x86/fault: Add a helper function to sanitize error code
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
4  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
6  */
7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
8 #include <linux/sched/task_stack.h>     /* task_stack_*(), ...          */
9 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
10 #include <linux/extable.h>              /* search_exception_tables      */
11 #include <linux/memblock.h>             /* max_low_pfn                  */
12 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
13 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
14 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
15 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
16 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
17 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
18 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
19 #include <linux/efi.h>                  /* efi_recover_from_page_fault()*/
20 #include <linux/mm_types.h>
21
22 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
23 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
24 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
25 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
26 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
27 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
28 #include <asm/efi.h>                    /* efi_recover_from_page_fault()*/
29 #include <asm/desc.h>                   /* store_idt(), ...             */
30 #include <asm/cpu_entry_area.h>         /* exception stack              */
31 #include <asm/pgtable_areas.h>          /* VMALLOC_START, ...           */
32 #include <asm/kvm_para.h>               /* kvm_handle_async_pf          */
33
34 #define CREATE_TRACE_POINTS
35 #include <asm/trace/exceptions.h>
36
37 /*
38  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
39  * handled by mmiotrace:
40  */
41 static nokprobe_inline int
42 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
43 {
44         if (unlikely(is_kmmio_active()))
45                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
46                         return -1;
47         return 0;
48 }
49
50 /*
51  * Prefetch quirks:
52  *
53  * 32-bit mode:
54  *
55  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
56  *   Check that here and ignore it.
57  *
58  * 64-bit mode:
59  *
60  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
61  *   Check that here and ignore it.
62  *
63  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
64  */
65 static inline int
66 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
67                       unsigned char opcode, int *prefetch)
68 {
69         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
70         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
71
72         switch (instr_hi) {
73         case 0x20:
74         case 0x30:
75                 /*
76                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
77                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
78                  * opcode if some of these prefixes are present so
79                  * X86_64 will never get here anyway
80                  */
81                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
82 #ifdef CONFIG_X86_64
83         case 0x40:
84                 /*
85                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
86                  * Need to figure out under what instruction mode the
87                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
88                  * but for now it's good enough to assume that long
89                  * mode only uses well known segments or kernel.
90                  */
91                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
92 #endif
93         case 0x60:
94                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
95                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
96         case 0xF0:
97                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
98                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
99         case 0x00:
100                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
101                 if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
102                         return 0;
103
104                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
105                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
106                 return 0;
107         default:
108                 return 0;
109         }
110 }
111
112 static int
113 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
114 {
115         unsigned char *max_instr;
116         unsigned char *instr;
117         int prefetch = 0;
118
119         /*
120          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
121          * do not ignore the fault:
122          */
123         if (error_code & X86_PF_INSTR)
124                 return 0;
125
126         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
127         max_instr = instr + 15;
128
129         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
130                 return 0;
131
132         while (instr < max_instr) {
133                 unsigned char opcode;
134
135                 if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
136                         break;
137
138                 instr++;
139
140                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
141                         break;
142         }
143         return prefetch;
144 }
145
146 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
147 LIST_HEAD(pgd_list);
148
149 #ifdef CONFIG_X86_32
150 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
151 {
152         unsigned index = pgd_index(address);
153         pgd_t *pgd_k;
154         p4d_t *p4d, *p4d_k;
155         pud_t *pud, *pud_k;
156         pmd_t *pmd, *pmd_k;
157
158         pgd += index;
159         pgd_k = init_mm.pgd + index;
160
161         if (!pgd_present(*pgd_k))
162                 return NULL;
163
164         /*
165          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
166          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
167          * set_p4d/set_pud.
168          */
169         p4d = p4d_offset(pgd, address);
170         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
171         if (!p4d_present(*p4d_k))
172                 return NULL;
173
174         pud = pud_offset(p4d, address);
175         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
176         if (!pud_present(*pud_k))
177                 return NULL;
178
179         pmd = pmd_offset(pud, address);
180         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
181
182         if (pmd_present(*pmd) != pmd_present(*pmd_k))
183                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
184
185         if (!pmd_present(*pmd_k))
186                 return NULL;
187         else
188                 BUG_ON(pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_k));
189
190         return pmd_k;
191 }
192
193 /*
194  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
195  *
196  *   This is needed because there is a race condition between the time
197  *   when the vmalloc mapping code updates the PMD to the point in time
198  *   where it synchronizes this update with the other page-tables in the
199  *   system.
200  *
201  *   In this race window another thread/CPU can map an area on the same
202  *   PMD, finds it already present and does not synchronize it with the
203  *   rest of the system yet. As a result v[mz]alloc might return areas
204  *   which are not mapped in every page-table in the system, causing an
205  *   unhandled page-fault when they are accessed.
206  */
207 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
208 {
209         unsigned long pgd_paddr;
210         pmd_t *pmd_k;
211         pte_t *pte_k;
212
213         /* Make sure we are in vmalloc area: */
214         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
215                 return -1;
216
217         /*
218          * Synchronize this task's top level page-table
219          * with the 'reference' page table.
220          *
221          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
222          * an interrupt in the middle of a task switch..
223          */
224         pgd_paddr = read_cr3_pa();
225         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
226         if (!pmd_k)
227                 return -1;
228
229         if (pmd_large(*pmd_k))
230                 return 0;
231
232         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
233         if (!pte_present(*pte_k))
234                 return -1;
235
236         return 0;
237 }
238 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
239
240 void arch_sync_kernel_mappings(unsigned long start, unsigned long end)
241 {
242         unsigned long addr;
243
244         for (addr = start & PMD_MASK;
245              addr >= TASK_SIZE_MAX && addr < VMALLOC_END;
246              addr += PMD_SIZE) {
247                 struct page *page;
248
249                 spin_lock(&pgd_lock);
250                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
251                         spinlock_t *pgt_lock;
252
253                         /* the pgt_lock only for Xen */
254                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
255
256                         spin_lock(pgt_lock);
257                         vmalloc_sync_one(page_address(page), addr);
258                         spin_unlock(pgt_lock);
259                 }
260                 spin_unlock(&pgd_lock);
261         }
262 }
263
264 /*
265  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
266  */
267 static inline void
268 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
269                  struct task_struct *tsk)
270 {
271 #ifdef CONFIG_VM86
272         unsigned long bit;
273
274         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
275                 return;
276
277         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
278         if (bit < 32)
279                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
280 #endif
281 }
282
283 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
284 {
285         return pfn < max_low_pfn;
286 }
287
288 static void dump_pagetable(unsigned long address)
289 {
290         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
291         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
292         p4d_t *p4d;
293         pud_t *pud;
294         pmd_t *pmd;
295         pte_t *pte;
296
297 #ifdef CONFIG_X86_PAE
298         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
299         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
300                 goto out;
301 #define pr_pde pr_cont
302 #else
303 #define pr_pde pr_info
304 #endif
305         p4d = p4d_offset(pgd, address);
306         pud = pud_offset(p4d, address);
307         pmd = pmd_offset(pud, address);
308         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
309 #undef pr_pde
310
311         /*
312          * We must not directly access the pte in the highpte
313          * case if the page table is located in highmem.
314          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
315          * it's allocated already:
316          */
317         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
318                 goto out;
319
320         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
321         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
322 out:
323         pr_cont("\n");
324 }
325
326 #else /* CONFIG_X86_64: */
327
328 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
329 static const char errata93_warning[] =
330 KERN_ERR 
331 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
332 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
333 "******* Please consider a BIOS update.\n"
334 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
335 #endif
336
337 /*
338  * No vm86 mode in 64-bit mode:
339  */
340 static inline void
341 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
342                  struct task_struct *tsk)
343 {
344 }
345
346 static int bad_address(void *p)
347 {
348         unsigned long dummy;
349
350         return get_kernel_nofault(dummy, (unsigned long *)p);
351 }
352
353 static void dump_pagetable(unsigned long address)
354 {
355         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
356         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
357         p4d_t *p4d;
358         pud_t *pud;
359         pmd_t *pmd;
360         pte_t *pte;
361
362         if (bad_address(pgd))
363                 goto bad;
364
365         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
366
367         if (!pgd_present(*pgd))
368                 goto out;
369
370         p4d = p4d_offset(pgd, address);
371         if (bad_address(p4d))
372                 goto bad;
373
374         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
375         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
376                 goto out;
377
378         pud = pud_offset(p4d, address);
379         if (bad_address(pud))
380                 goto bad;
381
382         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
383         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
384                 goto out;
385
386         pmd = pmd_offset(pud, address);
387         if (bad_address(pmd))
388                 goto bad;
389
390         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
391         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
392                 goto out;
393
394         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
395         if (bad_address(pte))
396                 goto bad;
397
398         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
399 out:
400         pr_cont("\n");
401         return;
402 bad:
403         pr_info("BAD\n");
404 }
405
406 #endif /* CONFIG_X86_64 */
407
408 /*
409  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
410  *
411  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
412  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
413  *
414  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
415  *
416  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
417  * Try to work around it here.
418  *
419  * Note we only handle faults in kernel here.
420  * Does nothing on 32-bit.
421  */
422 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
423 {
424 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
425         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
426             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
427                 return 0;
428
429         if (address != regs->ip)
430                 return 0;
431
432         if ((address >> 32) != 0)
433                 return 0;
434
435         address |= 0xffffffffUL << 32;
436         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
437             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
438                 printk_once(errata93_warning);
439                 regs->ip = address;
440                 return 1;
441         }
442 #endif
443         return 0;
444 }
445
446 /*
447  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
448  * to illegal addresses >4GB.
449  *
450  * We catch this in the page fault handler because these addresses
451  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
452  * segment in LDT is compatibility mode.
453  */
454 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
455 {
456 #ifdef CONFIG_X86_64
457         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
458                 return 1;
459 #endif
460         return 0;
461 }
462
463 /* Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround: */
464 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
465 {
466 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
467         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F) && idt_is_f00f_address(address)) {
468                 handle_invalid_op(regs);
469                 return 1;
470         }
471 #endif
472         return 0;
473 }
474
475 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
476 {
477         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
478         unsigned long addr;
479         struct ldttss_desc desc;
480
481         if (index == 0) {
482                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
483                 return;
484         }
485
486         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
487                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
488                 return;
489         }
490
491         if (copy_from_kernel_nofault(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
492                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
493                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
494                          name, index);
495                 return;
496         }
497
498         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
499 #ifdef CONFIG_X86_64
500         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
501 #endif
502         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
503                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
504 }
505
506 static void
507 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
508 {
509         if (!oops_may_print())
510                 return;
511
512         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
513                 unsigned int level;
514                 pgd_t *pgd;
515                 pte_t *pte;
516
517                 pgd = __va(read_cr3_pa());
518                 pgd += pgd_index(address);
519
520                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
521
522                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
523                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
524                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
525                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
526                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
527                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
528                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
529                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
530         }
531
532         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
533                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
534                         (void *)address);
535         else
536                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
537                         (void *)address);
538
539         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
540                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
541                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
542                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
543                                                "read access",
544                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
545         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
546                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
547                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
548                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
549                                                "permissions violation");
550
551         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
552                 struct desc_ptr idt, gdt;
553                 u16 ldtr, tr;
554
555                 /*
556                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
557                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
558                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
559                  * contributory exception from user code and gets a page fault
560                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
561                  * it originated directly from user code.  This could happen
562                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
563                  * kernel or IST stack.
564                  */
565                 store_idt(&idt);
566
567                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
568                 native_store_gdt(&gdt);
569
570                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
571                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
572
573                 store_ldt(ldtr);
574                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
575
576                 store_tr(tr);
577                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
578         }
579
580         dump_pagetable(address);
581 }
582
583 static noinline void
584 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
585             unsigned long address)
586 {
587         struct task_struct *tsk;
588         unsigned long flags;
589         int sig;
590
591         flags = oops_begin();
592         tsk = current;
593         sig = SIGKILL;
594
595         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
596                tsk->comm, address);
597         dump_pagetable(address);
598
599         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
600                 sig = 0;
601
602         oops_end(flags, regs, sig);
603 }
604
605 static void sanitize_error_code(unsigned long address,
606                                 unsigned long *error_code)
607 {
608         /*
609          * To avoid leaking information about the kernel page
610          * table layout, pretend that user-mode accesses to
611          * kernel addresses are always protection faults.
612          *
613          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
614          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
615          * information and does not appear to cause any problems.
616          */
617         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
618                 *error_code |= X86_PF_PROT;
619 }
620
621 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
622                                 unsigned long error_code)
623 {
624         struct task_struct *tsk = current;
625
626         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
627         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
628         tsk->thread.cr2 = address;
629 }
630
631 static noinline void
632 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
633            unsigned long address, int signal, int si_code)
634 {
635         struct task_struct *tsk = current;
636         unsigned long flags;
637         int sig;
638
639         if (user_mode(regs)) {
640                 /*
641                  * This is an implicit supervisor-mode access from user
642                  * mode.  Bypass all the kernel-mode recovery code and just
643                  * OOPS.
644                  */
645                 goto oops;
646         }
647
648         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
649         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
650                 /*
651                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
652                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
653                  * task context.
654                  */
655                 if (in_interrupt())
656                         return;
657
658                 /*
659                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
660                  *
661                  * In this case we need to make sure we're not recursively
662                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
663                  */
664                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
665                         sanitize_error_code(address, &error_code);
666
667                         set_signal_archinfo(address, error_code);
668
669                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
670                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
671                 }
672
673                 /*
674                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
675                  */
676                 return;
677         }
678
679 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
680         /*
681          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
682          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
683          * that we're in vmalloc space to avoid this.
684          */
685         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
686             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
687              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
688                 unsigned long stack = __this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void *);
689                 /*
690                  * We're likely to be running with very little stack space
691                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
692                  * double-fault even before we get this far, in which case
693                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
694                  *
695                  * We don't want to make it all the way into the oops code
696                  * and then double-fault, though, because we're likely to
697                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
698                  */
699                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
700                               "call handle_stack_overflow\n\t"
701                               "1: jmp 1b"
702                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
703                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
704                                 "S" (regs), "d" (address),
705                                 [stack] "rm" (stack));
706                 unreachable();
707         }
708 #endif
709
710         /*
711          * 32-bit:
712          *
713          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
714          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
715          *   handled it.
716          *
717          * 64-bit:
718          *
719          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
720          */
721         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
722                 return;
723
724         if (is_errata93(regs, address))
725                 return;
726
727         /*
728          * Buggy firmware could access regions which might page fault, try to
729          * recover from such faults.
730          */
731         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
732                 efi_recover_from_page_fault(address);
733
734 oops:
735         /*
736          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
737          * terminate things with extreme prejudice:
738          */
739         flags = oops_begin();
740
741         show_fault_oops(regs, error_code, address);
742
743         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
744                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
745
746         sig = SIGKILL;
747         if (__die("Oops", regs, error_code))
748                 sig = 0;
749
750         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
751         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
752
753         oops_end(flags, regs, sig);
754 }
755
756 /*
757  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
758  * sysctl is set:
759  */
760 static inline void
761 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
762                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
763 {
764         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
765
766         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
767                 return;
768
769         if (!printk_ratelimit())
770                 return;
771
772         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
773                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
774                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
775
776         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
777
778         printk(KERN_CONT "\n");
779
780         show_opcodes(regs, loglvl);
781 }
782
783 /*
784  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
785  * of the address space that has user-accessible permissions.
786  */
787 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
788 {
789         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
790 }
791
792 static void
793 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
794                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
795 {
796         struct task_struct *tsk = current;
797
798         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
799         if (user_mode(regs) && (error_code & X86_PF_USER)) {
800                 /*
801                  * It's possible to have interrupts off here:
802                  */
803                 local_irq_enable();
804
805                 /*
806                  * Valid to do another page fault here because this one came
807                  * from user space:
808                  */
809                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
810                         return;
811
812                 if (is_errata100(regs, address))
813                         return;
814
815                 sanitize_error_code(address, &error_code);
816
817                 if (likely(show_unhandled_signals))
818                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
819
820                 set_signal_archinfo(address, error_code);
821
822                 if (si_code == SEGV_PKUERR)
823                         force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
824
825                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
826
827                 local_irq_disable();
828
829                 return;
830         }
831
832         if (is_f00f_bug(regs, address))
833                 return;
834
835         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
836 }
837
838 static noinline void
839 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
840                      unsigned long address)
841 {
842         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
843 }
844
845 static void
846 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
847            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
848 {
849         struct mm_struct *mm = current->mm;
850         /*
851          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
852          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
853          */
854         mmap_read_unlock(mm);
855
856         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
857 }
858
859 static noinline void
860 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
861 {
862         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
863 }
864
865 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
866                 struct vm_area_struct *vma)
867 {
868         /* This code is always called on the current mm */
869         bool foreign = false;
870
871         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
872                 return false;
873         if (error_code & X86_PF_PK)
874                 return true;
875         /* this checks permission keys on the VMA: */
876         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
877                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
878                 return true;
879         return false;
880 }
881
882 static noinline void
883 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
884                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
885 {
886         /*
887          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
888          * But, doing it this way allows compiler optimizations
889          * if pkeys are compiled out.
890          */
891         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
892                 /*
893                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
894                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
895                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
896                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
897                  * which protection key was set on the PTE.
898                  *
899                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
900                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
901                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
902                  * was the one that we faulted on.
903                  *
904                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
905                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
906                  * 3. T1   : faults...
907                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
908                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_lock, etc...
909                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
910                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
911                  */
912                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
913
914                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
915         } else {
916                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
917         }
918 }
919
920 static void
921 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
922           vm_fault_t fault)
923 {
924         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
925         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
926                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
927                 return;
928         }
929
930         /* User-space => ok to do another page fault: */
931         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
932                 return;
933
934         sanitize_error_code(address, &error_code);
935
936         set_signal_archinfo(address, error_code);
937
938 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
939         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
940                 struct task_struct *tsk = current;
941                 unsigned lsb = 0;
942
943                 pr_err(
944         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
945                         tsk->comm, tsk->pid, address);
946                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
947                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
948                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
949                         lsb = PAGE_SHIFT;
950                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
951                 return;
952         }
953 #endif
954         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
955 }
956
957 static noinline void
958 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
959                unsigned long address, vm_fault_t fault)
960 {
961         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
962                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
963                 return;
964         }
965
966         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
967                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
968                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
969                         no_context(regs, error_code, address,
970                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
971                         return;
972                 }
973
974                 /*
975                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
976                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
977                  * oom-killed):
978                  */
979                 pagefault_out_of_memory();
980         } else {
981                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
982                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
983                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
984                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
985                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
986                 else
987                         BUG();
988         }
989 }
990
991 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
992 {
993         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
994                 return 0;
995
996         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
997                 return 0;
998
999         return 1;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1004  *
1005  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1006  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1007  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1008  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1009  * on other processors.
1010  *
1011  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1012  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1013  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1014  *
1015  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1016  * increasing the permissions on a page.
1017  *
1018  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1019  *
1020  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1021  * (Optional Invalidation).
1022  */
1023 static noinline int
1024 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1025 {
1026         pgd_t *pgd;
1027         p4d_t *p4d;
1028         pud_t *pud;
1029         pmd_t *pmd;
1030         pte_t *pte;
1031         int ret;
1032
1033         /*
1034          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1035          * spurious faults.
1036          *
1037          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1038          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1039          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1040          * faults.
1041          */
1042         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1043             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1044                 return 0;
1045
1046         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1047         if (!pgd_present(*pgd))
1048                 return 0;
1049
1050         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1051         if (!p4d_present(*p4d))
1052                 return 0;
1053
1054         if (p4d_large(*p4d))
1055                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1056
1057         pud = pud_offset(p4d, address);
1058         if (!pud_present(*pud))
1059                 return 0;
1060
1061         if (pud_large(*pud))
1062                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1063
1064         pmd = pmd_offset(pud, address);
1065         if (!pmd_present(*pmd))
1066                 return 0;
1067
1068         if (pmd_large(*pmd))
1069                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1070
1071         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1072         if (!pte_present(*pte))
1073                 return 0;
1074
1075         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1076         if (!ret)
1077                 return 0;
1078
1079         /*
1080          * Make sure we have permissions in PMD.
1081          * If not, then there's a bug in the page tables:
1082          */
1083         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1084         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1085
1086         return ret;
1087 }
1088 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1089
1090 int show_unhandled_signals = 1;
1091
1092 static inline int
1093 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1094 {
1095         /* This is only called for the current mm, so: */
1096         bool foreign = false;
1097
1098         /*
1099          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1100          * always an unconditional error and can never result in
1101          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1102          */
1103         if (error_code & X86_PF_PK)
1104                 return 1;
1105
1106         /*
1107          * SGX hardware blocked the access.  This usually happens
1108          * when the enclave memory contents have been destroyed, like
1109          * after a suspend/resume cycle. In any case, the kernel can't
1110          * fix the cause of the fault.  Handle the fault as an access
1111          * error even in cases where no actual access violation
1112          * occurred.  This allows userspace to rebuild the enclave in
1113          * response to the signal.
1114          */
1115         if (unlikely(error_code & X86_PF_SGX))
1116                 return 1;
1117
1118         /*
1119          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1120          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1121          * page.
1122          */
1123         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1124                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1125                 return 1;
1126
1127         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1128                 /* write, present and write, not present: */
1129                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1130                         return 1;
1131                 return 0;
1132         }
1133
1134         /* read, present: */
1135         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1136                 return 1;
1137
1138         /* read, not present: */
1139         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1140                 return 1;
1141
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 bool fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1146 {
1147         /*
1148          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1149          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1150          * address space.
1151          */
1152         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1153                 return false;
1154
1155         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1160  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1161  * ran in userspace or the kernel.
1162  */
1163 static void
1164 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1165                    unsigned long address)
1166 {
1167         /*
1168          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1169          * have no user pages in the kernel portion of the address
1170          * space, so do not expect them here.
1171          */
1172         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1173
1174 #ifdef CONFIG_X86_32
1175         /*
1176          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1177          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1178          *
1179          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1180          * be in an interrupt or a critical region, and should
1181          * only copy the information from the master page table,
1182          * nothing more.
1183          *
1184          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1185          * fault is not any of the following:
1186          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1187          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1188          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1189          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1190          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1191          *     would have X86_PF_PROT==0).
1192          *
1193          * This is only needed to close a race condition on x86-32 in
1194          * the vmalloc mapping/unmapping code. See the comment above
1195          * vmalloc_fault() for details. On x86-64 the race does not
1196          * exist as the vmalloc mappings don't need to be synchronized
1197          * there.
1198          */
1199         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1200                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1201                         return;
1202         }
1203 #endif
1204
1205         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1206         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1207                 return;
1208
1209         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1210         if (kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF))
1211                 return;
1212
1213         /*
1214          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1215          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1216          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1217          *
1218          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1219          * fault we could otherwise deadlock:
1220          */
1221         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1222 }
1223 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1224
1225 /* Handle faults in the user portion of the address space */
1226 static inline
1227 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1228                         unsigned long hw_error_code,
1229                         unsigned long address)
1230 {
1231         struct vm_area_struct *vma;
1232         struct task_struct *tsk;
1233         struct mm_struct *mm;
1234         vm_fault_t fault;
1235         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
1236
1237         tsk = current;
1238         mm = tsk->mm;
1239
1240         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1241         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1242                 return;
1243
1244         /*
1245          * Reserved bits are never expected to be set on
1246          * entries in the user portion of the page tables.
1247          */
1248         if (unlikely(hw_error_code & X86_PF_RSVD))
1249                 pgtable_bad(regs, hw_error_code, address);
1250
1251         /*
1252          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1253          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1254          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1255          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1256          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1257          */
1258         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1259                      !(hw_error_code & X86_PF_USER) &&
1260                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC)))
1261         {
1262                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1263                 return;
1264         }
1265
1266         /*
1267          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1268          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1269          */
1270         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1271                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1272                 return;
1273         }
1274
1275         /*
1276          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1277          * vmalloc fault has been handled.
1278          *
1279          * User-mode registers count as a user access even for any
1280          * potential system fault or CPU buglet:
1281          */
1282         if (user_mode(regs)) {
1283                 local_irq_enable();
1284                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1285         } else {
1286                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1287                         local_irq_enable();
1288         }
1289
1290         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1291
1292         if (hw_error_code & X86_PF_WRITE)
1293                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1294         if (hw_error_code & X86_PF_INSTR)
1295                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1296
1297 #ifdef CONFIG_X86_64
1298         /*
1299          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1300          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1301          * considered to be part of the user address space.
1302          *
1303          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1304          * emulation before we go searching for VMAs.
1305          *
1306          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1307          * to consider the PF_PK bit.
1308          */
1309         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1310                 if (emulate_vsyscall(hw_error_code, regs, address))
1311                         return;
1312         }
1313 #endif
1314
1315         /*
1316          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1317          * on well-defined single instructions listed in the exception
1318          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1319          * those areas which also holds mmap_lock might deadlock attempting
1320          * to validate the fault against the address space.
1321          *
1322          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1323          * risk of a deadlock.  This happens if we
1324          * 1. Failed to acquire mmap_lock, and
1325          * 2. The access did not originate in userspace.
1326          */
1327         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mm))) {
1328                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1329                         /*
1330                          * Fault from code in kernel from
1331                          * which we do not expect faults.
1332                          */
1333                         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1334                         return;
1335                 }
1336 retry:
1337                 mmap_read_lock(mm);
1338         } else {
1339                 /*
1340                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1341                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1342                  * down_read():
1343                  */
1344                 might_sleep();
1345         }
1346
1347         vma = find_vma(mm, address);
1348         if (unlikely(!vma)) {
1349                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1350                 return;
1351         }
1352         if (likely(vma->vm_start <= address))
1353                 goto good_area;
1354         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1355                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1356                 return;
1357         }
1358         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1359                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1360                 return;
1361         }
1362
1363         /*
1364          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1365          * we can handle it..
1366          */
1367 good_area:
1368         if (unlikely(access_error(hw_error_code, vma))) {
1369                 bad_area_access_error(regs, hw_error_code, address, vma);
1370                 return;
1371         }
1372
1373         /*
1374          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1375          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1376          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1377          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_lock has been unlocked.
1378          *
1379          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_lock
1380          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1381          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1382          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1383          * userland). The return to userland is identified whenever
1384          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1385          */
1386         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1387
1388         /* Quick path to respond to signals */
1389         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1390                 if (!user_mode(regs))
1391                         no_context(regs, hw_error_code, address, SIGBUS,
1392                                    BUS_ADRERR);
1393                 return;
1394         }
1395
1396         /*
1397          * If we need to retry the mmap_lock has already been released,
1398          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1399          * that we made any progress. Handle this case first.
1400          */
1401         if (unlikely((fault & VM_FAULT_RETRY) &&
1402                      (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY))) {
1403                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1404                 goto retry;
1405         }
1406
1407         mmap_read_unlock(mm);
1408         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1409                 mm_fault_error(regs, hw_error_code, address, fault);
1410                 return;
1411         }
1412
1413         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1414 }
1415 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1416
1417 static __always_inline void
1418 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1419                          unsigned long address)
1420 {
1421         if (!trace_pagefault_enabled())
1422                 return;
1423
1424         if (user_mode(regs))
1425                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1426         else
1427                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1428 }
1429
1430 static __always_inline void
1431 handle_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1432                               unsigned long address)
1433 {
1434         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1435
1436         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1437                 return;
1438
1439         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1440         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1441                 do_kern_addr_fault(regs, error_code, address);
1442         } else {
1443                 do_user_addr_fault(regs, error_code, address);
1444                 /*
1445                  * User address page fault handling might have reenabled
1446                  * interrupts. Fixing up all potential exit points of
1447                  * do_user_addr_fault() and its leaf functions is just not
1448                  * doable w/o creating an unholy mess or turning the code
1449                  * upside down.
1450                  */
1451                 local_irq_disable();
1452         }
1453 }
1454
1455 DEFINE_IDTENTRY_RAW_ERRORCODE(exc_page_fault)
1456 {
1457         unsigned long address = read_cr2();
1458         irqentry_state_t state;
1459
1460         prefetchw(&current->mm->mmap_lock);
1461
1462         /*
1463          * KVM uses #PF vector to deliver 'page not present' events to guests
1464          * (asynchronous page fault mechanism). The event happens when a
1465          * userspace task is trying to access some valid (from guest's point of
1466          * view) memory which is not currently mapped by the host (e.g. the
1467          * memory is swapped out). Note, the corresponding "page ready" event
1468          * which is injected when the memory becomes available, is delived via
1469          * an interrupt mechanism and not a #PF exception
1470          * (see arch/x86/kernel/kvm.c: sysvec_kvm_asyncpf_interrupt()).
1471          *
1472          * We are relying on the interrupted context being sane (valid RSP,
1473          * relevant locks not held, etc.), which is fine as long as the
1474          * interrupted context had IF=1.  We are also relying on the KVM
1475          * async pf type field and CR2 being read consistently instead of
1476          * getting values from real and async page faults mixed up.
1477          *
1478          * Fingers crossed.
1479          *
1480          * The async #PF handling code takes care of idtentry handling
1481          * itself.
1482          */
1483         if (kvm_handle_async_pf(regs, (u32)address))
1484                 return;
1485
1486         /*
1487          * Entry handling for valid #PF from kernel mode is slightly
1488          * different: RCU is already watching and rcu_irq_enter() must not
1489          * be invoked because a kernel fault on a user space address might
1490          * sleep.
1491          *
1492          * In case the fault hit a RCU idle region the conditional entry
1493          * code reenabled RCU to avoid subsequent wreckage which helps
1494          * debugability.
1495          */
1496         state = irqentry_enter(regs);
1497
1498         instrumentation_begin();
1499         handle_page_fault(regs, error_code, address);
1500         instrumentation_end();
1501
1502         irqentry_exit(regs, state);
1503 }