Merge branch 'topic/ro_wordlength' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
25 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
26 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
27 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
28 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
29 #include <asm/efi.h>                    /* efi_recover_from_page_fault()*/
30 #include <asm/desc.h>                   /* store_idt(), ...             */
31 #include <asm/cpu_entry_area.h>         /* exception stack              */
32 #include <asm/pgtable_areas.h>          /* VMALLOC_START, ...           */
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 (probe_kernel_address(instr, opcode))
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 (probe_kernel_address(instr, opcode))
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 void vmalloc_sync_all(void)
194 {
195         unsigned long address;
196
197         if (SHARED_KERNEL_PMD)
198                 return;
199
200         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
201              address >= TASK_SIZE_MAX && address < VMALLOC_END;
202              address += PMD_SIZE) {
203                 struct page *page;
204
205                 spin_lock(&pgd_lock);
206                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
207                         spinlock_t *pgt_lock;
208
209                         /* the pgt_lock only for Xen */
210                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
211
212                         spin_lock(pgt_lock);
213                         vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
214                         spin_unlock(pgt_lock);
215                 }
216                 spin_unlock(&pgd_lock);
217         }
218 }
219
220 /*
221  * 32-bit:
222  *
223  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
224  */
225 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
226 {
227         unsigned long pgd_paddr;
228         pmd_t *pmd_k;
229         pte_t *pte_k;
230
231         /* Make sure we are in vmalloc area: */
232         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
233                 return -1;
234
235         /*
236          * Synchronize this task's top level page-table
237          * with the 'reference' page table.
238          *
239          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
240          * an interrupt in the middle of a task switch..
241          */
242         pgd_paddr = read_cr3_pa();
243         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
244         if (!pmd_k)
245                 return -1;
246
247         if (pmd_large(*pmd_k))
248                 return 0;
249
250         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
251         if (!pte_present(*pte_k))
252                 return -1;
253
254         return 0;
255 }
256 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
257
258 /*
259  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
260  */
261 static inline void
262 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
263                  struct task_struct *tsk)
264 {
265 #ifdef CONFIG_VM86
266         unsigned long bit;
267
268         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
269                 return;
270
271         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
272         if (bit < 32)
273                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
274 #endif
275 }
276
277 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
278 {
279         return pfn < max_low_pfn;
280 }
281
282 static void dump_pagetable(unsigned long address)
283 {
284         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
285         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
286         p4d_t *p4d;
287         pud_t *pud;
288         pmd_t *pmd;
289         pte_t *pte;
290
291 #ifdef CONFIG_X86_PAE
292         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
293         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
294                 goto out;
295 #define pr_pde pr_cont
296 #else
297 #define pr_pde pr_info
298 #endif
299         p4d = p4d_offset(pgd, address);
300         pud = pud_offset(p4d, address);
301         pmd = pmd_offset(pud, address);
302         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
303 #undef pr_pde
304
305         /*
306          * We must not directly access the pte in the highpte
307          * case if the page table is located in highmem.
308          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
309          * it's allocated already:
310          */
311         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
312                 goto out;
313
314         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
315         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
316 out:
317         pr_cont("\n");
318 }
319
320 #else /* CONFIG_X86_64: */
321
322 void vmalloc_sync_all(void)
323 {
324         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
325 }
326
327 /*
328  * 64-bit:
329  *
330  *   Handle a fault on the vmalloc area
331  */
332 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
333 {
334         pgd_t *pgd, *pgd_k;
335         p4d_t *p4d, *p4d_k;
336         pud_t *pud;
337         pmd_t *pmd;
338         pte_t *pte;
339
340         /* Make sure we are in vmalloc area: */
341         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
342                 return -1;
343
344         /*
345          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
346          * happen within a race in page table update. In the later
347          * case just flush:
348          */
349         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
350         pgd_k = pgd_offset_k(address);
351         if (pgd_none(*pgd_k))
352                 return -1;
353
354         if (pgtable_l5_enabled()) {
355                 if (pgd_none(*pgd)) {
356                         set_pgd(pgd, *pgd_k);
357                         arch_flush_lazy_mmu_mode();
358                 } else {
359                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_k));
360                 }
361         }
362
363         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
364         p4d = p4d_offset(pgd, address);
365         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
366         if (p4d_none(*p4d_k))
367                 return -1;
368
369         if (p4d_none(*p4d) && !pgtable_l5_enabled()) {
370                 set_p4d(p4d, *p4d_k);
371                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
372         } else {
373                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_k));
374         }
375
376         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 4);
377
378         pud = pud_offset(p4d, address);
379         if (pud_none(*pud))
380                 return -1;
381
382         if (pud_large(*pud))
383                 return 0;
384
385         pmd = pmd_offset(pud, address);
386         if (pmd_none(*pmd))
387                 return -1;
388
389         if (pmd_large(*pmd))
390                 return 0;
391
392         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
393         if (!pte_present(*pte))
394                 return -1;
395
396         return 0;
397 }
398 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
399
400 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
401 static const char errata93_warning[] =
402 KERN_ERR 
403 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
404 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
405 "******* Please consider a BIOS update.\n"
406 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
407 #endif
408
409 /*
410  * No vm86 mode in 64-bit mode:
411  */
412 static inline void
413 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
414                  struct task_struct *tsk)
415 {
416 }
417
418 static int bad_address(void *p)
419 {
420         unsigned long dummy;
421
422         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
423 }
424
425 static void dump_pagetable(unsigned long address)
426 {
427         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
428         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
429         p4d_t *p4d;
430         pud_t *pud;
431         pmd_t *pmd;
432         pte_t *pte;
433
434         if (bad_address(pgd))
435                 goto bad;
436
437         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
438
439         if (!pgd_present(*pgd))
440                 goto out;
441
442         p4d = p4d_offset(pgd, address);
443         if (bad_address(p4d))
444                 goto bad;
445
446         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
447         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
448                 goto out;
449
450         pud = pud_offset(p4d, address);
451         if (bad_address(pud))
452                 goto bad;
453
454         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
455         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
456                 goto out;
457
458         pmd = pmd_offset(pud, address);
459         if (bad_address(pmd))
460                 goto bad;
461
462         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
463         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
464                 goto out;
465
466         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
467         if (bad_address(pte))
468                 goto bad;
469
470         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
471 out:
472         pr_cont("\n");
473         return;
474 bad:
475         pr_info("BAD\n");
476 }
477
478 #endif /* CONFIG_X86_64 */
479
480 /*
481  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
482  *
483  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
484  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
485  *
486  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
487  *
488  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
489  * Try to work around it here.
490  *
491  * Note we only handle faults in kernel here.
492  * Does nothing on 32-bit.
493  */
494 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
495 {
496 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
497         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
498             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
499                 return 0;
500
501         if (address != regs->ip)
502                 return 0;
503
504         if ((address >> 32) != 0)
505                 return 0;
506
507         address |= 0xffffffffUL << 32;
508         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
509             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
510                 printk_once(errata93_warning);
511                 regs->ip = address;
512                 return 1;
513         }
514 #endif
515         return 0;
516 }
517
518 /*
519  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
520  * to illegal addresses >4GB.
521  *
522  * We catch this in the page fault handler because these addresses
523  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
524  * segment in LDT is compatibility mode.
525  */
526 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
527 {
528 #ifdef CONFIG_X86_64
529         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
530                 return 1;
531 #endif
532         return 0;
533 }
534
535 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
536 {
537 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
538         unsigned long nr;
539
540         /*
541          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
542          */
543         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
544                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
545
546                 if (nr == 6) {
547                         do_invalid_op(regs, 0);
548                         return 1;
549                 }
550         }
551 #endif
552         return 0;
553 }
554
555 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
556 {
557         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
558         unsigned long addr;
559         struct ldttss_desc desc;
560
561         if (index == 0) {
562                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
563                 return;
564         }
565
566         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
567                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
568                 return;
569         }
570
571         if (probe_kernel_read(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
572                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
573                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
574                          name, index);
575                 return;
576         }
577
578         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
579 #ifdef CONFIG_X86_64
580         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
581 #endif
582         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
583                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
584 }
585
586 static void
587 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
588 {
589         if (!oops_may_print())
590                 return;
591
592         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
593                 unsigned int level;
594                 pgd_t *pgd;
595                 pte_t *pte;
596
597                 pgd = __va(read_cr3_pa());
598                 pgd += pgd_index(address);
599
600                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
601
602                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
603                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
604                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
605                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
606                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
607                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
608                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
609                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
610         }
611
612         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
613                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
614                         (void *)address);
615         else
616                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
617                         (void *)address);
618
619         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
620                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
621                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
622                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
623                                                "read access",
624                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
625         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
626                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
627                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
628                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
629                                                "permissions violation");
630
631         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
632                 struct desc_ptr idt, gdt;
633                 u16 ldtr, tr;
634
635                 /*
636                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
637                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
638                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
639                  * contributory exception from user code and gets a page fault
640                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
641                  * it originated directly from user code.  This could happen
642                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
643                  * kernel or IST stack.
644                  */
645                 store_idt(&idt);
646
647                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
648                 native_store_gdt(&gdt);
649
650                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
651                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
652
653                 store_ldt(ldtr);
654                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
655
656                 store_tr(tr);
657                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
658         }
659
660         dump_pagetable(address);
661 }
662
663 static noinline void
664 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
665             unsigned long address)
666 {
667         struct task_struct *tsk;
668         unsigned long flags;
669         int sig;
670
671         flags = oops_begin();
672         tsk = current;
673         sig = SIGKILL;
674
675         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
676                tsk->comm, address);
677         dump_pagetable(address);
678
679         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
680                 sig = 0;
681
682         oops_end(flags, regs, sig);
683 }
684
685 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
686                                 unsigned long error_code)
687 {
688         struct task_struct *tsk = current;
689
690         /*
691          * To avoid leaking information about the kernel page
692          * table layout, pretend that user-mode accesses to
693          * kernel addresses are always protection faults.
694          *
695          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
696          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
697          * information and does not appear to cause any problems.
698          */
699         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
700                 error_code |= X86_PF_PROT;
701
702         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
703         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
704         tsk->thread.cr2 = address;
705 }
706
707 static noinline void
708 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
709            unsigned long address, int signal, int si_code)
710 {
711         struct task_struct *tsk = current;
712         unsigned long flags;
713         int sig;
714
715         if (user_mode(regs)) {
716                 /*
717                  * This is an implicit supervisor-mode access from user
718                  * mode.  Bypass all the kernel-mode recovery code and just
719                  * OOPS.
720                  */
721                 goto oops;
722         }
723
724         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
725         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
726                 /*
727                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
728                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
729                  * task context.
730                  */
731                 if (in_interrupt())
732                         return;
733
734                 /*
735                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
736                  *
737                  * In this case we need to make sure we're not recursively
738                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
739                  */
740                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
741                         set_signal_archinfo(address, error_code);
742
743                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
744                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
745                 }
746
747                 /*
748                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
749                  */
750                 return;
751         }
752
753 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
754         /*
755          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
756          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
757          * that we're in vmalloc space to avoid this.
758          */
759         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
760             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
761              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
762                 unsigned long stack = __this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void *);
763                 /*
764                  * We're likely to be running with very little stack space
765                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
766                  * double-fault even before we get this far, in which case
767                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
768                  *
769                  * We don't want to make it all the way into the oops code
770                  * and then double-fault, though, because we're likely to
771                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
772                  */
773                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
774                               "call handle_stack_overflow\n\t"
775                               "1: jmp 1b"
776                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
777                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
778                                 "S" (regs), "d" (address),
779                                 [stack] "rm" (stack));
780                 unreachable();
781         }
782 #endif
783
784         /*
785          * 32-bit:
786          *
787          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
788          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
789          *   handled it.
790          *
791          * 64-bit:
792          *
793          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
794          */
795         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
796                 return;
797
798         if (is_errata93(regs, address))
799                 return;
800
801         /*
802          * Buggy firmware could access regions which might page fault, try to
803          * recover from such faults.
804          */
805         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
806                 efi_recover_from_page_fault(address);
807
808 oops:
809         /*
810          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
811          * terminate things with extreme prejudice:
812          */
813         flags = oops_begin();
814
815         show_fault_oops(regs, error_code, address);
816
817         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
818                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
819
820         sig = SIGKILL;
821         if (__die("Oops", regs, error_code))
822                 sig = 0;
823
824         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
825         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
826
827         oops_end(flags, regs, sig);
828 }
829
830 /*
831  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
832  * sysctl is set:
833  */
834 static inline void
835 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
836                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
837 {
838         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
839
840         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
841                 return;
842
843         if (!printk_ratelimit())
844                 return;
845
846         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
847                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
848                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
849
850         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
851
852         printk(KERN_CONT "\n");
853
854         show_opcodes(regs, loglvl);
855 }
856
857 /*
858  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
859  * of the address space that has user-accessible permissions.
860  */
861 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
862 {
863         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
864 }
865
866 static void
867 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
868                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
869 {
870         struct task_struct *tsk = current;
871
872         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
873         if (user_mode(regs) && (error_code & X86_PF_USER)) {
874                 /*
875                  * It's possible to have interrupts off here:
876                  */
877                 local_irq_enable();
878
879                 /*
880                  * Valid to do another page fault here because this one came
881                  * from user space:
882                  */
883                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
884                         return;
885
886                 if (is_errata100(regs, address))
887                         return;
888
889                 /*
890                  * To avoid leaking information about the kernel page table
891                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
892                  * are always protection faults.
893                  */
894                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
895                         error_code |= X86_PF_PROT;
896
897                 if (likely(show_unhandled_signals))
898                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
899
900                 set_signal_archinfo(address, error_code);
901
902                 if (si_code == SEGV_PKUERR)
903                         force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
904
905                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
906
907                 return;
908         }
909
910         if (is_f00f_bug(regs, address))
911                 return;
912
913         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
914 }
915
916 static noinline void
917 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
918                      unsigned long address)
919 {
920         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
921 }
922
923 static void
924 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
925            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
926 {
927         struct mm_struct *mm = current->mm;
928         /*
929          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
930          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
931          */
932         up_read(&mm->mmap_sem);
933
934         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
935 }
936
937 static noinline void
938 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
939 {
940         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
941 }
942
943 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
944                 struct vm_area_struct *vma)
945 {
946         /* This code is always called on the current mm */
947         bool foreign = false;
948
949         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
950                 return false;
951         if (error_code & X86_PF_PK)
952                 return true;
953         /* this checks permission keys on the VMA: */
954         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
955                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
956                 return true;
957         return false;
958 }
959
960 static noinline void
961 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
962                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
963 {
964         /*
965          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
966          * But, doing it this way allows compiler optimizations
967          * if pkeys are compiled out.
968          */
969         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
970                 /*
971                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
972                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
973                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
974                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
975                  * which protection key was set on the PTE.
976                  *
977                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
978                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
979                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
980                  * was the one that we faulted on.
981                  *
982                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
983                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
984                  * 3. T1   : faults...
985                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
986                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
987                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
988                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
989                  */
990                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
991
992                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
993         } else {
994                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
995         }
996 }
997
998 static void
999 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
1000           vm_fault_t fault)
1001 {
1002         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1003         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1004                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1005                 return;
1006         }
1007
1008         /* User-space => ok to do another page fault: */
1009         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
1010                 return;
1011
1012         set_signal_archinfo(address, error_code);
1013
1014 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1015         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
1016                 struct task_struct *tsk = current;
1017                 unsigned lsb = 0;
1018
1019                 pr_err(
1020         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
1021                         tsk->comm, tsk->pid, address);
1022                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
1023                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
1024                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
1025                         lsb = PAGE_SHIFT;
1026                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
1027                 return;
1028         }
1029 #endif
1030         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
1031 }
1032
1033 static noinline void
1034 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1035                unsigned long address, vm_fault_t fault)
1036 {
1037         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
1038                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
1039                 return;
1040         }
1041
1042         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1043                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1044                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1045                         no_context(regs, error_code, address,
1046                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1047                         return;
1048                 }
1049
1050                 /*
1051                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1052                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1053                  * oom-killed):
1054                  */
1055                 pagefault_out_of_memory();
1056         } else {
1057                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1058                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1059                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1060                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1061                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1062                 else
1063                         BUG();
1064         }
1065 }
1066
1067 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
1068 {
1069         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
1070                 return 0;
1071
1072         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1073                 return 0;
1074
1075         return 1;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1080  *
1081  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1082  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1083  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1084  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1085  * on other processors.
1086  *
1087  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1088  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1089  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1090  *
1091  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1092  * increasing the permissions on a page.
1093  *
1094  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1095  *
1096  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1097  * (Optional Invalidation).
1098  */
1099 static noinline int
1100 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1101 {
1102         pgd_t *pgd;
1103         p4d_t *p4d;
1104         pud_t *pud;
1105         pmd_t *pmd;
1106         pte_t *pte;
1107         int ret;
1108
1109         /*
1110          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1111          * spurious faults.
1112          *
1113          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1114          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1115          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1116          * faults.
1117          */
1118         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1119             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1120                 return 0;
1121
1122         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1123         if (!pgd_present(*pgd))
1124                 return 0;
1125
1126         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1127         if (!p4d_present(*p4d))
1128                 return 0;
1129
1130         if (p4d_large(*p4d))
1131                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1132
1133         pud = pud_offset(p4d, address);
1134         if (!pud_present(*pud))
1135                 return 0;
1136
1137         if (pud_large(*pud))
1138                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1139
1140         pmd = pmd_offset(pud, address);
1141         if (!pmd_present(*pmd))
1142                 return 0;
1143
1144         if (pmd_large(*pmd))
1145                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1146
1147         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1148         if (!pte_present(*pte))
1149                 return 0;
1150
1151         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1152         if (!ret)
1153                 return 0;
1154
1155         /*
1156          * Make sure we have permissions in PMD.
1157          * If not, then there's a bug in the page tables:
1158          */
1159         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1160         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1161
1162         return ret;
1163 }
1164 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1165
1166 int show_unhandled_signals = 1;
1167
1168 static inline int
1169 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1170 {
1171         /* This is only called for the current mm, so: */
1172         bool foreign = false;
1173
1174         /*
1175          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1176          * always an unconditional error and can never result in
1177          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1178          */
1179         if (error_code & X86_PF_PK)
1180                 return 1;
1181
1182         /*
1183          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1184          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1185          * page.
1186          */
1187         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1188                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1189                 return 1;
1190
1191         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1192                 /* write, present and write, not present: */
1193                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1194                         return 1;
1195                 return 0;
1196         }
1197
1198         /* read, present: */
1199         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1200                 return 1;
1201
1202         /* read, not present: */
1203         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1204                 return 1;
1205
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1210 {
1211         /*
1212          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1213          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1214          * address space.
1215          */
1216         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1217                 return false;
1218
1219         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1224  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1225  * ran in userspace or the kernel.
1226  */
1227 static void
1228 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1229                    unsigned long address)
1230 {
1231         /*
1232          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1233          * have no user pages in the kernel portion of the address
1234          * space, so do not expect them here.
1235          */
1236         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1237
1238         /*
1239          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1240          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1241          *
1242          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1243          * be in an interrupt or a critical region, and should
1244          * only copy the information from the master page table,
1245          * nothing more.
1246          *
1247          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1248          * fault is not any of the following:
1249          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1250          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1251          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1252          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1253          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1254          *     would have X86_PF_PROT==0).
1255          */
1256         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1257                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1258                         return;
1259         }
1260
1261         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1262         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1263                 return;
1264
1265         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1266         if (kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF))
1267                 return;
1268
1269         /*
1270          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1271          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1272          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1273          *
1274          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1275          * fault we could otherwise deadlock:
1276          */
1277         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1278 }
1279 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1280
1281 /* Handle faults in the user portion of the address space */
1282 static inline
1283 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1284                         unsigned long hw_error_code,
1285                         unsigned long address)
1286 {
1287         struct vm_area_struct *vma;
1288         struct task_struct *tsk;
1289         struct mm_struct *mm;
1290         vm_fault_t fault, major = 0;
1291         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1292
1293         tsk = current;
1294         mm = tsk->mm;
1295
1296         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1297         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1298                 return;
1299
1300         /*
1301          * Reserved bits are never expected to be set on
1302          * entries in the user portion of the page tables.
1303          */
1304         if (unlikely(hw_error_code & X86_PF_RSVD))
1305                 pgtable_bad(regs, hw_error_code, address);
1306
1307         /*
1308          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1309          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1310          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1311          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1312          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1313          */
1314         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1315                      !(hw_error_code & X86_PF_USER) &&
1316                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC)))
1317         {
1318                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1319                 return;
1320         }
1321
1322         /*
1323          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1324          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1325          */
1326         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1327                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1328                 return;
1329         }
1330
1331         /*
1332          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1333          * vmalloc fault has been handled.
1334          *
1335          * User-mode registers count as a user access even for any
1336          * potential system fault or CPU buglet:
1337          */
1338         if (user_mode(regs)) {
1339                 local_irq_enable();
1340                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1341         } else {
1342                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1343                         local_irq_enable();
1344         }
1345
1346         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1347
1348         if (hw_error_code & X86_PF_WRITE)
1349                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1350         if (hw_error_code & X86_PF_INSTR)
1351                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1352
1353 #ifdef CONFIG_X86_64
1354         /*
1355          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1356          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1357          * considered to be part of the user address space.
1358          *
1359          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1360          * emulation before we go searching for VMAs.
1361          *
1362          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1363          * to consider the PF_PK bit.
1364          */
1365         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1366                 if (emulate_vsyscall(hw_error_code, regs, address))
1367                         return;
1368         }
1369 #endif
1370
1371         /*
1372          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1373          * on well-defined single instructions listed in the exception
1374          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1375          * those areas which also holds mmap_sem might deadlock attempting
1376          * to validate the fault against the address space.
1377          *
1378          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1379          * risk of a deadlock.  This happens if we
1380          * 1. Failed to acquire mmap_sem, and
1381          * 2. The access did not originate in userspace.
1382          */
1383         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1384                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1385                         /*
1386                          * Fault from code in kernel from
1387                          * which we do not expect faults.
1388                          */
1389                         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1390                         return;
1391                 }
1392 retry:
1393                 down_read(&mm->mmap_sem);
1394         } else {
1395                 /*
1396                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1397                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1398                  * down_read():
1399                  */
1400                 might_sleep();
1401         }
1402
1403         vma = find_vma(mm, address);
1404         if (unlikely(!vma)) {
1405                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1406                 return;
1407         }
1408         if (likely(vma->vm_start <= address))
1409                 goto good_area;
1410         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1411                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1412                 return;
1413         }
1414         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1415                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1416                 return;
1417         }
1418
1419         /*
1420          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1421          * we can handle it..
1422          */
1423 good_area:
1424         if (unlikely(access_error(hw_error_code, vma))) {
1425                 bad_area_access_error(regs, hw_error_code, address, vma);
1426                 return;
1427         }
1428
1429         /*
1430          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1431          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1432          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1433          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
1434          *
1435          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_sem
1436          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1437          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1438          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1439          * userland). The return to userland is identified whenever
1440          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1441          */
1442         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);
1443         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
1444
1445         /*
1446          * If we need to retry the mmap_sem has already been released,
1447          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1448          * that we made any progress. Handle this case first.
1449          */
1450         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1451                 /* Retry at most once */
1452                 if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1453                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1454                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1455                         if (!fatal_signal_pending(tsk))
1456                                 goto retry;
1457                 }
1458
1459                 /* User mode? Just return to handle the fatal exception */
1460                 if (flags & FAULT_FLAG_USER)
1461                         return;
1462
1463                 /* Not returning to user mode? Handle exceptions or die: */
1464                 no_context(regs, hw_error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1465                 return;
1466         }
1467
1468         up_read(&mm->mmap_sem);
1469         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1470                 mm_fault_error(regs, hw_error_code, address, fault);
1471                 return;
1472         }
1473
1474         /*
1475          * Major/minor page fault accounting. If any of the events
1476          * returned VM_FAULT_MAJOR, we account it as a major fault.
1477          */
1478         if (major) {
1479                 tsk->maj_flt++;
1480                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
1481         } else {
1482                 tsk->min_flt++;
1483                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
1484         }
1485
1486         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1487 }
1488 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1489
1490 static __always_inline void
1491 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1492                          unsigned long address)
1493 {
1494         if (!trace_pagefault_enabled())
1495                 return;
1496
1497         if (user_mode(regs))
1498                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1499         else
1500                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1501 }
1502
1503 dotraplinkage void
1504 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1505                 unsigned long address)
1506 {
1507         prefetchw(&current->mm->mmap_sem);
1508         trace_page_fault_entries(regs, hw_error_code, address);
1509
1510         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1511                 return;
1512
1513         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1514         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address)))
1515                 do_kern_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1516         else
1517                 do_user_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1518 }
1519 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);