]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - arch/x86/mm/fault.c
a24c6cfdccc47da8a12f16b2cd4a09caaf825b9a
[~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                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
233                                 break;
234                 }
235                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
236         }
237 }
238
239 /*
240  * 32-bit:
241  *
242  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
243  */
244 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
245 {
246         unsigned long pgd_paddr;
247         pmd_t *pmd_k;
248         pte_t *pte_k;
249
250         /* Make sure we are in vmalloc area: */
251         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
252                 return -1;
253
254         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
255
256         /*
257          * Synchronize this task's top level page-table
258          * with the 'reference' page table.
259          *
260          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
261          * an interrupt in the middle of a task switch..
262          */
263         pgd_paddr = read_cr3();
264         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
265         if (!pmd_k)
266                 return -1;
267
268         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
269         if (!pte_present(*pte_k))
270                 return -1;
271
272         return 0;
273 }
274
275 /*
276  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
277  */
278 static inline void
279 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
280                  struct task_struct *tsk)
281 {
282         unsigned long bit;
283
284         if (!v8086_mode(regs))
285                 return;
286
287         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
288         if (bit < 32)
289                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
290 }
291
292 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
293 {
294         return pfn < max_low_pfn;
295 }
296
297 static void dump_pagetable(unsigned long address)
298 {
299         pgd_t *base = __va(read_cr3());
300         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
301         pmd_t *pmd;
302         pte_t *pte;
303
304 #ifdef CONFIG_X86_PAE
305         printk("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
306         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
307                 goto out;
308 #endif
309         pmd = pmd_offset(pud_offset(pgd, address), address);
310         printk(KERN_CONT "*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
311
312         /*
313          * We must not directly access the pte in the highpte
314          * case if the page table is located in highmem.
315          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
316          * it's allocated already:
317          */
318         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
319                 goto out;
320
321         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
322         printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
323 out:
324         printk("\n");
325 }
326
327 #else /* CONFIG_X86_64: */
328
329 void vmalloc_sync_all(void)
330 {
331         unsigned long address;
332
333         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
334              address += PGDIR_SIZE) {
335
336                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
337                 unsigned long flags;
338                 struct page *page;
339
340                 if (pgd_none(*pgd_ref))
341                         continue;
342
343                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
344                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
345                         pgd_t *pgd;
346                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
347                         if (pgd_none(*pgd))
348                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
349                         else
350                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
351                 }
352                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
353         }
354 }
355
356 /*
357  * 64-bit:
358  *
359  *   Handle a fault on the vmalloc area
360  *
361  * This assumes no large pages in there.
362  */
363 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
364 {
365         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
366         pud_t *pud, *pud_ref;
367         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
368         pte_t *pte, *pte_ref;
369
370         /* Make sure we are in vmalloc area: */
371         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
372                 return -1;
373
374         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
375
376         /*
377          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
378          * happen within a race in page table update. In the later
379          * case just flush:
380          */
381         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
382         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
383         if (pgd_none(*pgd_ref))
384                 return -1;
385
386         if (pgd_none(*pgd))
387                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
388         else
389                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
390
391         /*
392          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
393          * are shared:
394          */
395
396         pud = pud_offset(pgd, address);
397         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
398         if (pud_none(*pud_ref))
399                 return -1;
400
401         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
402                 BUG();
403
404         pmd = pmd_offset(pud, address);
405         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
406         if (pmd_none(*pmd_ref))
407                 return -1;
408
409         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
410                 BUG();
411
412         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
413         if (!pte_present(*pte_ref))
414                 return -1;
415
416         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
417
418         /*
419          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
420          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
421          * that:
422          */
423         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
424                 BUG();
425
426         return 0;
427 }
428
429 static const char errata93_warning[] =
430 KERN_ERR 
431 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
432 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
433 "******* Please consider a BIOS update.\n"
434 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
435
436 /*
437  * No vm86 mode in 64-bit mode:
438  */
439 static inline void
440 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
441                  struct task_struct *tsk)
442 {
443 }
444
445 static int bad_address(void *p)
446 {
447         unsigned long dummy;
448
449         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
450 }
451
452 static void dump_pagetable(unsigned long address)
453 {
454         pgd_t *base = __va(read_cr3() & PHYSICAL_PAGE_MASK);
455         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
456         pud_t *pud;
457         pmd_t *pmd;
458         pte_t *pte;
459
460         if (bad_address(pgd))
461                 goto bad;
462
463         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
464
465         if (!pgd_present(*pgd))
466                 goto out;
467
468         pud = pud_offset(pgd, address);
469         if (bad_address(pud))
470                 goto bad;
471
472         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
473         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
474                 goto out;
475
476         pmd = pmd_offset(pud, address);
477         if (bad_address(pmd))
478                 goto bad;
479
480         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
481         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
482                 goto out;
483
484         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
485         if (bad_address(pte))
486                 goto bad;
487
488         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
489 out:
490         printk("\n");
491         return;
492 bad:
493         printk("BAD\n");
494 }
495
496 #endif /* CONFIG_X86_64 */
497
498 /*
499  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
500  *
501  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
502  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
503  *
504  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
505  *
506  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
507  * Try to work around it here.
508  *
509  * Note we only handle faults in kernel here.
510  * Does nothing on 32-bit.
511  */
512 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
513 {
514 #ifdef CONFIG_X86_64
515         if (address != regs->ip)
516                 return 0;
517
518         if ((address >> 32) != 0)
519                 return 0;
520
521         address |= 0xffffffffUL << 32;
522         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
523             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
524                 printk_once(errata93_warning);
525                 regs->ip = address;
526                 return 1;
527         }
528 #endif
529         return 0;
530 }
531
532 /*
533  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
534  * to illegal addresses >4GB.
535  *
536  * We catch this in the page fault handler because these addresses
537  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
538  * segment in LDT is compatibility mode.
539  */
540 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
541 {
542 #ifdef CONFIG_X86_64
543         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
544                 return 1;
545 #endif
546         return 0;
547 }
548
549 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
550 {
551 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
552         unsigned long nr;
553
554         /*
555          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
556          */
557         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
558                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
559
560                 if (nr == 6) {
561                         do_invalid_op(regs, 0);
562                         return 1;
563                 }
564         }
565 #endif
566         return 0;
567 }
568
569 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
570 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
571
572 static void
573 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
574                 unsigned long address)
575 {
576         if (!oops_may_print())
577                 return;
578
579         if (error_code & PF_INSTR) {
580                 unsigned int level;
581
582                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
583
584                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
585                         printk(nx_warning, current_uid());
586         }
587
588         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
589         if (address < PAGE_SIZE)
590                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
591         else
592                 printk(KERN_CONT "paging request");
593
594         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
595         printk(KERN_ALERT "IP:");
596         printk_address(regs->ip, 1);
597
598         dump_pagetable(address);
599 }
600
601 static noinline void
602 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
603             unsigned long address)
604 {
605         struct task_struct *tsk;
606         unsigned long flags;
607         int sig;
608
609         flags = oops_begin();
610         tsk = current;
611         sig = SIGKILL;
612
613         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
614                tsk->comm, address);
615         dump_pagetable(address);
616
617         tsk->thread.cr2         = address;
618         tsk->thread.trap_no     = 14;
619         tsk->thread.error_code  = error_code;
620
621         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
622                 sig = 0;
623
624         oops_end(flags, regs, sig);
625 }
626
627 static noinline void
628 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
629            unsigned long address)
630 {
631         struct task_struct *tsk = current;
632         unsigned long *stackend;
633         unsigned long flags;
634         int sig;
635
636         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
637         if (fixup_exception(regs))
638                 return;
639
640         /*
641          * 32-bit:
642          *
643          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
644          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
645          *   handled it.
646          *
647          * 64-bit:
648          *
649          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
650          */
651         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
652                 return;
653
654         if (is_errata93(regs, address))
655                 return;
656
657         /*
658          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
659          * terminate things with extreme prejudice:
660          */
661         flags = oops_begin();
662
663         show_fault_oops(regs, error_code, address);
664
665         stackend = end_of_stack(tsk);
666         if (tsk != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
667                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
668
669         tsk->thread.cr2         = address;
670         tsk->thread.trap_no     = 14;
671         tsk->thread.error_code  = error_code;
672
673         sig = SIGKILL;
674         if (__die("Oops", regs, error_code))
675                 sig = 0;
676
677         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
678         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
679
680         oops_end(flags, regs, sig);
681 }
682
683 /*
684  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
685  * sysctl is set:
686  */
687 static inline void
688 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
689                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
690 {
691         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
692                 return;
693
694         if (!printk_ratelimit())
695                 return;
696
697         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
698                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
699                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
700                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
701
702         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
703
704         printk(KERN_CONT "\n");
705 }
706
707 static void
708 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
709                        unsigned long address, int si_code)
710 {
711         struct task_struct *tsk = current;
712
713         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
714         if (error_code & PF_USER) {
715                 /*
716                  * It's possible to have interrupts off here:
717                  */
718                 local_irq_enable();
719
720                 /*
721                  * Valid to do another page fault here because this one came
722                  * from user space:
723                  */
724                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
725                         return;
726
727                 if (is_errata100(regs, address))
728                         return;
729
730                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
731                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
732
733                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
734                 tsk->thread.cr2         = address;
735                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
736                 tsk->thread.trap_no     = 14;
737
738                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
739
740                 return;
741         }
742
743         if (is_f00f_bug(regs, address))
744                 return;
745
746         no_context(regs, error_code, address);
747 }
748
749 static noinline void
750 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
751                      unsigned long address)
752 {
753         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
754 }
755
756 static void
757 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
758            unsigned long address, int si_code)
759 {
760         struct mm_struct *mm = current->mm;
761
762         /*
763          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
764          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
765          */
766         up_read(&mm->mmap_sem);
767
768         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
769 }
770
771 static noinline void
772 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
773 {
774         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
775 }
776
777 static noinline void
778 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
779                       unsigned long address)
780 {
781         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
782 }
783
784 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
785 static void
786 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
787               unsigned long address)
788 {
789         /*
790          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
791          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
792          */
793         up_read(&current->mm->mmap_sem);
794
795         pagefault_out_of_memory();
796 }
797
798 static void
799 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
800           unsigned int fault)
801 {
802         struct task_struct *tsk = current;
803         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
804         int code = BUS_ADRERR;
805
806         up_read(&mm->mmap_sem);
807
808         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
809         if (!(error_code & PF_USER)) {
810                 no_context(regs, error_code, address);
811                 return;
812         }
813
814         /* User-space => ok to do another page fault: */
815         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
816                 return;
817
818         tsk->thread.cr2         = address;
819         tsk->thread.error_code  = error_code;
820         tsk->thread.trap_no     = 14;
821
822 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
823         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON) {
824                 printk(KERN_ERR
825         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
826                         tsk->comm, tsk->pid, address);
827                 code = BUS_MCEERR_AR;
828         }
829 #endif
830         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk);
831 }
832
833 static noinline void
834 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
835                unsigned long address, unsigned int fault)
836 {
837         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
838                 out_of_memory(regs, error_code, address);
839         } else {
840                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON))
841                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
842                 else
843                         BUG();
844         }
845 }
846
847 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
848 {
849         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
850                 return 0;
851
852         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
853                 return 0;
854
855         return 1;
856 }
857
858 /*
859  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
860  *
861  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
862  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
863  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
864  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
865  * on other processors.
866  *
867  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
868  * increasing the permissions on a page.
869  */
870 static noinline __kprobes int
871 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
872 {
873         pgd_t *pgd;
874         pud_t *pud;
875         pmd_t *pmd;
876         pte_t *pte;
877         int ret;
878
879         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
880         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
881                 return 0;
882
883         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
884         if (!pgd_present(*pgd))
885                 return 0;
886
887         pud = pud_offset(pgd, address);
888         if (!pud_present(*pud))
889                 return 0;
890
891         if (pud_large(*pud))
892                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
893
894         pmd = pmd_offset(pud, address);
895         if (!pmd_present(*pmd))
896                 return 0;
897
898         if (pmd_large(*pmd))
899                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
900
901         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
902         if (!pte_present(*pte))
903                 return 0;
904
905         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
906         if (!ret)
907                 return 0;
908
909         /*
910          * Make sure we have permissions in PMD.
911          * If not, then there's a bug in the page tables:
912          */
913         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
914         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
915
916         return ret;
917 }
918
919 int show_unhandled_signals = 1;
920
921 static inline int
922 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
923 {
924         if (write) {
925                 /* write, present and write, not present: */
926                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
927                         return 1;
928                 return 0;
929         }
930
931         /* read, present: */
932         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
933                 return 1;
934
935         /* read, not present: */
936         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
937                 return 1;
938
939         return 0;
940 }
941
942 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
943 {
944         return address >= TASK_SIZE_MAX;
945 }
946
947 /*
948  * This routine handles page faults.  It determines the address,
949  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
950  * routines.
951  */
952 dotraplinkage void __kprobes
953 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
954 {
955         struct vm_area_struct *vma;
956         struct task_struct *tsk;
957         unsigned long address;
958         struct mm_struct *mm;
959         int write;
960         int fault;
961
962         tsk = current;
963         mm = tsk->mm;
964
965         /* Get the faulting address: */
966         address = read_cr2();
967
968         /*
969          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
970          * both a tracked kernel page and a userspace page.
971          */
972         if (kmemcheck_active(regs))
973                 kmemcheck_hide(regs);
974         prefetchw(&mm->mmap_sem);
975
976         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
977                 return;
978
979         /*
980          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
981          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
982          *
983          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
984          * be in an interrupt or a critical region, and should
985          * only copy the information from the master page table,
986          * nothing more.
987          *
988          * This verifies that the fault happens in kernel space
989          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
990          * protection error (error_code & 9) == 0.
991          */
992         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
993                 if (!(error_code & (PF_RSVD | PF_USER | PF_PROT))) {
994                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
995                                 return;
996
997                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
998                                 return;
999                 }
1000
1001                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1002                 if (spurious_fault(error_code, address))
1003                         return;
1004
1005                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1006                 if (notify_page_fault(regs))
1007                         return;
1008                 /*
1009                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1010                  * fault we could otherwise deadlock:
1011                  */
1012                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1013
1014                 return;
1015         }
1016
1017         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1018         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1019                 return;
1020         /*
1021          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1022          * vmalloc fault has been handled.
1023          *
1024          * User-mode registers count as a user access even for any
1025          * potential system fault or CPU buglet:
1026          */
1027         if (user_mode_vm(regs)) {
1028                 local_irq_enable();
1029                 error_code |= PF_USER;
1030         } else {
1031                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1032                         local_irq_enable();
1033         }
1034
1035         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1036                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1037
1038         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs, address);
1039
1040         /*
1041          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1042          * in an atomic region then we must not take the fault:
1043          */
1044         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1045                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1046                 return;
1047         }
1048
1049         /*
1050          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1051          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1052          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1053          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1054          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1055          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1056          * references user space from well defined areas of code, which are
1057          * listed in the exceptions table.
1058          *
1059          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1060          * the source reference check when there is a possibility of a
1061          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1062          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1063          * space check, thus avoiding the deadlock:
1064          */
1065         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1066                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1067                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1068                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1069                         return;
1070                 }
1071                 down_read(&mm->mmap_sem);
1072         } else {
1073                 /*
1074                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1075                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1076                  * down_read():
1077                  */
1078                 might_sleep();
1079         }
1080
1081         vma = find_vma(mm, address);
1082         if (unlikely(!vma)) {
1083                 bad_area(regs, error_code, address);
1084                 return;
1085         }
1086         if (likely(vma->vm_start <= address))
1087                 goto good_area;
1088         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1089                 bad_area(regs, error_code, address);
1090                 return;
1091         }
1092         if (error_code & PF_USER) {
1093                 /*
1094                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1095                  * The large cushion allows instructions like enter
1096                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1097                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1098                  */
1099                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1100                         bad_area(regs, error_code, address);
1101                         return;
1102                 }
1103         }
1104         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1105                 bad_area(regs, error_code, address);
1106                 return;
1107         }
1108
1109         /*
1110          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1111          * we can handle it..
1112          */
1113 good_area:
1114         write = error_code & PF_WRITE;
1115
1116         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1117                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1118                 return;
1119         }
1120
1121         /*
1122          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1123          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1124          * the fault:
1125          */
1126         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
1127
1128         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1129                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1130                 return;
1131         }
1132
1133         if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
1134                 tsk->maj_flt++;
1135                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, 0,
1136                                      regs, address);
1137         } else {
1138                 tsk->min_flt++;
1139                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, 0,
1140                                      regs, address);
1141         }
1142
1143         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1144
1145         up_read(&mm->mmap_sem);
1146 }