with extreme prejudice.
857  */
858 #ifdef CONFIG_X86_32
859         bust_spinlocks(1);
860 #else
861         flags = oops_begin();
862 #endif
863
864         show_fault_oops(regs, error_code, address);
865
866         tsk->thread.cr2 = address;
867         tsk->thread.trap_no = 14;
868         tsk->thread.error_code = error_code;
869
870 #ifdef CONFIG_X86_32
871         die("Oops", regs, error_code);
872         bust_spinlocks(0);
873         do_exit(SIGKILL);
874 #else
875         if (__die("Oops", regs, error_code))
876                 regs = NULL;
877         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
878         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
879         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
880 #endif
881
882 /*
883  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
884  * us unable to handle the page fault gracefully.
885  */
886 out_of_memory:
887         up_read(&mm->mmap_sem);
888         if (is_global_init(tsk)) {
889                 yield();
890 #ifdef CONFIG_X86_32
891                 down_read(&mm->mmap_sem);
892                 goto survive;
893 #else
894                 goto again;
895 #endif
896         }
897
898         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
899         if (error_code & PF_USER)
900                 do_group_exit(SIGKILL);
901         goto no_context;
902
903 do_sigbus:
904         up_read(&mm->mmap_sem);
905
906         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
907         if (!(error_code & PF_USER))
908                 goto no_context;
909 #ifdef CONFIG_X86_32
910         /* User space => ok to do another page fault */
911         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
912                 return;
913 #endif
914         tsk->thread.cr2 = address;
915         tsk->thread.error_code = error_code;
916         tsk->thread.trap_no = 14;
917         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
918 }
919
920 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
921 LIST_HEAD(pgd_list);
922
923 void vmalloc_sync_all(void)
924 {
925 #ifdef CONFIG_X86_32
926         /*
927          * Note that races in the updates of insync and start aren't
928          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
929          * start are only improving performance (without affecting correctness
930          * if undone).
931          */
932         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
933         static unsigned long start = TASK_SIZE;
934         unsigned long address;
935
936         if (SHARED_KERNEL_PMD)
937                 return;
938
939         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE & ~PGDIR_MASK);
940         for (address = start; address >= TASK_SIZE; address += PGDIR_SIZE) {
941                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
942                         unsigned long flags;
943                         struct page *page;
944
945                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
946                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
947                                 if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
948                                                       address))
949                                         break;
950                         }
951                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
952                         if (!page)
953                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
954                 }
955                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
956                         start = address + PGDIR_SIZE;
957         }
958 #else /* CONFIG_X86_64 */
959         /*
960          * Note that races in the updates of insync and start aren't
961          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
962          * start are only improving performance (without affecting correctness
963          * if undone).
964          */
965         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
966         static unsigned long start = VMALLOC_START & PGDIR_MASK;
967         unsigned long address;
968
969         for (address = start; address <= VMALLOC_END; address += PGDIR_SIZE) {
970                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
971                         const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
972                         unsigned long flags;
973                         struct page *page;
974
975                         if (pgd_none(*pgd_ref))
976                                 continue;
977                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
978                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
979                                 pgd_t *pgd;
980                                 pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
981                                 if (pgd_none(*pgd))
982                                         set_pgd(pgd, *pgd_ref);
983                                 else
984                                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
985                         }
986                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
987                         set_bit(pgd_index(address), insync);
988                 }
989                 if (address == start)
990                         start = address + PGDIR_SIZE;
991         }
992 #endif
993 }