Merge tag 'hyperv-fixes-signed' 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/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 set_signal_archinfo(unsigned long address,
606                                 unsigned long error_code)
607 {
608         struct task_struct *tsk = current;
609
610         /*
611          * To avoid leaking information about the kernel page
612          * table layout, pretend that user-mode accesses to
613          * kernel addresses are always protection faults.
614          *
615          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
616          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
617          * information and does not appear to cause any problems.
618          */
619         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
620                 error_code |= X86_PF_PROT;
621
622         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
623         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
624         tsk->thread.cr2 = address;
625 }
626
627 static noinline void
628 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
629            unsigned long address, int signal, int si_code)
630 {
631         struct task_struct *tsk = current;
632         unsigned long flags;
633         int sig;
634
635         if (user_mode(regs)) {
636                 /*
637                  * This is an implicit supervisor-mode access from user
638                  * mode.  Bypass all the kernel-mode recovery code and just
639                  * OOPS.
640                  */
641                 goto oops;
642         }
643
644         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
645         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
646                 /*
647                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
648                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
649                  * task context.
650                  */
651                 if (in_interrupt())
652                         return;
653
654                 /*
655                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
656                  *
657                  * In this case we need to make sure we're not recursively
658                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
659                  */
660                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
661                         set_signal_archinfo(address, error_code);
662
663                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
664                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
665                 }
666
667                 /*
668                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
669                  */
670                 return;
671         }
672
673 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
674         /*
675          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
676          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
677          * that we're in vmalloc space to avoid this.
678          */
679         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
680             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
681              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
682                 unsigned long stack = __this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void *);
683                 /*
684                  * We're likely to be running with very little stack space
685                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
686                  * double-fault even before we get this far, in which case
687                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
688                  *
689                  * We don't want to make it all the way into the oops code
690                  * and then double-fault, though, because we're likely to
691                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
692                  */
693                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
694                               "call handle_stack_overflow\n\t"
695                               "1: jmp 1b"
696                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
697                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
698                                 "S" (regs), "d" (address),
699                                 [stack] "rm" (stack));
700                 unreachable();
701         }
702 #endif
703
704         /*
705          * 32-bit:
706          *
707          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
708          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
709          *   handled it.
710          *
711          * 64-bit:
712          *
713          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
714          */
715         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
716                 return;
717
718         if (is_errata93(regs, address))
719                 return;
720
721         /*
722          * Buggy firmware could access regions which might page fault, try to
723          * recover from such faults.
724          */
725         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
726                 efi_recover_from_page_fault(address);
727
728 oops:
729         /*
730          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
731          * terminate things with extreme prejudice:
732          */
733         flags = oops_begin();
734
735         show_fault_oops(regs, error_code, address);
736
737         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
738                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
739
740         sig = SIGKILL;
741         if (__die("Oops", regs, error_code))
742                 sig = 0;
743
744         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
745         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
746
747         oops_end(flags, regs, sig);
748 }
749
750 /*
751  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
752  * sysctl is set:
753  */
754 static inline void
755 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
756                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
757 {
758         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
759
760         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
761                 return;
762
763         if (!printk_ratelimit())
764                 return;
765
766         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
767                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
768                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
769
770         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
771
772         printk(KERN_CONT "\n");
773
774         show_opcodes(regs, loglvl);
775 }
776
777 /*
778  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
779  * of the address space that has user-accessible permissions.
780  */
781 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
782 {
783         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
784 }
785
786 static void
787 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
788                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
789 {
790         struct task_struct *tsk = current;
791
792         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
793         if (user_mode(regs) && (error_code & X86_PF_USER)) {
794                 /*
795                  * It's possible to have interrupts off here:
796                  */
797                 local_irq_enable();
798
799                 /*
800                  * Valid to do another page fault here because this one came
801                  * from user space:
802                  */
803                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
804                         return;
805
806                 if (is_errata100(regs, address))
807                         return;
808
809                 /*
810                  * To avoid leaking information about the kernel page table
811                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
812                  * are always protection faults.
813                  */
814                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
815                         error_code |= X86_PF_PROT;
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         set_signal_archinfo(address, error_code);
935
936 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
937         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
938                 struct task_struct *tsk = current;
939                 unsigned lsb = 0;
940
941                 pr_err(
942         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
943                         tsk->comm, tsk->pid, address);
944                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
945                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
946                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
947                         lsb = PAGE_SHIFT;
948                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
949                 return;
950         }
951 #endif
952         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
953 }
954
955 static noinline void
956 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
957                unsigned long address, vm_fault_t fault)
958 {
959         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
960                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
961                 return;
962         }
963
964         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
965                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
966                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
967                         no_context(regs, error_code, address,
968                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
969                         return;
970                 }
971
972                 /*
973                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
974                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
975                  * oom-killed):
976                  */
977                 pagefault_out_of_memory();
978         } else {
979                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
980                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
981                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
982                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
983                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
984                 else
985                         BUG();
986         }
987 }
988
989 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
990 {
991         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
992                 return 0;
993
994         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
995                 return 0;
996
997         return 1;
998 }
999
1000 /*
1001  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1002  *
1003  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1004  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1005  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1006  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1007  * on other processors.
1008  *
1009  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1010  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1011  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1012  *
1013  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1014  * increasing the permissions on a page.
1015  *
1016  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1017  *
1018  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1019  * (Optional Invalidation).
1020  */
1021 static noinline int
1022 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1023 {
1024         pgd_t *pgd;
1025         p4d_t *p4d;
1026         pud_t *pud;
1027         pmd_t *pmd;
1028         pte_t *pte;
1029         int ret;
1030
1031         /*
1032          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1033          * spurious faults.
1034          *
1035          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1036          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1037          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1038          * faults.
1039          */
1040         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1041             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1042                 return 0;
1043
1044         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1045         if (!pgd_present(*pgd))
1046                 return 0;
1047
1048         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1049         if (!p4d_present(*p4d))
1050                 return 0;
1051
1052         if (p4d_large(*p4d))
1053                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1054
1055         pud = pud_offset(p4d, address);
1056         if (!pud_present(*pud))
1057                 return 0;
1058
1059         if (pud_large(*pud))
1060                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1061
1062         pmd = pmd_offset(pud, address);
1063         if (!pmd_present(*pmd))
1064                 return 0;
1065
1066         if (pmd_large(*pmd))
1067                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1068
1069         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1070         if (!pte_present(*pte))
1071                 return 0;
1072
1073         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1074         if (!ret)
1075                 return 0;
1076
1077         /*
1078          * Make sure we have permissions in PMD.
1079          * If not, then there's a bug in the page tables:
1080          */
1081         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1082         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1083
1084         return ret;
1085 }
1086 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1087
1088 int show_unhandled_signals = 1;
1089
1090 static inline int
1091 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1092 {
1093         /* This is only called for the current mm, so: */
1094         bool foreign = false;
1095
1096         /*
1097          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1098          * always an unconditional error and can never result in
1099          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1100          */
1101         if (error_code & X86_PF_PK)
1102                 return 1;
1103
1104         /*
1105          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1106          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1107          * page.
1108          */
1109         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1110                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1111                 return 1;
1112
1113         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1114                 /* write, present and write, not present: */
1115                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1116                         return 1;
1117                 return 0;
1118         }
1119
1120         /* read, present: */
1121         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1122                 return 1;
1123
1124         /* read, not present: */
1125         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1126                 return 1;
1127
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 bool fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1132 {
1133         /*
1134          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1135          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1136          * address space.
1137          */
1138         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1139                 return false;
1140
1141         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1146  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1147  * ran in userspace or the kernel.
1148  */
1149 static void
1150 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1151                    unsigned long address)
1152 {
1153         /*
1154          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1155          * have no user pages in the kernel portion of the address
1156          * space, so do not expect them here.
1157          */
1158         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1159
1160 #ifdef CONFIG_X86_32
1161         /*
1162          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1163          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1164          *
1165          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1166          * be in an interrupt or a critical region, and should
1167          * only copy the information from the master page table,
1168          * nothing more.
1169          *
1170          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1171          * fault is not any of the following:
1172          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1173          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1174          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1175          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1176          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1177          *     would have X86_PF_PROT==0).
1178          *
1179          * This is only needed to close a race condition on x86-32 in
1180          * the vmalloc mapping/unmapping code. See the comment above
1181          * vmalloc_fault() for details. On x86-64 the race does not
1182          * exist as the vmalloc mappings don't need to be synchronized
1183          * there.
1184          */
1185         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1186                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1187                         return;
1188         }
1189 #endif
1190
1191         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1192         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1193                 return;
1194
1195         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1196         if (kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF))
1197                 return;
1198
1199         /*
1200          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1201          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1202          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1203          *
1204          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1205          * fault we could otherwise deadlock:
1206          */
1207         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1208 }
1209 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1210
1211 /* Handle faults in the user portion of the address space */
1212 static inline
1213 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1214                         unsigned long hw_error_code,
1215                         unsigned long address)
1216 {
1217         struct vm_area_struct *vma;
1218         struct task_struct *tsk;
1219         struct mm_struct *mm;
1220         vm_fault_t fault;
1221         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
1222
1223         tsk = current;
1224         mm = tsk->mm;
1225
1226         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1227         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1228                 return;
1229
1230         /*
1231          * Reserved bits are never expected to be set on
1232          * entries in the user portion of the page tables.
1233          */
1234         if (unlikely(hw_error_code & X86_PF_RSVD))
1235                 pgtable_bad(regs, hw_error_code, address);
1236
1237         /*
1238          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1239          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1240          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1241          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1242          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1243          */
1244         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1245                      !(hw_error_code & X86_PF_USER) &&
1246                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC)))
1247         {
1248                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1249                 return;
1250         }
1251
1252         /*
1253          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1254          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1255          */
1256         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1257                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1258                 return;
1259         }
1260
1261         /*
1262          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1263          * vmalloc fault has been handled.
1264          *
1265          * User-mode registers count as a user access even for any
1266          * potential system fault or CPU buglet:
1267          */
1268         if (user_mode(regs)) {
1269                 local_irq_enable();
1270                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1271         } else {
1272                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1273                         local_irq_enable();
1274         }
1275
1276         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1277
1278         if (hw_error_code & X86_PF_WRITE)
1279                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1280         if (hw_error_code & X86_PF_INSTR)
1281                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1282
1283 #ifdef CONFIG_X86_64
1284         /*
1285          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1286          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1287          * considered to be part of the user address space.
1288          *
1289          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1290          * emulation before we go searching for VMAs.
1291          *
1292          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1293          * to consider the PF_PK bit.
1294          */
1295         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1296                 if (emulate_vsyscall(hw_error_code, regs, address))
1297                         return;
1298         }
1299 #endif
1300
1301         /*
1302          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1303          * on well-defined single instructions listed in the exception
1304          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1305          * those areas which also holds mmap_lock might deadlock attempting
1306          * to validate the fault against the address space.
1307          *
1308          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1309          * risk of a deadlock.  This happens if we
1310          * 1. Failed to acquire mmap_lock, and
1311          * 2. The access did not originate in userspace.
1312          */
1313         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mm))) {
1314                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1315                         /*
1316                          * Fault from code in kernel from
1317                          * which we do not expect faults.
1318                          */
1319                         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1320                         return;
1321                 }
1322 retry:
1323                 mmap_read_lock(mm);
1324         } else {
1325                 /*
1326                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1327                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1328                  * down_read():
1329                  */
1330                 might_sleep();
1331         }
1332
1333         vma = find_vma(mm, address);
1334         if (unlikely(!vma)) {
1335                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1336                 return;
1337         }
1338         if (likely(vma->vm_start <= address))
1339                 goto good_area;
1340         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1341                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1342                 return;
1343         }
1344         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1345                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1346                 return;
1347         }
1348
1349         /*
1350          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1351          * we can handle it..
1352          */
1353 good_area:
1354         if (unlikely(access_error(hw_error_code, vma))) {
1355                 bad_area_access_error(regs, hw_error_code, address, vma);
1356                 return;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1361          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1362          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1363          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_lock has been unlocked.
1364          *
1365          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_lock
1366          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1367          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1368          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1369          * userland). The return to userland is identified whenever
1370          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1371          */
1372         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1373
1374         /* Quick path to respond to signals */
1375         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1376                 if (!user_mode(regs))
1377                         no_context(regs, hw_error_code, address, SIGBUS,
1378                                    BUS_ADRERR);
1379                 return;
1380         }
1381
1382         /*
1383          * If we need to retry the mmap_lock has already been released,
1384          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1385          * that we made any progress. Handle this case first.
1386          */
1387         if (unlikely((fault & VM_FAULT_RETRY) &&
1388                      (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY))) {
1389                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1390                 goto retry;
1391         }
1392
1393         mmap_read_unlock(mm);
1394         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1395                 mm_fault_error(regs, hw_error_code, address, fault);
1396                 return;
1397         }
1398
1399         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1400 }
1401 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1402
1403 static __always_inline void
1404 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1405                          unsigned long address)
1406 {
1407         if (!trace_pagefault_enabled())
1408                 return;
1409
1410         if (user_mode(regs))
1411                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1412         else
1413                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1414 }
1415
1416 static __always_inline void
1417 handle_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1418                               unsigned long address)
1419 {
1420         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1421
1422         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1423                 return;
1424
1425         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1426         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1427                 do_kern_addr_fault(regs, error_code, address);
1428         } else {
1429                 do_user_addr_fault(regs, error_code, address);
1430                 /*
1431                  * User address page fault handling might have reenabled
1432                  * interrupts. Fixing up all potential exit points of
1433                  * do_user_addr_fault() and its leaf functions is just not
1434                  * doable w/o creating an unholy mess or turning the code
1435                  * upside down.
1436                  */
1437                 local_irq_disable();
1438         }
1439 }
1440
1441 DEFINE_IDTENTRY_RAW_ERRORCODE(exc_page_fault)
1442 {
1443         unsigned long address = read_cr2();
1444         irqentry_state_t state;
1445
1446         prefetchw(&current->mm->mmap_lock);
1447
1448         /*
1449          * KVM uses #PF vector to deliver 'page not present' events to guests
1450          * (asynchronous page fault mechanism). The event happens when a
1451          * userspace task is trying to access some valid (from guest's point of
1452          * view) memory which is not currently mapped by the host (e.g. the
1453          * memory is swapped out). Note, the corresponding "page ready" event
1454          * which is injected when the memory becomes available, is delived via
1455          * an interrupt mechanism and not a #PF exception
1456          * (see arch/x86/kernel/kvm.c: sysvec_kvm_asyncpf_interrupt()).
1457          *
1458          * We are relying on the interrupted context being sane (valid RSP,
1459          * relevant locks not held, etc.), which is fine as long as the
1460          * interrupted context had IF=1.  We are also relying on the KVM
1461          * async pf type field and CR2 being read consistently instead of
1462          * getting values from real and async page faults mixed up.
1463          *
1464          * Fingers crossed.
1465          *
1466          * The async #PF handling code takes care of idtentry handling
1467          * itself.
1468          */
1469         if (kvm_handle_async_pf(regs, (u32)address))
1470                 return;
1471
1472         /*
1473          * Entry handling for valid #PF from kernel mode is slightly
1474          * different: RCU is already watching and rcu_irq_enter() must not
1475          * be invoked because a kernel fault on a user space address might
1476          * sleep.
1477          *
1478          * In case the fault hit a RCU idle region the conditional entry
1479          * code reenabled RCU to avoid subsequent wreckage which helps
1480          * debugability.
1481          */
1482         state = irqentry_enter(regs);
1483
1484         instrumentation_begin();
1485         handle_page_fault(regs, error_code, address);
1486         instrumentation_end();
1487
1488         irqentry_exit(regs, state);
1489 }