Merge remote-tracking branch 'torvalds/master' into perf/core
[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/kfence.h>               /* kfence_handle_page_fault     */
13 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
14 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
15 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
16 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
17 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
18 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
19 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
20 #include <linux/efi.h>                  /* efi_crash_gracefully_on_page_fault()*/
21 #include <linux/mm_types.h>
22
23 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
24 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
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_crash_gracefully_on_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 #include <asm/kvm_para.h>               /* kvm_handle_async_pf          */
34 #include <asm/vdso.h>                   /* fixup_vdso_exception()       */
35
36 #define CREATE_TRACE_POINTS
37 #include <asm/trace/exceptions.h>
38
39 /*
40  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
41  * handled by mmiotrace:
42  */
43 static nokprobe_inline int
44 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
45 {
46         if (unlikely(is_kmmio_active()))
47                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
48                         return -1;
49         return 0;
50 }
51
52 /*
53  * Prefetch quirks:
54  *
55  * 32-bit mode:
56  *
57  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
58  *   Check that here and ignore it.  This is AMD erratum #91.
59  *
60  * 64-bit mode:
61  *
62  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
63  *   Check that here and ignore it.
64  *
65  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
66  */
67 static inline int
68 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
69                       unsigned char opcode, int *prefetch)
70 {
71         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
72         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
73
74         switch (instr_hi) {
75         case 0x20:
76         case 0x30:
77                 /*
78                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
79                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
80                  * opcode if some of these prefixes are present so
81                  * X86_64 will never get here anyway
82                  */
83                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
84 #ifdef CONFIG_X86_64
85         case 0x40:
86                 /*
87                  * In 64-bit mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
88                  */
89                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
90 #endif
91         case 0x60:
92                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
93                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
94         case 0xF0:
95                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
96                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
97         case 0x00:
98                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
99                 if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
100                         return 0;
101
102                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
103                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
104                 return 0;
105         default:
106                 return 0;
107         }
108 }
109
110 static bool is_amd_k8_pre_npt(void)
111 {
112         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
113
114         return unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_CPU_SUP_AMD) &&
115                         c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
116                         c->x86 == 0xf && c->x86_model < 0x40);
117 }
118
119 static int
120 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
121 {
122         unsigned char *max_instr;
123         unsigned char *instr;
124         int prefetch = 0;
125
126         /* Erratum #91 affects AMD K8, pre-NPT CPUs */
127         if (!is_amd_k8_pre_npt())
128                 return 0;
129
130         /*
131          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
132          * do not ignore the fault:
133          */
134         if (error_code & X86_PF_INSTR)
135                 return 0;
136
137         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
138         max_instr = instr + 15;
139
140         /*
141          * This code has historically always bailed out if IP points to a
142          * not-present page (e.g. due to a race).  No one has ever
143          * complained about this.
144          */
145         pagefault_disable();
146
147         while (instr < max_instr) {
148                 unsigned char opcode;
149
150                 if (user_mode(regs)) {
151                         if (get_user(opcode, instr))
152                                 break;
153                 } else {
154                         if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
155                                 break;
156                 }
157
158                 instr++;
159
160                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
161                         break;
162         }
163
164         pagefault_enable();
165         return prefetch;
166 }
167
168 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
169 LIST_HEAD(pgd_list);
170
171 #ifdef CONFIG_X86_32
172 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
173 {
174         unsigned index = pgd_index(address);
175         pgd_t *pgd_k;
176         p4d_t *p4d, *p4d_k;
177         pud_t *pud, *pud_k;
178         pmd_t *pmd, *pmd_k;
179
180         pgd += index;
181         pgd_k = init_mm.pgd + index;
182
183         if (!pgd_present(*pgd_k))
184                 return NULL;
185
186         /*
187          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
188          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
189          * set_p4d/set_pud.
190          */
191         p4d = p4d_offset(pgd, address);
192         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
193         if (!p4d_present(*p4d_k))
194                 return NULL;
195
196         pud = pud_offset(p4d, address);
197         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
198         if (!pud_present(*pud_k))
199                 return NULL;
200
201         pmd = pmd_offset(pud, address);
202         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
203
204         if (pmd_present(*pmd) != pmd_present(*pmd_k))
205                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
206
207         if (!pmd_present(*pmd_k))
208                 return NULL;
209         else
210                 BUG_ON(pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_k));
211
212         return pmd_k;
213 }
214
215 /*
216  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
217  *
218  *   This is needed because there is a race condition between the time
219  *   when the vmalloc mapping code updates the PMD to the point in time
220  *   where it synchronizes this update with the other page-tables in the
221  *   system.
222  *
223  *   In this race window another thread/CPU can map an area on the same
224  *   PMD, finds it already present and does not synchronize it with the
225  *   rest of the system yet. As a result v[mz]alloc might return areas
226  *   which are not mapped in every page-table in the system, causing an
227  *   unhandled page-fault when they are accessed.
228  */
229 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
230 {
231         unsigned long pgd_paddr;
232         pmd_t *pmd_k;
233         pte_t *pte_k;
234
235         /* Make sure we are in vmalloc area: */
236         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
237                 return -1;
238
239         /*
240          * Synchronize this task's top level page-table
241          * with the 'reference' page table.
242          *
243          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
244          * an interrupt in the middle of a task switch..
245          */
246         pgd_paddr = read_cr3_pa();
247         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
248         if (!pmd_k)
249                 return -1;
250
251         if (pmd_large(*pmd_k))
252                 return 0;
253
254         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
255         if (!pte_present(*pte_k))
256                 return -1;
257
258         return 0;
259 }
260 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
261
262 void arch_sync_kernel_mappings(unsigned long start, unsigned long end)
263 {
264         unsigned long addr;
265
266         for (addr = start & PMD_MASK;
267              addr >= TASK_SIZE_MAX && addr < VMALLOC_END;
268              addr += PMD_SIZE) {
269                 struct page *page;
270
271                 spin_lock(&pgd_lock);
272                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
273                         spinlock_t *pgt_lock;
274
275                         /* the pgt_lock only for Xen */
276                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
277
278                         spin_lock(pgt_lock);
279                         vmalloc_sync_one(page_address(page), addr);
280                         spin_unlock(pgt_lock);
281                 }
282                 spin_unlock(&pgd_lock);
283         }
284 }
285
286 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
287 {
288         return pfn < max_low_pfn;
289 }
290
291 static void dump_pagetable(unsigned long address)
292 {
293         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
294         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
295         p4d_t *p4d;
296         pud_t *pud;
297         pmd_t *pmd;
298         pte_t *pte;
299
300 #ifdef CONFIG_X86_PAE
301         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
302         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
303                 goto out;
304 #define pr_pde pr_cont
305 #else
306 #define pr_pde pr_info
307 #endif
308         p4d = p4d_offset(pgd, address);
309         pud = pud_offset(p4d, address);
310         pmd = pmd_offset(pud, address);
311         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
312 #undef pr_pde
313
314         /*
315          * We must not directly access the pte in the highpte
316          * case if the page table is located in highmem.
317          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
318          * it's allocated already:
319          */
320         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
321                 goto out;
322
323         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
324         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
325 out:
326         pr_cont("\n");
327 }
328
329 #else /* CONFIG_X86_64: */
330
331 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
332 static const char errata93_warning[] =
333 KERN_ERR 
334 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
335 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
336 "******* Please consider a BIOS update.\n"
337 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
338 #endif
339
340 static int bad_address(void *p)
341 {
342         unsigned long dummy;
343
344         return get_kernel_nofault(dummy, (unsigned long *)p);
345 }
346
347 static void dump_pagetable(unsigned long address)
348 {
349         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
350         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
351         p4d_t *p4d;
352         pud_t *pud;
353         pmd_t *pmd;
354         pte_t *pte;
355
356         if (bad_address(pgd))
357                 goto bad;
358
359         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
360
361         if (!pgd_present(*pgd))
362                 goto out;
363
364         p4d = p4d_offset(pgd, address);
365         if (bad_address(p4d))
366                 goto bad;
367
368         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
369         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
370                 goto out;
371
372         pud = pud_offset(p4d, address);
373         if (bad_address(pud))
374                 goto bad;
375
376         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
377         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
378                 goto out;
379
380         pmd = pmd_offset(pud, address);
381         if (bad_address(pmd))
382                 goto bad;
383
384         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
385         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
386                 goto out;
387
388         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
389         if (bad_address(pte))
390                 goto bad;
391
392         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
393 out:
394         pr_cont("\n");
395         return;
396 bad:
397         pr_info("BAD\n");
398 }
399
400 #endif /* CONFIG_X86_64 */
401
402 /*
403  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
404  *
405  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
406  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
407  *
408  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
409  *
410  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
411  * Try to work around it here.
412  *
413  * Note we only handle faults in kernel here.
414  * Does nothing on 32-bit.
415  */
416 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
417 {
418 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
419         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
420             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
421                 return 0;
422
423         if (user_mode(regs))
424                 return 0;
425
426         if (address != regs->ip)
427                 return 0;
428
429         if ((address >> 32) != 0)
430                 return 0;
431
432         address |= 0xffffffffUL << 32;
433         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
434             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
435                 printk_once(errata93_warning);
436                 regs->ip = address;
437                 return 1;
438         }
439 #endif
440         return 0;
441 }
442
443 /*
444  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
445  * to illegal addresses >4GB.
446  *
447  * We catch this in the page fault handler because these addresses
448  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
449  * segment in LDT is compatibility mode.
450  */
451 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
452 {
453 #ifdef CONFIG_X86_64
454         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
455                 return 1;
456 #endif
457         return 0;
458 }
459
460 /* Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround: */
461 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
462                        unsigned long address)
463 {
464 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
465         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F) && !(error_code & X86_PF_USER) &&
466             idt_is_f00f_address(address)) {
467                 handle_invalid_op(regs);
468                 return 1;
469         }
470 #endif
471         return 0;
472 }
473
474 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
475 {
476         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
477         unsigned long addr;
478         struct ldttss_desc desc;
479
480         if (index == 0) {
481                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
482                 return;
483         }
484
485         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
486                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
487                 return;
488         }
489
490         if (copy_from_kernel_nofault(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
491                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
492                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
493                          name, index);
494                 return;
495         }
496
497         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
498 #ifdef CONFIG_X86_64
499         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
500 #endif
501         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
502                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
503 }
504
505 static void
506 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
507 {
508         if (!oops_may_print())
509                 return;
510
511         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
512                 unsigned int level;
513                 pgd_t *pgd;
514                 pte_t *pte;
515
516                 pgd = __va(read_cr3_pa());
517                 pgd += pgd_index(address);
518
519                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
520
521                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
522                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
523                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
524                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
525                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
526                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
527                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
528                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
529         }
530
531         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
532                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
533                         (void *)address);
534         else
535                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
536                         (void *)address);
537
538         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
539                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
540                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
541                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
542                                                "read access",
543                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
544         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
545                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
546                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
547                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
548                                                "permissions violation");
549
550         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
551                 struct desc_ptr idt, gdt;
552                 u16 ldtr, tr;
553
554                 /*
555                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
556                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
557                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
558                  * contributory exception from user code and gets a page fault
559                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
560                  * it originated directly from user code.  This could happen
561                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
562                  * kernel or IST stack.
563                  */
564                 store_idt(&idt);
565
566                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
567                 native_store_gdt(&gdt);
568
569                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
570                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
571
572                 store_ldt(ldtr);
573                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
574
575                 store_tr(tr);
576                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
577         }
578
579         dump_pagetable(address);
580 }
581
582 static noinline void
583 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
584             unsigned long address)
585 {
586         struct task_struct *tsk;
587         unsigned long flags;
588         int sig;
589
590         flags = oops_begin();
591         tsk = current;
592         sig = SIGKILL;
593
594         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
595                tsk->comm, address);
596         dump_pagetable(address);
597
598         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
599                 sig = 0;
600
601         oops_end(flags, regs, sig);
602 }
603
604 static void sanitize_error_code(unsigned long address,
605                                 unsigned long *error_code)
606 {
607         /*
608          * To avoid leaking information about the kernel page
609          * table layout, pretend that user-mode accesses to
610          * kernel addresses are always protection faults.
611          *
612          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
613          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
614          * information and does not appear to cause any problems.
615          */
616         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
617                 *error_code |= X86_PF_PROT;
618 }
619
620 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
621                                 unsigned long error_code)
622 {
623         struct task_struct *tsk = current;
624
625         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
626         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
627         tsk->thread.cr2 = address;
628 }
629
630 static noinline void
631 page_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
632                 unsigned long address)
633 {
634         unsigned long flags;
635         int sig;
636
637         if (user_mode(regs)) {
638                 /*
639                  * Implicit kernel access from user mode?  Skip the stack
640                  * overflow and EFI special cases.
641                  */
642                 goto oops;
643         }
644
645 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
646         /*
647          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
648          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
649          * that we're in vmalloc space to avoid this.
650          */
651         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
652             (((unsigned long)current->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
653              address - ((unsigned long)current->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
654                 unsigned long stack = __this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void *);
655                 /*
656                  * We're likely to be running with very little stack space
657                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
658                  * double-fault even before we get this far, in which case
659                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
660                  *
661                  * We don't want to make it all the way into the oops code
662                  * and then double-fault, though, because we're likely to
663                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
664                  */
665                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
666                               "call handle_stack_overflow\n\t"
667                               "1: jmp 1b"
668                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
669                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
670                                 "S" (regs), "d" (address),
671                                 [stack] "rm" (stack));
672                 unreachable();
673         }
674 #endif
675
676         /*
677          * Buggy firmware could access regions which might page fault.  If
678          * this happens, EFI has a special OOPS path that will try to
679          * avoid hanging the system.
680          */
681         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
682                 efi_crash_gracefully_on_page_fault(address);
683
684         /* Only not-present faults should be handled by KFENCE. */
685         if (!(error_code & X86_PF_PROT) &&
686             kfence_handle_page_fault(address, error_code & X86_PF_WRITE, regs))
687                 return;
688
689 oops:
690         /*
691          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
692          * terminate things with extreme prejudice:
693          */
694         flags = oops_begin();
695
696         show_fault_oops(regs, error_code, address);
697
698         if (task_stack_end_corrupted(current))
699                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
700
701         sig = SIGKILL;
702         if (__die("Oops", regs, error_code))
703                 sig = 0;
704
705         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
706         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
707
708         oops_end(flags, regs, sig);
709 }
710
711 static noinline void
712 kernelmode_fixup_or_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
713                          unsigned long address, int signal, int si_code)
714 {
715         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
716
717         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
718         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
719                 /*
720                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
721                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
722                  * task context.
723                  */
724                 if (in_interrupt())
725                         return;
726
727                 /*
728                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
729                  *
730                  * In this case we need to make sure we're not recursively
731                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
732                  */
733                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
734                         sanitize_error_code(address, &error_code);
735
736                         set_signal_archinfo(address, error_code);
737
738                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
739                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
740                 }
741
742                 /*
743                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
744                  */
745                 return;
746         }
747
748         /*
749          * AMD erratum #91 manifests as a spurious page fault on a PREFETCH
750          * instruction.
751          */
752         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
753                 return;
754
755         page_fault_oops(regs, error_code, address);
756 }
757
758 /*
759  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
760  * sysctl is set:
761  */
762 static inline void
763 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
764                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
765 {
766         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
767
768         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
769                 return;
770
771         if (!printk_ratelimit())
772                 return;
773
774         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
775                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
776                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
777
778         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
779
780         printk(KERN_CONT "\n");
781
782         show_opcodes(regs, loglvl);
783 }
784
785 /*
786  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
787  * of the address space that has user-accessible permissions.
788  */
789 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
790 {
791         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
792 }
793
794 static void
795 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
796                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
797 {
798         struct task_struct *tsk = current;
799
800         if (!user_mode(regs)) {
801                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address, pkey, si_code);
802                 return;
803         }
804
805         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
806                 /* Implicit user access to kernel memory -- just oops */
807                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
808                 return;
809         }
810
811         /*
812          * User mode accesses just cause a SIGSEGV.
813          * It's possible to have interrupts off here:
814          */
815         local_irq_enable();
816
817         /*
818          * Valid to do another page fault here because this one came
819          * from user space:
820          */
821         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
822                 return;
823
824         if (is_errata100(regs, address))
825                 return;
826
827         sanitize_error_code(address, &error_code);
828
829         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
830                 return;
831
832         if (likely(show_unhandled_signals))
833                 show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
834
835         set_signal_archinfo(address, error_code);
836
837         if (si_code == SEGV_PKUERR)
838                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
839         else
840                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
841
842         local_irq_disable();
843 }
844
845 static noinline void
846 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
847                      unsigned long address)
848 {
849         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
850 }
851
852 static void
853 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
854            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
855 {
856         struct mm_struct *mm = current->mm;
857         /*
858          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
859          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
860          */
861         mmap_read_unlock(mm);
862
863         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
864 }
865
866 static noinline void
867 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
868 {
869         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
870 }
871
872 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
873                 struct vm_area_struct *vma)
874 {
875         /* This code is always called on the current mm */
876         bool foreign = false;
877
878         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
879                 return false;
880         if (error_code & X86_PF_PK)
881                 return true;
882         /* this checks permission keys on the VMA: */
883         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
884                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
885                 return true;
886         return false;
887 }
888
889 static noinline void
890 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
891                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
892 {
893         /*
894          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
895          * But, doing it this way allows compiler optimizations
896          * if pkeys are compiled out.
897          */
898         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
899                 /*
900                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
901                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
902                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
903                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
904                  * which protection key was set on the PTE.
905                  *
906                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
907                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
908                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
909                  * was the one that we faulted on.
910                  *
911                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
912                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
913                  * 3. T1   : faults...
914                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
915                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_lock, etc...
916                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
917                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
918                  */
919                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
920
921                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
922         } else {
923                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
924         }
925 }
926
927 static void
928 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
929           vm_fault_t fault)
930 {
931         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
932         if (!user_mode(regs)) {
933                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
934                 return;
935         }
936
937         /* User-space => ok to do another page fault: */
938         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
939                 return;
940
941         sanitize_error_code(address, &error_code);
942
943         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
944                 return;
945
946         set_signal_archinfo(address, error_code);
947
948 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
949         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
950                 struct task_struct *tsk = current;
951                 unsigned lsb = 0;
952
953                 pr_err(
954         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
955                         tsk->comm, tsk->pid, address);
956                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
957                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
958                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
959                         lsb = PAGE_SHIFT;
960                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
961                 return;
962         }
963 #endif
964         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
965 }
966
967 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
968 {
969         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
970                 return 0;
971
972         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
973                 return 0;
974
975         return 1;
976 }
977
978 /*
979  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
980  *
981  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
982  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
983  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
984  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
985  * on other processors.
986  *
987  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
988  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
989  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
990  *
991  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
992  * increasing the permissions on a page.
993  *
994  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
995  *
996  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
997  * (Optional Invalidation).
998  */
999 static noinline int
1000 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1001 {
1002         pgd_t *pgd;
1003         p4d_t *p4d;
1004         pud_t *pud;
1005         pmd_t *pmd;
1006         pte_t *pte;
1007         int ret;
1008
1009         /*
1010          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1011          * spurious faults.
1012          *
1013          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1014          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1015          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1016          * faults.
1017          */
1018         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1019             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1020                 return 0;
1021
1022         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1023         if (!pgd_present(*pgd))
1024                 return 0;
1025
1026         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1027         if (!p4d_present(*p4d))
1028                 return 0;
1029
1030         if (p4d_large(*p4d))
1031                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1032
1033         pud = pud_offset(p4d, address);
1034         if (!pud_present(*pud))
1035                 return 0;
1036
1037         if (pud_large(*pud))
1038                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1039
1040         pmd = pmd_offset(pud, address);
1041         if (!pmd_present(*pmd))
1042                 return 0;
1043
1044         if (pmd_large(*pmd))
1045                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1046
1047         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1048         if (!pte_present(*pte))
1049                 return 0;
1050
1051         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1052         if (!ret)
1053                 return 0;
1054
1055         /*
1056          * Make sure we have permissions in PMD.
1057          * If not, then there's a bug in the page tables:
1058          */
1059         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1060         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1061
1062         return ret;
1063 }
1064 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1065
1066 int show_unhandled_signals = 1;
1067
1068 static inline int
1069 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1070 {
1071         /* This is only called for the current mm, so: */
1072         bool foreign = false;
1073
1074         /*
1075          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1076          * always an unconditional error and can never result in
1077          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1078          */
1079         if (error_code & X86_PF_PK)
1080                 return 1;
1081
1082         /*
1083          * SGX hardware blocked the access.  This usually happens
1084          * when the enclave memory contents have been destroyed, like
1085          * after a suspend/resume cycle. In any case, the kernel can't
1086          * fix the cause of the fault.  Handle the fault as an access
1087          * error even in cases where no actual access violation
1088          * occurred.  This allows userspace to rebuild the enclave in
1089          * response to the signal.
1090          */
1091         if (unlikely(error_code & X86_PF_SGX))
1092                 return 1;
1093
1094         /*
1095          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1096          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1097          * page.
1098          */
1099         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1100                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1101                 return 1;
1102
1103         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1104                 /* write, present and write, not present: */
1105                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1106                         return 1;
1107                 return 0;
1108         }
1109
1110         /* read, present: */
1111         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1112                 return 1;
1113
1114         /* read, not present: */
1115         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1116                 return 1;
1117
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 bool fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1122 {
1123         /*
1124          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1125          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1126          * address space.
1127          */
1128         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1129                 return false;
1130
1131         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1136  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1137  * ran in userspace or the kernel.
1138  */
1139 static void
1140 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1141                    unsigned long address)
1142 {
1143         /*
1144          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1145          * have no user pages in the kernel portion of the address
1146          * space, so do not expect them here.
1147          */
1148         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1149
1150 #ifdef CONFIG_X86_32
1151         /*
1152          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1153          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1154          *
1155          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1156          * be in an interrupt or a critical region, and should
1157          * only copy the information from the master page table,
1158          * nothing more.
1159          *
1160          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1161          * fault is not any of the following:
1162          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1163          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1164          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1165          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1166          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1167          *     would have X86_PF_PROT==0).
1168          *
1169          * This is only needed to close a race condition on x86-32 in
1170          * the vmalloc mapping/unmapping code. See the comment above
1171          * vmalloc_fault() for details. On x86-64 the race does not
1172          * exist as the vmalloc mappings don't need to be synchronized
1173          * there.
1174          */
1175         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1176                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1177                         return;
1178         }
1179 #endif
1180
1181         if (is_f00f_bug(regs, hw_error_code, address))
1182                 return;
1183
1184         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1185         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1186                 return;
1187
1188         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1189         if (kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF))
1190                 return;
1191
1192         /*
1193          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1194          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1195          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1196          *
1197          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1198          * fault we could otherwise deadlock:
1199          */
1200         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1201 }
1202 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1203
1204 /*
1205  * Handle faults in the user portion of the address space.  Nothing in here
1206  * should check X86_PF_USER without a specific justification: for almost
1207  * all purposes, we should treat a normal kernel access to user memory
1208  * (e.g. get_user(), put_user(), etc.) the same as the WRUSS instruction.
1209  * The one exception is AC flag handling, which is, per the x86
1210  * architecture, special for WRUSS.
1211  */
1212 static inline
1213 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1214                         unsigned long 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         if (unlikely((error_code & (X86_PF_USER | X86_PF_INSTR)) == X86_PF_INSTR)) {
1227                 /*
1228                  * Whoops, this is kernel mode code trying to execute from
1229                  * user memory.  Unless this is AMD erratum #93, which
1230                  * corrupts RIP such that it looks like a user address,
1231                  * this is unrecoverable.  Don't even try to look up the
1232                  * VMA or look for extable entries.
1233                  */
1234                 if (is_errata93(regs, address))
1235                         return;
1236
1237                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1238                 return;
1239         }
1240
1241         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1242         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1243                 return;
1244
1245         /*
1246          * Reserved bits are never expected to be set on
1247          * entries in the user portion of the page tables.
1248          */
1249         if (unlikely(error_code & X86_PF_RSVD))
1250                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1251
1252         /*
1253          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1254          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1255          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1256          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1257          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1258          */
1259         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1260                      !(error_code & X86_PF_USER) &&
1261                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC))) {
1262                 /*
1263                  * No extable entry here.  This was a kernel access to an
1264                  * invalid pointer.  get_kernel_nofault() will not get here.
1265                  */
1266                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1267                 return;
1268         }
1269
1270         /*
1271          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1272          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1273          */
1274         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1275                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1276                 return;
1277         }
1278
1279         /*
1280          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1281          * vmalloc fault has been handled.
1282          *
1283          * User-mode registers count as a user access even for any
1284          * potential system fault or CPU buglet:
1285          */
1286         if (user_mode(regs)) {
1287                 local_irq_enable();
1288                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1289         } else {
1290                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1291                         local_irq_enable();
1292         }
1293
1294         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1295
1296         if (error_code & X86_PF_WRITE)
1297                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1298         if (error_code & X86_PF_INSTR)
1299                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1300
1301 #ifdef CONFIG_X86_64
1302         /*
1303          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1304          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1305          * considered to be part of the user address space.
1306          *
1307          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1308          * emulation before we go searching for VMAs.
1309          *
1310          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1311          * to consider the PF_PK bit.
1312          */
1313         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1314                 if (emulate_vsyscall(error_code, regs, address))
1315                         return;
1316         }
1317 #endif
1318
1319         /*
1320          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1321          * on well-defined single instructions listed in the exception
1322          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1323          * those areas which also holds mmap_lock might deadlock attempting
1324          * to validate the fault against the address space.
1325          *
1326          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1327          * risk of a deadlock.  This happens if we
1328          * 1. Failed to acquire mmap_lock, and
1329          * 2. The access did not originate in userspace.
1330          */
1331         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mm))) {
1332                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1333                         /*
1334                          * Fault from code in kernel from
1335                          * which we do not expect faults.
1336                          */
1337                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1338                         return;
1339                 }
1340 retry:
1341                 mmap_read_lock(mm);
1342         } else {
1343                 /*
1344                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1345                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1346                  * down_read():
1347                  */
1348                 might_sleep();
1349         }
1350
1351         vma = find_vma(mm, address);
1352         if (unlikely(!vma)) {
1353                 bad_area(regs, error_code, address);
1354                 return;
1355         }
1356         if (likely(vma->vm_start <= address))
1357                 goto good_area;
1358         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1359                 bad_area(regs, error_code, address);
1360                 return;
1361         }
1362         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1363                 bad_area(regs, error_code, address);
1364                 return;
1365         }
1366
1367         /*
1368          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1369          * we can handle it..
1370          */
1371 good_area:
1372         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1373                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1374                 return;
1375         }
1376
1377         /*
1378          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1379          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1380          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1381          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_lock has been unlocked.
1382          *
1383          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_lock
1384          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1385          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1386          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1387          * userland). The return to userland is identified whenever
1388          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1389          */
1390         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1391
1392         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1393                 /*
1394                  * Quick path to respond to signals.  The core mm code
1395                  * has unlocked the mm for us if we get here.
1396                  */
1397                 if (!user_mode(regs))
1398                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1399                                                  SIGBUS, BUS_ADRERR);
1400                 return;
1401         }
1402
1403         /*
1404          * If we need to retry the mmap_lock has already been released,
1405          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1406          * that we made any progress. Handle this case first.
1407          */
1408         if (unlikely((fault & VM_FAULT_RETRY) &&
1409                      (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY))) {
1410                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1411                 goto retry;
1412         }
1413
1414         mmap_read_unlock(mm);
1415         if (likely(!(fault & VM_FAULT_ERROR)))
1416                 return;
1417
1418         if (fatal_signal_pending(current) && !user_mode(regs)) {
1419                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address, 0, 0);
1420                 return;
1421         }
1422
1423         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1424                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1425                 if (!user_mode(regs)) {
1426                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1427                                                  SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1428                         return;
1429                 }
1430
1431                 /*
1432                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1433                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1434                  * oom-killed):
1435                  */
1436                 pagefault_out_of_memory();
1437         } else {
1438                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1439                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1440                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1441                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1442                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1443                 else
1444                         BUG();
1445         }
1446 }
1447 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1448
1449 static __always_inline void
1450 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1451                          unsigned long address)
1452 {
1453         if (!trace_pagefault_enabled())
1454                 return;
1455
1456         if (user_mode(regs))
1457                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1458         else
1459                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1460 }
1461
1462 static __always_inline void
1463 handle_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1464                               unsigned long address)
1465 {
1466         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1467
1468         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1469                 return;
1470
1471         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1472         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1473                 do_kern_addr_fault(regs, error_code, address);
1474         } else {
1475                 do_user_addr_fault(regs, error_code, address);
1476                 /*
1477                  * User address page fault handling might have reenabled
1478                  * interrupts. Fixing up all potential exit points of
1479                  * do_user_addr_fault() and its leaf functions is just not
1480                  * doable w/o creating an unholy mess or turning the code
1481                  * upside down.
1482                  */
1483                 local_irq_disable();
1484         }
1485 }
1486
1487 DEFINE_IDTENTRY_RAW_ERRORCODE(exc_page_fault)
1488 {
1489         unsigned long address = read_cr2();
1490         irqentry_state_t state;
1491
1492         prefetchw(&current->mm->mmap_lock);
1493
1494         /*
1495          * KVM uses #PF vector to deliver 'page not present' events to guests
1496          * (asynchronous page fault mechanism). The event happens when a
1497          * userspace task is trying to access some valid (from guest's point of
1498          * view) memory which is not currently mapped by the host (e.g. the
1499          * memory is swapped out). Note, the corresponding "page ready" event
1500          * which is injected when the memory becomes available, is delivered via
1501          * an interrupt mechanism and not a #PF exception
1502          * (see arch/x86/kernel/kvm.c: sysvec_kvm_asyncpf_interrupt()).
1503          *
1504          * We are relying on the interrupted context being sane (valid RSP,
1505          * relevant locks not held, etc.), which is fine as long as the
1506          * interrupted context had IF=1.  We are also relying on the KVM
1507          * async pf type field and CR2 being read consistently instead of
1508          * getting values from real and async page faults mixed up.
1509          *
1510          * Fingers crossed.
1511          *
1512          * The async #PF handling code takes care of idtentry handling
1513          * itself.
1514          */
1515         if (kvm_handle_async_pf(regs, (u32)address))
1516                 return;
1517
1518         /*
1519          * Entry handling for valid #PF from kernel mode is slightly
1520          * different: RCU is already watching and rcu_irq_enter() must not
1521          * be invoked because a kernel fault on a user space address might
1522          * sleep.
1523          *
1524          * In case the fault hit a RCU idle region the conditional entry
1525          * code reenabled RCU to avoid subsequent wreckage which helps
1526          * debuggability.
1527          */
1528         state = irqentry_enter(regs);
1529
1530         instrumentation_begin();
1531         handle_page_fault(regs, error_code, address);
1532         instrumentation_end();
1533
1534         irqentry_exit(regs, state);
1535 }