]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - arch/x86/mm/fault.c
79b0b372d2d033ca35a4bb83295a332c17bbb6c4
[~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         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
264
265         /*
266          * Synchronize this task's top level page-table
267          * with the 'reference' page table.
268          *
269          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
270          * an interrupt in the middle of a task switch..
271          */
272         pgd_paddr = read_cr3();
273         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
274         if (!pmd_k)
275                 return -1;
276
277         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
278         if (!pte_present(*pte_k))
279                 return -1;
280
281         return 0;
282 }
283
284 /*
285  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
286  */
287 static inline void
288 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
289                  struct task_struct *tsk)
290 {
291         unsigned long bit;
292
293         if (!v8086_mode(regs))
294                 return;
295
296         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
297         if (bit < 32)
298                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
299 }
300
301 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
302 {
303         return pfn < max_low_pfn;
304 }
305
306 static void dump_pagetable(unsigned long address)
307 {
308         pgd_t *base = __va(read_cr3());
309         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
310         pmd_t *pmd;
311         pte_t *pte;
312
313 #ifdef CONFIG_X86_PAE
314         printk("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
315         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
316                 goto out;
317 #endif
318         pmd = pmd_offset(pud_offset(pgd, address), address);
319         printk(KERN_CONT "*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
320
321         /*
322          * We must not directly access the pte in the highpte
323          * case if the page table is located in highmem.
324          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
325          * it's allocated already:
326          */
327         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
328                 goto out;
329
330         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
331         printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
332 out:
333         printk("\n");
334 }
335
336 #else /* CONFIG_X86_64: */
337
338 void vmalloc_sync_all(void)
339 {
340         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
341 }
342
343 /*
344  * 64-bit:
345  *
346  *   Handle a fault on the vmalloc area
347  *
348  * This assumes no large pages in there.
349  */
350 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
351 {
352         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
353         pud_t *pud, *pud_ref;
354         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
355         pte_t *pte, *pte_ref;
356
357         /* Make sure we are in vmalloc area: */
358         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
359                 return -1;
360
361         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
362
363         /*
364          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
365          * happen within a race in page table update. In the later
366          * case just flush:
367          */
368         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
369         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
370         if (pgd_none(*pgd_ref))
371                 return -1;
372
373         if (pgd_none(*pgd))
374                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
375         else
376                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
377
378         /*
379          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
380          * are shared:
381          */
382
383         pud = pud_offset(pgd, address);
384         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
385         if (pud_none(*pud_ref))
386                 return -1;
387
388         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
389                 BUG();
390
391         pmd = pmd_offset(pud, address);
392         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
393         if (pmd_none(*pmd_ref))
394                 return -1;
395
396         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
397                 BUG();
398
399         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
400         if (!pte_present(*pte_ref))
401                 return -1;
402
403         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
404
405         /*
406          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
407          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
408          * that:
409          */
410         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
411                 BUG();
412
413         return 0;
414 }
415
416 static const char errata93_warning[] =
417 KERN_ERR 
418 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
419 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
420 "******* Please consider a BIOS update.\n"
421 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
422
423 /*
424  * No vm86 mode in 64-bit mode:
425  */
426 static inline void
427 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
428                  struct task_struct *tsk)
429 {
430 }
431
432 static int bad_address(void *p)
433 {
434         unsigned long dummy;
435
436         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
437 }
438
439 static void dump_pagetable(unsigned long address)
440 {
441         pgd_t *base = __va(read_cr3() & PHYSICAL_PAGE_MASK);
442         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
443         pud_t *pud;
444         pmd_t *pmd;
445         pte_t *pte;
446
447         if (bad_address(pgd))
448                 goto bad;
449
450         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
451
452         if (!pgd_present(*pgd))
453                 goto out;
454
455         pud = pud_offset(pgd, address);
456         if (bad_address(pud))
457                 goto bad;
458
459         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
460         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
461                 goto out;
462
463         pmd = pmd_offset(pud, address);
464         if (bad_address(pmd))
465                 goto bad;
466
467         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
468         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
469                 goto out;
470
471         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
472         if (bad_address(pte))
473                 goto bad;
474
475         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
476 out:
477         printk("\n");
478         return;
479 bad:
480         printk("BAD\n");
481 }
482
483 #endif /* CONFIG_X86_64 */
484
485 /*
486  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
487  *
488  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
489  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
490  *
491  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
492  *
493  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
494  * Try to work around it here.
495  *
496  * Note we only handle faults in kernel here.
497  * Does nothing on 32-bit.
498  */
499 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
500 {
501 #ifdef CONFIG_X86_64
502         if (address != regs->ip)
503                 return 0;
504
505         if ((address >> 32) != 0)
506                 return 0;
507
508         address |= 0xffffffffUL << 32;
509         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
510             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
511                 printk_once(errata93_warning);
512                 regs->ip = address;
513                 return 1;
514         }
515 #endif
516         return 0;
517 }
518
519 /*
520  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
521  * to illegal addresses >4GB.
522  *
523  * We catch this in the page fault handler because these addresses
524  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
525  * segment in LDT is compatibility mode.
526  */
527 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
528 {
529 #ifdef CONFIG_X86_64
530         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
531                 return 1;
532 #endif
533         return 0;
534 }
535
536 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
537 {
538 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
539         unsigned long nr;
540
541         /*
542          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
543          */
544         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
545                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
546
547                 if (nr == 6) {
548                         do_invalid_op(regs, 0);
549                         return 1;
550                 }
551         }
552 #endif
553         return 0;
554 }
555
556 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
557 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
558
559 static void
560 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
561                 unsigned long address)
562 {
563         if (!oops_may_print())
564                 return;
565
566         if (error_code & PF_INSTR) {
567                 unsigned int level;
568
569                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
570
571                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
572                         printk(nx_warning, current_uid());
573         }
574
575         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
576         if (address < PAGE_SIZE)
577                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
578         else
579                 printk(KERN_CONT "paging request");
580
581         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
582         printk(KERN_ALERT "IP:");
583         printk_address(regs->ip, 1);
584
585         dump_pagetable(address);
586 }
587
588 static noinline void
589 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
590             unsigned long address)
591 {
592         struct task_struct *tsk;
593         unsigned long flags;
594         int sig;
595
596         flags = oops_begin();
597         tsk = current;
598         sig = SIGKILL;
599
600         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
601                tsk->comm, address);
602         dump_pagetable(address);
603
604         tsk->thread.cr2         = address;
605         tsk->thread.trap_no     = 14;
606         tsk->thread.error_code  = error_code;
607
608         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
609                 sig = 0;
610
611         oops_end(flags, regs, sig);
612 }
613
614 static noinline void
615 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
616            unsigned long address)
617 {
618         struct task_struct *tsk = current;
619         unsigned long *stackend;
620         unsigned long flags;
621         int sig;
622
623         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
624         if (fixup_exception(regs))
625                 return;
626
627         /*
628          * 32-bit:
629          *
630          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
631          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
632          *   handled it.
633          *
634          * 64-bit:
635          *
636          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
637          */
638         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
639                 return;
640
641         if (is_errata93(regs, address))
642                 return;
643
644         /*
645          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
646          * terminate things with extreme prejudice:
647          */
648         flags = oops_begin();
649
650         show_fault_oops(regs, error_code, address);
651
652         stackend = end_of_stack(tsk);
653         if (tsk != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
654                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
655
656         tsk->thread.cr2         = address;
657         tsk->thread.trap_no     = 14;
658         tsk->thread.error_code  = error_code;
659
660         sig = SIGKILL;
661         if (__die("Oops", regs, error_code))
662                 sig = 0;
663
664         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
665         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
666
667         oops_end(flags, regs, sig);
668 }
669
670 /*
671  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
672  * sysctl is set:
673  */
674 static inline void
675 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
676                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
677 {
678         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
679                 return;
680
681         if (!printk_ratelimit())
682                 return;
683
684         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
685                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
686                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
687                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
688
689         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
690
691         printk(KERN_CONT "\n");
692 }
693
694 static void
695 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
696                        unsigned long address, int si_code)
697 {
698         struct task_struct *tsk = current;
699
700         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
701         if (error_code & PF_USER) {
702                 /*
703                  * It's possible to have interrupts off here:
704                  */
705                 local_irq_enable();
706
707                 /*
708                  * Valid to do another page fault here because this one came
709                  * from user space:
710                  */
711                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
712                         return;
713
714                 if (is_errata100(regs, address))
715                         return;
716
717                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
718                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
719
720                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
721                 tsk->thread.cr2         = address;
722                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
723                 tsk->thread.trap_no     = 14;
724
725                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
726
727                 return;
728         }
729
730         if (is_f00f_bug(regs, address))
731                 return;
732
733         no_context(regs, error_code, address);
734 }
735
736 static noinline void
737 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
738                      unsigned long address)
739 {
740         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
741 }
742
743 static void
744 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
745            unsigned long address, int si_code)
746 {
747         struct mm_struct *mm = current->mm;
748
749         /*
750          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
751          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
752          */
753         up_read(&mm->mmap_sem);
754
755         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
756 }
757
758 static noinline void
759 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
760 {
761         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
762 }
763
764 static noinline void
765 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
766                       unsigned long address)
767 {
768         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
769 }
770
771 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
772 static void
773 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
774               unsigned long address)
775 {
776         /*
777          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
778          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
779          */
780         up_read(&current->mm->mmap_sem);
781
782         pagefault_out_of_memory();
783 }
784
785 static void
786 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
787           unsigned int fault)
788 {
789         struct task_struct *tsk = current;
790         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
791         int code = BUS_ADRERR;
792
793         up_read(&mm->mmap_sem);
794
795         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
796         if (!(error_code & PF_USER)) {
797                 no_context(regs, error_code, address);
798                 return;
799         }
800
801         /* User-space => ok to do another page fault: */
802         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
803                 return;
804
805         tsk->thread.cr2         = address;
806         tsk->thread.error_code  = error_code;
807         tsk->thread.trap_no     = 14;
808
809 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
810         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON) {
811                 printk(KERN_ERR
812         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
813                         tsk->comm, tsk->pid, address);
814                 code = BUS_MCEERR_AR;
815         }
816 #endif
817         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk);
818 }
819
820 static noinline void
821 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
822                unsigned long address, unsigned int fault)
823 {
824         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
825                 out_of_memory(regs, error_code, address);
826         } else {
827                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON))
828                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
829                 else
830                         BUG();
831         }
832 }
833
834 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
835 {
836         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
837                 return 0;
838
839         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
840                 return 0;
841
842         return 1;
843 }
844
845 /*
846  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
847  *
848  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
849  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
850  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
851  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
852  * on other processors.
853  *
854  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
855  * increasing the permissions on a page.
856  */
857 static noinline __kprobes int
858 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
859 {
860         pgd_t *pgd;
861         pud_t *pud;
862         pmd_t *pmd;
863         pte_t *pte;
864         int ret;
865
866         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
867         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
868                 return 0;
869
870         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
871         if (!pgd_present(*pgd))
872                 return 0;
873
874         pud = pud_offset(pgd, address);
875         if (!pud_present(*pud))
876                 return 0;
877
878         if (pud_large(*pud))
879                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
880
881         pmd = pmd_offset(pud, address);
882         if (!pmd_present(*pmd))
883                 return 0;
884
885         if (pmd_large(*pmd))
886                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
887
888         /*
889          * Note: don't use pte_present() here, since it returns true
890          * if the _PAGE_PROTNONE bit is set.  However, this aliases the
891          * _PAGE_GLOBAL bit, which for kernel pages give false positives
892          * when CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is used.
893          */
894         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
895         if (!(pte_flags(*pte) & _PAGE_PRESENT))
896                 return 0;
897
898         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
899         if (!ret)
900                 return 0;
901
902         /*
903          * Make sure we have permissions in PMD.
904          * If not, then there's a bug in the page tables:
905          */
906         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
907         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
908
909         return ret;
910 }
911
912 int show_unhandled_signals = 1;
913
914 static inline int
915 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
916 {
917         if (write) {
918                 /* write, present and write, not present: */
919                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
920                         return 1;
921                 return 0;
922         }
923
924         /* read, present: */
925         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
926                 return 1;
927
928         /* read, not present: */
929         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
930                 return 1;
931
932         return 0;
933 }
934
935 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
936 {
937         return address >= TASK_SIZE_MAX;
938 }
939
940 /*
941  * This routine handles page faults.  It determines the address,
942  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
943  * routines.
944  */
945 dotraplinkage void __kprobes
946 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
947 {
948         struct vm_area_struct *vma;
949         struct task_struct *tsk;
950         unsigned long address;
951         struct mm_struct *mm;
952         int write;
953         int fault;
954
955         tsk = current;
956         mm = tsk->mm;
957
958         /* Get the faulting address: */
959         address = read_cr2();
960
961         /*
962          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
963          * both a tracked kernel page and a userspace page.
964          */
965         if (kmemcheck_active(regs))
966                 kmemcheck_hide(regs);
967         prefetchw(&mm->mmap_sem);
968
969         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
970                 return;
971
972         /*
973          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
974          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
975          *
976          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
977          * be in an interrupt or a critical region, and should
978          * only copy the information from the master page table,
979          * nothing more.
980          *
981          * This verifies that the fault happens in kernel space
982          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
983          * protection error (error_code & 9) == 0.
984          */
985         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
986                 if (!(error_code & (PF_RSVD | PF_USER | PF_PROT))) {
987                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
988                                 return;
989
990                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
991                                 return;
992                 }
993
994                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
995                 if (spurious_fault(error_code, address))
996                         return;
997
998                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
999                 if (notify_page_fault(regs))
1000                         return;
1001                 /*
1002                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1003                  * fault we could otherwise deadlock:
1004                  */
1005                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1006
1007                 return;
1008         }
1009
1010         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1011         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1012                 return;
1013         /*
1014          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1015          * vmalloc fault has been handled.
1016          *
1017          * User-mode registers count as a user access even for any
1018          * potential system fault or CPU buglet:
1019          */
1020         if (user_mode_vm(regs)) {
1021                 local_irq_enable();
1022                 error_code |= PF_USER;
1023         } else {
1024                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1025                         local_irq_enable();
1026         }
1027
1028         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1029                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1030
1031         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
1032
1033         /*
1034          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1035          * in an atomic region then we must not take the fault:
1036          */
1037         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1038                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1039                 return;
1040         }
1041
1042         /*
1043          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1044          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1045          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1046          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1047          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1048          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1049          * references user space from well defined areas of code, which are
1050          * listed in the exceptions table.
1051          *
1052          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1053          * the source reference check when there is a possibility of a
1054          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1055          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1056          * space check, thus avoiding the deadlock:
1057          */
1058         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1059                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1060                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1061                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1062                         return;
1063                 }
1064                 down_read(&mm->mmap_sem);
1065         } else {
1066                 /*
1067                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1068                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1069                  * down_read():
1070                  */
1071                 might_sleep();
1072         }
1073
1074         vma = find_vma(mm, address);
1075         if (unlikely(!vma)) {
1076                 bad_area(regs, error_code, address);
1077                 return;
1078         }
1079         if (likely(vma->vm_start <= address))
1080                 goto good_area;
1081         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1082                 bad_area(regs, error_code, address);
1083                 return;
1084         }
1085         if (error_code & PF_USER) {
1086                 /*
1087                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1088                  * The large cushion allows instructions like enter
1089                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1090                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1091                  */
1092                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1093                         bad_area(regs, error_code, address);
1094                         return;
1095                 }
1096         }
1097         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1098                 bad_area(regs, error_code, address);
1099                 return;
1100         }
1101
1102         /*
1103          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1104          * we can handle it..
1105          */
1106 good_area:
1107         write = error_code & PF_WRITE;
1108
1109         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1110                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1111                 return;
1112         }
1113
1114         /*
1115          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1116          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1117          * the fault:
1118          */
1119         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
1120
1121         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1122                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1123                 return;
1124         }
1125
1126         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
1127                 tsk->maj_flt++;
1128                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
1129                                      regs, address);
1130         } else {
1131                 tsk->min_flt++;
1132                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
1133                                      regs, address);
1134         }
1135
1136         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1137
1138         up_read(&mm->mmap_sem);
1139 }