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