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