]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - arch/x86/mm/fault.c
0cdb8d493f6117a882e8d1a9f835f2c6c6dffeb8
[~shefty/rdma-dev.git] / 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 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
14
15 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
16 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
17 #include <asm/kmemcheck.h>              /* kmemcheck_*(), ...           */
18
19 /*
20  * Page fault error code bits:
21  *
22  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
23  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
24  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
25  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
26  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
27  */
28 enum x86_pf_error_code {
29
30         PF_PROT         =               1 << 0,
31         PF_WRITE        =               1 << 1,
32         PF_USER         =               1 << 2,
33         PF_RSVD         =               1 << 3,
34         PF_INSTR        =               1 << 4,
35 };
36
37 /*
38  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
39  * handled by mmiotrace:
40  */
41 static inline int __kprobes
42 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
43 {
44         if (unlikely(is_kmmio_active()))
45                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
46                         return -1;
47         return 0;
48 }
49
50 static inline int __kprobes notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
51 {
52         int ret = 0;
53
54         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
55         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
56                 preempt_disable();
57                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
58                         ret = 1;
59                 preempt_enable();
60         }
61
62         return ret;
63 }
64
65 /*
66  * Prefetch quirks:
67  *
68  * 32-bit mode:
69  *
70  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
71  *   Check that here and ignore it.
72  *
73  * 64-bit mode:
74  *
75  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
76  *   Check that here and ignore it.
77  *
78  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
79  */
80 static inline int
81 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
82                       unsigned char opcode, int *prefetch)
83 {
84         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
85         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
86
87         switch (instr_hi) {
88         case 0x20:
89         case 0x30:
90                 /*
91                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
92                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
93                  * opcode if some of these prefixes are present so
94                  * X86_64 will never get here anyway
95                  */
96                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
97 #ifdef CONFIG_X86_64
98         case 0x40:
99                 /*
100                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
101                  * Need to figure out under what instruction mode the
102                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
103                  * but for now it's good enough to assume that long
104                  * mode only uses well known segments or kernel.
105                  */
106                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
107 #endif
108         case 0x60:
109                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
110                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
111         case 0xF0:
112                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
113                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
114         case 0x00:
115                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
116                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
117                         return 0;
118
119                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
120                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
121                 return 0;
122         default:
123                 return 0;
124         }
125 }
126
127 static int
128 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
129 {
130         unsigned char *max_instr;
131         unsigned char *instr;
132         int prefetch = 0;
133
134         /*
135          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
136          * do not ignore the fault:
137          */
138         if (error_code & PF_INSTR)
139                 return 0;
140
141         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
142         max_instr = instr + 15;
143
144         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
145                 return 0;
146
147         while (instr < max_instr) {
148                 unsigned char opcode;
149
150                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
151                         break;
152
153                 instr++;
154
155                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
156                         break;
157         }
158         return prefetch;
159 }
160
161 static void
162 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
163                      struct task_struct *tsk)
164 {
165         siginfo_t info;
166
167         info.si_signo   = si_signo;
168         info.si_errno   = 0;
169         info.si_code    = si_code;
170         info.si_addr    = (void __user *)address;
171         info.si_addr_lsb = si_code == BUS_MCEERR_AR ? PAGE_SHIFT : 0;
172
173         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
174 }
175
176 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
177 LIST_HEAD(pgd_list);
178
179 #ifdef CONFIG_X86_32
180 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
181 {
182         unsigned index = pgd_index(address);
183         pgd_t *pgd_k;
184         pud_t *pud, *pud_k;
185         pmd_t *pmd, *pmd_k;
186
187         pgd += index;
188         pgd_k = init_mm.pgd + index;
189
190         if (!pgd_present(*pgd_k))
191                 return NULL;
192
193         /*
194          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
195          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
196          * set_pud.
197          */
198         pud = pud_offset(pgd, address);
199         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
200         if (!pud_present(*pud_k))
201                 return NULL;
202
203         pmd = pmd_offset(pud, address);
204         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
205         if (!pmd_present(*pmd_k))
206                 return NULL;
207
208         if (!pmd_present(*pmd))
209                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
210         else
211                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
212
213         return pmd_k;
214 }
215
216 void vmalloc_sync_all(void)
217 {
218         unsigned long address;
219
220         if (SHARED_KERNEL_PMD)
221                 return;
222
223         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
224              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
225              address += PMD_SIZE) {
226
227                 unsigned long flags;
228                 struct page *page;
229
230                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
231                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
232                         spinlock_t *pgt_lock;
233                         pmd_t *ret;
234
235                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
236
237                         spin_lock(pgt_lock);
238                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
239                         spin_unlock(pgt_lock);
240
241                         if (!ret)
242                                 break;
243                 }
244                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
245         }
246 }
247
248 /*
249  * 32-bit:
250  *
251  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
252  */
253 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
254 {
255         unsigned long pgd_paddr;
256         pmd_t *pmd_k;
257         pte_t *pte_k;
258
259         /* Make sure we are in vmalloc area: */
260         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
261                 return -1;
262
263         /*
264          * Synchronize this task's top level page-table
265          * with the 'reference' page table.
266          *
267          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
268          * an interrupt in the middle of a task switch..
269          */
270         pgd_paddr = read_cr3();
271         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
272         if (!pmd_k)
273                 return -1;
274
275         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
276         if (!pte_present(*pte_k))
277                 return -1;
278
279         return 0;
280 }
281
282 /*
283  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
284  */
285 static inline void
286 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
287                  struct task_struct *tsk)
288 {
289         unsigned long bit;
290
291         if (!v8086_mode(regs))
292                 return;
293
294         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
295         if (bit < 32)
296                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
297 }
298
299 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
300 {
301         return pfn < max_low_pfn;
302 }
303
304 static void dump_pagetable(unsigned long address)
305 {
306         pgd_t *base = __va(read_cr3());
307         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
308         pmd_t *pmd;
309         pte_t *pte;
310
311 #ifdef CONFIG_X86_PAE
312         printk("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
313         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
314                 goto out;
315 #endif
316         pmd = pmd_offset(pud_offset(pgd, address), address);
317         printk(KERN_CONT "*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
318
319         /*
320          * We must not directly access the pte in the highpte
321          * case if the page table is located in highmem.
322          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
323          * it's allocated already:
324          */
325         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
326                 goto out;
327
328         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
329         printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
330 out:
331         printk("\n");
332 }
333
334 #else /* CONFIG_X86_64: */
335
336 void vmalloc_sync_all(void)
337 {
338         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
339 }
340
341 /*
342  * 64-bit:
343  *
344  *   Handle a fault on the vmalloc area
345  *
346  * This assumes no large pages in there.
347  */
348 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
349 {
350         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
351         pud_t *pud, *pud_ref;
352         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
353         pte_t *pte, *pte_ref;
354
355         /* Make sure we are in vmalloc area: */
356         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
357                 return -1;
358
359         /*
360          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
361          * happen within a race in page table update. In the later
362          * case just flush:
363          */
364         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
365         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
366         if (pgd_none(*pgd_ref))
367                 return -1;
368
369         if (pgd_none(*pgd))
370                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
371         else
372                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
373
374         /*
375          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
376          * are shared:
377          */
378
379         pud = pud_offset(pgd, address);
380         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
381         if (pud_none(*pud_ref))
382                 return -1;
383
384         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
385                 BUG();
386
387         pmd = pmd_offset(pud, address);
388         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
389         if (pmd_none(*pmd_ref))
390                 return -1;
391
392         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
393                 BUG();
394
395         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
396         if (!pte_present(*pte_ref))
397                 return -1;
398
399         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
400
401         /*
402          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
403          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
404          * that:
405          */
406         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
407                 BUG();
408
409         return 0;
410 }
411
412 static const char errata93_warning[] =
413 KERN_ERR 
414 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
415 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
416 "******* Please consider a BIOS update.\n"
417 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
418
419 /*
420  * No vm86 mode in 64-bit mode:
421  */
422 static inline void
423 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
424                  struct task_struct *tsk)
425 {
426 }
427
428 static int bad_address(void *p)
429 {
430         unsigned long dummy;
431
432         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
433 }
434
435 static void dump_pagetable(unsigned long address)
436 {
437         pgd_t *base = __va(read_cr3() & PHYSICAL_PAGE_MASK);
438         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
439         pud_t *pud;
440         pmd_t *pmd;
441         pte_t *pte;
442
443         if (bad_address(pgd))
444                 goto bad;
445
446         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
447
448         if (!pgd_present(*pgd))
449                 goto out;
450
451         pud = pud_offset(pgd, address);
452         if (bad_address(pud))
453                 goto bad;
454
455         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
456         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
457                 goto out;
458
459         pmd = pmd_offset(pud, address);
460         if (bad_address(pmd))
461                 goto bad;
462
463         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
464         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
465                 goto out;
466
467         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
468         if (bad_address(pte))
469                 goto bad;
470
471         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
472 out:
473         printk("\n");
474         return;
475 bad:
476         printk("BAD\n");
477 }
478
479 #endif /* CONFIG_X86_64 */
480
481 /*
482  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
483  *
484  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
485  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
486  *
487  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
488  *
489  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
490  * Try to work around it here.
491  *
492  * Note we only handle faults in kernel here.
493  * Does nothing on 32-bit.
494  */
495 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
496 {
497 #ifdef CONFIG_X86_64
498         if (address != regs->ip)
499                 return 0;
500
501         if ((address >> 32) != 0)
502                 return 0;
503
504         address |= 0xffffffffUL << 32;
505         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
506             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
507                 printk_once(errata93_warning);
508                 regs->ip = address;
509                 return 1;
510         }
511 #endif
512         return 0;
513 }
514
515 /*
516  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
517  * to illegal addresses >4GB.
518  *
519  * We catch this in the page fault handler because these addresses
520  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
521  * segment in LDT is compatibility mode.
522  */
523 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
524 {
525 #ifdef CONFIG_X86_64
526         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
527                 return 1;
528 #endif
529         return 0;
530 }
531
532 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
533 {
534 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
535         unsigned long nr;
536
537         /*
538          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
539          */
540         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
541                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
542
543                 if (nr == 6) {
544                         do_invalid_op(regs, 0);
545                         return 1;
546                 }
547         }
548 #endif
549         return 0;
550 }
551
552 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
553 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
554
555 static void
556 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
557                 unsigned long address)
558 {
559         if (!oops_may_print())
560                 return;
561
562         if (error_code & PF_INSTR) {
563                 unsigned int level;
564
565                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
566
567                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
568                         printk(nx_warning, current_uid());
569         }
570
571         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
572         if (address < PAGE_SIZE)
573                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
574         else
575                 printk(KERN_CONT "paging request");
576
577         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
578         printk(KERN_ALERT "IP:");
579         printk_address(regs->ip, 1);
580
581         dump_pagetable(address);
582 }
583
584 static noinline void
585 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
586             unsigned long address)
587 {
588         struct task_struct *tsk;
589         unsigned long flags;
590         int sig;
591
592         flags = oops_begin();
593         tsk = current;
594         sig = SIGKILL;
595
596         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
597                tsk->comm, address);
598         dump_pagetable(address);
599
600         tsk->thread.cr2         = address;
601         tsk->thread.trap_no     = 14;
602         tsk->thread.error_code  = error_code;
603
604         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
605                 sig = 0;
606
607         oops_end(flags, regs, sig);
608 }
609
610 static noinline void
611 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
612            unsigned long address)
613 {
614         struct task_struct *tsk = current;
615         unsigned long *stackend;
616         unsigned long flags;
617         int sig;
618
619         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
620         if (fixup_exception(regs))
621                 return;
622
623         /*
624          * 32-bit:
625          *
626          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
627          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
628          *   handled it.
629          *
630          * 64-bit:
631          *
632          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
633          */
634         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
635                 return;
636
637         if (is_errata93(regs, address))
638                 return;
639
640         /*
641          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
642          * terminate things with extreme prejudice:
643          */
644         flags = oops_begin();
645
646         show_fault_oops(regs, error_code, address);
647
648         stackend = end_of_stack(tsk);
649         if (tsk != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
650                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
651
652         tsk->thread.cr2         = address;
653         tsk->thread.trap_no     = 14;
654         tsk->thread.error_code  = error_code;
655
656         sig = SIGKILL;
657         if (__die("Oops", regs, error_code))
658                 sig = 0;
659
660         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
661         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
662
663         oops_end(flags, regs, sig);
664 }
665
666 /*
667  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
668  * sysctl is set:
669  */
670 static inline void
671 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
672                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
673 {
674         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
675                 return;
676
677         if (!printk_ratelimit())
678                 return;
679
680         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
681                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
682                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
683                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
684
685         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
686
687         printk(KERN_CONT "\n");
688 }
689
690 static void
691 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
692                        unsigned long address, int si_code)
693 {
694         struct task_struct *tsk = current;
695
696         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
697         if (error_code & PF_USER) {
698                 /*
699                  * It's possible to have interrupts off here:
700                  */
701                 local_irq_enable();
702
703                 /*
704                  * Valid to do another page fault here because this one came
705                  * from user space:
706                  */
707                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
708                         return;
709
710                 if (is_errata100(regs, address))
711                         return;
712
713                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
714                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
715
716                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
717                 tsk->thread.cr2         = address;
718                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
719                 tsk->thread.trap_no     = 14;
720
721                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
722
723                 return;
724         }
725
726         if (is_f00f_bug(regs, address))
727                 return;
728
729         no_context(regs, error_code, address);
730 }
731
732 static noinline void
733 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
734                      unsigned long address)
735 {
736         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
737 }
738
739 static void
740 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
741            unsigned long address, int si_code)
742 {
743         struct mm_struct *mm = current->mm;
744
745         /*
746          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
747          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
748          */
749         up_read(&mm->mmap_sem);
750
751         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
752 }
753
754 static noinline void
755 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
756 {
757         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
758 }
759
760 static noinline void
761 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
762                       unsigned long address)
763 {
764         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
765 }
766
767 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
768 static void
769 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
770               unsigned long address)
771 {
772         /*
773          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
774          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
775          */
776         up_read(&current->mm->mmap_sem);
777
778         pagefault_out_of_memory();
779 }
780
781 static void
782 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
783           unsigned int fault)
784 {
785         struct task_struct *tsk = current;
786         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
787         int code = BUS_ADRERR;
788
789         up_read(&mm->mmap_sem);
790
791         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
792         if (!(error_code & PF_USER)) {
793                 no_context(regs, error_code, address);
794                 return;
795         }
796
797         /* User-space => ok to do another page fault: */
798         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
799                 return;
800
801         tsk->thread.cr2         = address;
802         tsk->thread.error_code  = error_code;
803         tsk->thread.trap_no     = 14;
804
805 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
806         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON) {
807                 printk(KERN_ERR
808         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
809                         tsk->comm, tsk->pid, address);
810                 code = BUS_MCEERR_AR;
811         }
812 #endif
813         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk);
814 }
815
816 static noinline void
817 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
818                unsigned long address, unsigned int fault)
819 {
820         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
821                 out_of_memory(regs, error_code, address);
822         } else {
823                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON))
824                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
825                 else
826                         BUG();
827         }
828 }
829
830 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
831 {
832         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
833                 return 0;
834
835         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
836                 return 0;
837
838         return 1;
839 }
840
841 /*
842  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
843  *
844  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
845  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
846  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
847  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
848  * on other processors.
849  *
850  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
851  * increasing the permissions on a page.
852  */
853 static noinline __kprobes int
854 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
855 {
856         pgd_t *pgd;
857         pud_t *pud;
858         pmd_t *pmd;
859         pte_t *pte;
860         int ret;
861
862         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
863         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
864                 return 0;
865
866         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
867         if (!pgd_present(*pgd))
868                 return 0;
869
870         pud = pud_offset(pgd, address);
871         if (!pud_present(*pud))
872                 return 0;
873
874         if (pud_large(*pud))
875                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
876
877         pmd = pmd_offset(pud, address);
878         if (!pmd_present(*pmd))
879                 return 0;
880
881         if (pmd_large(*pmd))
882                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
883
884         /*
885          * Note: don't use pte_present() here, since it returns true
886          * if the _PAGE_PROTNONE bit is set.  However, this aliases the
887          * _PAGE_GLOBAL bit, which for kernel pages give false positives
888          * when CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is used.
889          */
890         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
891         if (!(pte_flags(*pte) & _PAGE_PRESENT))
892                 return 0;
893
894         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
895         if (!ret)
896                 return 0;
897
898         /*
899          * Make sure we have permissions in PMD.
900          * If not, then there's a bug in the page tables:
901          */
902         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
903         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
904
905         return ret;
906 }
907
908 int show_unhandled_signals = 1;
909
910 static inline int
911 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
912 {
913         if (write) {
914                 /* write, present and write, not present: */
915                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
916                         return 1;
917                 return 0;
918         }
919
920         /* read, present: */
921         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
922                 return 1;
923
924         /* read, not present: */
925         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
926                 return 1;
927
928         return 0;
929 }
930
931 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
932 {
933         return address >= TASK_SIZE_MAX;
934 }
935
936 /*
937  * This routine handles page faults.  It determines the address,
938  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
939  * routines.
940  */
941 dotraplinkage void __kprobes
942 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
943 {
944         struct vm_area_struct *vma;
945         struct task_struct *tsk;
946         unsigned long address;
947         struct mm_struct *mm;
948         int write;
949         int fault;
950
951         tsk = current;
952         mm = tsk->mm;
953
954         /* Get the faulting address: */
955         address = read_cr2();
956
957         /*
958          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
959          * both a tracked kernel page and a userspace page.
960          */
961         if (kmemcheck_active(regs))
962                 kmemcheck_hide(regs);
963         prefetchw(&mm->mmap_sem);
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                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
984                                 return;
985
986                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
987                                 return;
988                 }
989
990                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
991                 if (spurious_fault(error_code, address))
992                         return;
993
994                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
995                 if (notify_page_fault(regs))
996                         return;
997                 /*
998                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
999                  * fault we could otherwise deadlock:
1000                  */
1001                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1002
1003                 return;
1004         }
1005
1006         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1007         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1008                 return;
1009         /*
1010          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1011          * vmalloc fault has been handled.
1012          *
1013          * User-mode registers count as a user access even for any
1014          * potential system fault or CPU buglet:
1015          */
1016         if (user_mode_vm(regs)) {
1017                 local_irq_enable();
1018                 error_code |= PF_USER;
1019         } else {
1020                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1021                         local_irq_enable();
1022         }
1023
1024         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1025                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1026
1027         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
1028
1029         /*
1030          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1031          * in an atomic region then we must not take the fault:
1032          */
1033         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1034                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1035                 return;
1036         }
1037
1038         /*
1039          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1040          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1041          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1042          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1043          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1044          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1045          * references user space from well defined areas of code, which are
1046          * listed in the exceptions table.
1047          *
1048          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1049          * the source reference check when there is a possibility of a
1050          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1051          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1052          * space check, thus avoiding the deadlock:
1053          */
1054         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1055                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1056                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1057                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1058                         return;
1059                 }
1060                 down_read(&mm->mmap_sem);
1061         } else {
1062                 /*
1063                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1064                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1065                  * down_read():
1066                  */
1067                 might_sleep();
1068         }
1069
1070         vma = find_vma(mm, address);
1071         if (unlikely(!vma)) {
1072                 bad_area(regs, error_code, address);
1073                 return;
1074         }
1075         if (likely(vma->vm_start <= address))
1076                 goto good_area;
1077         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1078                 bad_area(regs, error_code, address);
1079                 return;
1080         }
1081         if (error_code & PF_USER) {
1082                 /*
1083                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1084                  * The large cushion allows instructions like enter
1085                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1086                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1087                  */
1088                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1089                         bad_area(regs, error_code, address);
1090                         return;
1091                 }
1092         }
1093         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1094                 bad_area(regs, error_code, address);
1095                 return;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1100          * we can handle it..
1101          */
1102 good_area:
1103         write = error_code & PF_WRITE;
1104
1105         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1106                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1107                 return;
1108         }
1109
1110         /*
1111          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1112          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1113          * the fault:
1114          */
1115         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
1116
1117         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1118                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1119                 return;
1120         }
1121
1122         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
1123                 tsk->maj_flt++;
1124                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
1125                                      regs, address);
1126         } else {
1127                 tsk->min_flt++;
1128                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
1129                                      regs, address);
1130         }
1131
1132         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1133
1134         up_read(&mm->mmap_sem);
1135 }