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/interrupt.h>
   7 #include <linux/mmiotrace.h>
   8 #include <linux/bootmem.h>
   9 #include <linux/compiler.h>
  10 #include <linux/highmem.h>
  11 #include <linux/kprobes.h>
  12 #include <linux/uaccess.h>
  13 #include <linux/vmalloc.h>
  14 #include <linux/vt_kern.h>
  15 #include <linux/signal.h>
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/ptrace.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/kdebug.h>
  21 #include <linux/errno.h>
  22 #include <linux/magic.h>
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/mman.h>
  27 #include <linux/tty.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30
  31 #include <asm-generic/sections.h>
  32
  33 #include <asm/tlbflush.h>
  34 #include <asm/pgalloc.h>
  35 #include <asm/segment.h>
  36 #include <asm/system.h>
  37 #include <asm/proto.h>
  38 #include <asm/traps.h>
  39 #include <asm/desc.h>
  40
  41 /*
  42  * Page fault error code bits:
  43  *
  44  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  45  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  46  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  47  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  48  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  49  */
  50 enum x86_pf_error_code {
  51
  52         PF_PROT         =               1 << 0,
  53         PF_WRITE        =               1 << 1,
  54         PF_USER         =               1 << 2,
  55         PF_RSVD         =               1 << 3,
  56         PF_INSTR        =               1 << 4,
  57 };
  58
  59 /*
  60  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  61  * handled by mmiotrace:
  62  */
  63 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  64 {
  65         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  66                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  67                         return -1;
  68         return 0;
  69 }
  70
  71 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  72 {
  73         int ret = 0;
  74
  75         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  76         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
  77                 preempt_disable();
  78                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  79                         ret = 1;
  80                 preempt_enable();
  81         }
  82
  83         return ret;
  84 }
  85
  86 /*
  87  * Prefetch quirks:
  88  *
  89  * 32-bit mode:
  90  *
  91  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  92  *   Check that here and ignore it.
  93  *
  94  * 64-bit mode:
  95  *
  96  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  97  *   Check that here and ignore it.
  98  *
  99  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
 100  */
 101 static inline int
 102 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
 103                       unsigned char opcode, int *prefetch)
 104 {
 105         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
 106         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
 107
 108         switch (instr_hi) {
 109         case 0x20:
 110         case 0x30:
 111                 /*
 112                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
 113                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
 114                  * opcode if some of these prefixes are present so
 115                  * X86_64 will never get here anyway
 116                  */
 117                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
 118 #ifdef CONFIG_X86_64
 119         case 0x40:
 120                 /*
 121                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 122                  * Need to figure out under what instruction mode the
 123                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 124                  * but for now it's good enough to assume that long
 125                  * mode only uses well known segments or kernel.
 126                  */
 127                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
 128 #endif
 129         case 0x60:
 130                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 131                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 132         case 0xF0:
 133                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 134                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 135         case 0x00:
 136                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 137                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 138                         return 0;
 139
 140                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 141                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 142                 return 0;
 143         default:
 144                 return 0;
 145         }
 146 }
 147
 148 static int
 149 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 150 {
 151         unsigned char *max_instr;
 152         unsigned char *instr;
 153         int prefetch = 0;
 154
 155         /*
 156          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 157          * do not ignore the fault:
 158          */
 159         if (error_code & PF_INSTR)
 160                 return 0;
 161
 162         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 163         max_instr = instr + 15;
 164
 165         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
 166                 return 0;
 167
 168         while (instr < max_instr) {
 169                 unsigned char opcode;
 170
 171                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 172                         break;
 173
 174                 instr++;
 175
 176                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 177                         break;
 178         }
 179         return prefetch;
 180 }
 181
 182 static void
 183 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 184                      struct task_struct *tsk)
 185 {
 186         siginfo_t info;
 187
 188         info.si_signo   = si_signo;
 189         info.si_errno   = 0;
 190         info.si_code    = si_code;
 191         info.si_addr    = (void __user *)address;
 192
 193         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 194 }
 195
 196 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 197 LIST_HEAD(pgd_list);
 198
 199 #ifdef CONFIG_X86_32
 200 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 201 {
 202         unsigned index = pgd_index(address);
 203         pgd_t *pgd_k;
 204         pud_t *pud, *pud_k;
 205         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 206
 207         pgd += index;
 208         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 209
 210         if (!pgd_present(*pgd_k))
 211                 return NULL;
 212
 213         /*
 214          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 215          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 216          * set_pud.
 217          */
 218         pud = pud_offset(pgd, address);
 219         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 220         if (!pud_present(*pud_k))
 221                 return NULL;
 222
 223         pmd = pmd_offset(pud, address);
 224         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 225         if (!pmd_present(*pmd_k))
 226                 return NULL;
 227
 228         if (!pmd_present(*pmd)) {
 229                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 230                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 231         } else {
 232                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 233         }
 234
 235         return pmd_k;
 236 }
 237
 238 void vmalloc_sync_all(void)
 239 {
 240         unsigned long address;
 241
 242         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 243                 return;
 244
 245         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 246              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
 247              address += PMD_SIZE) {
 248
 249                 unsigned long flags;
 250                 struct page *page;
 251
 252                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 253                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 254                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
 255                                 break;
 256                 }
 257                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 258         }
 259 }
 260
 261 /*
 262  * 32-bit:
 263  *
 264  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 265  */
 266 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 267 {
 268         unsigned long pgd_paddr;
 269         pmd_t *pmd_k;
 270         pte_t *pte_k;
 271
 272         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 273         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 274                 return -1;
 275
 276         /*
 277          * Synchronize this task's top level page-table
 278          * with the 'reference' page table.
 279          *
 280          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 281          * an interrupt in the middle of a task switch..
 282          */
 283         pgd_paddr = read_cr3();
 284         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 285         if (!pmd_k)
 286                 return -1;
 287
 288         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 289         if (!pte_present(*pte_k))
 290                 return -1;
 291
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 /*
 296  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 297  */
 298 static inline void
 299 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 300                  struct task_struct *tsk)
 301 {
 302         unsigned long bit;
 303
 304         if (!v8086_mode(regs))
 305                 return;
 306
 307         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 308         if (bit < 32)
 309                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
 310 }
 311
 312 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 313 {
 314         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
 315
 316         page = read_cr3();
 317         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
 318
 319 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 320         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
 321         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 322             && page & _PAGE_PRESENT) {
 323                 page &= PAGE_MASK;
 324                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
 325                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
 326                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
 327                 page &= ~_PAGE_NX;
 328         }
 329 #else
 330         printk("*pde = %08lx ", page);
 331 #endif
 332
 333         /*
 334          * We must not directly access the pte in the highpte
 335          * case if the page table is located in highmem.
 336          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 337          * it's allocated already:
 338          */
 339         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 340             && (page & _PAGE_PRESENT)
 341             && !(page & _PAGE_PSE)) {
 342
 343                 page &= PAGE_MASK;
 344                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
 345                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
 346                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
 347         }
 348
 349         printk("\n");
 350 }
 351
 352 #else /* CONFIG_X86_64: */
 353
 354 void vmalloc_sync_all(void)
 355 {
 356         unsigned long address;
 357
 358         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
 359              address += PGDIR_SIZE) {
 360
 361                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 362                 unsigned long flags;
 363                 struct page *page;
 364
 365                 if (pgd_none(*pgd_ref))
 366                         continue;
 367
 368                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 369                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 370                         pgd_t *pgd;
 371                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
 372                         if (pgd_none(*pgd))
 373                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 374                         else
 375                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 376                 }
 377                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 378         }
 379 }
 380
 381 /*
 382  * 64-bit:
 383  *
 384  *   Handle a fault on the vmalloc area
 385  *
 386  * This assumes no large pages in there.
 387  */
 388 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 389 {
 390         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 391         pud_t *pud, *pud_ref;
 392         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 393         pte_t *pte, *pte_ref;
 394
 395         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 396         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 397                 return -1;
 398
 399         /*
 400          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 401          * happen within a race in page table update. In the later
 402          * case just flush:
 403          */
 404         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
 405         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 406         if (pgd_none(*pgd_ref))
 407                 return -1;
 408
 409         if (pgd_none(*pgd))
 410                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 411         else
 412                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 413
 414         /*
 415          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 416          * are shared:
 417          */
 418
 419         pud = pud_offset(pgd, address);
 420         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
 421         if (pud_none(*pud_ref))
 422                 return -1;
 423
 424         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
 425                 BUG();
 426
 427         pmd = pmd_offset(pud, address);
 428         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 429         if (pmd_none(*pmd_ref))
 430                 return -1;
 431
 432         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
 433                 BUG();
 434
 435         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 436         if (!pte_present(*pte_ref))
 437                 return -1;
 438
 439         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 440
 441         /*
 442          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 443          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 444          * that:
 445          */
 446         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 447                 BUG();
 448
 449         return 0;
 450 }
 451
 452 static const char errata93_warning[] =
 453 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 454 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 455 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
 456 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 457
 458 /*
 459  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 460  */
 461 static inline void
 462 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 463                  struct task_struct *tsk)
 464 {
 465 }
 466
 467 static int bad_address(void *p)
 468 {
 469         unsigned long dummy;
 470
 471         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 472 }
 473
 474 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 475 {
 476         pgd_t *pgd;
 477         pud_t *pud;
 478         pmd_t *pmd;
 479         pte_t *pte;
 480
 481         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
 482
 483         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
 484
 485         pgd += pgd_index(address);
 486         if (bad_address(pgd))
 487                 goto bad;
 488
 489         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 490
 491         if (!pgd_present(*pgd))
 492                 goto out;
 493
 494         pud = pud_offset(pgd, address);
 495         if (bad_address(pud))
 496                 goto bad;
 497
 498         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 499         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 500                 goto out;
 501
 502         pmd = pmd_offset(pud, address);
 503         if (bad_address(pmd))
 504                 goto bad;
 505
 506         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 507         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 508                 goto out;
 509
 510         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 511         if (bad_address(pte))
 512                 goto bad;
 513
 514         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
 515 out:
 516         printk("\n");
 517         return;
 518 bad:
 519         printk("BAD\n");
 520 }
 521
 522 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 523
 524 /*
 525  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 526  *
 527  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 528  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 529  *
 530  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 531  *
 532  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 533  * Try to work around it here.
 534  *
 535  * Note we only handle faults in kernel here.
 536  * Does nothing on 32-bit.
 537  */
 538 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 539 {
 540 #ifdef CONFIG_X86_64
 541         static int once;
 542
 543         if (address != regs->ip)
 544                 return 0;
 545
 546         if ((address >> 32) != 0)
 547                 return 0;
 548
 549         address |= 0xffffffffUL << 32;
 550         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 551             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 552                 if (!once) {
 553                         printk(errata93_warning);
 554                         once = 1;
 555                 }
 556                 regs->ip = address;
 557                 return 1;
 558         }
 559 #endif
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 /*
 564  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 565  * to illegal addresses >4GB.
 566  *
 567  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 568  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 569  * segment in LDT is compatibility mode.
 570  */
 571 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 572 {
 573 #ifdef CONFIG_X86_64
 574         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 575                 return 1;
 576 #endif
 577         return 0;
 578 }
 579
 580 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 581 {
 582 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 583         unsigned long nr;
 584
 585         /*
 586          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 587          */
 588         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
 589                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 590
 591                 if (nr == 6) {
 592                         do_invalid_op(regs, 0);
 593                         return 1;
 594                 }
 595         }
 596 #endif
 597         return 0;
 598 }
 599
 600 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 601 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 602
 603 static void
 604 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 605                 unsigned long address)
 606 {
 607         if (!oops_may_print())
 608                 return;
 609
 610         if (error_code & PF_INSTR) {
 611                 unsigned int level;
 612
 613                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
 614
 615                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 616                         printk(nx_warning, current_uid());
 617         }
 618
 619         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 620         if (address < PAGE_SIZE)
 621                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 622         else
 623                 printk(KERN_CONT "paging request");
 624
 625         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 626         printk(KERN_ALERT "IP:");
 627         printk_address(regs->ip, 1);
 628
 629         dump_pagetable(address);
 630 }
 631
 632 static noinline void
 633 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 634             unsigned long address)
 635 {
 636         struct task_struct *tsk;
 637         unsigned long flags;
 638         int sig;
 639
 640         flags = oops_begin();
 641         tsk = current;
 642         sig = SIGKILL;
 643
 644         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 645                tsk->comm, address);
 646         dump_pagetable(address);
 647
 648         tsk->thread.cr2         = address;
 649         tsk->thread.trap_no     = 14;
 650         tsk->thread.error_code  = error_code;
 651
 652         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 653                 sig = 0;
 654
 655         oops_end(flags, regs, sig);
 656 }
 657
 658 static noinline void
 659 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 660            unsigned long address)
 661 {
 662         struct task_struct *tsk = current;
 663         unsigned long *stackend;
 664         unsigned long flags;
 665         int sig;
 666
 667         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 668         if (fixup_exception(regs))
 669                 return;
 670
 671         /*
 672          * 32-bit:
 673          *
 674          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 675          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 676          *   handled it.
 677          *
 678          * 64-bit:
 679          *
 680          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 681          */
 682         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 683                 return;
 684
 685         if (is_errata93(regs, address))
 686                 return;
 687
 688         /*
 689          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 690          * terminate things with extreme prejudice:
 691          */
 692         flags = oops_begin();
 693
 694         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 695
 696         stackend = end_of_stack(tsk);
 697         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
 698                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 699
 700         tsk->thread.cr2         = address;
 701         tsk->thread.trap_no     = 14;
 702         tsk->thread.error_code  = error_code;
 703
 704         sig = SIGKILL;
 705         if (__die("Oops", regs, error_code))
 706                 sig = 0;
 707
 708         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 709         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
 710
 711         oops_end(flags, regs, sig);
 712 }
 713
 714 /*
 715  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 716  * sysctl is set:
 717  */
 718 static inline void
 719 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 720                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 721 {
 722         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 723                 return;
 724
 725         if (!printk_ratelimit())
 726                 return;
 727
 728         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 729                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 730                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 731                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 732
 733         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 734
 735         printk(KERN_CONT "\n");
 736 }
 737
 738 static void
 739 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 740                        unsigned long address, int si_code)
 741 {
 742         struct task_struct *tsk = current;
 743
 744         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 745         if (error_code & PF_USER) {
 746                 /*
 747                  * It's possible to have interrupts off here:
 748                  */
 749                 local_irq_enable();
 750
 751                 /*
 752                  * Valid to do another page fault here because this one came
 753                  * from user space:
 754                  */
 755                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 756                         return;
 757
 758                 if (is_errata100(regs, address))
 759                         return;
 760
 761                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
 762                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 763
 764                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
 765                 tsk->thread.cr2         = address;
 766                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 767                 tsk->thread.trap_no     = 14;
 768
 769                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
 770
 771                 return;
 772         }
 773
 774         if (is_f00f_bug(regs, address))
 775                 return;
 776
 777         no_context(regs, error_code, address);
 778 }
 779
 780 static noinline void
 781 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 782                      unsigned long address)
 783 {
 784         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 785 }
 786
 787 static void
 788 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 789            unsigned long address, int si_code)
 790 {
 791         struct mm_struct *mm = current->mm;
 792
 793         /*
 794          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 795          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 796          */
 797         up_read(&mm->mmap_sem);
 798
 799         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
 800 }
 801
 802 static noinline void
 803 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 804 {
 805         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 806 }
 807
 808 static noinline void
 809 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 810                       unsigned long address)
 811 {
 812         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
 813 }
 814
 815 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
 816 static void
 817 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 818               unsigned long address)
 819 {
 820         /*
 821          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
 822          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
 823          */
 824         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 825
 826         pagefault_out_of_memory();
 827 }
 828
 829 static void
 830 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 831 {
 832         struct task_struct *tsk = current;
 833         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 834
 835         up_read(&mm->mmap_sem);
 836
 837         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 838         if (!(error_code & PF_USER))
 839                 no_context(regs, error_code, address);
 840
 841         /* User-space => ok to do another page fault: */
 842         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 843                 return;
 844
 845         tsk->thread.cr2         = address;
 846         tsk->thread.error_code  = error_code;
 847         tsk->thread.trap_no     = 14;
 848
 849         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
 850 }
 851
 852 static noinline void
 853 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 854                unsigned long address, unsigned int fault)
 855 {
 856         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 857                 out_of_memory(regs, error_code, address);
 858         } else {
 859                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 860                         do_sigbus(regs, error_code, address);
 861                 else
 862                         BUG();
 863         }
 864 }
 865
 866 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 867 {
 868         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 869                 return 0;
 870
 871         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
 872                 return 0;
 873
 874         return 1;
 875 }
 876
 877 /*
 878  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
 879  *
 880  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
 881  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
 882  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
 883  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
 884  * on other processors.
 885  *
 886  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
 887  * increasing the permissions on a page.
 888  */
 889 static noinline int
 890 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
 891 {
 892         pgd_t *pgd;
 893         pud_t *pud;
 894         pmd_t *pmd;
 895         pte_t *pte;
 896         int ret;
 897
 898         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
 899         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
 900                 return 0;
 901
 902         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
 903         if (!pgd_present(*pgd))
 904                 return 0;
 905
 906         pud = pud_offset(pgd, address);
 907         if (!pud_present(*pud))
 908                 return 0;
 909
 910         if (pud_large(*pud))
 911                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
 912
 913         pmd = pmd_offset(pud, address);
 914         if (!pmd_present(*pmd))
 915                 return 0;
 916
 917         if (pmd_large(*pmd))
 918                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 919
 920         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 921         if (!pte_present(*pte))
 922                 return 0;
 923
 924         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
 925         if (!ret)
 926                 return 0;
 927
 928         /*
 929          * Make sure we have permissions in PMD.
 930          * If not, then there's a bug in the page tables:
 931          */
 932         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 933         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
 934
 935         return ret;
 936 }
 937
 938 int show_unhandled_signals = 1;
 939
 940 static inline int
 941 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
 942 {
 943         if (write) {
 944                 /* write, present and write, not present: */
 945                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
 946                         return 1;
 947                 return 0;
 948         }
 949
 950         /* read, present: */
 951         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
 952                 return 1;
 953
 954         /* read, not present: */
 955         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
 956                 return 1;
 957
 958         return 0;
 959 }
 960
 961 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
 962 {
 963         return address >= TASK_SIZE_MAX;
 964 }
 965
 966 /*
 967  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 968  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 969  * routines.
 970  */
 971 dotraplinkage void __kprobes
 972 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
 973 {
 974         struct vm_area_struct *vma;
 975         struct task_struct *tsk;
 976         unsigned long address;
 977         struct mm_struct *mm;
 978         int write;
 979         int fault;
 980
 981         tsk = current;
 982         mm = tsk->mm;
 983
 984         prefetchw(&mm->mmap_sem);
 985
 986         /* Get the faulting address: */
 987         address = read_cr2();
 988
 989         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
 990                 return;
 991
 992         /*
 993          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 994          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 995          *
 996          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 997          * be in an interrupt or a critical region, and should
 998          * only copy the information from the master page table,
 999          * nothing more.
1000          *
1001          * This verifies that the fault happens in kernel space
1002          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1003          * protection error (error_code & 9) == 0.
1004          */
1005         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1006                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
1007                     vmalloc_fault(address) >= 0)
1008                         return;
1009
1010                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1011                 if (spurious_fault(error_code, address))
1012                         return;
1013
1014                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1015                 if (notify_page_fault(regs))
1016                         return;
1017                 /*
1018                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1019                  * fault we could otherwise deadlock:
1020                  */
1021                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1022
1023                 return;
1024         }
1025
1026         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1027         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1028                 return;
1029         /*
1030          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1031          * vmalloc fault has been handled.
1032          *
1033          * User-mode registers count as a user access even for any
1034          * potential system fault or CPU buglet:
1035          */
1036         if (user_mode_vm(regs)) {
1037                 local_irq_enable();
1038                 error_code |= PF_USER;
1039         } else {
1040                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1041                         local_irq_enable();
1042         }
1043
1044         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1045                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1046
1047         /*
1048          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1049          * in an atomic region then we must not take the fault:
1050          */
1051         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1052                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1053                 return;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1058          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1059          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1060          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1061          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1062          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1063          * references user space from well defined areas of code, which are
1064          * listed in the exceptions table.
1065          *
1066          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1067          * the source reference check when there is a possibility of a
1068          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1069          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1070          * space check, thus avoiding the deadlock:
1071          */
1072         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1073                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1074                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1075                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1076                         return;
1077                 }
1078                 down_read(&mm->mmap_sem);
1079         } else {
1080                 /*
1081                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1082                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1083                  * down_read():
1084                  */
1085                 might_sleep();
1086         }
1087
1088         vma = find_vma(mm, address);
1089         if (unlikely(!vma)) {
1090                 bad_area(regs, error_code, address);
1091                 return;
1092         }
1093         if (likely(vma->vm_start <= address))
1094                 goto good_area;
1095         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1096                 bad_area(regs, error_code, address);
1097                 return;
1098         }
1099         if (error_code & PF_USER) {
1100                 /*
1101                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1102                  * The large cushion allows instructions like enter
1103                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1104                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1105                  */
1106                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1107                         bad_area(regs, error_code, address);
1108                         return;
1109                 }
1110         }
1111         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1112                 bad_area(regs, error_code, address);
1113                 return;
1114         }
1115
1116         /*
1117          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1118          * we can handle it..
1119          */
1120 good_area:
1121         write = error_code & PF_WRITE;
1122
1123         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1124                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1125                 return;
1126         }
1127
1128         /*
1129          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1130          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1131          * the fault:
1132          */
1133         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1134
1135         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1136                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1137                 return;
1138         }
1139
1140         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1141                 tsk->maj_flt++;
1142         else
1143                 tsk->min_flt++;
1144
1145         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1146
1147         up_read(&mm->mmap_sem);
1148 }