]> err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/fault_32.c
x86: use shorter addresses in i386 segfault printks
[linux-2.6] / arch / x86 / mm / fault_32.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  */
4
5 #include <linux/signal.h>
6 #include <linux/sched.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/errno.h>
9 #include <linux/string.h>
10 #include <linux/types.h>
11 #include <linux/ptrace.h>
12 #include <linux/mman.h>
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/smp.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/tty.h>
18 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
19 #include <linux/highmem.h>
20 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
21 #include <linux/vmalloc.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/kprobes.h>
24 #include <linux/uaccess.h>
25 #include <linux/kdebug.h>
26
27 #include <asm/system.h>
28 #include <asm/desc.h>
29 #include <asm/segment.h>
30
31 /*
32  * Page fault error code bits
33  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
34  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
35  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
36  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
37  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
38  */
39 #define PF_PROT         (1<<0)
40 #define PF_WRITE        (1<<1)
41 #define PF_USER         (1<<2)
42 #define PF_RSVD         (1<<3)
43 #define PF_INSTR        (1<<4)
44
45 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
46 {
47 #ifdef CONFIG_KPROBES
48         int ret = 0;
49
50         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
51         if (!user_mode_vm(regs)) {
52                 preempt_disable();
53                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
54                         ret = 1;
55                 preempt_enable();
56         }
57
58         return ret;
59 #else
60         return 0;
61 #endif
62 }
63
64 /*
65  * X86_32
66  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
67  * Check that here and ignore it.
68  *
69  * X86_64
70  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
71  * Check that here and ignore it.
72  *
73  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
74  */
75 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long addr,
76                        unsigned long error_code)
77 {
78         unsigned char *instr;
79         int scan_more = 1;
80         int prefetch = 0;
81         unsigned char *max_instr;
82
83 #ifdef CONFIG_X86_32
84         if (unlikely(boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
85                      boot_cpu_data.x86 >= 6)) {
86                 /* Catch an obscure case of prefetch inside an NX page. */
87                 if (nx_enabled && (error_code & PF_INSTR))
88                         return 0;
89         } else {
90                 return 0;
91         }
92 #else
93         /* If it was a exec fault ignore */
94         if (error_code & PF_INSTR)
95                 return 0;
96 #endif
97
98         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
99         max_instr = instr + 15;
100
101         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
102                 return 0;
103
104         while (scan_more && instr < max_instr) {
105                 unsigned char opcode;
106                 unsigned char instr_hi;
107                 unsigned char instr_lo;
108
109                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
110                         break;
111
112                 instr_hi = opcode & 0xf0;
113                 instr_lo = opcode & 0x0f;
114                 instr++;
115
116                 switch (instr_hi) {
117                 case 0x20:
118                 case 0x30:
119                         /*
120                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
121                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
122                          * opcode if some of these prefixes are present so
123                          * X86_64 will never get here anyway
124                          */
125                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
126                         break;
127 #ifdef CONFIG_X86_64
128                 case 0x40:
129                         /*
130                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
131                          * Need to figure out under what instruction mode the
132                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
133                          * but for now it's good enough to assume that long
134                          * mode only uses well known segments or kernel.
135                          */
136                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
137                         break;
138 #endif
139                 case 0x60:
140                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
141                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
142                         break;
143                 case 0xF0:
144                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
145                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
146                         break;
147                 case 0x00:
148                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
149                         scan_more = 0;
150
151                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
152                                 break;
153                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
154                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
155                         break;
156                 default:
157                         scan_more = 0;
158                         break;
159                 }
160         }
161         return prefetch;
162 }
163
164 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
165         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
166 {
167         siginfo_t info;
168
169         info.si_signo = si_signo;
170         info.si_errno = 0;
171         info.si_code = si_code;
172         info.si_addr = (void __user *)address;
173         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
174 }
175
176 void do_invalid_op(struct pt_regs *, unsigned long);
177
178 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
179 {
180         unsigned index = pgd_index(address);
181         pgd_t *pgd_k;
182         pud_t *pud, *pud_k;
183         pmd_t *pmd, *pmd_k;
184
185         pgd += index;
186         pgd_k = init_mm.pgd + index;
187
188         if (!pgd_present(*pgd_k))
189                 return NULL;
190
191         /*
192          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
193          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
194          * set_pud.
195          */
196
197         pud = pud_offset(pgd, address);
198         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
199         if (!pud_present(*pud_k))
200                 return NULL;
201
202         pmd = pmd_offset(pud, address);
203         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
204         if (!pmd_present(*pmd_k))
205                 return NULL;
206         if (!pmd_present(*pmd)) {
207                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
208                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
209         } else
210                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
211         return pmd_k;
212 }
213
214 #ifdef CONFIG_X86_64
215 static const char errata93_warning[] =
216 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
217 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
218 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
219 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
220 #endif
221
222 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
223    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
224    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
225    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
226    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
227    Try to work around it here.
228    Note we only handle faults in kernel here.
229    Does nothing for X86_32
230  */
231 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
232 {
233 #ifdef CONFIG_X86_64
234         static int warned;
235         if (address != regs->ip)
236                 return 0;
237         if ((address >> 32) != 0)
238                 return 0;
239         address |= 0xffffffffUL << 32;
240         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
241             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
242                 if (!warned) {
243                         printk(errata93_warning);
244                         warned = 1;
245                 }
246                 regs->ip = address;
247                 return 1;
248         }
249 #endif
250         return 0;
251 }
252
253
254 /*
255  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
256  *
257  * This assumes no large pages in there.
258  */
259 static inline int vmalloc_fault(unsigned long address)
260 {
261 #ifdef CONFIG_X86_32
262         unsigned long pgd_paddr;
263         pmd_t *pmd_k;
264         pte_t *pte_k;
265         /*
266          * Synchronize this task's top level page-table
267          * with the 'reference' page table.
268          *
269          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
270          * an interrupt in the middle of a task switch..
271          */
272         pgd_paddr = read_cr3();
273         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
274         if (!pmd_k)
275                 return -1;
276         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
277         if (!pte_present(*pte_k))
278                 return -1;
279         return 0;
280 #else
281         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
282         pud_t *pud, *pud_ref;
283         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
284         pte_t *pte, *pte_ref;
285
286         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
287            happen within a race in page table update. In the later
288            case just flush. */
289
290         pgd = pgd_offset(current->mm ?: &init_mm, address);
291         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
292         if (pgd_none(*pgd_ref))
293                 return -1;
294         if (pgd_none(*pgd))
295                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
296         else
297                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
298
299         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
300            are shared */
301
302         pud = pud_offset(pgd, address);
303         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
304         if (pud_none(*pud_ref))
305                 return -1;
306         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
307                 BUG();
308         pmd = pmd_offset(pud, address);
309         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
310         if (pmd_none(*pmd_ref))
311                 return -1;
312         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
313                 BUG();
314         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
315         if (!pte_present(*pte_ref))
316                 return -1;
317         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
318         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
319            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
320            that. */
321         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
322                 BUG();
323         return 0;
324 #endif
325 }
326
327 int show_unhandled_signals = 1;
328
329 /*
330  * This routine handles page faults.  It determines the address,
331  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
332  * routines.
333  */
334 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
335 {
336         struct task_struct *tsk;
337         struct mm_struct *mm;
338         struct vm_area_struct *vma;
339         unsigned long address;
340         int write, si_code;
341         int fault;
342
343         /*
344          * We can fault from pretty much anywhere, with unknown IRQ state.
345          */
346         trace_hardirqs_fixup();
347
348         tsk = current;
349         mm = tsk->mm;
350         prefetchw(&mm->mmap_sem);
351
352         /* get the address */
353         address = read_cr2();
354
355         si_code = SEGV_MAPERR;
356
357         if (notify_page_fault(regs))
358                 return;
359
360         /*
361          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
362          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
363          *
364          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
365          * be in an interrupt or a critical region, and should
366          * only copy the information from the master page table,
367          * nothing more.
368          *
369          * This verifies that the fault happens in kernel space
370          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
371          * protection error (error_code & 9) == 0.
372          */
373         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
374                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
375                     vmalloc_fault(address) >= 0)
376                         return;
377                 /*
378                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
379                  * fault we could otherwise deadlock.
380                  */
381                 goto bad_area_nosemaphore;
382         }
383
384         /* It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the vmalloc
385            fault has been handled. */
386         if (regs->flags & (X86_EFLAGS_IF|VM_MASK))
387                 local_irq_enable();
388
389         /*
390          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
391          * atomic region then we must not take the fault.
392          */
393         if (in_atomic() || !mm)
394                 goto bad_area_nosemaphore;
395
396         /* When running in the kernel we expect faults to occur only to
397          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
398          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
399          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
400          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
401          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
402          * space from well defined areas of code, which are listed in the
403          * exceptions table.
404          *
405          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
406          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
407          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
408          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
409          * thus avoiding the deadlock.
410          */
411         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
412                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
413                     !search_exception_tables(regs->ip))
414                         goto bad_area_nosemaphore;
415                 down_read(&mm->mmap_sem);
416         }
417
418         vma = find_vma(mm, address);
419         if (!vma)
420                 goto bad_area;
421         if (vma->vm_start <= address)
422                 goto good_area;
423         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
424                 goto bad_area;
425         if (error_code & PF_USER) {
426                 /*
427                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
428                  * The large cushion allows instructions like enter
429                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
430                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
431                  */
432                 if (address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)
433                         goto bad_area;
434         }
435         if (expand_stack(vma, address))
436                 goto bad_area;
437 /*
438  * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
439  * we can handle it..
440  */
441 good_area:
442         si_code = SEGV_ACCERR;
443         write = 0;
444         switch (error_code & (PF_PROT|PF_WRITE)) {
445         default:        /* 3: write, present */
446                 /* fall through */
447         case PF_WRITE:          /* write, not present */
448                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
449                         goto bad_area;
450                 write++;
451                 break;
452         case PF_PROT:           /* read, present */
453                 goto bad_area;
454         case 0:                 /* read, not present */
455                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
456                         goto bad_area;
457         }
458
459  survive:
460         /*
461          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
462          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
463          * the fault.
464          */
465         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
466         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
467                 if (fault & VM_FAULT_OOM)
468                         goto out_of_memory;
469                 else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
470                         goto do_sigbus;
471                 BUG();
472         }
473         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
474                 tsk->maj_flt++;
475         else
476                 tsk->min_flt++;
477
478         /*
479          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
480          */
481         if (regs->flags & VM_MASK) {
482                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
483                 if (bit < 32)
484                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
485         }
486         up_read(&mm->mmap_sem);
487         return;
488
489 /*
490  * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
491  * Fix it, but check if it's kernel or user first..
492  */
493 bad_area:
494         up_read(&mm->mmap_sem);
495
496 bad_area_nosemaphore:
497         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
498         if (error_code & PF_USER) {
499                 /*
500                  * It's possible to have interrupts off here.
501                  */
502                 local_irq_enable();
503
504                 /*
505                  * Valid to do another page fault here because this one came
506                  * from user space.
507                  */
508                 if (is_prefetch(regs, address, error_code))
509                         return;
510
511                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
512                     printk_ratelimit()) {
513                         printk(
514 #ifdef CONFIG_X86_32
515                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %08lx sp %08lx error %lx\n",
516 #else
517                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %lx sp %lx error %lx\n",
518 #endif
519                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
520                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address, regs->ip,
521                         regs->sp, error_code);
522                 }
523                 tsk->thread.cr2 = address;
524                 /* Kernel addresses are always protection faults */
525                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
526                 tsk->thread.trap_no = 14;
527                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
528                 return;
529         }
530
531 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
532         /*
533          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
534          */
535         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
536                 unsigned long nr;
537
538                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
539
540                 if (nr == 6) {
541                         do_invalid_op(regs, 0);
542                         return;
543                 }
544         }
545 #endif
546
547 no_context:
548         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
549         if (fixup_exception(regs))
550                 return;
551
552         /*
553          * Valid to do another page fault here, because if this fault
554          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
555          * handled it.
556          */
557         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
558                 return;
559
560         if (is_errata93(regs, address))
561                 return;
562
563 /*
564  * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
565  * terminate things with extreme prejudice.
566  */
567
568         bust_spinlocks(1);
569
570         if (oops_may_print()) {
571                 __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
572
573 #ifdef CONFIG_X86_PAE
574                 if (error_code & PF_INSTR) {
575                         pte_t *pte = lookup_address(address);
576
577                         if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec_kernel(*pte))
578                                 printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
579                                         "NX-protected page - exploit attempt? "
580                                         "(uid: %d)\n", current->uid);
581                 }
582 #endif
583                 if (address < PAGE_SIZE)
584                         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel NULL "
585                                         "pointer dereference");
586                 else
587                         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel paging"
588                                         " request");
589                 printk(" at virtual address %08lx\n", address);
590                 printk(KERN_ALERT "printing ip: %08lx ", regs->ip);
591
592                 page = read_cr3();
593                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
594 #ifdef CONFIG_X86_PAE
595                 printk("*pdpt = %016Lx ", page);
596                 if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
597                     && page & _PAGE_PRESENT) {
598                         page &= PAGE_MASK;
599                         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
600                                                                  & (PTRS_PER_PMD - 1)];
601                         printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
602                         page &= ~_PAGE_NX;
603                 }
604 #else
605                 printk("*pde = %08lx ", page);
606 #endif
607
608                 /*
609                  * We must not directly access the pte in the highpte
610                  * case if the page table is located in highmem.
611                  * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
612                  * it's allocated already.
613                  */
614                 if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
615                     && (page & _PAGE_PRESENT)
616                     && !(page & _PAGE_PSE)) {
617                         page &= PAGE_MASK;
618                         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
619                                                                  & (PTRS_PER_PTE - 1)];
620                         printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
621                 }
622
623                 printk("\n");
624         }
625
626         tsk->thread.cr2 = address;
627         tsk->thread.trap_no = 14;
628         tsk->thread.error_code = error_code;
629         die("Oops", regs, error_code);
630         bust_spinlocks(0);
631         do_exit(SIGKILL);
632
633 /*
634  * We ran out of memory, or some other thing happened to us that made
635  * us unable to handle the page fault gracefully.
636  */
637 out_of_memory:
638         up_read(&mm->mmap_sem);
639         if (is_global_init(tsk)) {
640                 yield();
641                 down_read(&mm->mmap_sem);
642                 goto survive;
643         }
644         printk("VM: killing process %s\n", tsk->comm);
645         if (error_code & PF_USER)
646                 do_group_exit(SIGKILL);
647         goto no_context;
648
649 do_sigbus:
650         up_read(&mm->mmap_sem);
651
652         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
653         if (!(error_code & PF_USER))
654                 goto no_context;
655
656         /* User space => ok to do another page fault */
657         if (is_prefetch(regs, address, error_code))
658                 return;
659
660         tsk->thread.cr2 = address;
661         tsk->thread.error_code = error_code;
662         tsk->thread.trap_no = 14;
663         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
664 }
665
666 void vmalloc_sync_all(void)
667 {
668         /*
669          * Note that races in the updates of insync and start aren't
670          * problematic: insync can only get set bits added, and updates to
671          * start are only improving performance (without affecting correctness
672          * if undone).
673          */
674         static DECLARE_BITMAP(insync, PTRS_PER_PGD);
675         static unsigned long start = TASK_SIZE;
676         unsigned long address;
677
678         if (SHARED_KERNEL_PMD)
679                 return;
680
681         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE & ~PGDIR_MASK);
682         for (address = start; address >= TASK_SIZE; address += PGDIR_SIZE) {
683                 if (!test_bit(pgd_index(address), insync)) {
684                         unsigned long flags;
685                         struct page *page;
686
687                         spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
688                         for (page = pgd_list; page; page =
689                                         (struct page *)page->index)
690                                 if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
691                                                                 address)) {
692                                         BUG_ON(page != pgd_list);
693                                         break;
694                                 }
695                         spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
696                         if (!page)
697                                 set_bit(pgd_index(address), insync);
698                 }
699                 if (address == start && test_bit(pgd_index(address), insync))
700                         start = address + PGDIR_SIZE;
701         }
702 }