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  */
   5 #include <linux/interrupt.h>
   6 #include <linux/mmiotrace.h>
   7 #include <linux/bootmem.h>
   8 #include <linux/compiler.h>
   9 #include <linux/highmem.h>
  10 #include <linux/kprobes.h>
  11 #include <linux/uaccess.h>
  12 #include <linux/vmalloc.h>
  13 #include <linux/vt_kern.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/ptrace.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/kdebug.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/magic.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/types.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/mman.h>
  26 #include <linux/tty.h>
  27 #include <linux/smp.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29
  30 #include <asm-generic/sections.h>
  31
  32 #include <asm/tlbflush.h>
  33 #include <asm/pgalloc.h>
  34 #include <asm/segment.h>
  35 #include <asm/system.h>
  36 #include <asm/proto.h>
  37 #include <asm/traps.h>
  38 #include <asm/desc.h>
  39
  40 /*
  41  * Page fault error code bits:
  42  *
  43  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  44  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  45  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  46  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  47  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  48  */
  49 enum x86_pf_error_code {
  50
  51         PF_PROT         =               1 << 0,
  52         PF_WRITE        =               1 << 1,
  53         PF_USER         =               1 << 2,
  54         PF_RSVD         =               1 << 3,
  55         PF_INSTR        =               1 << 4,
  56 };
  57
  58 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  59 {
  60 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE
  61         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  62                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  63                         return -1;
  64 #endif
  65         return 0;
  66 }
  67
  68 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  69 {
  70 #ifdef CONFIG_KPROBES
  71         int ret = 0;
  72
  73         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  74         if (!user_mode_vm(regs)) {
  75                 preempt_disable();
  76                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  77                         ret = 1;
  78                 preempt_enable();
  79         }
  80
  81         return ret;
  82 #else
  83         return 0;
  84 #endif
  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 #ifdef CONFIG_X86_64
 198 static int bad_address(void *p)
 199 {
 200         unsigned long dummy;
 201
 202         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 203 }
 204 #endif
 205
 206 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 207 {
 208 #ifdef CONFIG_X86_32
 209         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
 210
 211         page = read_cr3();
 212         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
 213
 214 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 215         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
 216         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 217             && page & _PAGE_PRESENT) {
 218                 page &= PAGE_MASK;
 219                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
 220                                                         & (PTRS_PER_PMD - 1)];
 221                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
 222                 page &= ~_PAGE_NX;
 223         }
 224 #else
 225         printk("*pde = %08lx ", page);
 226 #endif
 227
 228         /*
 229          * We must not directly access the pte in the highpte
 230          * case if the page table is located in highmem.
 231          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 232          * it's allocated already:
 233          */
 234         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 235             && (page & _PAGE_PRESENT)
 236             && !(page & _PAGE_PSE)) {
 237
 238                 page &= PAGE_MASK;
 239                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
 240                                                         & (PTRS_PER_PTE - 1)];
 241                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
 242         }
 243
 244         printk("\n");
 245 #else /* CONFIG_X86_64 */
 246         pgd_t *pgd;
 247         pud_t *pud;
 248         pmd_t *pmd;
 249         pte_t *pte;
 250
 251         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
 252
 253         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
 254
 255         pgd += pgd_index(address);
 256         if (bad_address(pgd))
 257                 goto bad;
 258
 259         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 260
 261         if (!pgd_present(*pgd))
 262                 goto out;
 263
 264         pud = pud_offset(pgd, address);
 265         if (bad_address(pud))
 266                 goto bad;
 267
 268         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 269         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 270                 goto out;
 271
 272         pmd = pmd_offset(pud, address);
 273         if (bad_address(pmd))
 274                 goto bad;
 275
 276         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 277         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 278                 goto out;
 279
 280         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 281         if (bad_address(pte))
 282                 goto bad;
 283
 284         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
 285 out:
 286         printk("\n");
 287         return;
 288 bad:
 289         printk("BAD\n");
 290 #endif
 291 }
 292
 293 #ifdef CONFIG_X86_32
 294 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 295 {
 296         unsigned index = pgd_index(address);
 297         pgd_t *pgd_k;
 298         pud_t *pud, *pud_k;
 299         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 300
 301         pgd += index;
 302         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 303
 304         if (!pgd_present(*pgd_k))
 305                 return NULL;
 306
 307         /*
 308          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 309          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 310          * set_pud.
 311          */
 312         pud = pud_offset(pgd, address);
 313         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 314         if (!pud_present(*pud_k))
 315                 return NULL;
 316
 317         pmd = pmd_offset(pud, address);
 318         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 319         if (!pmd_present(*pmd_k))
 320                 return NULL;
 321
 322         if (!pmd_present(*pmd)) {
 323                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 324                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 325         } else {
 326                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 327         }
 328
 329         return pmd_k;
 330 }
 331
 332 /*
 333  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 334  */
 335 static inline void
 336 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 337                  struct task_struct *tsk)
 338 {
 339         unsigned long bit;
 340
 341         if (!v8086_mode(regs))
 342                 return;
 343
 344         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 345         if (bit < 32)
 346                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
 347 }
 348
 349 #else /* CONFIG_X86_64: */
 350
 351 static const char errata93_warning[] =
 352 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 353 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 354 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
 355 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 356
 357 /*
 358  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 359  */
 360 static inline void
 361 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 362                  struct task_struct *tsk)
 363 {
 364 }
 365
 366 #endif
 367
 368 /*
 369  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 370  *
 371  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 372  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 373  *
 374  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 375  *
 376  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 377  * Try to work around it here.
 378  *
 379  * Note we only handle faults in kernel here.
 380  * Does nothing on 32-bit.
 381  */
 382 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 383 {
 384 #ifdef CONFIG_X86_64
 385         static int once;
 386
 387         if (address != regs->ip)
 388                 return 0;
 389
 390         if ((address >> 32) != 0)
 391                 return 0;
 392
 393         address |= 0xffffffffUL << 32;
 394         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 395             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 396                 if (!once) {
 397                         printk(errata93_warning);
 398                         once = 1;
 399                 }
 400                 regs->ip = address;
 401                 return 1;
 402         }
 403 #endif
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 /*
 408  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 409  * to illegal addresses >4GB.
 410  *
 411  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 412  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 413  * segment in LDT is compatibility mode.
 414  */
 415 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 416 {
 417 #ifdef CONFIG_X86_64
 418         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 419                 return 1;
 420 #endif
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 425 {
 426 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 427         unsigned long nr;
 428
 429         /*
 430          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 431          */
 432         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
 433                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 434
 435                 if (nr == 6) {
 436                         do_invalid_op(regs, 0);
 437                         return 1;
 438                 }
 439         }
 440 #endif
 441         return 0;
 442 }
 443
 444 static void
 445 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 446                 unsigned long address)
 447 {
 448 #ifdef CONFIG_X86_32
 449         if (!oops_may_print())
 450                 return;
 451 #endif
 452
 453 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 454         if (error_code & PF_INSTR) {
 455                 unsigned int level;
 456
 457                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
 458
 459                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte)) {
 460                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
 461                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
 462                                 "(uid: %d)\n", current_uid());
 463                 }
 464         }
 465 #endif
 466
 467         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 468         if (address < PAGE_SIZE)
 469                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 470         else
 471                 printk(KERN_CONT "paging request");
 472
 473         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 474         printk(KERN_ALERT "IP:");
 475         printk_address(regs->ip, 1);
 476
 477         dump_pagetable(address);
 478 }
 479
 480 #ifdef CONFIG_X86_64
 481 static noinline void
 482 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 483             unsigned long address)
 484 {
 485         struct task_struct *tsk;
 486         unsigned long flags;
 487         int sig;
 488
 489         flags = oops_begin();
 490         tsk = current;
 491         sig = SIGKILL;
 492
 493         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 494                tsk->comm, address);
 495         dump_pagetable(address);
 496
 497         tsk->thread.cr2         = address;
 498         tsk->thread.trap_no     = 14;
 499         tsk->thread.error_code  = error_code;
 500
 501         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 502                 sig = 0;
 503
 504         oops_end(flags, regs, sig);
 505 }
 506 #endif
 507
 508 static noinline void
 509 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 510            unsigned long address)
 511 {
 512         struct task_struct *tsk = current;
 513         unsigned long *stackend;
 514
 515 #ifdef CONFIG_X86_64
 516         unsigned long flags;
 517         int sig;
 518 #endif
 519
 520         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 521         if (fixup_exception(regs))
 522                 return;
 523
 524         /*
 525          * 32-bit:
 526          *
 527          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 528          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 529          *   handled it.
 530          *
 531          * 64-bit:
 532          *
 533          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 534          */
 535         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 536                 return;
 537
 538         if (is_errata93(regs, address))
 539                 return;
 540
 541         /*
 542          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 543          * terminate things with extreme prejudice:
 544          */
 545 #ifdef CONFIG_X86_32
 546         bust_spinlocks(1);
 547 #else
 548         flags = oops_begin();
 549 #endif
 550
 551         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 552
 553         stackend = end_of_stack(tsk);
 554         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
 555                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 556
 557         tsk->thread.cr2 = address;
 558         tsk->thread.trap_no = 14;
 559         tsk->thread.error_code = error_code;
 560
 561 #ifdef CONFIG_X86_32
 562         die("Oops", regs, error_code);
 563         bust_spinlocks(0);
 564         do_exit(SIGKILL);
 565 #else
 566         sig = SIGKILL;
 567         if (__die("Oops", regs, error_code))
 568                 sig = 0;
 569
 570         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 571         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
 572
 573         oops_end(flags, regs, sig);
 574 #endif
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 579  * sysctl is set:
 580  */
 581 static inline void
 582 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 583                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 584 {
 585         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 586                 return;
 587
 588         if (!printk_ratelimit())
 589                 return;
 590
 591         printk(KERN_CONT "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 592                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 593                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 594                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 595
 596         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 597
 598         printk(KERN_CONT "\n");
 599 }
 600
 601 static void
 602 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 603                        unsigned long address, int si_code)
 604 {
 605         struct task_struct *tsk = current;
 606
 607         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 608         if (error_code & PF_USER) {
 609                 /*
 610                  * It's possible to have interrupts off here:
 611                  */
 612                 local_irq_enable();
 613
 614                 /*
 615                  * Valid to do another page fault here because this one came
 616                  * from user space:
 617                  */
 618                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 619                         return;
 620
 621                 if (is_errata100(regs, address))
 622                         return;
 623
 624                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
 625                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 626
 627                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
 628                 tsk->thread.cr2         = address;
 629                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 630                 tsk->thread.trap_no     = 14;
 631
 632                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
 633
 634                 return;
 635         }
 636
 637         if (is_f00f_bug(regs, address))
 638                 return;
 639
 640         no_context(regs, error_code, address);
 641 }
 642
 643 static noinline void
 644 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 645                      unsigned long address)
 646 {
 647         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 648 }
 649
 650 static void
 651 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 652            unsigned long address, int si_code)
 653 {
 654         struct mm_struct *mm = current->mm;
 655
 656         /*
 657          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 658          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 659          */
 660         up_read(&mm->mmap_sem);
 661
 662         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
 663 }
 664
 665 static noinline void
 666 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 667 {
 668         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 669 }
 670
 671 static noinline void
 672 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 673                       unsigned long address)
 674 {
 675         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
 676 }
 677
 678 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
 679 static void
 680 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 681               unsigned long address)
 682 {
 683         /*
 684          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
 685          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
 686          */
 687         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 688
 689         pagefault_out_of_memory();
 690 }
 691
 692 static void
 693 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 694 {
 695         struct task_struct *tsk = current;
 696         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 697
 698         up_read(&mm->mmap_sem);
 699
 700         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 701         if (!(error_code & PF_USER))
 702                 no_context(regs, error_code, address);
 703
 704 #ifdef CONFIG_X86_32
 705         /* User space => ok to do another page fault: */
 706         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 707                 return;
 708 #endif
 709
 710         tsk->thread.cr2         = address;
 711         tsk->thread.error_code  = error_code;
 712         tsk->thread.trap_no     = 14;
 713
 714         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
 715 }
 716
 717 static noinline void
 718 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 719                unsigned long address, unsigned int fault)
 720 {
 721         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 722                 out_of_memory(regs, error_code, address);
 723         } else {
 724                 if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 725                         do_sigbus(regs, error_code, address);
 726                 else
 727                         BUG();
 728         }
 729 }
 730
 731 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 732 {
 733         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 734                 return 0;
 735
 736         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
 737                 return 0;
 738
 739         return 1;
 740 }
 741
 742 /*
 743  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
 744  *
 745  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
 746  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
 747  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
 748  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
 749  * on other processors.
 750  *
 751  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
 752  * increasing the permissions on a page.
 753  */
 754 static noinline int
 755 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
 756 {
 757         pgd_t *pgd;
 758         pud_t *pud;
 759         pmd_t *pmd;
 760         pte_t *pte;
 761         int ret;
 762
 763         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
 764         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
 765                 return 0;
 766
 767         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
 768         if (!pgd_present(*pgd))
 769                 return 0;
 770
 771         pud = pud_offset(pgd, address);
 772         if (!pud_present(*pud))
 773                 return 0;
 774
 775         if (pud_large(*pud))
 776                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
 777
 778         pmd = pmd_offset(pud, address);
 779         if (!pmd_present(*pmd))
 780                 return 0;
 781
 782         if (pmd_large(*pmd))
 783                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 784
 785         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 786         if (!pte_present(*pte))
 787                 return 0;
 788
 789         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
 790         if (!ret)
 791                 return 0;
 792
 793         /*
 794          * Make sure we have permissions in PMD.
 795          * If not, then there's a bug in the page tables:
 796          */
 797         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 798         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
 799
 800         return ret;
 801 }
 802
 803 /*
 804  * 32-bit:
 805  *
 806  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 807  *
 808  * 64-bit:
 809  *
 810  *   Handle a fault on the vmalloc area
 811  *
 812  * This assumes no large pages in there.
 813  */
 814 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 815 {
 816 #ifdef CONFIG_X86_32
 817         unsigned long pgd_paddr;
 818         pmd_t *pmd_k;
 819         pte_t *pte_k;
 820
 821         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 822         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 823                 return -1;
 824
 825         /*
 826          * Synchronize this task's top level page-table
 827          * with the 'reference' page table.
 828          *
 829          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 830          * an interrupt in the middle of a task switch..
 831          */
 832         pgd_paddr = read_cr3();
 833         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 834         if (!pmd_k)
 835                 return -1;
 836
 837         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 838         if (!pte_present(*pte_k))
 839                 return -1;
 840
 841         return 0;
 842 #else
 843         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 844         pud_t *pud, *pud_ref;
 845         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 846         pte_t *pte, *pte_ref;
 847
 848         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 849         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 850                 return -1;
 851
 852         /*
 853          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 854          * happen within a race in page table update. In the later
 855          * case just flush:
 856          */
 857         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
 858         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 859         if (pgd_none(*pgd_ref))
 860                 return -1;
 861
 862         if (pgd_none(*pgd))
 863                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 864         else
 865                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 866
 867         /*
 868          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 869          * are shared:
 870          */
 871
 872         pud = pud_offset(pgd, address);
 873         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
 874         if (pud_none(*pud_ref))
 875                 return -1;
 876
 877         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
 878                 BUG();
 879
 880         pmd = pmd_offset(pud, address);
 881         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 882         if (pmd_none(*pmd_ref))
 883                 return -1;
 884
 885         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
 886                 BUG();
 887
 888         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 889         if (!pte_present(*pte_ref))
 890                 return -1;
 891
 892         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 893
 894         /*
 895          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 896          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 897          * that:
 898          */
 899         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 900                 BUG();
 901
 902         return 0;
 903 #endif
 904 }
 905
 906 int show_unhandled_signals = 1;
 907
 908 static inline int
 909 access_error(unsigned long error_code, int write, struct vm_area_struct *vma)
 910 {
 911         if (write) {
 912                 /* write, present and write, not present: */
 913                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
 914                         return 1;
 915                 return 0;
 916         }
 917
 918         /* read, present: */
 919         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
 920                 return 1;
 921
 922         /* read, not present: */
 923         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
 924                 return 1;
 925
 926         return 0;
 927 }
 928
 929 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
 930 {
 931 #ifdef CONFIG_X86_32
 932         return address >= TASK_SIZE;
 933 #else
 934         return address >= TASK_SIZE64;
 935 #endif
 936 }
 937
 938 /*
 939  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 940  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 941  * routines.
 942  */
 943 #ifdef CONFIG_X86_64
 944 asmlinkage
 945 #endif
 946 void __kprobes 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         prefetchw(&mm->mmap_sem);
 959
 960         /* Get the faulting address: */
 961         address = read_cr2();
 962
 963         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
 964                 return;
 965
 966         /*
 967          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 968          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 969          *
 970          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 971          * be in an interrupt or a critical region, and should
 972          * only copy the information from the master page table,
 973          * nothing more.
 974          *
 975          * This verifies that the fault happens in kernel space
 976          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
 977          * protection error (error_code & 9) == 0.
 978          */
 979         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
 980                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
 981                     vmalloc_fault(address) >= 0)
 982                         return;
 983
 984                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
 985                 if (spurious_fault(error_code, address))
 986                         return;
 987
 988                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
 989                 if (notify_page_fault(regs))
 990                         return;
 991                 /*
 992                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
 993                  * fault we could otherwise deadlock:
 994                  */
 995                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
 996
 997                 return;
 998         }
 999
1000         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1001         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1002                 return;
1003         /*
1004          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1005          * vmalloc fault has been handled.
1006          *
1007          * User-mode registers count as a user access even for any
1008          * potential system fault or CPU buglet:
1009          */
1010         if (user_mode_vm(regs)) {
1011                 local_irq_enable();
1012                 error_code |= PF_USER;
1013         } else {
1014                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1015                         local_irq_enable();
1016         }
1017
1018 #ifdef CONFIG_X86_64
1019         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1020                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1021 #endif
1022
1023         /*
1024          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1025          * in an atomic region then we must not take the fault:
1026          */
1027         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1028                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1029                 return;
1030         }
1031
1032         /*
1033          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1034          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1035          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1036          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1037          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1038          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1039          * references user space from well defined areas of code, which are
1040          * listed in the exceptions table.
1041          *
1042          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1043          * the source reference check when there is a possibility of a
1044          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1045          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1046          * space check, thus avoiding the deadlock:
1047          */
1048         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1049                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1050                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1051                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1052                         return;
1053                 }
1054                 down_read(&mm->mmap_sem);
1055         } else {
1056                 /*
1057                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1058                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1059                  * down_read():
1060                  */
1061                 might_sleep();
1062         }
1063
1064         vma = find_vma(mm, address);
1065         if (unlikely(!vma)) {
1066                 bad_area(regs, error_code, address);
1067                 return;
1068         }
1069         if (likely(vma->vm_start <= address))
1070                 goto good_area;
1071         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1072                 bad_area(regs, error_code, address);
1073                 return;
1074         }
1075         if (error_code & PF_USER) {
1076                 /*
1077                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1078                  * The large cushion allows instructions like enter
1079                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1080                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1081                  */
1082                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1083                         bad_area(regs, error_code, address);
1084                         return;
1085                 }
1086         }
1087         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1088                 bad_area(regs, error_code, address);
1089                 return;
1090         }
1091
1092         /*
1093          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1094          * we can handle it..
1095          */
1096 good_area:
1097         write = error_code & PF_WRITE;
1098
1099         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
1100                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1101                 return;
1102         }
1103
1104         /*
1105          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1106          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1107          * the fault:
1108          */
1109         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
1110
1111         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1112                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
1113                 return;
1114         }
1115
1116         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1117                 tsk->maj_flt++;
1118         else
1119                 tsk->min_flt++;
1120
1121         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1122
1123         up_read(&mm->mmap_sem);
1124 }
1125
1126 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
1127 LIST_HEAD(pgd_list);
1128
1129 void vmalloc_sync_all(void)
1130 {
1131         unsigned long address;
1132
1133 #ifdef CONFIG_X86_32
1134         if (SHARED_KERNEL_PMD)
1135                 return;
1136
1137         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
1138              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
1139              address += PMD_SIZE) {
1140
1141                 unsigned long flags;
1142                 struct page *page;
1143
1144                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1145                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1146                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page), address))
1147                                 break;
1148                 }
1149                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1150         }
1151 #else /* CONFIG_X86_64 */
1152         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
1153              address += PGDIR_SIZE) {
1154
1155                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
1156                 unsigned long flags;
1157                 struct page *page;
1158
1159                 if (pgd_none(*pgd_ref))
1160                         continue;
1161
1162                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1163                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1164                         pgd_t *pgd;
1165                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
1166                         if (pgd_none(*pgd))
1167                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1168                         else
1169                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1170                 }
1171                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1172         }
1173 #endif
1174 }