arch/x86/mm/fault-xen.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
   4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
   5  */
   6 #include <linux/magic.h>                /* STACK_END_MAGIC              */
   7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
   8 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
   9 #include <linux/module.h>               /* search_exception_table       */
  10 #include <linux/bootmem.h>              /* max_low_pfn                  */
  11 #include <linux/kprobes.h>              /* __kprobes, ...               */
  12 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
  13 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
  14 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
  15 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
  16
  17 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  18 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  19 #include <asm/kmemcheck.h>              /* kmemcheck_*(), ...           */
  20 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_START               */
  21
  22 /*
  23  * Page fault error code bits:
  24  *
  25  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  26  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  27  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  28  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  29  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  30  */
  31 enum x86_pf_error_code {
  32
  33         PF_PROT         =               1 << 0,
  34         PF_WRITE        =               1 << 1,
  35         PF_USER         =               1 << 2,
  36         PF_RSVD         =               1 << 3,
  37         PF_INSTR        =               1 << 4,
  38 };
  39
  40 /*
  41  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  42  * handled by mmiotrace:
  43  */
  44 static inline int __kprobes
  45 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  46 {
  47         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  48                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  49                         return -1;
  50         return 0;
  51 }
  52
  53 static inline int __kprobes notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
  54 {
  55         int ret = 0;
  56
  57         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  58         if (kprobes_built_in() && !user_mode_vm(regs)) {
  59                 preempt_disable();
  60                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  61                         ret = 1;
  62                 preempt_enable();
  63         }
  64
  65         return ret;
  66 }
  67
  68 /*
  69  * Prefetch quirks:
  70  *
  71  * 32-bit mode:
  72  *
  73  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  74  *   Check that here and ignore it.
  75  *
  76  * 64-bit mode:
  77  *
  78  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  79  *   Check that here and ignore it.
  80  *
  81  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  82  */
  83 static inline int
  84 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  85                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  86 {
  87         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  88         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
  89
  90         switch (instr_hi) {
  91         case 0x20:
  92         case 0x30:
  93                 /*
  94                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
  95                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
  96                  * opcode if some of these prefixes are present so
  97                  * X86_64 will never get here anyway
  98                  */
  99                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
 100 #ifdef CONFIG_X86_64
 101         case 0x40:
 102                 /*
 103                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 104                  * Need to figure out under what instruction mode the
 105                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 106                  * but for now it's good enough to assume that long
 107                  * mode only uses well known segments or kernel.
 108                  */
 109                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
 110 #endif
 111         case 0x60:
 112                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 113                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 114         case 0xF0:
 115                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 116                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 117         case 0x00:
 118                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 119                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 120                         return 0;
 121
 122                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 123                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 124                 return 0;
 125         default:
 126                 return 0;
 127         }
 128 }
 129
 130 static int
 131 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 132 {
 133         unsigned char *max_instr;
 134         unsigned char *instr;
 135         int prefetch = 0;
 136
 137         /*
 138          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 139          * do not ignore the fault:
 140          */
 141         if (error_code & PF_INSTR)
 142                 return 0;
 143
 144         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 145         max_instr = instr + 15;
 146
 147         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
 148                 return 0;
 149
 150         while (instr < max_instr) {
 151                 unsigned char opcode;
 152
 153                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 154                         break;
 155
 156                 instr++;
 157
 158                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 159                         break;
 160         }
 161         return prefetch;
 162 }
 163
 164 static void
 165 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 166                      struct task_struct *tsk, int fault)
 167 {
 168         unsigned lsb = 0;
 169         siginfo_t info;
 170
 171         info.si_signo   = si_signo;
 172         info.si_errno   = 0;
 173         info.si_code    = si_code;
 174         info.si_addr    = (void __user *)address;
 175         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 176                 lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 177         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
 178                 lsb = PAGE_SHIFT;
 179         info.si_addr_lsb = lsb;
 180
 181         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 182 }
 183
 184 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 185 LIST_HEAD(pgd_list);
 186
 187 #ifdef CONFIG_X86_32
 188 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 189 {
 190         unsigned index = pgd_index(address);
 191         pgd_t *pgd_k;
 192         pud_t *pud, *pud_k;
 193         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 194
 195         pgd += index;
 196         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 197
 198         if (!pgd_present(*pgd_k))
 199                 return NULL;
 200
 201         /*
 202          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 203          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 204          * set_pud.
 205          */
 206         pud = pud_offset(pgd, address);
 207         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
 208         if (!pud_present(*pud_k))
 209                 return NULL;
 210
 211         pmd = pmd_offset(pud, address);
 212         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 213         if (!pmd_present(*pmd_k))
 214                 return NULL;
 215
 216         if (!pmd_present(*pmd))
 217 #if CONFIG_XEN_COMPAT > 0x030002
 218                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 219 #else
 220                 /*
 221                  * When running on older Xen we must launder *pmd_k through
 222                  * pmd_val() to ensure that _PAGE_PRESENT is correctly set.
 223                  */
 224                 set_pmd(pmd, __pmd(pmd_val(*pmd_k)));
 225 #endif
 226         else
 227                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 228
 229         return pmd_k;
 230 }
 231
 232 void vmalloc_sync_all(void)
 233 {
 234         unsigned long address;
 235
 236         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 237                 return;
 238
 239         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 240              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
 241              address += PMD_SIZE) {
 242                 struct page *page;
 243
 244                 spin_lock(&pgd_lock);
 245                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 246                         spinlock_t *pgt_lock;
 247                         pmd_t *ret;
 248
 249                         /* the pgt_lock only for Xen */
 250                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
 251
 252                         spin_lock(pgt_lock);
 253                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
 254                         spin_unlock(pgt_lock);
 255
 256                         if (!ret)
 257                                 break;
 258                 }
 259                 spin_unlock(&pgd_lock);
 260         }
 261 }
 262
 263 /*
 264  * 32-bit:
 265  *
 266  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 267  */
 268 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
 269 {
 270         unsigned long pgd_paddr;
 271         pmd_t *pmd_k;
 272         pte_t *pte_k;
 273
 274         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 275         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 276                 return -1;
 277
 278         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 279
 280         /*
 281          * Synchronize this task's top level page-table
 282          * with the 'reference' page table.
 283          *
 284          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 285          * an interrupt in the middle of a task switch..
 286          */
 287         pgd_paddr = read_cr3();
 288         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 289         if (!pmd_k)
 290                 return -1;
 291
 292         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 293         if (!pte_present(*pte_k))
 294                 return -1;
 295
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 301  */
 302 static inline void
 303 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 304                  struct task_struct *tsk)
 305 {
 306         unsigned long bit;
 307
 308         if (!v8086_mode(regs))
 309                 return;
 310
 311         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 312         if (bit < 32)
 313                 tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
 314 }
 315
 316 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
 317 {
 318         return pfn < max_low_pfn;
 319 }
 320
 321 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 322 {
 323         pgd_t *base = __va(read_cr3());
 324         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
 325         pmd_t *pmd;
 326         pte_t *pte;
 327
 328 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 329         printk("*pdpt = %016Lx ", __pgd_val(*pgd));
 330         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
 331                 goto out;
 332 #endif
 333         pmd = pmd_offset(pud_offset(pgd, address), address);
 334         printk(KERN_CONT "*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)__pmd_val(*pmd));
 335
 336         /*
 337          * We must not directly access the pte in the highpte
 338          * case if the page table is located in highmem.
 339          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 340          * it's allocated already:
 341          */
 342         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 343                 goto out;
 344
 345         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 346         printk(KERN_CONT "*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)__pte_val(*pte));
 347 out:
 348         printk(KERN_CONT "\n");
 349 }
 350 #define dump_pagetable(addr, krnl) dump_pagetable(addr)
 351
 352 #else /* CONFIG_X86_64: */
 353
 354 void vmalloc_sync_all(void)
 355 {
 356         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
 357 }
 358
 359 /*
 360  * 64-bit:
 361  *
 362  *   Handle a fault on the vmalloc area
 363  *
 364  * This assumes no large pages in there.
 365  */
 366 static noinline __kprobes int vmalloc_fault(unsigned long address)
 367 {
 368         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 369         pud_t *pud, *pud_ref;
 370         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 371         pte_t *pte, *pte_ref;
 372
 373         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 374         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 375                 return -1;
 376
 377         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 378
 379         /*
 380          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 381          * happen within a race in page table update. In the later
 382          * case just flush:
 383          */
 384         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
 385         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 386         if (pgd_none(*pgd_ref))
 387                 return -1;
 388
 389         if (pgd_none(*pgd))
 390                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 391         else
 392                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 393
 394         /*
 395          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 396          * are shared:
 397          */
 398
 399         pud = pud_offset(pgd, address);
 400         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
 401         if (pud_none(*pud_ref))
 402                 return -1;
 403
 404         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
 405                 BUG();
 406
 407         pmd = pmd_offset(pud, address);
 408         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 409         if (pmd_none(*pmd_ref))
 410                 return -1;
 411
 412         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
 413                 BUG();
 414
 415         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 416         if (!pte_present(*pte_ref))
 417                 return -1;
 418
 419         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 420
 421         /*
 422          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 423          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 424          * that:
 425          */
 426         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 427                 BUG();
 428
 429         return 0;
 430 }
 431
 432 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
 433 static const char errata93_warning[] =
 434 KERN_ERR
 435 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 436 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 437 "******* Please consider a BIOS update.\n"
 438 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 439 #endif
 440
 441 /*
 442  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 443  */
 444 static inline void
 445 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 446                  struct task_struct *tsk)
 447 {
 448 }
 449
 450 static int bad_address(void *p)
 451 {
 452         unsigned long dummy;
 453
 454         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 455 }
 456
 457 static void dump_pagetable(unsigned long address, bool kernel)
 458 {
 459         pgd_t *base = __va(read_cr3() & PHYSICAL_PAGE_MASK);
 460         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
 461         pud_t *pud;
 462         pmd_t *pmd;
 463         pte_t *pte;
 464
 465         if (!kernel)
 466                 pgd = __user_pgd(base) + pgd_index(address);
 467
 468         if (bad_address(pgd))
 469                 goto bad;
 470
 471         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 472
 473         if (!pgd_present(*pgd))
 474                 goto out;
 475
 476         pud = pud_offset(pgd, address);
 477         if (bad_address(pud))
 478                 goto bad;
 479
 480         printk(KERN_CONT "PUD %lx ", pud_val(*pud));
 481         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 482                 goto out;
 483
 484         pmd = pmd_offset(pud, address);
 485         if (bad_address(pmd))
 486                 goto bad;
 487
 488         printk(KERN_CONT "PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 489         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 490                 goto out;
 491
 492         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 493         if (bad_address(pte))
 494                 goto bad;
 495
 496         printk(KERN_CONT "PTE %lx", pte_val(*pte));
 497 out:
 498         printk(KERN_CONT "\n");
 499         return;
 500 bad:
 501         printk("BAD\n");
 502 }
 503
 504 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 505
 506 /*
 507  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 508  *
 509  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 510  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 511  *
 512  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 513  *
 514  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 515  * Try to work around it here.
 516  *
 517  * Note we only handle faults in kernel here.
 518  * Does nothing on 32-bit.
 519  */
 520 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 521 {
 522 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
 523         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
 524             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
 525                 return 0;
 526
 527         if (address != regs->ip)
 528                 return 0;
 529
 530         if ((address >> 32) != 0)
 531                 return 0;
 532
 533         address |= 0xffffffffUL << 32;
 534         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 535             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 536                 printk_once(errata93_warning);
 537                 regs->ip = address;
 538                 return 1;
 539         }
 540 #endif
 541         return 0;
 542 }
 543
 544 /*
 545  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 546  * to illegal addresses >4GB.
 547  *
 548  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 549  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 550  * segment in LDT is compatibility mode.
 551  */
 552 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 553 {
 554 #ifdef CONFIG_X86_64
 555         if ((regs->cs == __USER32_CS || regs->cs == FLAT_USER_CS32 ||
 556              (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 557                 return 1;
 558 #endif
 559         return 0;
 560 }
 561
 562 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 563 {
 564 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 565         unsigned long nr;
 566
 567         /*
 568          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 569          */
 570         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
 571                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 572
 573                 if (nr == 6) {
 574                         do_invalid_op(regs, 0);
 575                         return 1;
 576                 }
 577         }
 578 #endif
 579         return 0;
 580 }
 581
 582 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 583 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 584
 585 static void
 586 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 587                 unsigned long address)
 588 {
 589         if (!oops_may_print())
 590                 return;
 591
 592         if (error_code & PF_INSTR) {
 593                 unsigned int level;
 594
 595                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
 596
 597                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 598                         printk(nx_warning, current_uid());
 599         }
 600
 601         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 602         if (address < PAGE_SIZE)
 603                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 604         else
 605                 printk(KERN_CONT "paging request");
 606
 607         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 608         printk(KERN_ALERT "IP:");
 609         printk_address(regs->ip, 1);
 610
 611         dump_pagetable(address, !(error_code & PF_USER));
 612 }
 613
 614 static noinline void
 615 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 616             unsigned long address)
 617 {
 618         struct task_struct *tsk;
 619         unsigned long flags;
 620         int sig;
 621
 622         flags = oops_begin();
 623         tsk = current;
 624         sig = SIGKILL;
 625
 626         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 627                tsk->comm, address);
 628         dump_pagetable(address, !(error_code & PF_USER));
 629
 630         tsk->thread.cr2         = address;
 631         tsk->thread.trap_no     = 14;
 632         tsk->thread.error_code  = error_code;
 633
 634         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 635                 sig = 0;
 636
 637         oops_end(flags, regs, sig);
 638 }
 639
 640 static noinline void
 641 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 642            unsigned long address, int signal, int si_code)
 643 {
 644         struct task_struct *tsk = current;
 645         unsigned long *stackend;
 646         unsigned long flags;
 647         int sig;
 648
 649         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 650         if (fixup_exception(regs)) {
 651                 if (current_thread_info()->sig_on_uaccess_error && signal) {
 652                         tsk->thread.trap_no = 14;
 653                         tsk->thread.error_code = error_code | PF_USER;
 654                         tsk->thread.cr2 = address;
 655
 656                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
 657                         force_sig_info_fault(signal, si_code, address, tsk, 0);
 658                 }
 659                 return;
 660         }
 661
 662         /*
 663          * 32-bit:
 664          *
 665          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 666          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 667          *   handled it.
 668          *
 669          * 64-bit:
 670          *
 671          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 672          */
 673         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 674                 return;
 675
 676         if (is_errata93(regs, address))
 677                 return;
 678
 679         /*
 680          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 681          * terminate things with extreme prejudice:
 682          */
 683         flags = oops_begin();
 684
 685         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 686
 687         stackend = end_of_stack(tsk);
 688         if (tsk != &init_task && *stackend != STACK_END_MAGIC)
 689                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 690
 691         tsk->thread.cr2         = address;
 692         tsk->thread.trap_no     = 14;
 693         tsk->thread.error_code  = error_code;
 694
 695         sig = SIGKILL;
 696         if (__die("Oops", regs, error_code))
 697                 sig = 0;
 698
 699         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 700         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
 701
 702         oops_end(flags, regs, sig);
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 707  * sysctl is set:
 708  */
 709 static inline void
 710 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 711                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 712 {
 713         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 714                 return;
 715
 716         if (!printk_ratelimit())
 717                 return;
 718
 719         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 720                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 721                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 722                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 723
 724         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 725
 726         printk(KERN_CONT "\n");
 727 }
 728
 729 static void
 730 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 731                        unsigned long address, int si_code)
 732 {
 733         struct task_struct *tsk = current;
 734
 735         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 736         if (error_code & PF_USER) {
 737                 /*
 738                  * It's possible to have interrupts off here:
 739                  */
 740                 local_irq_enable();
 741
 742                 /*
 743                  * Valid to do another page fault here because this one came
 744                  * from user space:
 745                  */
 746                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 747                         return;
 748
 749                 if (is_errata100(regs, address))
 750                         return;
 751
 752 #ifdef CONFIG_X86_64
 753                 /*
 754                  * Instruction fetch faults in the vsyscall page might need
 755                  * emulation.
 756                  */
 757                 if (unlikely((error_code & PF_INSTR) &&
 758                              ((address & ~0xfff) == VSYSCALL_START))) {
 759                         if (emulate_vsyscall(regs, address))
 760                                 return;
 761                 }
 762 #endif
 763
 764                 if (unlikely(show_unhandled_signals))
 765                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 766
 767                 /* Kernel addresses are always protection faults: */
 768                 tsk->thread.cr2         = address;
 769                 tsk->thread.error_code  = error_code | (address >= TASK_SIZE);
 770                 tsk->thread.trap_no     = 14;
 771
 772                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk, 0);
 773
 774                 return;
 775         }
 776
 777         if (is_f00f_bug(regs, address))
 778                 return;
 779
 780         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
 781 }
 782
 783 static noinline void
 784 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 785                      unsigned long address)
 786 {
 787         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 788 }
 789
 790 static void
 791 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 792            unsigned long address, int si_code)
 793 {
 794         struct mm_struct *mm = current->mm;
 795
 796         /*
 797          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 798          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 799          */
 800         up_read(&mm->mmap_sem);
 801
 802         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
 803 }
 804
 805 static noinline void
 806 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 807 {
 808         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
 809 }
 810
 811 static noinline void
 812 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 813                       unsigned long address)
 814 {
 815         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
 816 }
 817
 818 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
 819 static void
 820 out_of_memory(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 821               unsigned long address)
 822 {
 823         /*
 824          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
 825          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed):
 826          */
 827         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 828
 829         pagefault_out_of_memory();
 830 }
 831
 832 static void
 833 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
 834           unsigned int fault)
 835 {
 836         struct task_struct *tsk = current;
 837         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
 838         int code = BUS_ADRERR;
 839
 840         up_read(&mm->mmap_sem);
 841
 842         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 843         if (!(error_code & PF_USER)) {
 844                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
 845                 return;
 846         }
 847
 848         /* User-space => ok to do another page fault: */
 849         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 850                 return;
 851
 852         tsk->thread.cr2         = address;
 853         tsk->thread.error_code  = error_code;
 854         tsk->thread.trap_no     = 14;
 855
 856 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 857         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
 858                 printk(KERN_ERR
 859         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
 860                         tsk->comm, tsk->pid, address);
 861                 code = BUS_MCEERR_AR;
 862         }
 863 #endif
 864         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk, fault);
 865 }
 866
 867 static noinline int
 868 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 869                unsigned long address, unsigned int fault)
 870 {
 871         /*
 872          * Pagefault was interrupted by SIGKILL. We have no reason to
 873          * continue pagefault.
 874          */
 875         if (fatal_signal_pending(current)) {
 876                 if (!(fault & VM_FAULT_RETRY))
 877                         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 878                 if (!(error_code & PF_USER))
 879                         no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
 880                 return 1;
 881         }
 882         if (!(fault & VM_FAULT_ERROR))
 883                 return 0;
 884
 885         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 886                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 887                 if (!(error_code & PF_USER)) {
 888                         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 889                         no_context(regs, error_code, address,
 890                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
 891                         return 1;
 892                 }
 893
 894                 out_of_memory(regs, error_code, address);
 895         } else {
 896                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
 897                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
 898                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
 899                 else
 900                         BUG();
 901         }
 902         return 1;
 903 }
 904
 905 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 906 {
 907         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 908                 return 0;
 909
 910         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
 911                 return 0;
 912
 913         return 1;
 914 }
 915
 916 /*
 917  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
 918  *
 919  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
 920  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
 921  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
 922  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
 923  * on other processors.
 924  *
 925  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
 926  * increasing the permissions on a page.
 927  */
 928 static noinline __kprobes int
 929 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
 930 {
 931         pgd_t *pgd;
 932         pud_t *pud;
 933         pmd_t *pmd;
 934         pte_t *pte;
 935         int ret;
 936
 937         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
 938         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
 939                 return 0;
 940
 941         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
 942         if (!pgd_present(*pgd))
 943                 return 0;
 944
 945         pud = pud_offset(pgd, address);
 946         if (!pud_present(*pud))
 947                 return 0;
 948
 949         if (pud_large(*pud))
 950                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
 951
 952         pmd = pmd_offset(pud, address);
 953         if (!pmd_present(*pmd))
 954                 return 0;
 955
 956         if (pmd_large(*pmd))
 957                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 958
 959         /*
 960          * Note: don't use pte_present() here, since it returns true
 961          * if the _PAGE_PROTNONE bit is set.  However, this aliases the
 962          * _PAGE_GLOBAL bit, which for kernel pages give false positives
 963          * when CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is used.
 964          */
 965         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 966         if (!(pte_flags(*pte) & _PAGE_PRESENT))
 967                 return 0;
 968
 969         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
 970         if (!ret)
 971                 return 0;
 972
 973         /*
 974          * Make sure we have permissions in PMD.
 975          * If not, then there's a bug in the page tables:
 976          */
 977         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
 978         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
 979
 980         return ret;
 981 }
 982
 983 int show_unhandled_signals = 1;
 984
 985 static inline int
 986 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
 987 {
 988         if (error_code & PF_WRITE) {
 989                 /* write, present and write, not present: */
 990                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
 991                         return 1;
 992                 return 0;
 993         }
 994
 995         /* read, present: */
 996         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
 997                 return 1;
 998
 999         /* read, not present: */
1000         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1001                 return 1;
1002
1003         return 0;
1004 }
1005
1006 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1007 {
1008         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * This routine handles page faults.  It determines the address,
1013  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
1014  * routines.
1015  */
1016 dotraplinkage void __kprobes
1017 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
1018 {
1019         struct vm_area_struct *vma;
1020         struct task_struct *tsk;
1021         unsigned long address;
1022         struct mm_struct *mm;
1023         int fault;
1024         int write = error_code & PF_WRITE;
1025         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE |
1026                                         (write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0);
1027
1028         /* Set the "privileged fault" bit to something sane. */
1029         if (user_mode_vm(regs))
1030                 error_code |= PF_USER;
1031         else
1032                 error_code &= ~PF_USER;
1033
1034         tsk = current;
1035         mm = tsk->mm;
1036
1037         /* Get the faulting address: */
1038         address = read_cr2();
1039
1040         /*
1041          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
1042          * both a tracked kernel page and a userspace page.
1043          */
1044         if (kmemcheck_active(regs))
1045                 kmemcheck_hide(regs);
1046         prefetchw(&mm->mmap_sem);
1047
1048         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1049                 return;
1050
1051         /*
1052          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1053          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1054          *
1055          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1056          * be in an interrupt or a critical region, and should
1057          * only copy the information from the master page table,
1058          * nothing more.
1059          *
1060          * This verifies that the fault happens in kernel space
1061          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1062          * protection error (error_code & 9) == 0.
1063          */
1064         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1065                 /* Faults in hypervisor area can never be patched up. */
1066 #if defined(CONFIG_X86_XEN)
1067                 if (address >= hypervisor_virt_start) {
1068 #elif defined(CONFIG_X86_64_XEN)
1069                 if (address >= HYPERVISOR_VIRT_START
1070                     && address < HYPERVISOR_VIRT_END) {
1071 #endif
1072                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1073                         return;
1074                 }
1075
1076                 if (!(error_code & (PF_RSVD | PF_USER | PF_PROT))) {
1077                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1078                                 return;
1079
1080                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
1081                                 return;
1082                 }
1083
1084                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1085                 if (spurious_fault(error_code, address))
1086                         return;
1087
1088                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1089                 if (notify_page_fault(regs))
1090                         return;
1091                 /*
1092                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1093                  * fault we could otherwise deadlock:
1094                  */
1095                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1096
1097                 return;
1098         }
1099
1100         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1101         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
1102                 return;
1103         /*
1104          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1105          * vmalloc fault has been handled.
1106          *
1107          * User-mode registers count as a user access even for any
1108          * potential system fault or CPU buglet:
1109          */
1110         if (user_mode_vm(regs)) {
1111                 local_irq_enable();
1112                 error_code |= PF_USER;
1113         } else {
1114                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1115                         local_irq_enable();
1116         }
1117
1118         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1119                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1120
1121         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1122
1123         /*
1124          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1125          * in an atomic region then we must not take the fault:
1126          */
1127         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
1128                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1129                 return;
1130         }
1131
1132         /*
1133          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1134          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1135          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1136          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1137          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1138          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1139          * references user space from well defined areas of code, which are
1140          * listed in the exceptions table.
1141          *
1142          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1143          * the source reference check when there is a possibility of a
1144          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1145          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1146          * space check, thus avoiding the deadlock:
1147          */
1148         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1149                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1150                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1151                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1152                         return;
1153                 }
1154 retry:
1155                 down_read(&mm->mmap_sem);
1156         } else {
1157                 /*
1158                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1159                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1160                  * down_read():
1161                  */
1162                 might_sleep();
1163         }
1164
1165         vma = find_vma(mm, address);
1166         if (unlikely(!vma)) {
1167                 bad_area(regs, error_code, address);
1168                 return;
1169         }
1170         if (likely(vma->vm_start <= address))
1171                 goto good_area;
1172         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1173                 bad_area(regs, error_code, address);
1174                 return;
1175         }
1176         if (error_code & PF_USER) {
1177                 /*
1178                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1179                  * The large cushion allows instructions like enter
1180                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1181                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1182                  */
1183                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1184                         bad_area(regs, error_code, address);
1185                         return;
1186                 }
1187         }
1188         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1189                 bad_area(regs, error_code, address);
1190                 return;
1191         }
1192
1193         /*
1194          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1195          * we can handle it..
1196          */
1197 good_area:
1198         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1199                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
1200                 return;
1201         }
1202
1203         /*
1204          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1205          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1206          * the fault:
1207          */
1208         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, flags);
1209
1210         if (unlikely(fault & (VM_FAULT_RETRY|VM_FAULT_ERROR))) {
1211                 if (mm_fault_error(regs, error_code, address, fault))
1212                         return;
1213         }
1214
1215         /*
1216          * Major/minor page fault accounting is only done on the
1217          * initial attempt. If we go through a retry, it is extremely
1218          * likely that the page will be found in page cache at that point.
1219          */
1220         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1221                 if (fault & VM_FAULT_MAJOR) {
1222                         tsk->maj_flt++;
1223                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1,
1224                                       regs, address);
1225                 } else {
1226                         tsk->min_flt++;
1227                         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1,
1228                                       regs, address);
1229                 }
1230                 if (fault & VM_FAULT_RETRY) {
1231                         /* Clear FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to avoid any risk
1232                          * of starvation. */
1233                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1234                         goto retry;
1235                 }
1236         }
1237
1238         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1239
1240         up_read(&mm->mmap_sem);
1241 }