git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
   4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
   5  */
   6 #include <linux/magic.h>                /* STACK_END_MAGIC              */
   7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
   8 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
   9 #include <linux/module.h>               /* search_exception_table       */
  10 #include <linux/bootmem.h>              /* max_low_pfn                  */
  11 #include <linux/kprobes.h>              /* __kprobes, ...               */
  12 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
  13
  14 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  15 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  16
  17 /*
  18  * Page fault error code bits:
  19  *
  20  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  21  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  22  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  23  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  24  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  25  */
  26 enum x86_pf_error_code {
  27
  28         PF_PROT         =               1 << 0,
  29         PF_WRITE        =               1 << 1,
  30         PF_USER         =               1 << 2,
  31         PF_RSVD         =               1 << 3,
  32         PF_INSTR        =               1 << 4,
  33 };
  34
  35 /*
  36  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  37  * handled by mmiotrace:
  38  */
  39 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  40 {
  41         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  42                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  43                         return -1;
  44         return 0;
  45 }
  46
  47 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  48 {
  49         int ret = 0;
  50
  51         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  52         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
  53                 preempt_disable();
  54                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  55                         ret = 1;
  56                 preempt_enable();
  57         }
  58
  59         return ret;
  60 }
  61
  62 /*
  63  * Prefetch quirks:
  64  *
  65  * 32-bit mode:
  66  *
  67  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  68  *   Check that here and ignore it.
  69  *
  70  * 64-bit mode:
  71  *
  72  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  73  *   Check that here and ignore it.
  74  *
  75  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  76  */
  77 static inline int
  78 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  79                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  80 {
  81         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  82         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
  83
  84         switch (instr_hi) {
  85         case 0x20:
  86         case 0x30:
  87                 /*
  88                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
  89                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
  90                  * opcode if some of these prefixes are present so
  91                  * X86_64 will never get here anyway
  92                  */
  93                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
  94 #ifdef CONFIG_X86_64
  95         case 0x40:
  96                 /*
  97                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
  98                  * Need to figure out under what instruction mode the
  99                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 100                  * but for now it's good enough to assume that long
 101                  * mode only uses well known segments or kernel.
 102                  */
 103                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
 104 #endif
 105         case 0x60:
 106                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 107                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 108         case 0xF0:
 109                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 110                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 111         case 0x00:
 112                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 113                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 114                         return 0;
 115
 116                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 117                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 118                 return 0;
 119         default:
 120                 return 0;
 121         }
 122 }
 123
 124 static int
 125 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 126 {
 127         unsigned char *max_instr;
 128         unsigned char *instr;
 129         int prefetch = 0;
 130
 131         /*
 132          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 133          * do not ignore the fault:
 134          */
 135         if (error_code & PF_INSTR)
 136                 return 0;
 137
 138         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 139         max_instr = instr + 15;
 140
 141         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
 142                 return 0;
 143
 144         while (instr < max_instr) {
 145                 unsigned char opcode;
 146
 147                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 148                         break;
 149
 150                 instr++;
 151
 152                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 153                         break;
 154         }
 155         return prefetch;
 156 }
 157
 158 static void
 159 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 160                      struct task_struct *tsk)
 161 {
 162         siginfo_t info;
 163
 164         info.si_signo   = si_signo;
 165         info.si_errno   = 0;
 166         info.si_code    = si_code;
 167         info.si_addr    = (void __user *)address;
 168
 169         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 170 }
 171
 172 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 173 LIST_HEAD(pgd_list);
 174
 175 #ifdef CONFIG_X86_32
 176 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 177 {
 178         unsigned index = pgd_index(address);
 179         pgd_t *pgd_k;
 180         pud_t *pud, *pud_k;
 181         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 182
 183         pgd += index;
 184         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 185
 186         if (!pgd_present(*pgd_k))
 187                 return NULL;
 188
 189         /*
 190          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 191          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 192          * set_pud.
 193          */
 194         pud = pud_offset(pgd, address);
 195         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 196         if (!pud_present(*pud_k))
 197                 return NULL;
 198
 199         pmd = pmd_offset(pud, address);
 200         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 201         if (!pmd_present(*pmd_k))
 202                 return NULL;
 203
 204         if (!pmd_present(*pmd))
 205                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 206         else
 207                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 208
 209         return pmd_k;
 210 }
 211
 212 void vmalloc_sync_all(void)
 213 {
 214         unsigned long address;
 215
 216         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 217                 return;
 218
 219         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 220              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
 221              address += PMD_SIZE) {
 222
 223                 unsigned long flags;
 224                 struct page *page;
 225
 226                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 227                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 228                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
 229                                 break;
 230                 }
 231                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 232         }
 233 }
 234
 235 /*
 236  * 32-bit:
 237  *
 238  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 239  */
 240 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 241 {
 242         unsigned long pgd_paddr;
 243         pmd_t *pmd_k;
 244         pte_t *pte_k;
 245
 246         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 247         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 248                 return -1;
 249
 250         /*
 251          * Synchronize this task's top level page-table
 252          * with the 'reference' page table.
 253          *
 254          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 255          * an interrupt in the middle of a task switch..
 256          */
 257         pgd_paddr = read_cr3();
 258         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 259         if (!pmd_k)
 260                 return -1;
 261
 262         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 263         if (!pte_present(*pte_k))
 264                 return -1;
 265
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 271  */
 272 static inline void
 273 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 274                  struct task_struct *tsk)
 275 {
 276         unsigned long bit;
 277
 278         if (!v8086_mode(regs))
 279                 return;
 280
 281         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 282         if (bit < 32)
 283                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
 284 }
 285
 286 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 287 {
 288         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
 289
 290         page = read_cr3();
 291         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
 292
 293 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 294         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
 295         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 296             && page & _PAGE_PRESENT) {
 297                 page &= PAGE_MASK;
 298                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
 299                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
 300                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
 301                 page &= ~_PAGE_NX;
 302         }
 303 #else
 304         printk("*pde = %08lx ", page);
 305 #endif
 306
 307         /*
 308          * We must not directly access the pte in the highpte
 309          * case if the page table is located in highmem.
 310          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 311          * it's allocated already:
 312          */
 313         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 314             && (page & _PAGE_PRESENT)
 315             && !(page & _PAGE_PSE)) {
 316
 317                 page &= PAGE_MASK;
 318                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
 319                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
 320                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
 321         }
 322
 323         printk("\n");
 324 }
 325
 326 #else /* CONFIG_X86_64: */
 327
 328 void vmalloc_sync_all(void)
 329 {
 330         unsigned long address;
 331
 332         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
 333              address += PGDIR_SIZE) {
 334
 335                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 336                 unsigned long flags;
 337                 struct page *page;
 338
 339                 if (pgd_none(*pgd_ref))
 340                         continue;
 341
 342                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 343                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 344                         pgd_t *pgd;
 345                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
 346                         if (pgd_none(*pgd))
 347                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 348                         else
 349                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 350                 }
 351                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 352         }
 353 }
 354
 355 /*
 356  * 64-bit:
 357  *
 358  *   Handle a fault on the vmalloc area
 359  *
 360  * This assumes no large pages in there.
 361  */
 362 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 363 {
 364         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 365         pud_t *pud, *pud_ref;
 366         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 367         pte_t *pte, *pte_ref;
 368
 369         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 370         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 371                 return -1;
 372
 373         /*
 374          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 375          * happen within a race in page table update. In the later
 376          * case just flush:
 377          */
 378         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
 379         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 380         if (pgd_none(*pgd_ref))
 381                 return -1;
 382
 383         if (pgd_none(*pgd))
 384                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 385         else
 386                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 387
 388         /*
 389          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 390          * are shared:
 391          */
 392
 393         pud = pud_offset(pgd, address);
 394         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
 395         if (pud_none(*pud_ref))
 396                 return -1;
 397
 398         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
 399                 BUG();
 400
 401         pmd = pmd_offset(pud, address);
 402         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 403         if (pmd_none(*pmd_ref))
 404                 return -1;
 405
 406         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
 407                 BUG();
 408
 409         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 410         if (!pte_present(*pte_ref))
 411                 return -1;
 412
 413         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 414
 415         /*
 416          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 417          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 418          * that:
 419          */
 420         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 421                 BUG();
 422
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 static const char errata93_warning[] =
 427 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 428 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 429 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
 430 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 431
 432 /*
 433  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 434  */
 435 static inline void
 436 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 437                  struct task_struct *tsk)
 438 {
 439 }
 440
 441 static int bad_address(void *p)
 442 {
 443         unsigned long dummy;
 444
 445         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 446 }
 447
 448 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 449 {
 450         pgd_t *pgd;
 451         pud_t *pud;
 452         pmd_t *pmd;
 453         pte_t *pte;
 454
 455         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
 456
 457         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
 458
 459         pgd += pgd_index(address);
 460         if (bad_address(pgd))
 461                 goto bad;
 462
 463         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 464
 465         if (!pgd_present(*pgd))
 466                 goto out;
 467
 468         pud = pud_offset(pgd, address);
 469         if (bad_address(pud))
 470                 goto bad;
 471
 472         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 473         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 474                 goto out;
 475
 476         pmd = pmd_offset(pud, address);
 477         if (bad_address(pmd))
 478                 goto bad;
 479
 480         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 481         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 482                 goto out;
 483
 484         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 485         if (bad_address(pte))
 486                 goto bad;
 487
 488         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
 489 out:
 490         printk("\n");
 491         return;
 492 bad:
 493         printk("BAD\n");
 494 }
 495
 496 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 497
 498 /*
 499  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 500  *
 501  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 502  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 503  *
 504  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 505  *
 506  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 507  * Try to work around it here.
 508  *
 509  * Note we only handle faults in kernel here.
 510  * Does nothing on 32-bit.
 511  */
 512 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 513 {
 514 #ifdef CONFIG_X86_64
 515         if (address != regs->ip)
 516                 return 0;
 517
 518         if ((address >> 32) != 0)
 519                 return 0;
 520
 521         address |= 0xffffffffUL << 32;
 522         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 523             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 524                 printk_once(errata93_warning);
 525                 regs->ip = address;
 526                 return 1;
 527         }
 528 #endif
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 /*
 533  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 534  * to illegal addresses >4GB.
 535  *
 536  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 537  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 538  * segment in LDT is compatibility mode.
 539  */
 540 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 541 {
 542 #ifdef CONFIG_X86_64
 543         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 544                 return 1;
 545 #endif
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 550 {
 551 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 552         unsigned long nr;
 553
 554         /*
 555          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 556          */
 557         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
 558                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 559
 560                 if (nr == 6) {
 561                         do_invalid_op(regs, 0);
 562                         return 1;
 563                 }
 564         }
 565 #endif
 566         return 0;
 567 }
 568
 569 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 570 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 571
 572 static void
 573 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 574                 unsigned long address)
 575 {
 576         if (!oops_may_print())
 577                 return;
 578
 579         if (error_code & PF_INSTR) {
 580                 unsigned int level;
 581
 582                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
 583
 584                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 585                         printk(nx_warning, current_uid());
 586         }
 587
 588         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 589         if (address < PAGE_SIZE)
 590                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 591         else
 592                 printk(KERN_CONT "paging request");
 593
 594         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 595         printk(KERN_ALERT "IP:");
 596         printk_address(regs->ip, 1);
 597
 598         dump_pagetable(address);
 599 }
 600
 601 static noinline void
 602 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 603             unsigned long address)
 604 {
 605         struct task_struct *tsk;
 606         unsigned long flags;
 607         int sig;
 608
 609         flags = oops_begin();
 610         tsk = current;
 611         sig = SIGKILL;
 612
 613         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 614                tsk->comm, address);
 615         dump_pagetable(address);
 616
 617         tsk->thread.cr2         = address;
 618         tsk->thread.trap_no     = 14;
 619         tsk->thread.error_code  = error_code;
 620
 621         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 622                 sig = 0;
 623
 624         oops_end(flags, regs, sig);
 625 }
 626
 627 static noinline void
 628 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 629            unsigned long address)
 630 {
 631         struct task_struct *tsk = current;
 632         unsigned long *stackend;
 633         unsigned long flags;
 634         int sig;
 635
 636         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 637         if (fixup_exception(regs))
 638                 return;
 639
 640         /*
 641          * 32-bit:
 642          *
 643          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 644          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 645          *   handled it.
 646          *
 647          * 64-bit:
 648          *
 649          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 650          */
 651         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 652                 return;
 653
 654         if (is_errata93(regs, address))
 655                 return;
 656
 657         /*
 658          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 659          * terminate things with extreme prejudice:
 660          */
 661         flags = oops_begin();
 662
 663         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 664
 665         stackend = end_of_stack(tsk);
 666         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
 667                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 668
 669         tsk->thread.cr2         = address;
 670         tsk->thread.trap_no     = 14;
 671         tsk->thread.error_code  = error_code;
 672
 673         sig = SIGKILL;
 674         if (__die("Oops", regs, error_code))
 675                 sig = 0;
 676
 677         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 678         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
 679
 680         oops_end(flags, regs, sig);
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 685  * sysctl is set:
 686  */
 687 static inline void
 688 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 689                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 690 {
 691         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 692                 return;
 693
 694         if (!printk_ratelimit())
 695                 return;
 696
 697         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 698                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 699                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 700                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 701
 702         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 703
 704         printk(KERN_CONT "\n");
 705 }
 706
 707 static void
 708 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 709                        unsigned long address, int si_code)
 710 {
 711         struct task_struct *tsk = current;
 712
 713         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 714         if (error_code & PF_USER) {
 715                 /*
 716                  * It's possible to have interrupts off here:
 717                  */
 718                 local_irq_enable();
 719
 720                 /*
 721                  * Valid to do another page fault here because this one came
 722                  * from user space:
 723                  */
 724                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 725                         return;
 726
 727                 if (is_errata100(regs, address))
 728                         return;
 729
 730                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
 731                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 732
 733                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
 734                 tsk->thread.cr2         = address;
 735                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 736                 tsk->thread.trap_no     = 14;
 737
 738                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
 739
 740                 return;
 741         }
 742
 743         if (is_f00f_bug(regs, address))
 744                 return;
 745
 746         no_context(regs, error_code, address);
 747 }
 748
 749 static noinline void
 750 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 751                      unsigned long address)
 752 {
 753         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 754 }
 755
 756 static void
 757 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 758            unsigned long address, int si_code)
 759 {
 760         struct mm_struct *mm = current->mm;
 761
 762         /*
 763          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 764          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 765          */
 766         up_read(&mm->mmap_sem);
 767
 768         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
 769 }
 770
 771 static noinline void
 772 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 773 {
 774         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 775 }
 776
 777 static noinline void
 778 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 779                       unsigned long address)
 780 {
 781         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
 782 }
 783
 784 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
 785 static void
 786 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 787               unsigned long address)
 788 {
 789         /*
 790          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
 791          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
 792          */
 793         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 794
 795         pagefault_out_of_memory();
 796 }
 797
 798 static void
 799 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 800 {
 801         struct task_struct *tsk = current;
 802         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 803
 804         up_read(&mm->mmap_sem);
 805
 806         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 807         if (!(error_code & PF_USER))
 808                 no_context(regs, error_code, address);
 809
 810         /* User-space => ok to do another page fault: */
 811         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 812                 return;
 813
 814         tsk->thread.cr2         = address;
 815         tsk->thread.error_code  = error_code;
 816         tsk->thread.trap_no     = 14;
 817
 818         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
 819 }
 820
 821 static noinline void
 822 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 823                unsigned long address, unsigned int fault)
 824 {
 825         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 826                 out_of_memory(regs, error_code, address);
 827         } else {
 828                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 829                         do_sigbus(regs, error_code, address);
 830                 else
 831                         BUG();
 832         }
 833 }
 834
 835 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 836 {
 837         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 838                 return 0;
 839
 840         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
 841                 return 0;
 842
 843         return 1;
 844 }
 845
 846 /*
 847  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
 848  *
 849  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
 850  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
 851  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
 852  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
 853  * on other processors.
 854  *
 855  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
 856  * increasing the permissions on a page.
 857  */
 858 static noinline int
 859 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
 860 {
 861         pgd_t *pgd;
 862         pud_t *pud;
 863         pmd_t *pmd;
 864         pte_t *pte;
 865         int ret;
 866
 867         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
 868         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
 869                 return 0;
 870
 871         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
 872         if (!pgd_present(*pgd))
 873                 return 0;
 874
 875         pud = pud_offset(pgd, address);
 876         if (!pud_present(*pud))
 877                 return 0;
 878
 879         if (pud_large(*pud))
 880                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
 881
 882         pmd = pmd_offset(pud, address);
 883         if (!pmd_present(*pmd))
 884                 return 0;
 885
 886         if (pmd_large(*pmd))
 887                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 888
 889         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 890         if (!pte_present(*pte))
 891                 return 0;
 892
 893         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
 894         if (!ret)
 895                 return 0;
 896
 897         /*
 898          * Make sure we have permissions in PMD.
 899          * If not, then there's a bug in the page tables:
 900          */
 901         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 902         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
 903
 904         return ret;
 905 }
 906
 907 int show_unhandled_signals = 1;
 908
 909 static inline int
 910 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
 911 {
 912         if (write) {
 913                 /* write, present and write, not present: */
 914                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
 915                         return 1;
 916                 return 0;
 917         }
 918
 919         /* read, present: */
 920         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
 921                 return 1;
 922
 923         /* read, not present: */
 924         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
 925                 return 1;
 926
 927         return 0;
 928 }
 929
 930 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
 931 {
 932         return address >= TASK_SIZE_MAX;
 933 }
 934
 935 /*
 936  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 937  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 938  * routines.
 939  */
 940 dotraplinkage void __kprobes
 941 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
 942 {
 943         struct vm_area_struct *vma;
 944         struct task_struct *tsk;
 945         unsigned long address;
 946         struct mm_struct *mm;
 947         int write;
 948         int fault;
 949
 950         tsk = current;
 951         mm = tsk->mm;
 952
 953         prefetchw(&mm->mmap_sem);
 954
 955         /* Get the faulting address: */
 956         address = read_cr2();
 957
 958         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
 959                 return;
 960
 961         /*
 962          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 963          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 964          *
 965          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 966          * be in an interrupt or a critical region, and should
 967          * only copy the information from the master page table,
 968          * nothing more.
 969          *
 970          * This verifies that the fault happens in kernel space
 971          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
 972          * protection error (error_code & 9) == 0.
 973          */
 974         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
 975                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
 976                     vmalloc_fault(address) >= 0)
 977                         return;
 978
 979                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
 980                 if (spurious_fault(error_code, address))
 981                         return;
 982
 983                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
 984                 if (notify_page_fault(regs))
 985                         return;
 986                 /*
 987                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
 988                  * fault we could otherwise deadlock:
 989                  */
 990                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
 991
 992                 return;
 993         }
 994
 995         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
 996         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
 997                 return;
 998         /*
 999          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1000          * vmalloc fault has been handled.
1001          *
1002          * User-mode registers count as a user access even for any
1003          * potential system fault or CPU buglet:
1004          */
1005         if (user_mode_vm(regs)) {
1006                 local_irq_enable();
1007                 error_code |= PF_USER;
1008         } else {
1009                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1010                         local_irq_enable();
1011         }
1012
1013         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1014                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1015
1016         /*
1017          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1018          * in an atomic region then we must not take the fault:
1019          */
1020         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1021                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1022                 return;
1023         }
1024
1025         /*
1026          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1027          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1028          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1029          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1030          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1031          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1032          * references user space from well defined areas of code, which are
1033          * listed in the exceptions table.
1034          *
1035          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1036          * the source reference check when there is a possibility of a
1037          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1038          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1039          * space check, thus avoiding the deadlock:
1040          */
1041         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1042                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1043                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1044                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1045                         return;
1046                 }
1047                 down_read(&mm->mmap_sem);
1048         } else {
1049                 /*
1050                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1051                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1052                  * down_read():
1053                  */
1054                 might_sleep();
1055         }
1056
1057         vma = find_vma(mm, address);
1058         if (unlikely(!vma)) {
1059                 bad_area(regs, error_code, address);
1060                 return;
1061         }
1062         if (likely(vma->vm_start <= address))
1063                 goto good_area;
1064         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1065                 bad_area(regs, error_code, address);
1066                 return;
1067         }
1068         if (error_code & PF_USER) {
1069                 /*
1070                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1071                  * The large cushion allows instructions like enter
1072                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1073                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1074                  */
1075                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1076                         bad_area(regs, error_code, address);
1077                         return;
1078                 }
1079         }
1080         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1081                 bad_area(regs, error_code, address);
1082                 return;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1087          * we can handle it..
1088          */
1089 good_area:
1090         write = error_code & PF_WRITE;
1091
1092         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1093                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1094                 return;
1095         }
1096
1097         /*
1098          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1099          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1100          * the fault:
1101          */
1102         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1103
1104         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1105                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1106                 return;
1107         }
1108
1109         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1110                 tsk->maj_flt++;
1111         else
1112                 tsk->min_flt++;
1113
1114         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1115
1116         up_read(&mm->mmap_sem);
1117 }