err.no Git - 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
   6 #include <linux/signal.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/errno.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/ptrace.h>
  13 #include <linux/mman.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/smp.h>
  16 #include <linux/interrupt.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/tty.h>
  19 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
  20 #include <linux/compiler.h>
  21 #include <linux/highmem.h>
  22 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/kprobes.h>
  26 #include <linux/uaccess.h>
  27 #include <linux/kdebug.h>
  28
  29 #include <asm/system.h>
  30 #include <asm/desc.h>
  31 #include <asm/segment.h>
  32 #include <asm/pgalloc.h>
  33 #include <asm/smp.h>
  34 #include <asm/tlbflush.h>
  35 #include <asm/proto.h>
  36 #include <asm-generic/sections.h>
  37
  38 /*
  39  * Page fault error code bits
  40  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
  41  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
  42  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
  43  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
  44  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
  45  */
  46 #define PF_PROT         (1<<0)
  47 #define PF_WRITE        (1<<1)
  48 #define PF_USER         (1<<2)
  49 #define PF_RSVD         (1<<3)
  50 #define PF_INSTR        (1<<4)
  51
  52 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS
  53 static pf_handler_func mmiotrace_pf_handler; /* protected by RCU */
  54 static DEFINE_SPINLOCK(mmiotrace_handler_lock);
  55
  56 int mmiotrace_register_pf(pf_handler_func new_pfh)
  57 {
  58         int ret = 0;
  59         unsigned long flags;
  60         spin_lock_irqsave(&mmiotrace_handler_lock, flags);
  61         if (mmiotrace_pf_handler)
  62                 ret = -EBUSY;
  63         else
  64                 mmiotrace_pf_handler = new_pfh;
  65         spin_unlock_irqrestore(&mmiotrace_handler_lock, flags);
  66         return ret;
  67 }
  68 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmiotrace_register_pf);
  69
  70 /**
  71  * mmiotrace_unregister_pf:
  72  * The caller must ensure @old_pfh is not in use anymore before freeing it.
  73  * This function does not guarantee it. The handler function pointer is
  74  * protected by RCU, so you can do this by e.g. calling synchronize_rcu().
  75  */
  76 int mmiotrace_unregister_pf(pf_handler_func old_pfh)
  77 {
  78         int ret = 0;
  79         unsigned long flags;
  80         spin_lock_irqsave(&mmiotrace_handler_lock, flags);
  81         if (mmiotrace_pf_handler != old_pfh)
  82                 ret = -EPERM;
  83         else
  84                 mmiotrace_pf_handler = NULL;
  85         spin_unlock_irqrestore(&mmiotrace_handler_lock, flags);
  86         return ret;
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmiotrace_unregister_pf);
  89 #endif /* CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS */
  90
  91 /* returns non-zero if do_page_fault() should return */
  92 static inline int call_mmiotrace(struct pt_regs *regs,
  93                                         unsigned long error_code,
  94                                         unsigned long address)
  95 {
  96 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE_HOOKS
  97         int ret = 0;
  98         rcu_read_lock();
  99         if (mmiotrace_pf_handler)
 100                 ret = mmiotrace_pf_handler(regs, error_code, address);
 101         rcu_read_unlock();
 102         return ret;
 103 #else
 104         return 0;
 105 #endif
 106 }
 107
 108 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
 109 {
 110 #ifdef CONFIG_KPROBES
 111         int ret = 0;
 112
 113         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
 114 #ifdef CONFIG_X86_32
 115         if (!user_mode_vm(regs)) {
 116 #else
 117         if (!user_mode(regs)) {
 118 #endif
 119                 preempt_disable();
 120                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
 121                         ret = 1;
 122                 preempt_enable();
 123         }
 124
 125         return ret;
 126 #else
 127         return 0;
 128 #endif
 129 }
 130
 131 /*
 132  * X86_32
 133  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
 134  * Check that here and ignore it.
 135  *
 136  * X86_64
 137  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
 138  * Check that here and ignore it.
 139  *
 140  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
 141  */
 142 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr,
 143                        unsigned long error_code)
 144 {
 145         unsigned char *instr;
 146         int scan_more = 1;
 147         int prefetch = 0;
 148         unsigned char *max_instr;
 149
 150         /*
 151          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 152          * do not ignore the fault:
 153          */
 154         if (error_code & PF_INSTR)
 155                 return 0;
 156
 157         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 158         max_instr = instr + 15;
 159
 160         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
 161                 return 0;
 162
 163         while (scan_more && instr < max_instr) {
 164                 unsigned char opcode;
 165                 unsigned char instr_hi;
 166                 unsigned char instr_lo;
 167
 168                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 169                         break;
 170
 171                 instr_hi = opcode & 0xf0;
 172                 instr_lo = opcode & 0x0f;
 173                 instr++;
 174
 175                 switch (instr_hi) {
 176                 case 0x20:
 177                 case 0x30:
 178                         /*
 179                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
 180                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
 181                          * opcode if some of these prefixes are present so
 182                          * X86_64 will never get here anyway
 183                          */
 184                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
 185                         break;
 186 #ifdef CONFIG_X86_64
 187                 case 0x40:
 188                         /*
 189                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 190                          * Need to figure out under what instruction mode the
 191                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 192                          * but for now it's good enough to assume that long
 193                          * mode only uses well known segments or kernel.
 194                          */
 195                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
 196                         break;
 197 #endif
 198                 case 0x60:
 199                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 200                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 201                         break;
 202                 case 0xF0:
 203                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 204                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 205                         break;
 206                 case 0x00:
 207                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 208                         scan_more = 0;
 209
 210                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 211                                 break;
 212                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 213                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 214                         break;
 215                 default:
 216                         scan_more = 0;
 217                         break;
 218                 }
 219         }
 220         return prefetch;
 221 }
 222
 223 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
 224         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 225 {
 226         siginfo_t info;
 227
 228         info.si_signo = si_signo;
 229         info.si_errno = 0;
 230         info.si_code = si_code;
 231         info.si_addr = (void __user *)address;
 232         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 233 }
 234
 235 #ifdef CONFIG_X86_64
 236 static int bad_address(void *p)
 237 {
 238         unsigned long dummy;
 239         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 240 }
 241 #endif
 242
 243 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 244 {
 245 #ifdef CONFIG_X86_32
 246         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
 247
 248         page = read_cr3();
 249         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
 250 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 251         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
 252         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 253             && page & _PAGE_PRESENT) {
 254                 page &= PAGE_MASK;
 255                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
 256                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
 257                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
 258                 page &= ~_PAGE_NX;
 259         }
 260 #else
 261         printk("*pde = %08lx ", page);
 262 #endif
 263
 264         /*
 265          * We must not directly access the pte in the highpte
 266          * case if the page table is located in highmem.
 267          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 268          * it's allocated already.
 269          */
 270         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
 271             && (page & _PAGE_PRESENT)
 272             && !(page & _PAGE_PSE)) {
 273                 page &= PAGE_MASK;
 274                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
 275                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
 276                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
 277         }
 278
 279         printk("\n");
 280 #else /* CONFIG_X86_64 */
 281         pgd_t *pgd;
 282         pud_t *pud;
 283         pmd_t *pmd;
 284         pte_t *pte;
 285
 286         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
 287
 288         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
 289         pgd += pgd_index(address);
 290         if (bad_address(pgd)) goto bad;
 291         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 292         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
 293
 294         pud = pud_offset(pgd, address);
 295         if (bad_address(pud)) goto bad;
 296         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 297         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 298                 goto ret;
 299
 300         pmd = pmd_offset(pud, address);
 301         if (bad_address(pmd)) goto bad;
 302         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 303         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
 304
 305         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 306         if (bad_address(pte)) goto bad;
 307         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
 308 ret:
 309         printk("\n");
 310         return;
 311 bad:
 312         printk("BAD\n");
 313 #endif
 314 }
 315
 316 #ifdef CONFIG_X86_32
 317 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 318 {
 319         unsigned index = pgd_index(address);
 320         pgd_t *pgd_k;
 321         pud_t *pud, *pud_k;
 322         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 323
 324         pgd += index;
 325         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 326
 327         if (!pgd_present(*pgd_k))
 328                 return NULL;
 329
 330         /*
 331          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 332          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 333          * set_pud.
 334          */
 335
 336         pud = pud_offset(pgd, address);
 337         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 338         if (!pud_present(*pud_k))
 339                 return NULL;
 340
 341         pmd = pmd_offset(pud, address);
 342         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 343         if (!pmd_present(*pmd_k))
 344                 return NULL;
 345         if (!pmd_present(*pmd)) {
 346                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 347                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 348         } else
 349                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 350         return pmd_k;
 351 }
 352 #endif
 353
 354 #ifdef CONFIG_X86_64
 355 static const char errata93_warning[] =
 356 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 357 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 358 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
 359 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 360 #endif
 361
 362 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 363    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 364    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 365    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 366    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 367    Try to work around it here.
 368    Note we only handle faults in kernel here.
 369    Does nothing for X86_32
 370  */
 371 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 372 {
 373 #ifdef CONFIG_X86_64
 374         static int warned;
 375         if (address != regs->ip)
 376                 return 0;
 377         if ((address >> 32) != 0)
 378                 return 0;
 379         address |= 0xffffffffUL << 32;
 380         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 381             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 382                 if (!warned) {
 383                         printk(errata93_warning);
 384                         warned = 1;
 385                 }
 386                 regs->ip = address;
 387                 return 1;
 388         }
 389 #endif
 390         return 0;
 391 }
 392
 393 /*
 394  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
 395  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
 396  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 397  * segment in LDT is compatibility mode.
 398  */
 399 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 400 {
 401 #ifdef CONFIG_X86_64
 402         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
 403             (address >> 32))
 404                 return 1;
 405 #endif
 406         return 0;
 407 }
 408
 409 void do_invalid_op(struct pt_regs *, unsigned long);
 410
 411 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 412 {
 413 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 414         unsigned long nr;
 415         /*
 416          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
 417          */
 418         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
 419                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 420
 421                 if (nr == 6) {
 422                         do_invalid_op(regs, 0);
 423                         return 1;
 424                 }
 425         }
 426 #endif
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 431                             unsigned long address)
 432 {
 433 #ifdef CONFIG_X86_32
 434         if (!oops_may_print())
 435                 return;
 436 #endif
 437
 438 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 439         if (error_code & PF_INSTR) {
 440                 unsigned int level;
 441                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
 442
 443                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 444                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
 445                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
 446                                 "(uid: %d)\n", current->uid);
 447         }
 448 #endif
 449
 450         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 451         if (address < PAGE_SIZE)
 452                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 453         else
 454                 printk(KERN_CONT "paging request");
 455 #ifdef CONFIG_X86_32
 456         printk(KERN_CONT " at %08lx\n", address);
 457 #else
 458         printk(KERN_CONT " at %016lx\n", address);
 459 #endif
 460         printk(KERN_ALERT "IP:");
 461         printk_address(regs->ip, 1);
 462         dump_pagetable(address);
 463 }
 464
 465 #ifdef CONFIG_X86_64
 466 static noinline void pgtable_bad(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
 467                                  unsigned long error_code)
 468 {
 469         unsigned long flags = oops_begin();
 470         struct task_struct *tsk;
 471
 472         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 473                current->comm, address);
 474         dump_pagetable(address);
 475         tsk = current;
 476         tsk->thread.cr2 = address;
 477         tsk->thread.trap_no = 14;
 478         tsk->thread.error_code = error_code;
 479         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 480                 regs = NULL;
 481         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
 482 }
 483 #endif
 484
 485 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 486 {
 487         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 488                 return 0;
 489         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
 490                 return 0;
 491
 492         return 1;
 493 }
 494
 495 /*
 496  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
 497  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
 498  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
 499  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
 500  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
 501  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
 502  * increasing the permissions on a page.
 503  */
 504 static int spurious_fault(unsigned long address,
 505                           unsigned long error_code)
 506 {
 507         pgd_t *pgd;
 508         pud_t *pud;
 509         pmd_t *pmd;
 510         pte_t *pte;
 511
 512         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
 513         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
 514                 return 0;
 515
 516         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
 517         if (!pgd_present(*pgd))
 518                 return 0;
 519
 520         pud = pud_offset(pgd, address);
 521         if (!pud_present(*pud))
 522                 return 0;
 523
 524         if (pud_large(*pud))
 525                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
 526
 527         pmd = pmd_offset(pud, address);
 528         if (!pmd_present(*pmd))
 529                 return 0;
 530
 531         if (pmd_large(*pmd))
 532                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 533
 534         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 535         if (!pte_present(*pte))
 536                 return 0;
 537
 538         return spurious_fault_check(error_code, pte);
 539 }
 540
 541 /*
 542  * X86_32
 543  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 544  *
 545  * X86_64
 546  * Handle a fault on the vmalloc area
 547  *
 548  * This assumes no large pages in there.
 549  */
 550 static int vmalloc_fault(unsigned long address)
 551 {
 552 #ifdef CONFIG_X86_32
 553         unsigned long pgd_paddr;
 554         pmd_t *pmd_k;
 555         pte_t *pte_k;
 556         /*
 557          * Synchronize this task's top level page-table
 558          * with the 'reference' page table.
 559          *
 560          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 561          * an interrupt in the middle of a task switch..
 562          */
 563         pgd_paddr = read_cr3();
 564         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 565         if (!pmd_k)
 566                 return -1;
 567         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 568         if (!pte_present(*pte_k))
 569                 return -1;
 570         return 0;
 571 #else
 572         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 573         pud_t *pud, *pud_ref;
 574         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 575         pte_t *pte, *pte_ref;
 576
 577         /* Make sure we are in vmalloc area */
 578         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 579                 return -1;
 580
 581         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
 582            happen within a race in page table update. In the later
 583            case just flush. */
 584
 585         pgd = pgd_offset(current->mm ?: &init_mm, address);
 586         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 587         if (pgd_none(*pgd_ref))
 588                 return -1;
 589         if (pgd_none(*pgd))
 590                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 591         else
 592                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 593
 594         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
 595            are shared */
 596
 597         pud = pud_offset(pgd, address);
 598         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
 599         if (pud_none(*pud_ref))
 600                 return -1;
 601         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
 602                 BUG();
 603         pmd = pmd_offset(pud, address);
 604         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 605         if (pmd_none(*pmd_ref))
 606                 return -1;
 607         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
 608                 BUG();
 609         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 610         if (!pte_present(*pte_ref))
 611                 return -1;
 612         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 613         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
 614            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 615            that. */
 616         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 617                 BUG();
 618         return 0;
 619 #endif
 620 }
 621
 622 int show_unhandled_signals = 1;
 623
 624 /*
 625  * This routine handles page faults.  It determines the address,
 626  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
 627  * routines.
 628  */
 629 #ifdef CONFIG_X86_64
 630 asmlinkage
 631 #endif
 632 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
 633 {
 634         struct task_struct *tsk;
 635         struct mm_struct *mm;
 636         struct vm_area_struct *vma;
 637         unsigned long address;
 638         int write, si_code;
 639         int fault;
 640 #ifdef CONFIG_X86_64
 641         unsigned long flags;
 642 #endif
 643
 644         /*
 645          * We can fault from pretty much anywhere, with unknown IRQ state.
 646          */
 647         trace_hardirqs_fixup();
 648
 649         tsk = current;
 650         mm = tsk->mm;
 651         prefetchw(&mm->mmap_sem);
 652
 653         /* get the address */
 654         address = read_cr2();
 655
 656         si_code = SEGV_MAPERR;
 657
 658         if (notify_page_fault(regs))
 659                 return;
 660         if (call_mmiotrace(regs, error_code, address))
 661                 return;
 662
 663         /*
 664          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
 665          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
 666          *
 667          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
 668          * be in an interrupt or a critical region, and should
 669          * only copy the information from the master page table,
 670          * nothing more.
 671          *
 672          * This verifies that the fault happens in kernel space
 673          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
 674          * protection error (error_code & 9) == 0.
 675          */
 676 #ifdef CONFIG_X86_32
 677         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
 678 #else
 679         if (unlikely(address >= TASK_SIZE64)) {
 680 #endif
 681                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
 682                     vmalloc_fault(address) >= 0)
 683                         return;
 684
 685                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
 686                 if (spurious_fault(address, error_code))
 687                         return;
 688
 689                 /*
 690                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
 691                  * fault we could otherwise deadlock.
 692                  */
 693                 goto bad_area_nosemaphore;
 694         }
 695
 696
 697 #ifdef CONFIG_X86_32
 698         /* It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the vmalloc
 699            fault has been handled. */
 700         if (regs->flags & (X86_EFLAGS_IF | X86_VM_MASK))
 701                 local_irq_enable();
 702
 703         /*
 704          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
 705          * atomic region then we must not take the fault.
 706          */
 707         if (in_atomic() || !mm)
 708                 goto bad_area_nosemaphore;
 709 #else /* CONFIG_X86_64 */
 710         if (likely(regs->flags & X86_EFLAGS_IF))
 711                 local_irq_enable();
 712
 713         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
 714                 pgtable_bad(address, regs, error_code);
 715
 716         /*
 717          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
 718          * atomic region then we must not take the fault.
 719          */
 720         if (unlikely(in_atomic() || !mm))
 721                 goto bad_area_nosemaphore;
 722
 723         /*
 724          * User-mode registers count as a user access even for any
 725          * potential system fault or CPU buglet.
 726          */
 727         if (user_mode_vm(regs))
 728                 error_code |= PF_USER;
 729 again:
 730 #endif
 731         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
 732          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
 733          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
 734          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
 735          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
 736          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
 737          * space from well defined areas of code, which are listed in the
 738          * exceptions table.
 739          *
 740          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
 741          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
 742          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
 743          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
 744          * thus avoiding the deadlock.
 745          */
 746         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
 747                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
 748                     !search_exception_tables(regs->ip))
 749                         goto bad_area_nosemaphore;
 750                 down_read(&mm->mmap_sem);
 751         }
 752
 753         vma = find_vma(mm, address);
 754         if (!vma)
 755                 goto bad_area;
 756         if (vma->vm_start <= address)
 757                 goto good_area;
 758         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
 759                 goto bad_area;
 760         if (error_code & PF_USER) {
 761                 /*
 762                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
 763                  * The large cushion allows instructions like enter
 764                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
 765                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
 766                  */
 767                 if (address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)
 768                         goto bad_area;
 769         }
 770         if (expand_stack(vma, address))
 771                 goto bad_area;
 772 /*
 773  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
 774  * we can handle it..
 775  */
 776 good_area:
 777         si_code = SEGV_ACCERR;
 778         write = 0;
 779         switch (error_code & (PF_PROT|PF_WRITE)) {
 780         default:        /* 3: write, present */
 781                 /* fall through */
 782         case PF_WRITE:          /* write, not present */
 783                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
 784                         goto bad_area;
 785                 write++;
 786                 break;
 787         case PF_PROT:           /* read, present */
 788                 goto bad_area;
 789         case 0:                 /* read, not present */
 790                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
 791                         goto bad_area;
 792         }
 793
 794 #ifdef CONFIG_X86_32
 795 survive:
 796 #endif
 797         /*
 798          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
 799          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
 800          * the fault.
 801          */
 802         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
 803         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
 804                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
 805                         goto out_of_memory;
 806                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
 807                         goto do_sigbus;
 808                 BUG();
 809         }
 810         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
 811                 tsk->maj_flt++;
 812         else
 813                 tsk->min_flt++;
 814
 815 #ifdef CONFIG_X86_32
 816         /*
 817          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 818          */
 819         if (v8086_mode(regs)) {
 820                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 821                 if (bit < 32)
 822                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
 823         }
 824 #endif
 825         up_read(&mm->mmap_sem);
 826         return;
 827
 828 /*
 829  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 830  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 831  */
 832 bad_area:
 833         up_read(&mm->mmap_sem);
 834
 835 bad_area_nosemaphore:
 836         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 837         if (error_code & PF_USER) {
 838                 /*
 839                  * It's possible to have interrupts off here.
 840                  */
 841                 local_irq_enable();
 842
 843                 /*
 844                  * Valid to do another page fault here because this one came
 845                  * from user space.
 846                  */
 847                 if (is_prefetch(regs, address, error_code))
 848                         return;
 849
 850                 if (is_errata100(regs, address))
 851                         return;
 852
 853                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 854                     printk_ratelimit()) {
 855                         printk(
 856 #ifdef CONFIG_X86_32
 857                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %08lx sp %08lx error %lx",
 858 #else
 859                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %lx sp %lx error %lx",
 860 #endif
 861                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 862                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address, regs->ip,
 863                         regs->sp, error_code);
 864                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 865                         printk("\n");
 866                 }
 867
 868                 tsk->thread.cr2 = address;
 869                 /* Kernel addresses are always protection faults */
 870                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 871                 tsk->thread.trap_no = 14;
 872                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
 873                 return;
 874         }
 875
 876         if (is_f00f_bug(regs, address))
 877                 return;
 878
 879 no_context:
 880         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
 881         if (fixup_exception(regs))
 882                 return;
 883
 884         /*
 885          * X86_32
 886          * Valid to do another page fault here, because if this fault
 887          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 888          * handled it.
 889          *
 890          * X86_64
 891          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 892          */
 893         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
 894                 return;
 895
 896         if (is_errata93(regs, address))
 897                 return;
 898
 899 /*
 900  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 901  * terminate things with extreme prejudice.
 902  */
 903 #ifdef CONFIG_X86_32
 904         bust_spinlocks(1);
 905 #else
 906         flags = oops_begin();
 907 #endif
 908
 909         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 910
 911         tsk->thread.cr2 = address;
 912         tsk->thread.trap_no = 14;
 913         tsk->thread.error_code = error_code;
 914
 915 #ifdef CONFIG_X86_32
 916         die("Oops", regs, error_code);
 917         bust_spinlocks(0);
 918         do_exit(SIGKILL);
 919 #else
 920         if (__die("Oops", regs, error_code))
 921                 regs = NULL;
 922         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 923         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
 924         oops_end(flags, regs, SIGKILL);
 925 #endif
 926
 927 /*
 928  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
 929  * us unable to handle the page fault gracefully.
 930  */
 931 out_of_memory:
 932         up_read(&mm->mmap_sem);
 933         if (is_global_init(tsk)) {
 934                 yield();
 935 #ifdef CONFIG_X86_32
 936                 down_read(&mm->mmap_sem);
 937                 goto survive;
 938 #else
 939                 goto again;
 940 #endif
 941         }
 942
 943         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
 944         if (error_code & PF_USER)
 945                 do_group_exit(SIGKILL);
 946         goto no_context;
 947
 948 do_sigbus:
 949         up_read(&mm->mmap_sem);
 950
 951         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
 952         if (!(error_code & PF_USER))
 953                 goto no_context;
 954 #ifdef CONFIG_X86_32
 955         /* User space => ok to do another page fault */
 956         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
 957                 return;
 958 #endif
 959         tsk->thread.cr2 = address;
 960         tsk->thread.error_code = error_code;
 961         tsk->thread.trap_no = 14;
 962         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
 963 }
 964
 965 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 966 LIST_HEAD(pgd_list);
 967
 968 void vmalloc_sync_all(void)
 969 {
 970 #ifdef CONFIG_X86_32
 971         /*
 972          * Note that races in the updates of insync and start aren't
 973          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
 974          * start are only improving performance (without affecting correctness
 975          * if undone).
 976          */
 977         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
 978         static unsigned long start = TASK_SIZE;
 979         unsigned long address;
 980
 981         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 982                 return;
 983
 984         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE & ~PGDIR_MASK);
 985         for (address = start; address >= TASK_SIZE; address += PGDIR_SIZE) {
 986                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
 987                         unsigned long flags;
 988                         struct page *page;
 989
 990                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
 991                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 992                                 if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
 993                                                       address))
 994                                         break;
 995                         }
 996                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
 997                         if (!page)
 998                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
 999                 }
1000                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
1001                         start = address + PGDIR_SIZE;
1002         }
1003 #else /* CONFIG_X86_64 */
1004         /*
1005          * Note that races in the updates of insync and start aren't
1006          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
1007          * start are only improving performance (without affecting correctness
1008          * if undone).
1009          */
1010         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
1011         static unsigned long start = VMALLOC_START & PGDIR_MASK;
1012         unsigned long address;
1013
1014         for (address = start; address <= VMALLOC_END; address += PGDIR_SIZE) {
1015                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
1016                         const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
1017                         unsigned long flags;
1018                         struct page *page;
1019
1020                         if (pgd_none(*pgd_ref))
1021                                 continue;
1022                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1023                         list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1024                                 pgd_t *pgd;
1025                                 pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
1026                                 if (pgd_none(*pgd))
1027                                         set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1028                                 else
1029                                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1030                         }
1031                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1032                         set_bit(pgd_index(address), insync);
1033                 }
1034                 if (address == start)
1035                         start = address + PGDIR_SIZE;
1036         }
1037 #endif
1038 }