SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/x86/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
   4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
   5  */
   6 #include <linux/interrupt.h>
   7 #include <linux/mmiotrace.h>
   8 #include <linux/bootmem.h>
   9 #include <linux/compiler.h>
  10 #include <linux/highmem.h>
  11 #include <linux/kprobes.h>
  12 #include <linux/uaccess.h>
  13 #include <linux/vmalloc.h>
  14 #include <linux/vt_kern.h>
  15 #include <linux/signal.h>
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/ptrace.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/kdebug.h>
  21 #include <linux/errno.h>
  22 #include <linux/magic.h>
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/mman.h>
  27 #include <linux/tty.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/perf_counter.h>
  31
  32 #include <asm-generic/sections.h>
  33
  34 #include <asm/tlbflush.h>
  35 #include <asm/pgalloc.h>
  36 #include <asm/segment.h>
  37 #include <asm/system.h>
  38 #include <asm/proto.h>
  39 #include <asm/traps.h>
  40 #include <asm/desc.h>
  41
  42 /*
  43  * Page fault error code bits:
  44  *
  45  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  46  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  47  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  48  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  49  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  50  */
  51 enum x86_pf_error_code {
  52
  53         PF_PROT         =               1 << 0,
  54         PF_WRITE        =               1 << 1,
  55         PF_USER         =               1 << 2,
  56         PF_RSVD         =               1 << 3,
  57         PF_INSTR        =               1 << 4,
  58 };
  59
  60 /*
  61  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  62  * handled by mmiotrace:
  63  */
  64 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  65 {
  66         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  67                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  68                         return -1;
  69         return 0;
  70 }
  71
  72 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  73 {
  74         int ret = 0;
  75
  76         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  77         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
  78                 preempt_disable();
  79                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  80                         ret = 1;
  81                 preempt_enable();
  82         }
  83
  84         return ret;
  85 }
  86
  87 /*
  88  * Prefetch quirks:
  89  *
  90  * 32-bit mode:
  91  *
  92  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  93  *   Check that here and ignore it.
  94  *
  95  * 64-bit mode:
  96  *
  97  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  98  *   Check that here and ignore it.
  99  *
 100  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
 101  */
 102 static inline int
 103 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
 104                       unsigned char opcode, int *prefetch)
 105 {
 106         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
 107         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
 108
 109         switch (instr_hi) {
 110         case 0x20:
 111         case 0x30:
 112                 /*
 113                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
 114                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
 115                  * opcode if some of these prefixes are present so
 116                  * X86_64 will never get here anyway
 117                  */
 118                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
 119 #ifdef CONFIG_X86_64
 120         case 0x40:
 121                 /*
 122                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 123                  * Need to figure out under what instruction mode the
 124                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 125                  * but for now it's good enough to assume that long
 126                  * mode only uses well known segments or kernel.
 127                  */
 128                 return (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
 129 #endif
 130         case 0x60:
 131                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 132                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 133         case 0xF0:
 134                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 135                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 136         case 0x00:
 137                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 138                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 139                         return 0;
 140
 141                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 142                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 143                 return 0;
 144         default:
 145                 return 0;
 146         }
 147 }
 148
 149 static int
 150 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 151 {
 152         unsigned char *max_instr;
 153         unsigned char *instr;
 154         int prefetch = 0;
 155
 156         /*
 157          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 158          * do not ignore the fault:
 159          */
 160         if (error_code & PF_INSTR)
 161                 return 0;
 162
 163         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 164         max_instr = instr + 15;
 165
 166         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
 167                 return 0;
 168
 169         while (instr < max_instr) {
 170                 unsigned char opcode;
 171
 172                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 173                         break;
 174
 175                 instr++;
 176
 177                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 178                         break;
 179         }
 180         return prefetch;
 181 }
 182
 183 static void
 184 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 185                      struct task_struct *tsk)
 186 {
 187         siginfo_t info;
 188
 189         info.si_signo   = si_signo;
 190         info.si_errno   = 0;
 191         info.si_code    = si_code;
 192         info.si_addr    = (void __user *)address;
 193
 194         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 195 }
 196
 197 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 198 LIST_HEAD(pgd_list);
 199
 200 #ifdef CONFIG_X86_32
 201 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 202 {
 203         unsigned index = pgd_index(address);
 204         pgd_t *pgd_k;
 205         pud_t *pud, *pud_k;
 206         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 207
 208         pgd += index;
 209         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 210
 211         if (!pgd_present(*pgd_k))
 212                 return NULL;
 213
 214         /*
 215          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 216          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 217          * set_pud.
 218          */
 219         pud = pud_offset(pgd, address);
 220         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 221         if (!pud_present(*pud_k))
 222                 return NULL;
 223
 224         pmd = pmd_offset(pud, address);
 225         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 226         if (!pmd_present(*pmd_k))
 227                 return NULL;
 228
 229         if (!pmd_present(*pmd)) {
 230                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 231                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 232         } else {
 233                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 234         }
 235
 236         return pmd_k;
 237 }
 238
 239 void vmalloc_sync_all(void)
 240 {
 241         unsigned long address;
 242
 243         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 244                 return;
 245
 246         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 247              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
 248              address += PMD_SIZE) {
 249
 250                 unsigned long flags;
 251                 struct page *page;
 252
 253                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 254                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 255                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
 256                                 break;
 257                 }
 258                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 259         }
 260 }
 261
 262 /*
 263  * 32-bit:
 264  *
 265  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 266  */
 267 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 268 {
 269         unsigned long pgd_paddr;
 270         pmd_t *pmd_k;
 271         pte_t *pte_k;
 272
 273         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 274         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 275                 return -1;
 276
 277         /*
 278          * Synchronize this task's top level page-table
 279          * with the 'reference' page table.
 280          *
 281          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 282          * an interrupt in the middle of a task switch..
 283          */
 284         pgd_paddr = read_cr3();
 285         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 286         if (!pmd_k)
 287                 return -1;
 288
 289         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 290         if (!pte_present(*pte_k))
 291                 return -1;
 292
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 298  */
 299 static inline void
 300 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 301                  struct task_struct *tsk)
 302 {
 303         unsigned long bit;
 304
 305         if (!v8086_mode(regs))
 306                 return;
 307
 308         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 309         if (bit < 32)
 310                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
 311 }
 312
 313 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 314 {
 315         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
 316
 317         page = read_cr3();
 318         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
 319
 320 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 321         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
 322         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 323             && page & _PAGE_PRESENT) {
 324                 page &= PAGE_MASK;
 325                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
 326                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
 327                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
 328                 page &= ~_PAGE_NX;
 329         }
 330 #else
 331         printk("*pde = %08lx ", page);
 332 #endif
 333
 334         /*
 335          * We must not directly access the pte in the highpte
 336          * case if the page table is located in highmem.
 337          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 338          * it's allocated already:
 339          */
 340         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 341             && (page & _PAGE_PRESENT)
 342             && !(page & _PAGE_PSE)) {
 343
 344                 page &= PAGE_MASK;
 345                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
 346                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
 347                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
 348         }
 349
 350         printk("\n");
 351 }
 352
 353 #else /* CONFIG_X86_64: */
 354
 355 void vmalloc_sync_all(void)
 356 {
 357         unsigned long address;
 358
 359         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
 360              address += PGDIR_SIZE) {
 361
 362                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 363                 unsigned long flags;
 364                 struct page *page;
 365
 366                 if (pgd_none(*pgd_ref))
 367                         continue;
 368
 369                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 370                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 371                         pgd_t *pgd;
 372                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
 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                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 379         }
 380 }
 381
 382 /*
 383  * 64-bit:
 384  *
 385  *   Handle a fault on the vmalloc area
 386  *
 387  * This assumes no large pages in there.
 388  */
 389 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 390 {
 391         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 392         pud_t *pud, *pud_ref;
 393         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 394         pte_t *pte, *pte_ref;
 395
 396         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 397         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 398                 return -1;
 399
 400         /*
 401          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 402          * happen within a race in page table update. In the later
 403          * case just flush:
 404          */
 405         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
 406         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 407         if (pgd_none(*pgd_ref))
 408                 return -1;
 409
 410         if (pgd_none(*pgd))
 411                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 412         else
 413                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 414
 415         /*
 416          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 417          * are shared:
 418          */
 419
 420         pud = pud_offset(pgd, address);
 421         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
 422         if (pud_none(*pud_ref))
 423                 return -1;
 424
 425         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
 426                 BUG();
 427
 428         pmd = pmd_offset(pud, address);
 429         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 430         if (pmd_none(*pmd_ref))
 431                 return -1;
 432
 433         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
 434                 BUG();
 435
 436         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 437         if (!pte_present(*pte_ref))
 438                 return -1;
 439
 440         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 441
 442         /*
 443          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 444          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 445          * that:
 446          */
 447         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 448                 BUG();
 449
 450         return 0;
 451 }
 452
 453 static const char errata93_warning[] =
 454 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 455 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 456 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
 457 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 458
 459 /*
 460  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 461  */
 462 static inline void
 463 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 464                  struct task_struct *tsk)
 465 {
 466 }
 467
 468 static int bad_address(void *p)
 469 {
 470         unsigned long dummy;
 471
 472         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 473 }
 474
 475 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 476 {
 477         pgd_t *pgd;
 478         pud_t *pud;
 479         pmd_t *pmd;
 480         pte_t *pte;
 481
 482         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
 483
 484         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
 485
 486         pgd += pgd_index(address);
 487         if (bad_address(pgd))
 488                 goto bad;
 489
 490         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 491
 492         if (!pgd_present(*pgd))
 493                 goto out;
 494
 495         pud = pud_offset(pgd, address);
 496         if (bad_address(pud))
 497                 goto bad;
 498
 499         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 500         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 501                 goto out;
 502
 503         pmd = pmd_offset(pud, address);
 504         if (bad_address(pmd))
 505                 goto bad;
 506
 507         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 508         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 509                 goto out;
 510
 511         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 512         if (bad_address(pte))
 513                 goto bad;
 514
 515         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
 516 out:
 517         printk("\n");
 518         return;
 519 bad:
 520         printk("BAD\n");
 521 }
 522
 523 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 524
 525 /*
 526  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 527  *
 528  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 529  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 530  *
 531  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 532  *
 533  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 534  * Try to work around it here.
 535  *
 536  * Note we only handle faults in kernel here.
 537  * Does nothing on 32-bit.
 538  */
 539 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 540 {
 541 #ifdef CONFIG_X86_64
 542         static int once;
 543
 544         if (address != regs->ip)
 545                 return 0;
 546
 547         if ((address >> 32) != 0)
 548                 return 0;
 549
 550         address |= 0xffffffffUL << 32;
 551         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 552             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 553                 if (!once) {
 554                         printk(errata93_warning);
 555                         once = 1;
 556                 }
 557                 regs->ip = address;
 558                 return 1;
 559         }
 560 #endif
 561         return 0;
 562 }
 563
 564 /*
 565  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 566  * to illegal addresses >4GB.
 567  *
 568  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 569  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 570  * segment in LDT is compatibility mode.
 571  */
 572 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 573 {
 574 #ifdef CONFIG_X86_64
 575         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 576                 return 1;
 577 #endif
 578         return 0;
 579 }
 580
 581 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 582 {
 583 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 584         unsigned long nr;
 585
 586         /*
 587          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 588          */
 589         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
 590                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 591
 592                 if (nr == 6) {
 593                         do_invalid_op(regs, 0);
 594                         return 1;
 595                 }
 596         }
 597 #endif
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 602 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 603
 604 static void
 605 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 606                 unsigned long address)
 607 {
 608         if (!oops_may_print())
 609                 return;
 610
 611         if (error_code & PF_INSTR) {
 612                 unsigned int level;
 613
 614                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
 615
 616                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 617                         printk(nx_warning, current_uid());
 618         }
 619
 620         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 621         if (address < PAGE_SIZE)
 622                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 623         else
 624                 printk(KERN_CONT "paging request");
 625
 626         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 627         printk(KERN_ALERT "IP:");
 628         printk_address(regs->ip, 1);
 629
 630         dump_pagetable(address);
 631 }
 632
 633 static noinline void
 634 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 635             unsigned long address)
 636 {
 637         struct task_struct *tsk;
 638         unsigned long flags;
 639         int sig;
 640
 641         flags = oops_begin();
 642         tsk = current;
 643         sig = SIGKILL;
 644
 645         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 646                tsk->comm, address);
 647         dump_pagetable(address);
 648
 649         tsk->thread.cr2         = address;
 650         tsk->thread.trap_no     = 14;
 651         tsk->thread.error_code  = error_code;
 652
 653         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 654                 sig = 0;
 655
 656         oops_end(flags, regs, sig);
 657 }
 658
 659 static noinline void
 660 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 661            unsigned long address)
 662 {
 663         struct task_struct *tsk = current;
 664         unsigned long *stackend;
 665         unsigned long flags;
 666         int sig;
 667
 668         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 669         if (fixup_exception(regs))
 670                 return;
 671
 672         /*
 673          * 32-bit:
 674          *
 675          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 676          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 677          *   handled it.
 678          *
 679          * 64-bit:
 680          *
 681          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 682          */
 683         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 684                 return;
 685
 686         if (is_errata93(regs, address))
 687                 return;
 688
 689         /*
 690          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 691          * terminate things with extreme prejudice:
 692          */
 693         flags = oops_begin();
 694
 695         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 696
 697         stackend = end_of_stack(tsk);
 698         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
 699                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 700
 701         tsk->thread.cr2         = address;
 702         tsk->thread.trap_no     = 14;
 703         tsk->thread.error_code  = error_code;
 704
 705         sig = SIGKILL;
 706         if (__die("Oops", regs, error_code))
 707                 sig = 0;
 708
 709         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 710         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
 711
 712         oops_end(flags, regs, sig);
 713 }
 714
 715 /*
 716  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 717  * sysctl is set:
 718  */
 719 static inline void
 720 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 721                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 722 {
 723         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 724                 return;
 725
 726         if (!printk_ratelimit())
 727                 return;
 728
 729         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 730                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 731                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 732                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 733
 734         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 735
 736         printk(KERN_CONT "\n");
 737 }
 738
 739 static void
 740 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 741                        unsigned long address, int si_code)
 742 {
 743         struct task_struct *tsk = current;
 744
 745         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 746         if (error_code & PF_USER) {
 747                 /*
 748                  * It's possible to have interrupts off here:
 749                  */
 750                 local_irq_enable();
 751
 752                 /*
 753                  * Valid to do another page fault here because this one came
 754                  * from user space:
 755                  */
 756                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 757                         return;
 758
 759                 if (is_errata100(regs, address))
 760                         return;
 761
 762                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
 763                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 764
 765                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
 766                 tsk->thread.cr2         = address;
 767                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 768                 tsk->thread.trap_no     = 14;
 769
 770                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
 771
 772                 return;
 773         }
 774
 775         if (is_f00f_bug(regs, address))
 776                 return;
 777
 778         no_context(regs, error_code, address);
 779 }
 780
 781 static noinline void
 782 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 783                      unsigned long address)
 784 {
 785         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 786 }
 787
 788 static void
 789 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 790            unsigned long address, int si_code)
 791 {
 792         struct mm_struct *mm = current->mm;
 793
 794         /*
 795          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 796          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 797          */
 798         up_read(&mm->mmap_sem);
 799
 800         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
 801 }
 802
 803 static noinline void
 804 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 805 {
 806         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 807 }
 808
 809 static noinline void
 810 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 811                       unsigned long address)
 812 {
 813         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
 814 }
 815
 816 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
 817 static void
 818 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 819               unsigned long address)
 820 {
 821         /*
 822          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
 823          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
 824          */
 825         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 826
 827         pagefault_out_of_memory();
 828 }
 829
 830 static void
 831 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 832 {
 833         struct task_struct *tsk = current;
 834         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 835
 836         up_read(&mm->mmap_sem);
 837
 838         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 839         if (!(error_code & PF_USER))
 840                 no_context(regs, error_code, address);
 841
 842         /* User-space => ok to do another page fault: */
 843         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 844                 return;
 845
 846         tsk->thread.cr2         = address;
 847         tsk->thread.error_code  = error_code;
 848         tsk->thread.trap_no     = 14;
 849
 850         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
 851 }
 852
 853 static noinline void
 854 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 855                unsigned long address, unsigned int fault)
 856 {
 857         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 858                 out_of_memory(regs, error_code, address);
 859         } else {
 860                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 861                         do_sigbus(regs, error_code, address);
 862                 else
 863                         BUG();
 864         }
 865 }
 866
 867 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 868 {
 869         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 870                 return 0;
 871
 872         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
 873                 return 0;
 874
 875         return 1;
 876 }
 877
 878 /*
 879  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
 880  *
 881  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
 882  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
 883  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
 884  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
 885  * on other processors.
 886  *
 887  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
 888  * increasing the permissions on a page.
 889  */
 890 static noinline int
 891 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
 892 {
 893         pgd_t *pgd;
 894         pud_t *pud;
 895         pmd_t *pmd;
 896         pte_t *pte;
 897         int ret;
 898
 899         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
 900         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
 901                 return 0;
 902
 903         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
 904         if (!pgd_present(*pgd))
 905                 return 0;
 906
 907         pud = pud_offset(pgd, address);
 908         if (!pud_present(*pud))
 909                 return 0;
 910
 911         if (pud_large(*pud))
 912                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
 913
 914         pmd = pmd_offset(pud, address);
 915         if (!pmd_present(*pmd))
 916                 return 0;
 917
 918         if (pmd_large(*pmd))
 919                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 920
 921         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 922         if (!pte_present(*pte))
 923                 return 0;
 924
 925         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
 926         if (!ret)
 927                 return 0;
 928
 929         /*
 930          * Make sure we have permissions in PMD.
 931          * If not, then there's a bug in the page tables:
 932          */
 933         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 934         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
 935
 936         return ret;
 937 }
 938
 939 int show_unhandled_signals = 1;
 940
 941 static inline int
 942 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
 943 {
 944         if (write) {
 945                 /* write, present and write, not present: */
 946                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
 947                         return 1;
 948                 return 0;
 949         }
 950
 951         /* read, present: */
 952         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
 953                 return 1;
 954
 955         /* read, not present: */
 956         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
 957                 return 1;
 958
 959         return 0;
 960 }
 961
 962 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
 963 {
 964         return address >= TASK_SIZE_MAX;
 965 }
 966
 967 /*
 968  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 969  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 970  * routines.
 971  */
 972 dotraplinkage void __kprobes
 973 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
 974 {
 975         struct vm_area_struct *vma;
 976         struct task_struct *tsk;
 977         unsigned long address;
 978         struct mm_struct *mm;
 979         int write;
 980         int fault;
 981
 982         tsk = current;
 983         mm = tsk->mm;
 984
 985         prefetchw(&mm->mmap_sem);
 986
 987         /* Get the faulting address: */
 988         address = read_cr2();
 989
 990         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
 991                 return;
 992
 993         /*
 994          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 995          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 996          *
 997          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 998          * be in an interrupt or a critical region, and should
 999          * only copy the information from the master page table,
1000          * nothing more.
1001          *
1002          * This verifies that the fault happens in kernel space
1003          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1004          * protection error (error_code & 9) == 0.
1005          */
1006         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1007                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
1008                     vmalloc_fault(address) >= 0)
1009                         return;
1010
1011                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1012                 if (spurious_fault(error_code, address))
1013                         return;
1014
1015                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1016                 if (notify_page_fault(regs))
1017                         return;
1018                 /*
1019                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1020                  * fault we could otherwise deadlock:
1021                  */
1022                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1023
1024                 return;
1025         }
1026
1027         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1028         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1029                 return;
1030         /*
1031          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1032          * vmalloc fault has been handled.
1033          *
1034          * User-mode registers count as a user access even for any
1035          * potential system fault or CPU buglet:
1036          */
1037         if (user_mode_vm(regs)) {
1038                 local_irq_enable();
1039                 error_code |= PF_USER;
1040         } else {
1041                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1042                         local_irq_enable();
1043         }
1044
1045         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1046                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1047
1048         perf_swcounter_event(PERF_COUNT_PAGE_FAULTS, 1, 0, regs);
1049
1050         /*
1051          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1052          * in an atomic region then we must not take the fault:
1053          */
1054         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1055                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1056                 return;
1057         }
1058
1059         /*
1060          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1061          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1062          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1063          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1064          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1065          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1066          * references user space from well defined areas of code, which are
1067          * listed in the exceptions table.
1068          *
1069          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1070          * the source reference check when there is a possibility of a
1071          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1072          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1073          * space check, thus avoiding the deadlock:
1074          */
1075         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1076                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1077                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1078                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1079                         return;
1080                 }
1081                 down_read(&mm->mmap_sem);
1082         } else {
1083                 /*
1084                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1085                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1086                  * down_read():
1087                  */
1088                 might_sleep();
1089         }
1090
1091         vma = find_vma(mm, address);
1092         if (unlikely(!vma)) {
1093                 bad_area(regs, error_code, address);
1094                 return;
1095         }
1096         if (likely(vma->vm_start <= address))
1097                 goto good_area;
1098         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1099                 bad_area(regs, error_code, address);
1100                 return;
1101         }
1102         if (error_code & PF_USER) {
1103                 /*
1104                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1105                  * The large cushion allows instructions like enter
1106                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1107                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1108                  */
1109                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1110                         bad_area(regs, error_code, address);
1111                         return;
1112                 }
1113         }
1114         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1115                 bad_area(regs, error_code, address);
1116                 return;
1117         }
1118
1119         /*
1120          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1121          * we can handle it..
1122          */
1123 good_area:
1124         write = error_code & PF_WRITE;
1125
1126         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1127                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1128                 return;
1129         }
1130
1131         /*
1132          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1133          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1134          * the fault:
1135          */
1136         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1137
1138         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1139                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1140                 return;
1141         }
1142
1143         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1144                 tsk->maj_flt++;
1145         else
1146                 tsk->min_flt++;
1147
1148         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1149
1150         up_read(&mm->mmap_sem);
1151 }