GNU Linux-libre 6.7.9-gnu
[releases.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 #include <linux/mm.h>                   /* find_and_lock_vma() */
23
24 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
25 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
26 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
27 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
28 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
29 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
30 #include <asm/efi.h>                    /* efi_crash_gracefully_on_page_fault()*/
31 #include <asm/desc.h>                   /* store_idt(), ...             */
32 #include <asm/cpu_entry_area.h>         /* exception stack              */
33 #include <asm/pgtable_areas.h>          /* VMALLOC_START, ...           */
34 #include <asm/kvm_para.h>               /* kvm_handle_async_pf          */
35 #include <asm/vdso.h>                   /* fixup_vdso_exception()       */
36 #include <asm/irq_stack.h>
37
38 #define CREATE_TRACE_POINTS
39 #include <asm/trace/exceptions.h>
40
41 /*
42  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
43  * handled by mmiotrace:
44  */
45 static nokprobe_inline int
46 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
47 {
48         if (unlikely(is_kmmio_active()))
49                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
50                         return -1;
51         return 0;
52 }
53
54 /*
55  * Prefetch quirks:
56  *
57  * 32-bit mode:
58  *
59  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
60  *   Check that here and ignore it.  This is AMD erratum #91.
61  *
62  * 64-bit mode:
63  *
64  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
65  *   Check that here and ignore it.
66  *
67  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
68  */
69 static inline int
70 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
71                       unsigned char opcode, int *prefetch)
72 {
73         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
74         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
75
76         switch (instr_hi) {
77         case 0x20:
78         case 0x30:
79                 /*
80                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
81                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
82                  * opcode if some of these prefixes are present so
83                  * X86_64 will never get here anyway
84                  */
85                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
86 #ifdef CONFIG_X86_64
87         case 0x40:
88                 /*
89                  * In 64-bit mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
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 bool is_amd_k8_pre_npt(void)
113 {
114         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
115
116         return unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_CPU_SUP_AMD) &&
117                         c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
118                         c->x86 == 0xf && c->x86_model < 0x40);
119 }
120
121 static int
122 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
123 {
124         unsigned char *max_instr;
125         unsigned char *instr;
126         int prefetch = 0;
127
128         /* Erratum #91 affects AMD K8, pre-NPT CPUs */
129         if (!is_amd_k8_pre_npt())
130                 return 0;
131
132         /*
133          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
134          * do not ignore the fault:
135          */
136         if (error_code & X86_PF_INSTR)
137                 return 0;
138
139         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
140         max_instr = instr + 15;
141
142         /*
143          * This code has historically always bailed out if IP points to a
144          * not-present page (e.g. due to a race).  No one has ever
145          * complained about this.
146          */
147         pagefault_disable();
148
149         while (instr < max_instr) {
150                 unsigned char opcode;
151
152                 if (user_mode(regs)) {
153                         if (get_user(opcode, (unsigned char __user *) instr))
154                                 break;
155                 } else {
156                         if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
157                                 break;
158                 }
159
160                 instr++;
161
162                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
163                         break;
164         }
165
166         pagefault_enable();
167         return prefetch;
168 }
169
170 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
171 LIST_HEAD(pgd_list);
172
173 #ifdef CONFIG_X86_32
174 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
175 {
176         unsigned index = pgd_index(address);
177         pgd_t *pgd_k;
178         p4d_t *p4d, *p4d_k;
179         pud_t *pud, *pud_k;
180         pmd_t *pmd, *pmd_k;
181
182         pgd += index;
183         pgd_k = init_mm.pgd + index;
184
185         if (!pgd_present(*pgd_k))
186                 return NULL;
187
188         /*
189          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
190          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
191          * set_p4d/set_pud.
192          */
193         p4d = p4d_offset(pgd, address);
194         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
195         if (!p4d_present(*p4d_k))
196                 return NULL;
197
198         pud = pud_offset(p4d, address);
199         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
200         if (!pud_present(*pud_k))
201                 return NULL;
202
203         pmd = pmd_offset(pud, address);
204         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
205
206         if (pmd_present(*pmd) != pmd_present(*pmd_k))
207                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
208
209         if (!pmd_present(*pmd_k))
210                 return NULL;
211         else
212                 BUG_ON(pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_k));
213
214         return pmd_k;
215 }
216
217 /*
218  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
219  *
220  *   This is needed because there is a race condition between the time
221  *   when the vmalloc mapping code updates the PMD to the point in time
222  *   where it synchronizes this update with the other page-tables in the
223  *   system.
224  *
225  *   In this race window another thread/CPU can map an area on the same
226  *   PMD, finds it already present and does not synchronize it with the
227  *   rest of the system yet. As a result v[mz]alloc might return areas
228  *   which are not mapped in every page-table in the system, causing an
229  *   unhandled page-fault when they are accessed.
230  */
231 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
232 {
233         unsigned long pgd_paddr;
234         pmd_t *pmd_k;
235         pte_t *pte_k;
236
237         /* Make sure we are in vmalloc area: */
238         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
239                 return -1;
240
241         /*
242          * Synchronize this task's top level page-table
243          * with the 'reference' page table.
244          *
245          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
246          * an interrupt in the middle of a task switch..
247          */
248         pgd_paddr = read_cr3_pa();
249         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
250         if (!pmd_k)
251                 return -1;
252
253         if (pmd_large(*pmd_k))
254                 return 0;
255
256         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
257         if (!pte_present(*pte_k))
258                 return -1;
259
260         return 0;
261 }
262 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
263
264 void arch_sync_kernel_mappings(unsigned long start, unsigned long end)
265 {
266         unsigned long addr;
267
268         for (addr = start & PMD_MASK;
269              addr >= TASK_SIZE_MAX && addr < VMALLOC_END;
270              addr += PMD_SIZE) {
271                 struct page *page;
272
273                 spin_lock(&pgd_lock);
274                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
275                         spinlock_t *pgt_lock;
276
277                         /* the pgt_lock only for Xen */
278                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
279
280                         spin_lock(pgt_lock);
281                         vmalloc_sync_one(page_address(page), addr);
282                         spin_unlock(pgt_lock);
283                 }
284                 spin_unlock(&pgd_lock);
285         }
286 }
287
288 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
289 {
290         return pfn < max_low_pfn;
291 }
292
293 static void dump_pagetable(unsigned long address)
294 {
295         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
296         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
297         p4d_t *p4d;
298         pud_t *pud;
299         pmd_t *pmd;
300         pte_t *pte;
301
302 #ifdef CONFIG_X86_PAE
303         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
304         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
305                 goto out;
306 #define pr_pde pr_cont
307 #else
308 #define pr_pde pr_info
309 #endif
310         p4d = p4d_offset(pgd, address);
311         pud = pud_offset(p4d, address);
312         pmd = pmd_offset(pud, address);
313         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
314 #undef pr_pde
315
316         /*
317          * We must not directly access the pte in the highpte
318          * case if the page table is located in highmem.
319          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
320          * it's allocated already:
321          */
322         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
323                 goto out;
324
325         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
326         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
327 out:
328         pr_cont("\n");
329 }
330
331 #else /* CONFIG_X86_64: */
332
333 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
334 static const char errata93_warning[] =
335 KERN_ERR 
336 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
337 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
338 "******* Please consider a BIOS update.\n"
339 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
340 #endif
341
342 static int bad_address(void *p)
343 {
344         unsigned long dummy;
345
346         return get_kernel_nofault(dummy, (unsigned long *)p);
347 }
348
349 static void dump_pagetable(unsigned long address)
350 {
351         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
352         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
353         p4d_t *p4d;
354         pud_t *pud;
355         pmd_t *pmd;
356         pte_t *pte;
357
358         if (bad_address(pgd))
359                 goto bad;
360
361         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
362
363         if (!pgd_present(*pgd))
364                 goto out;
365
366         p4d = p4d_offset(pgd, address);
367         if (bad_address(p4d))
368                 goto bad;
369
370         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
371         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
372                 goto out;
373
374         pud = pud_offset(p4d, address);
375         if (bad_address(pud))
376                 goto bad;
377
378         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
379         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
380                 goto out;
381
382         pmd = pmd_offset(pud, address);
383         if (bad_address(pmd))
384                 goto bad;
385
386         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
387         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
388                 goto out;
389
390         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
391         if (bad_address(pte))
392                 goto bad;
393
394         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
395 out:
396         pr_cont("\n");
397         return;
398 bad:
399         pr_info("BAD\n");
400 }
401
402 #endif /* CONFIG_X86_64 */
403
404 /*
405  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
406  *
407  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
408  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
409  *
410  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
411  *
412  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
413  * Try to work around it here.
414  *
415  * Note we only handle faults in kernel here.
416  * Does nothing on 32-bit.
417  */
418 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
419 {
420 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
421         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
422             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
423                 return 0;
424
425         if (user_mode(regs))
426                 return 0;
427
428         if (address != regs->ip)
429                 return 0;
430
431         if ((address >> 32) != 0)
432                 return 0;
433
434         address |= 0xffffffffUL << 32;
435         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
436             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
437                 printk_once(errata93_warning);
438                 regs->ip = address;
439                 return 1;
440         }
441 #endif
442         return 0;
443 }
444
445 /*
446  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
447  * to illegal addresses >4GB.
448  *
449  * We catch this in the page fault handler because these addresses
450  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
451  * segment in LDT is compatibility mode.
452  */
453 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
454 {
455 #ifdef CONFIG_X86_64
456         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
457                 return 1;
458 #endif
459         return 0;
460 }
461
462 /* Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround: */
463 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
464                        unsigned long address)
465 {
466 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
467         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F) && !(error_code & X86_PF_USER) &&
468             idt_is_f00f_address(address)) {
469                 handle_invalid_op(regs);
470                 return 1;
471         }
472 #endif
473         return 0;
474 }
475
476 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
477 {
478         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
479         unsigned long addr;
480         struct ldttss_desc desc;
481
482         if (index == 0) {
483                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
484                 return;
485         }
486
487         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
488                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
489                 return;
490         }
491
492         if (copy_from_kernel_nofault(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
493                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
494                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
495                          name, index);
496                 return;
497         }
498
499         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
500 #ifdef CONFIG_X86_64
501         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
502 #endif
503         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
504                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
505 }
506
507 static void
508 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
509 {
510         if (!oops_may_print())
511                 return;
512
513         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
514                 unsigned int level;
515                 pgd_t *pgd;
516                 pte_t *pte;
517
518                 pgd = __va(read_cr3_pa());
519                 pgd += pgd_index(address);
520
521                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
522
523                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
524                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
525                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
526                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
527                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
528                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
529                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
530                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
531         }
532
533         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
534                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
535                         (void *)address);
536         else
537                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
538                         (void *)address);
539
540         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
541                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
542                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
543                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
544                                                "read access",
545                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
546         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
547                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
548                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
549                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
550                                                "permissions violation");
551
552         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
553                 struct desc_ptr idt, gdt;
554                 u16 ldtr, tr;
555
556                 /*
557                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
558                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
559                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
560                  * contributory exception from user code and gets a page fault
561                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
562                  * it originated directly from user code.  This could happen
563                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
564                  * kernel or IST stack.
565                  */
566                 store_idt(&idt);
567
568                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
569                 native_store_gdt(&gdt);
570
571                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
572                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
573
574                 store_ldt(ldtr);
575                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
576
577                 store_tr(tr);
578                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
579         }
580
581         dump_pagetable(address);
582 }
583
584 static noinline void
585 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
586             unsigned long address)
587 {
588         struct task_struct *tsk;
589         unsigned long flags;
590         int sig;
591
592         flags = oops_begin();
593         tsk = current;
594         sig = SIGKILL;
595
596         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
597                tsk->comm, address);
598         dump_pagetable(address);
599
600         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
601                 sig = 0;
602
603         oops_end(flags, regs, sig);
604 }
605
606 static void sanitize_error_code(unsigned long address,
607                                 unsigned long *error_code)
608 {
609         /*
610          * To avoid leaking information about the kernel page
611          * table layout, pretend that user-mode accesses to
612          * kernel addresses are always protection faults.
613          *
614          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
615          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
616          * information and does not appear to cause any problems.
617          */
618         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
619                 *error_code |= X86_PF_PROT;
620 }
621
622 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
623                                 unsigned long error_code)
624 {
625         struct task_struct *tsk = current;
626
627         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
628         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
629         tsk->thread.cr2 = address;
630 }
631
632 static noinline void
633 page_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
634                 unsigned long address)
635 {
636 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
637         struct stack_info info;
638 #endif
639         unsigned long flags;
640         int sig;
641
642         if (user_mode(regs)) {
643                 /*
644                  * Implicit kernel access from user mode?  Skip the stack
645                  * overflow and EFI special cases.
646                  */
647                 goto oops;
648         }
649
650 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
651         /*
652          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
653          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
654          * that we're in vmalloc space to avoid this.
655          */
656         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
657             get_stack_guard_info((void *)address, &info)) {
658                 /*
659                  * We're likely to be running with very little stack space
660                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
661                  * double-fault even before we get this far, in which case
662                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
663                  *
664                  * We don't want to make it all the way into the oops code
665                  * and then double-fault, though, because we're likely to
666                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
667                  */
668                 call_on_stack(__this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void*),
669                               handle_stack_overflow,
670                               ASM_CALL_ARG3,
671                               , [arg1] "r" (regs), [arg2] "r" (address), [arg3] "r" (&info));
672
673                 unreachable();
674         }
675 #endif
676
677         /*
678          * Buggy firmware could access regions which might page fault.  If
679          * this happens, EFI has a special OOPS path that will try to
680          * avoid hanging the system.
681          */
682         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
683                 efi_crash_gracefully_on_page_fault(address);
684
685         /* Only not-present faults should be handled by KFENCE. */
686         if (!(error_code & X86_PF_PROT) &&
687             kfence_handle_page_fault(address, error_code & X86_PF_WRITE, regs))
688                 return;
689
690 oops:
691         /*
692          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
693          * terminate things with extreme prejudice:
694          */
695         flags = oops_begin();
696
697         show_fault_oops(regs, error_code, address);
698
699         if (task_stack_end_corrupted(current))
700                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
701
702         sig = SIGKILL;
703         if (__die("Oops", regs, error_code))
704                 sig = 0;
705
706         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
707         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
708
709         oops_end(flags, regs, sig);
710 }
711
712 static noinline void
713 kernelmode_fixup_or_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
714                          unsigned long address, int signal, int si_code,
715                          u32 pkey)
716 {
717         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
718
719         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
720         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
721                 /*
722                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
723                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
724                  * task context.
725                  */
726                 if (in_interrupt())
727                         return;
728
729                 /*
730                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
731                  *
732                  * In this case we need to make sure we're not recursively
733                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
734                  */
735                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
736                         sanitize_error_code(address, &error_code);
737
738                         set_signal_archinfo(address, error_code);
739
740                         if (si_code == SEGV_PKUERR) {
741                                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
742                         } else {
743                                 /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
744                                 force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
745                         }
746                 }
747
748                 /*
749                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
750                  */
751                 return;
752         }
753
754         /*
755          * AMD erratum #91 manifests as a spurious page fault on a PREFETCH
756          * instruction.
757          */
758         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
759                 return;
760
761         page_fault_oops(regs, error_code, address);
762 }
763
764 /*
765  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
766  * sysctl is set:
767  */
768 static inline void
769 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
770                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
771 {
772         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
773         /* This is a racy snapshot, but it's better than nothing. */
774         int cpu = raw_smp_processor_id();
775
776         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
777                 return;
778
779         if (!printk_ratelimit())
780                 return;
781
782         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
783                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
784                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
785
786         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
787
788         /*
789          * Dump the likely CPU where the fatal segfault happened.
790          * This can help identify faulty hardware.
791          */
792         printk(KERN_CONT " likely on CPU %d (core %d, socket %d)", cpu,
793                topology_core_id(cpu), topology_physical_package_id(cpu));
794
795
796         printk(KERN_CONT "\n");
797
798         show_opcodes(regs, loglvl);
799 }
800
801 /*
802  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
803  * of the address space that has user-accessible permissions.
804  */
805 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
806 {
807         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
808 }
809
810 static void
811 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
812                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
813 {
814         struct task_struct *tsk = current;
815
816         if (!user_mode(regs)) {
817                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
818                                          SIGSEGV, si_code, pkey);
819                 return;
820         }
821
822         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
823                 /* Implicit user access to kernel memory -- just oops */
824                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
825                 return;
826         }
827
828         /*
829          * User mode accesses just cause a SIGSEGV.
830          * It's possible to have interrupts off here:
831          */
832         local_irq_enable();
833
834         /*
835          * Valid to do another page fault here because this one came
836          * from user space:
837          */
838         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
839                 return;
840
841         if (is_errata100(regs, address))
842                 return;
843
844         sanitize_error_code(address, &error_code);
845
846         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
847                 return;
848
849         if (likely(show_unhandled_signals))
850                 show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
851
852         set_signal_archinfo(address, error_code);
853
854         if (si_code == SEGV_PKUERR)
855                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
856         else
857                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
858
859         local_irq_disable();
860 }
861
862 static noinline void
863 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
864                      unsigned long address)
865 {
866         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
867 }
868
869 static void
870 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
871            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
872 {
873         struct mm_struct *mm = current->mm;
874         /*
875          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
876          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
877          */
878         mmap_read_unlock(mm);
879
880         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
881 }
882
883 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
884                 struct vm_area_struct *vma)
885 {
886         /* This code is always called on the current mm */
887         bool foreign = false;
888
889         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_OSPKE))
890                 return false;
891         if (error_code & X86_PF_PK)
892                 return true;
893         /* this checks permission keys on the VMA: */
894         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
895                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
896                 return true;
897         return false;
898 }
899
900 static noinline void
901 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
902                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
903 {
904         /*
905          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
906          * But, doing it this way allows compiler optimizations
907          * if pkeys are compiled out.
908          */
909         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
910                 /*
911                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
912                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
913                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
914                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
915                  * which protection key was set on the PTE.
916                  *
917                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
918                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
919                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
920                  * was the one that we faulted on.
921                  *
922                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
923                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
924                  * 3. T1   : faults...
925                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
926                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_lock, etc...
927                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
928                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
929                  */
930                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
931
932                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
933         } else {
934                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
935         }
936 }
937
938 static void
939 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
940           vm_fault_t fault)
941 {
942         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
943         if (!user_mode(regs)) {
944                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
945                                          SIGBUS, BUS_ADRERR, ARCH_DEFAULT_PKEY);
946                 return;
947         }
948
949         /* User-space => ok to do another page fault: */
950         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
951                 return;
952
953         sanitize_error_code(address, &error_code);
954
955         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
956                 return;
957
958         set_signal_archinfo(address, error_code);
959
960 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
961         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
962                 struct task_struct *tsk = current;
963                 unsigned lsb = 0;
964
965                 pr_err(
966         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
967                         tsk->comm, tsk->pid, address);
968                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
969                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
970                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
971                         lsb = PAGE_SHIFT;
972                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
973                 return;
974         }
975 #endif
976         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
977 }
978
979 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
980 {
981         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
982                 return 0;
983
984         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
985                 return 0;
986
987         return 1;
988 }
989
990 /*
991  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
992  *
993  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
994  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
995  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
996  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
997  * on other processors.
998  *
999  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1000  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1001  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1002  *
1003  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1004  * increasing the permissions on a page.
1005  *
1006  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1007  *
1008  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1009  * (Optional Invalidation).
1010  */
1011 static noinline int
1012 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1013 {
1014         pgd_t *pgd;
1015         p4d_t *p4d;
1016         pud_t *pud;
1017         pmd_t *pmd;
1018         pte_t *pte;
1019         int ret;
1020
1021         /*
1022          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1023          * spurious faults.
1024          *
1025          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1026          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1027          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1028          * faults.
1029          */
1030         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1031             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1032                 return 0;
1033
1034         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1035         if (!pgd_present(*pgd))
1036                 return 0;
1037
1038         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1039         if (!p4d_present(*p4d))
1040                 return 0;
1041
1042         if (p4d_large(*p4d))
1043                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1044
1045         pud = pud_offset(p4d, address);
1046         if (!pud_present(*pud))
1047                 return 0;
1048
1049         if (pud_large(*pud))
1050                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1051
1052         pmd = pmd_offset(pud, address);
1053         if (!pmd_present(*pmd))
1054                 return 0;
1055
1056         if (pmd_large(*pmd))
1057                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1058
1059         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1060         if (!pte_present(*pte))
1061                 return 0;
1062
1063         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1064         if (!ret)
1065                 return 0;
1066
1067         /*
1068          * Make sure we have permissions in PMD.
1069          * If not, then there's a bug in the page tables:
1070          */
1071         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1072         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1073
1074         return ret;
1075 }
1076 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1077
1078 int show_unhandled_signals = 1;
1079
1080 static inline int
1081 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1082 {
1083         /* This is only called for the current mm, so: */
1084         bool foreign = false;
1085
1086         /*
1087          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1088          * always an unconditional error and can never result in
1089          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1090          */
1091         if (error_code & X86_PF_PK)
1092                 return 1;
1093
1094         /*
1095          * SGX hardware blocked the access.  This usually happens
1096          * when the enclave memory contents have been destroyed, like
1097          * after a suspend/resume cycle. In any case, the kernel can't
1098          * fix the cause of the fault.  Handle the fault as an access
1099          * error even in cases where no actual access violation
1100          * occurred.  This allows userspace to rebuild the enclave in
1101          * response to the signal.
1102          */
1103         if (unlikely(error_code & X86_PF_SGX))
1104                 return 1;
1105
1106         /*
1107          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1108          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1109          * page.
1110          */
1111         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1112                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1113                 return 1;
1114
1115         /*
1116          * Shadow stack accesses (PF_SHSTK=1) are only permitted to
1117          * shadow stack VMAs. All other accesses result in an error.
1118          */
1119         if (error_code & X86_PF_SHSTK) {
1120                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_SHADOW_STACK)))
1121                         return 1;
1122                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1123                         return 1;
1124                 return 0;
1125         }
1126
1127         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1128                 /* write, present and write, not present: */
1129                 if (unlikely(vma->vm_flags & VM_SHADOW_STACK))
1130                         return 1;
1131                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1132                         return 1;
1133                 return 0;
1134         }
1135
1136         /* read, present: */
1137         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1138                 return 1;
1139
1140         /* read, not present: */
1141         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1142                 return 1;
1143
1144         return 0;
1145 }
1146
1147 bool fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1148 {
1149         /*
1150          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1151          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1152          * address space.
1153          */
1154         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1155                 return false;
1156
1157         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1162  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1163  * ran in userspace or the kernel.
1164  */
1165 static void
1166 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1167                    unsigned long address)
1168 {
1169         /*
1170          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1171          * have no user pages in the kernel portion of the address
1172          * space, so do not expect them here.
1173          */
1174         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1175
1176 #ifdef CONFIG_X86_32
1177         /*
1178          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1179          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1180          *
1181          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1182          * be in an interrupt or a critical region, and should
1183          * only copy the information from the master page table,
1184          * nothing more.
1185          *
1186          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1187          * fault is not any of the following:
1188          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1189          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1190          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1191          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1192          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1193          *     would have X86_PF_PROT==0).
1194          *
1195          * This is only needed to close a race condition on x86-32 in
1196          * the vmalloc mapping/unmapping code. See the comment above
1197          * vmalloc_fault() for details. On x86-64 the race does not
1198          * exist as the vmalloc mappings don't need to be synchronized
1199          * there.
1200          */
1201         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1202                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1203                         return;
1204         }
1205 #endif
1206
1207         if (is_f00f_bug(regs, hw_error_code, address))
1208                 return;
1209
1210         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1211         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1212                 return;
1213
1214         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1215         if (WARN_ON_ONCE(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1216                 return;
1217
1218         /*
1219          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1220          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1221          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1222          *
1223          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1224          * fault we could otherwise deadlock:
1225          */
1226         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1227 }
1228 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1229
1230 /*
1231  * Handle faults in the user portion of the address space.  Nothing in here
1232  * should check X86_PF_USER without a specific justification: for almost
1233  * all purposes, we should treat a normal kernel access to user memory
1234  * (e.g. get_user(), put_user(), etc.) the same as the WRUSS instruction.
1235  * The one exception is AC flag handling, which is, per the x86
1236  * architecture, special for WRUSS.
1237  */
1238 static inline
1239 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1240                         unsigned long error_code,
1241                         unsigned long address)
1242 {
1243         struct vm_area_struct *vma;
1244         struct task_struct *tsk;
1245         struct mm_struct *mm;
1246         vm_fault_t fault;
1247         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
1248
1249         tsk = current;
1250         mm = tsk->mm;
1251
1252         if (unlikely((error_code & (X86_PF_USER | X86_PF_INSTR)) == X86_PF_INSTR)) {
1253                 /*
1254                  * Whoops, this is kernel mode code trying to execute from
1255                  * user memory.  Unless this is AMD erratum #93, which
1256                  * corrupts RIP such that it looks like a user address,
1257                  * this is unrecoverable.  Don't even try to look up the
1258                  * VMA or look for extable entries.
1259                  */
1260                 if (is_errata93(regs, address))
1261                         return;
1262
1263                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1264                 return;
1265         }
1266
1267         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1268         if (WARN_ON_ONCE(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1269                 return;
1270
1271         /*
1272          * Reserved bits are never expected to be set on
1273          * entries in the user portion of the page tables.
1274          */
1275         if (unlikely(error_code & X86_PF_RSVD))
1276                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1277
1278         /*
1279          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1280          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1281          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1282          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1283          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1284          */
1285         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1286                      !(error_code & X86_PF_USER) &&
1287                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC))) {
1288                 /*
1289                  * No extable entry here.  This was a kernel access to an
1290                  * invalid pointer.  get_kernel_nofault() will not get here.
1291                  */
1292                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1293                 return;
1294         }
1295
1296         /*
1297          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1298          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1299          */
1300         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1301                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1302                 return;
1303         }
1304
1305         /*
1306          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1307          * vmalloc fault has been handled.
1308          *
1309          * User-mode registers count as a user access even for any
1310          * potential system fault or CPU buglet:
1311          */
1312         if (user_mode(regs)) {
1313                 local_irq_enable();
1314                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1315         } else {
1316                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1317                         local_irq_enable();
1318         }
1319
1320         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1321
1322         /*
1323          * Read-only permissions can not be expressed in shadow stack PTEs.
1324          * Treat all shadow stack accesses as WRITE faults. This ensures
1325          * that the MM will prepare everything (e.g., break COW) such that
1326          * maybe_mkwrite() can create a proper shadow stack PTE.
1327          */
1328         if (error_code & X86_PF_SHSTK)
1329                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1330         if (error_code & X86_PF_WRITE)
1331                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1332         if (error_code & X86_PF_INSTR)
1333                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1334
1335 #ifdef CONFIG_X86_64
1336         /*
1337          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1338          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1339          * considered to be part of the user address space.
1340          *
1341          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1342          * emulation before we go searching for VMAs.
1343          *
1344          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1345          * to consider the PF_PK bit.
1346          */
1347         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1348                 if (emulate_vsyscall(error_code, regs, address))
1349                         return;
1350         }
1351 #endif
1352
1353         if (!(flags & FAULT_FLAG_USER))
1354                 goto lock_mmap;
1355
1356         vma = lock_vma_under_rcu(mm, address);
1357         if (!vma)
1358                 goto lock_mmap;
1359
1360         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1361                 vma_end_read(vma);
1362                 goto lock_mmap;
1363         }
1364         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags | FAULT_FLAG_VMA_LOCK, regs);
1365         if (!(fault & (VM_FAULT_RETRY | VM_FAULT_COMPLETED)))
1366                 vma_end_read(vma);
1367
1368         if (!(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1369                 count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_SUCCESS);
1370                 goto done;
1371         }
1372         count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_RETRY);
1373         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1374                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1375
1376         /* Quick path to respond to signals */
1377         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1378                 if (!user_mode(regs))
1379                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1380                                                  SIGBUS, BUS_ADRERR,
1381                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1382                 return;
1383         }
1384 lock_mmap:
1385
1386 retry:
1387         vma = lock_mm_and_find_vma(mm, address, regs);
1388         if (unlikely(!vma)) {
1389                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1390                 return;
1391         }
1392
1393         /*
1394          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1395          * we can handle it..
1396          */
1397         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1398                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1399                 return;
1400         }
1401
1402         /*
1403          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1404          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1405          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1406          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_lock has been unlocked.
1407          *
1408          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_lock
1409          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1410          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1411          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1412          * userland). The return to userland is identified whenever
1413          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1414          */
1415         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1416
1417         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1418                 /*
1419                  * Quick path to respond to signals.  The core mm code
1420                  * has unlocked the mm for us if we get here.
1421                  */
1422                 if (!user_mode(regs))
1423                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1424                                                  SIGBUS, BUS_ADRERR,
1425                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1426                 return;
1427         }
1428
1429         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
1430         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
1431                 return;
1432
1433         /*
1434          * If we need to retry the mmap_lock has already been released,
1435          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1436          * that we made any progress. Handle this case first.
1437          */
1438         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1439                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1440                 goto retry;
1441         }
1442
1443         mmap_read_unlock(mm);
1444 done:
1445         if (likely(!(fault & VM_FAULT_ERROR)))
1446                 return;
1447
1448         if (fatal_signal_pending(current) && !user_mode(regs)) {
1449                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1450                                          0, 0, ARCH_DEFAULT_PKEY);
1451                 return;
1452         }
1453
1454         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1455                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1456                 if (!user_mode(regs)) {
1457                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1458                                                  SIGSEGV, SEGV_MAPERR,
1459                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1460                         return;
1461                 }
1462
1463                 /*
1464                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1465                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1466                  * oom-killed):
1467                  */
1468                 pagefault_out_of_memory();
1469         } else {
1470                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1471                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1472                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1473                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1474                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1475                 else
1476                         BUG();
1477         }
1478 }
1479 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1480
1481 static __always_inline void
1482 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1483                          unsigned long address)
1484 {
1485         if (!trace_pagefault_enabled())
1486                 return;
1487
1488         if (user_mode(regs))
1489                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1490         else
1491                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1492 }
1493
1494 static __always_inline void
1495 handle_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1496                               unsigned long address)
1497 {
1498         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1499
1500         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1501                 return;
1502
1503         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1504         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1505                 do_kern_addr_fault(regs, error_code, address);
1506         } else {
1507                 do_user_addr_fault(regs, error_code, address);
1508                 /*
1509                  * User address page fault handling might have reenabled
1510                  * interrupts. Fixing up all potential exit points of
1511                  * do_user_addr_fault() and its leaf functions is just not
1512                  * doable w/o creating an unholy mess or turning the code
1513                  * upside down.
1514                  */
1515                 local_irq_disable();
1516         }
1517 }
1518
1519 DEFINE_IDTENTRY_RAW_ERRORCODE(exc_page_fault)
1520 {
1521         unsigned long address = read_cr2();
1522         irqentry_state_t state;
1523
1524         prefetchw(&current->mm->mmap_lock);
1525
1526         /*
1527          * KVM uses #PF vector to deliver 'page not present' events to guests
1528          * (asynchronous page fault mechanism). The event happens when a
1529          * userspace task is trying to access some valid (from guest's point of
1530          * view) memory which is not currently mapped by the host (e.g. the
1531          * memory is swapped out). Note, the corresponding "page ready" event
1532          * which is injected when the memory becomes available, is delivered via
1533          * an interrupt mechanism and not a #PF exception
1534          * (see arch/x86/kernel/kvm.c: sysvec_kvm_asyncpf_interrupt()).
1535          *
1536          * We are relying on the interrupted context being sane (valid RSP,
1537          * relevant locks not held, etc.), which is fine as long as the
1538          * interrupted context had IF=1.  We are also relying on the KVM
1539          * async pf type field and CR2 being read consistently instead of
1540          * getting values from real and async page faults mixed up.
1541          *
1542          * Fingers crossed.
1543          *
1544          * The async #PF handling code takes care of idtentry handling
1545          * itself.
1546          */
1547         if (kvm_handle_async_pf(regs, (u32)address))
1548                 return;
1549
1550         /*
1551          * Entry handling for valid #PF from kernel mode is slightly
1552          * different: RCU is already watching and ct_irq_enter() must not
1553          * be invoked because a kernel fault on a user space address might
1554          * sleep.
1555          *
1556          * In case the fault hit a RCU idle region the conditional entry
1557          * code reenabled RCU to avoid subsequent wreckage which helps
1558          * debuggability.
1559          */
1560         state = irqentry_enter(regs);
1561
1562         instrumentation_begin();
1563         handle_page_fault(regs, error_code, address);
1564         instrumentation_end();
1565
1566         irqentry_exit(regs, state);
1567 }