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