During VM oom condition, kill all threads in process group
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / fault_32.c
1 /*
2  *  linux/arch/i386/mm/fault.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
5  */
6
7 #include <linux/signal.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/errno.h>
11 #include <linux/string.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/ptrace.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/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 #include <linux/kprobes.h>
29
30 #include <asm/system.h>
31 #include <asm/desc.h>
32 #include <asm/segment.h>
33
34 extern void die(const char *,struct pt_regs *,long);
35
36 #ifdef CONFIG_KPROBES
37 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
38 {
39         int ret = 0;
40
41         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
42         if (!user_mode_vm(regs)) {
43                 preempt_disable();
44                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
45                         ret = 1;
46                 preempt_enable();
47         }
48
49         return ret;
50 }
51 #else
52 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
53 {
54         return 0;
55 }
56 #endif
57
58 /*
59  * Return EIP plus the CS segment base.  The segment limit is also
60  * adjusted, clamped to the kernel/user address space (whichever is
61  * appropriate), and returned in *eip_limit.
62  *
63  * The segment is checked, because it might have been changed by another
64  * task between the original faulting instruction and here.
65  *
66  * If CS is no longer a valid code segment, or if EIP is beyond the
67  * limit, or if it is a kernel address when CS is not a kernel segment,
68  * then the returned value will be greater than *eip_limit.
69  * 
70  * This is slow, but is very rarely executed.
71  */
72 static inline unsigned long get_segment_eip(struct pt_regs *regs,
73                                             unsigned long *eip_limit)
74 {
75         unsigned long eip = regs->eip;
76         unsigned seg = regs->xcs & 0xffff;
77         u32 seg_ar, seg_limit, base, *desc;
78
79         /* Unlikely, but must come before segment checks. */
80         if (unlikely(regs->eflags & VM_MASK)) {
81                 base = seg << 4;
82                 *eip_limit = base + 0xffff;
83                 return base + (eip & 0xffff);
84         }
85
86         /* The standard kernel/user address space limit. */
87         *eip_limit = user_mode(regs) ? USER_DS.seg : KERNEL_DS.seg;
88         
89         /* By far the most common cases. */
90         if (likely(SEGMENT_IS_FLAT_CODE(seg)))
91                 return eip;
92
93         /* Check the segment exists, is within the current LDT/GDT size,
94            that kernel/user (ring 0..3) has the appropriate privilege,
95            that it's a code segment, and get the limit. */
96         __asm__ ("larl %3,%0; lsll %3,%1"
97                  : "=&r" (seg_ar), "=r" (seg_limit) : "0" (0), "rm" (seg));
98         if ((~seg_ar & 0x9800) || eip > seg_limit) {
99                 *eip_limit = 0;
100                 return 1;        /* So that returned eip > *eip_limit. */
101         }
102
103         /* Get the GDT/LDT descriptor base. 
104            When you look for races in this code remember that
105            LDT and other horrors are only used in user space. */
106         if (seg & (1<<2)) {
107                 /* Must lock the LDT while reading it. */
108                 down(&current->mm->context.sem);
109                 desc = current->mm->context.ldt;
110                 desc = (void *)desc + (seg & ~7);
111         } else {
112                 /* Must disable preemption while reading the GDT. */
113                 desc = (u32 *)get_cpu_gdt_table(get_cpu());
114                 desc = (void *)desc + (seg & ~7);
115         }
116
117         /* Decode the code segment base from the descriptor */
118         base = get_desc_base((unsigned long *)desc);
119
120         if (seg & (1<<2)) { 
121                 up(&current->mm->context.sem);
122         } else
123                 put_cpu();
124
125         /* Adjust EIP and segment limit, and clamp at the kernel limit.
126            It's legitimate for segments to wrap at 0xffffffff. */
127         seg_limit += base;
128         if (seg_limit < *eip_limit && seg_limit >= base)
129                 *eip_limit = seg_limit;
130         return eip + base;
131 }
132
133 /* 
134  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
135  * Check that here and ignore it.
136  */
137 static int __is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
138
139         unsigned long limit;
140         unsigned char *instr = (unsigned char *)get_segment_eip (regs, &limit);
141         int scan_more = 1;
142         int prefetch = 0; 
143         int i;
144
145         for (i = 0; scan_more && i < 15; i++) { 
146                 unsigned char opcode;
147                 unsigned char instr_hi;
148                 unsigned char instr_lo;
149
150                 if (instr > (unsigned char *)limit)
151                         break;
152                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
153                         break; 
154
155                 instr_hi = opcode & 0xf0; 
156                 instr_lo = opcode & 0x0f; 
157                 instr++;
158
159                 switch (instr_hi) { 
160                 case 0x20:
161                 case 0x30:
162                         /* Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes. */
163                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
164                         break;
165                         
166                 case 0x60:
167                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
168                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
169                         break;          
170                 case 0xF0:
171                         /* 0xF0, 0xF2, and 0xF3 are valid prefixes */
172                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
173                         break;                  
174                 case 0x00:
175                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
176                         scan_more = 0;
177                         if (instr > (unsigned char *)limit)
178                                 break;
179                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
180                                 break;
181                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
182                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
183                         break;                  
184                 default:
185                         scan_more = 0;
186                         break;
187                 } 
188         }
189         return prefetch;
190 }
191
192 static inline int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr,
193                               unsigned long error_code)
194 {
195         if (unlikely(boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
196                      boot_cpu_data.x86 >= 6)) {
197                 /* Catch an obscure case of prefetch inside an NX page. */
198                 if (nx_enabled && (error_code & 16))
199                         return 0;
200                 return __is_prefetch(regs, addr);
201         }
202         return 0;
203
204
205 static noinline void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
206         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
207 {
208         siginfo_t info;
209
210         info.si_signo = si_signo;
211         info.si_errno = 0;
212         info.si_code = si_code;
213         info.si_addr = (void __user *)address;
214         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
215 }
216
217 fastcall void do_invalid_op(struct pt_regs *, unsigned long);
218
219 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
220 {
221         unsigned index = pgd_index(address);
222         pgd_t *pgd_k;
223         pud_t *pud, *pud_k;
224         pmd_t *pmd, *pmd_k;
225
226         pgd += index;
227         pgd_k = init_mm.pgd + index;
228
229         if (!pgd_present(*pgd_k))
230                 return NULL;
231
232         /*
233          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
234          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
235          * set_pud.
236          */
237
238         pud = pud_offset(pgd, address);
239         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
240         if (!pud_present(*pud_k))
241                 return NULL;
242
243         pmd = pmd_offset(pud, address);
244         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
245         if (!pmd_present(*pmd_k))
246                 return NULL;
247         if (!pmd_present(*pmd)) {
248                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
249                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
250         } else
251                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
252         return pmd_k;
253 }
254
255 /*
256  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
257  *
258  * This assumes no large pages in there.
259  */
260 static inline int vmalloc_fault(unsigned long address)
261 {
262         unsigned long pgd_paddr;
263         pmd_t *pmd_k;
264         pte_t *pte_k;
265         /*
266          * Synchronize this task's top level page-table
267          * with the 'reference' page table.
268          *
269          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
270          * an interrupt in the middle of a task switch..
271          */
272         pgd_paddr = read_cr3();
273         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
274         if (!pmd_k)
275                 return -1;
276         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
277         if (!pte_present(*pte_k))
278                 return -1;
279         return 0;
280 }
281
282 int show_unhandled_signals = 1;
283
284 /*
285  * This routine handles page faults.  It determines the address,
286  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
287  * routines.
288  *
289  * error_code:
290  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
291  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
292  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
293  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
294  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
295  */
296 fastcall void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs,
297                                       unsigned long error_code)
298 {
299         struct task_struct *tsk;
300         struct mm_struct *mm;
301         struct vm_area_struct * vma;
302         unsigned long address;
303         int write, si_code;
304         int fault;
305
306         /* get the address */
307         address = read_cr2();
308
309         tsk = current;
310
311         si_code = SEGV_MAPERR;
312
313         /*
314          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
315          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
316          *
317          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
318          * be in an interrupt or a critical region, and should
319          * only copy the information from the master page table,
320          * nothing more.
321          *
322          * This verifies that the fault happens in kernel space
323          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
324          * protection error (error_code & 9) == 0.
325          */
326         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
327                 if (!(error_code & 0x0000000d) && vmalloc_fault(address) >= 0)
328                         return;
329                 if (notify_page_fault(regs))
330                         return;
331                 /*
332                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
333                  * fault we could otherwise deadlock.
334                  */
335                 goto bad_area_nosemaphore;
336         }
337
338         if (notify_page_fault(regs))
339                 return;
340
341         /* It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the vmalloc
342            fault has been handled. */
343         if (regs->eflags & (X86_EFLAGS_IF|VM_MASK))
344                 local_irq_enable();
345
346         mm = tsk->mm;
347
348         /*
349          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
350          * atomic region then we must not take the fault..
351          */
352         if (in_atomic() || !mm)
353                 goto bad_area_nosemaphore;
354
355         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
356          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
357          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunatly, in the case of an
358          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
359          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
360          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
361          * space from well defined areas of code, which are listed in the
362          * exceptions table.
363          *
364          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
365          * the source reference check when there is a possibilty of a deadlock.
366          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
367          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
368          * thus avoiding the deadlock.
369          */
370         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
371                 if ((error_code & 4) == 0 &&
372                     !search_exception_tables(regs->eip))
373                         goto bad_area_nosemaphore;
374                 down_read(&mm->mmap_sem);
375         }
376
377         vma = find_vma(mm, address);
378         if (!vma)
379                 goto bad_area;
380         if (vma->vm_start <= address)
381                 goto good_area;
382         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
383                 goto bad_area;
384         if (error_code & 4) {
385                 /*
386                  * Accessing the stack below %esp is always a bug.
387                  * The large cushion allows instructions like enter
388                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
389                  * 32 pointers and then decrements %esp by 65535.)
390                  */
391                 if (address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->esp)
392                         goto bad_area;
393         }
394         if (expand_stack(vma, address))
395                 goto bad_area;
396 /*
397  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
398  * we can handle it..
399  */
400 good_area:
401         si_code = SEGV_ACCERR;
402         write = 0;
403         switch (error_code & 3) {
404                 default:        /* 3: write, present */
405                                 /* fall through */
406                 case 2:         /* write, not present */
407                         if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
408                                 goto bad_area;
409                         write++;
410                         break;
411                 case 1:         /* read, present */
412                         goto bad_area;
413                 case 0:         /* read, not present */
414                         if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
415                                 goto bad_area;
416         }
417
418  survive:
419         /*
420          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
421          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
422          * the fault.
423          */
424         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
425         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
426                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
427                         goto out_of_memory;
428                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
429                         goto do_sigbus;
430                 BUG();
431         }
432         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
433                 tsk->maj_flt++;
434         else
435                 tsk->min_flt++;
436
437         /*
438          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
439          */
440         if (regs->eflags & VM_MASK) {
441                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
442                 if (bit < 32)
443                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
444         }
445         up_read(&mm->mmap_sem);
446         return;
447
448 /*
449  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
450  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
451  */
452 bad_area:
453         up_read(&mm->mmap_sem);
454
455 bad_area_nosemaphore:
456         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
457         if (error_code & 4) {
458                 /*
459                  * It's possible to have interrupts off here.
460                  */
461                 local_irq_enable();
462
463                 /* 
464                  * Valid to do another page fault here because this one came 
465                  * from user space.
466                  */
467                 if (is_prefetch(regs, address, error_code))
468                         return;
469
470                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
471                     printk_ratelimit()) {
472                         printk("%s%s[%d]: segfault at %08lx eip %08lx "
473                             "esp %08lx error %lx\n",
474                             tsk->pid > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
475                             tsk->comm, tsk->pid, address, regs->eip,
476                             regs->esp, error_code);
477                 }
478                 tsk->thread.cr2 = address;
479                 /* Kernel addresses are always protection faults */
480                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
481                 tsk->thread.trap_no = 14;
482                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
483                 return;
484         }
485
486 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
487         /*
488          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
489          */
490         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
491                 unsigned long nr;
492                 
493                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
494
495                 if (nr == 6) {
496                         do_invalid_op(regs, 0);
497                         return;
498                 }
499         }
500 #endif
501
502 no_context:
503         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
504         if (fixup_exception(regs))
505                 return;
506
507         /* 
508          * Valid to do another page fault here, because if this fault
509          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have 
510          * handled it.
511          */
512         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
513                 return;
514
515 /*
516  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
517  * terminate things with extreme prejudice.
518  */
519
520         bust_spinlocks(1);
521
522         if (oops_may_print()) {
523                 __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
524
525 #ifdef CONFIG_X86_PAE
526                 if (error_code & 16) {
527                         pte_t *pte = lookup_address(address);
528
529                         if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec_kernel(*pte))
530                                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
531                                         "NX-protected page - exploit attempt? "
532                                         "(uid: %d)\n", current->uid);
533                 }
534 #endif
535                 if (address < PAGE_SIZE)
536                         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel NULL "
537                                         "pointer dereference");
538                 else
539                         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel paging"
540                                         " request");
541                 printk(" at virtual address %08lx\n",address);
542                 printk(KERN_ALERT " printing eip:\n");
543                 printk("%08lx\n", regs->eip);
544
545                 page = read_cr3();
546                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
547 #ifdef CONFIG_X86_PAE
548                 printk(KERN_ALERT "*pdpt = %016Lx\n", page);
549                 if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
550                     && page & _PAGE_PRESENT) {
551                         page &= PAGE_MASK;
552                         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
553                                                                  & (PTRS_PER_PMD - 1)];
554                         printk(KERN_ALERT "*pde = %016Lx\n", page);
555                         page &= ~_PAGE_NX;
556                 }
557 #else
558                 printk(KERN_ALERT "*pde = %08lx\n", page);
559 #endif
560
561                 /*
562                  * We must not directly access the pte in the highpte
563                  * case if the page table is located in highmem.
564                  * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
565                  * it's allocated already.
566                  */
567                 if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
568                     && (page & _PAGE_PRESENT)) {
569                         page &= PAGE_MASK;
570                         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
571                                                                  & (PTRS_PER_PTE - 1)];
572                         printk(KERN_ALERT "*pte = %0*Lx\n", sizeof(page)*2, (u64)page);
573                 }
574         }
575
576         tsk->thread.cr2 = address;
577         tsk->thread.trap_no = 14;
578         tsk->thread.error_code = error_code;
579         die("Oops", regs, error_code);
580         bust_spinlocks(0);
581         do_exit(SIGKILL);
582
583 /*
584  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
585  * us unable to handle the page fault gracefully.
586  */
587 out_of_memory:
588         up_read(&mm->mmap_sem);
589         if (is_init(tsk)) {
590                 yield();
591                 down_read(&mm->mmap_sem);
592                 goto survive;
593         }
594         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
595         if (error_code & 4)
596                 do_group_exit(SIGKILL);
597         goto no_context;
598
599 do_sigbus:
600         up_read(&mm->mmap_sem);
601
602         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
603         if (!(error_code & 4))
604                 goto no_context;
605
606         /* User space => ok to do another page fault */
607         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
608                 return;
609
610         tsk->thread.cr2 = address;
611         tsk->thread.error_code = error_code;
612         tsk->thread.trap_no = 14;
613         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
614 }
615
616 void vmalloc_sync_all(void)
617 {
618         /*
619          * Note that races in the updates of insync and start aren't
620          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
621          * start are only improving performance (without affecting correctness
622          * if undone).
623          */
624         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
625         static unsigned long start = TASK_SIZE;
626         unsigned long address;
627
628         if (SHARED_KERNEL_PMD)
629                 return;
630
631         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE & ~PGDIR_MASK);
632         for (address = start; address >= TASK_SIZE; address += PGDIR_SIZE) {
633                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
634                         unsigned long flags;
635                         struct page *page;
636
637                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
638                         for (page = pgd_list; page; page =
639                                         (struct page *)page->index)
640                                 if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
641                                                                 address)) {
642                                         BUG_ON(page != pgd_list);
643                                         break;
644                                 }
645                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
646                         if (!page)
647                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
648                 }
649                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
650                         start = address + PGDIR_SIZE;
651         }
652 }