GNU Linux-libre 5.15.137-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
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 #include <asm/irq_stack.h>
36
37 #define CREATE_TRACE_POINTS
38 #include <asm/trace/exceptions.h>
39
40 /*
41  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
42  * handled by mmiotrace:
43  */
44 static nokprobe_inline int
45 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
46 {
47         if (unlikely(is_kmmio_active()))
48                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
49                         return -1;
50         return 0;
51 }
52
53 /*
54  * Prefetch quirks:
55  *
56  * 32-bit mode:
57  *
58  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
59  *   Check that here and ignore it.  This is AMD erratum #91.
60  *
61  * 64-bit mode:
62  *
63  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
64  *   Check that here and ignore it.
65  *
66  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
67  */
68 static inline int
69 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
70                       unsigned char opcode, int *prefetch)
71 {
72         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
73         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
74
75         switch (instr_hi) {
76         case 0x20:
77         case 0x30:
78                 /*
79                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
80                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
81                  * opcode if some of these prefixes are present so
82                  * X86_64 will never get here anyway
83                  */
84                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
85 #ifdef CONFIG_X86_64
86         case 0x40:
87                 /*
88                  * In 64-bit mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
89                  */
90                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
91 #endif
92         case 0x60:
93                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
94                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
95         case 0xF0:
96                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
97                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
98         case 0x00:
99                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
100                 if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
101                         return 0;
102
103                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
104                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
105                 return 0;
106         default:
107                 return 0;
108         }
109 }
110
111 static bool is_amd_k8_pre_npt(void)
112 {
113         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
114
115         return unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_CPU_SUP_AMD) &&
116                         c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
117                         c->x86 == 0xf && c->x86_model < 0x40);
118 }
119
120 static int
121 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
122 {
123         unsigned char *max_instr;
124         unsigned char *instr;
125         int prefetch = 0;
126
127         /* Erratum #91 affects AMD K8, pre-NPT CPUs */
128         if (!is_amd_k8_pre_npt())
129                 return 0;
130
131         /*
132          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
133          * do not ignore the fault:
134          */
135         if (error_code & X86_PF_INSTR)
136                 return 0;
137
138         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
139         max_instr = instr + 15;
140
141         /*
142          * This code has historically always bailed out if IP points to a
143          * not-present page (e.g. due to a race).  No one has ever
144          * complained about this.
145          */
146         pagefault_disable();
147
148         while (instr < max_instr) {
149                 unsigned char opcode;
150
151                 if (user_mode(regs)) {
152                         if (get_user(opcode, instr))
153                                 break;
154                 } else {
155                         if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
156                                 break;
157                 }
158
159                 instr++;
160
161                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
162                         break;
163         }
164
165         pagefault_enable();
166         return prefetch;
167 }
168
169 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
170 LIST_HEAD(pgd_list);
171
172 #ifdef CONFIG_X86_32
173 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
174 {
175         unsigned index = pgd_index(address);
176         pgd_t *pgd_k;
177         p4d_t *p4d, *p4d_k;
178         pud_t *pud, *pud_k;
179         pmd_t *pmd, *pmd_k;
180
181         pgd += index;
182         pgd_k = init_mm.pgd + index;
183
184         if (!pgd_present(*pgd_k))
185                 return NULL;
186
187         /*
188          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
189          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
190          * set_p4d/set_pud.
191          */
192         p4d = p4d_offset(pgd, address);
193         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
194         if (!p4d_present(*p4d_k))
195                 return NULL;
196
197         pud = pud_offset(p4d, address);
198         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
199         if (!pud_present(*pud_k))
200                 return NULL;
201
202         pmd = pmd_offset(pud, address);
203         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
204
205         if (pmd_present(*pmd) != pmd_present(*pmd_k))
206                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
207
208         if (!pmd_present(*pmd_k))
209                 return NULL;
210         else
211                 BUG_ON(pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_k));
212
213         return pmd_k;
214 }
215
216 /*
217  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
218  *
219  *   This is needed because there is a race condition between the time
220  *   when the vmalloc mapping code updates the PMD to the point in time
221  *   where it synchronizes this update with the other page-tables in the
222  *   system.
223  *
224  *   In this race window another thread/CPU can map an area on the same
225  *   PMD, finds it already present and does not synchronize it with the
226  *   rest of the system yet. As a result v[mz]alloc might return areas
227  *   which are not mapped in every page-table in the system, causing an
228  *   unhandled page-fault when they are accessed.
229  */
230 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
231 {
232         unsigned long pgd_paddr;
233         pmd_t *pmd_k;
234         pte_t *pte_k;
235
236         /* Make sure we are in vmalloc area: */
237         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
238                 return -1;
239
240         /*
241          * Synchronize this task's top level page-table
242          * with the 'reference' page table.
243          *
244          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
245          * an interrupt in the middle of a task switch..
246          */
247         pgd_paddr = read_cr3_pa();
248         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
249         if (!pmd_k)
250                 return -1;
251
252         if (pmd_large(*pmd_k))
253                 return 0;
254
255         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
256         if (!pte_present(*pte_k))
257                 return -1;
258
259         return 0;
260 }
261 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
262
263 void arch_sync_kernel_mappings(unsigned long start, unsigned long end)
264 {
265         unsigned long addr;
266
267         for (addr = start & PMD_MASK;
268              addr >= TASK_SIZE_MAX && addr < VMALLOC_END;
269              addr += PMD_SIZE) {
270                 struct page *page;
271
272                 spin_lock(&pgd_lock);
273                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
274                         spinlock_t *pgt_lock;
275
276                         /* the pgt_lock only for Xen */
277                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
278
279                         spin_lock(pgt_lock);
280                         vmalloc_sync_one(page_address(page), addr);
281                         spin_unlock(pgt_lock);
282                 }
283                 spin_unlock(&pgd_lock);
284         }
285 }
286
287 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
288 {
289         return pfn < max_low_pfn;
290 }
291
292 static void dump_pagetable(unsigned long address)
293 {
294         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
295         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
296         p4d_t *p4d;
297         pud_t *pud;
298         pmd_t *pmd;
299         pte_t *pte;
300
301 #ifdef CONFIG_X86_PAE
302         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
303         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
304                 goto out;
305 #define pr_pde pr_cont
306 #else
307 #define pr_pde pr_info
308 #endif
309         p4d = p4d_offset(pgd, address);
310         pud = pud_offset(p4d, address);
311         pmd = pmd_offset(pud, address);
312         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
313 #undef pr_pde
314
315         /*
316          * We must not directly access the pte in the highpte
317          * case if the page table is located in highmem.
318          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
319          * it's allocated already:
320          */
321         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
322                 goto out;
323
324         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
325         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
326 out:
327         pr_cont("\n");
328 }
329
330 #else /* CONFIG_X86_64: */
331
332 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
333 static const char errata93_warning[] =
334 KERN_ERR 
335 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
336 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
337 "******* Please consider a BIOS update.\n"
338 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
339 #endif
340
341 static int bad_address(void *p)
342 {
343         unsigned long dummy;
344
345         return get_kernel_nofault(dummy, (unsigned long *)p);
346 }
347
348 static void dump_pagetable(unsigned long address)
349 {
350         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
351         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
352         p4d_t *p4d;
353         pud_t *pud;
354         pmd_t *pmd;
355         pte_t *pte;
356
357         if (bad_address(pgd))
358                 goto bad;
359
360         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
361
362         if (!pgd_present(*pgd))
363                 goto out;
364
365         p4d = p4d_offset(pgd, address);
366         if (bad_address(p4d))
367                 goto bad;
368
369         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
370         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
371                 goto out;
372
373         pud = pud_offset(p4d, address);
374         if (bad_address(pud))
375                 goto bad;
376
377         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
378         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
379                 goto out;
380
381         pmd = pmd_offset(pud, address);
382         if (bad_address(pmd))
383                 goto bad;
384
385         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
386         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
387                 goto out;
388
389         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
390         if (bad_address(pte))
391                 goto bad;
392
393         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
394 out:
395         pr_cont("\n");
396         return;
397 bad:
398         pr_info("BAD\n");
399 }
400
401 #endif /* CONFIG_X86_64 */
402
403 /*
404  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
405  *
406  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
407  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
408  *
409  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
410  *
411  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
412  * Try to work around it here.
413  *
414  * Note we only handle faults in kernel here.
415  * Does nothing on 32-bit.
416  */
417 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
418 {
419 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
420         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
421             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
422                 return 0;
423
424         if (user_mode(regs))
425                 return 0;
426
427         if (address != regs->ip)
428                 return 0;
429
430         if ((address >> 32) != 0)
431                 return 0;
432
433         address |= 0xffffffffUL << 32;
434         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
435             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
436                 printk_once(errata93_warning);
437                 regs->ip = address;
438                 return 1;
439         }
440 #endif
441         return 0;
442 }
443
444 /*
445  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
446  * to illegal addresses >4GB.
447  *
448  * We catch this in the page fault handler because these addresses
449  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
450  * segment in LDT is compatibility mode.
451  */
452 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
453 {
454 #ifdef CONFIG_X86_64
455         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
456                 return 1;
457 #endif
458         return 0;
459 }
460
461 /* Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround: */
462 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
463                        unsigned long address)
464 {
465 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
466         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F) && !(error_code & X86_PF_USER) &&
467             idt_is_f00f_address(address)) {
468                 handle_invalid_op(regs);
469                 return 1;
470         }
471 #endif
472         return 0;
473 }
474
475 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
476 {
477         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
478         unsigned long addr;
479         struct ldttss_desc desc;
480
481         if (index == 0) {
482                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
483                 return;
484         }
485
486         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
487                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
488                 return;
489         }
490
491         if (copy_from_kernel_nofault(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
492                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
493                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
494                          name, index);
495                 return;
496         }
497
498         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
499 #ifdef CONFIG_X86_64
500         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
501 #endif
502         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
503                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
504 }
505
506 static void
507 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
508 {
509         if (!oops_may_print())
510                 return;
511
512         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
513                 unsigned int level;
514                 pgd_t *pgd;
515                 pte_t *pte;
516
517                 pgd = __va(read_cr3_pa());
518                 pgd += pgd_index(address);
519
520                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
521
522                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
523                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
524                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
525                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
526                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
527                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
528                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
529                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
530         }
531
532         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
533                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
534                         (void *)address);
535         else
536                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
537                         (void *)address);
538
539         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
540                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
541                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
542                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
543                                                "read access",
544                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
545         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
546                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
547                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
548                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
549                                                "permissions violation");
550
551         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
552                 struct desc_ptr idt, gdt;
553                 u16 ldtr, tr;
554
555                 /*
556                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
557                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
558                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
559                  * contributory exception from user code and gets a page fault
560                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
561                  * it originated directly from user code.  This could happen
562                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
563                  * kernel or IST stack.
564                  */
565                 store_idt(&idt);
566
567                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
568                 native_store_gdt(&gdt);
569
570                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
571                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
572
573                 store_ldt(ldtr);
574                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
575
576                 store_tr(tr);
577                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
578         }
579
580         dump_pagetable(address);
581 }
582
583 static noinline void
584 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
585             unsigned long address)
586 {
587         struct task_struct *tsk;
588         unsigned long flags;
589         int sig;
590
591         flags = oops_begin();
592         tsk = current;
593         sig = SIGKILL;
594
595         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
596                tsk->comm, address);
597         dump_pagetable(address);
598
599         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
600                 sig = 0;
601
602         oops_end(flags, regs, sig);
603 }
604
605 static void sanitize_error_code(unsigned long address,
606                                 unsigned long *error_code)
607 {
608         /*
609          * To avoid leaking information about the kernel page
610          * table layout, pretend that user-mode accesses to
611          * kernel addresses are always protection faults.
612          *
613          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
614          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
615          * information and does not appear to cause any problems.
616          */
617         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
618                 *error_code |= X86_PF_PROT;
619 }
620
621 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
622                                 unsigned long error_code)
623 {
624         struct task_struct *tsk = current;
625
626         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
627         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
628         tsk->thread.cr2 = address;
629 }
630
631 static noinline void
632 page_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
633                 unsigned long address)
634 {
635 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
636         struct stack_info info;
637 #endif
638         unsigned long flags;
639         int sig;
640
641         if (user_mode(regs)) {
642                 /*
643                  * Implicit kernel access from user mode?  Skip the stack
644                  * overflow and EFI special cases.
645                  */
646                 goto oops;
647         }
648
649 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
650         /*
651          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
652          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
653          * that we're in vmalloc space to avoid this.
654          */
655         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
656             get_stack_guard_info((void *)address, &info)) {
657                 /*
658                  * We're likely to be running with very little stack space
659                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
660                  * double-fault even before we get this far, in which case
661                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
662                  *
663                  * We don't want to make it all the way into the oops code
664                  * and then double-fault, though, because we're likely to
665                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
666                  */
667                 call_on_stack(__this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void*),
668                               handle_stack_overflow,
669                               ASM_CALL_ARG3,
670                               , [arg1] "r" (regs), [arg2] "r" (address), [arg3] "r" (&info));
671
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                          u32 pkey)
715 {
716         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
717
718         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
719         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
720                 /*
721                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
722                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
723                  * task context.
724                  */
725                 if (in_interrupt())
726                         return;
727
728                 /*
729                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
730                  *
731                  * In this case we need to make sure we're not recursively
732                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
733                  */
734                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
735                         sanitize_error_code(address, &error_code);
736
737                         set_signal_archinfo(address, error_code);
738
739                         if (si_code == SEGV_PKUERR) {
740                                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
741                         } else {
742                                 /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
743                                 force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
744                         }
745                 }
746
747                 /*
748                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
749                  */
750                 return;
751         }
752
753         /*
754          * AMD erratum #91 manifests as a spurious page fault on a PREFETCH
755          * instruction.
756          */
757         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
758                 return;
759
760         page_fault_oops(regs, error_code, address);
761 }
762
763 /*
764  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
765  * sysctl is set:
766  */
767 static inline void
768 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
769                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
770 {
771         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
772
773         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
774                 return;
775
776         if (!printk_ratelimit())
777                 return;
778
779         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
780                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
781                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
782
783         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
784
785         printk(KERN_CONT "\n");
786
787         show_opcodes(regs, loglvl);
788 }
789
790 /*
791  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
792  * of the address space that has user-accessible permissions.
793  */
794 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
795 {
796         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
797 }
798
799 static void
800 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
801                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
802 {
803         struct task_struct *tsk = current;
804
805         if (!user_mode(regs)) {
806                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
807                                          SIGSEGV, si_code, pkey);
808                 return;
809         }
810
811         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
812                 /* Implicit user access to kernel memory -- just oops */
813                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
814                 return;
815         }
816
817         /*
818          * User mode accesses just cause a SIGSEGV.
819          * It's possible to have interrupts off here:
820          */
821         local_irq_enable();
822
823         /*
824          * Valid to do another page fault here because this one came
825          * from user space:
826          */
827         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
828                 return;
829
830         if (is_errata100(regs, address))
831                 return;
832
833         sanitize_error_code(address, &error_code);
834
835         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
836                 return;
837
838         if (likely(show_unhandled_signals))
839                 show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
840
841         set_signal_archinfo(address, error_code);
842
843         if (si_code == SEGV_PKUERR)
844                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
845         else
846                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
847
848         local_irq_disable();
849 }
850
851 static noinline void
852 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
853                      unsigned long address)
854 {
855         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
856 }
857
858 static void
859 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
860            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
861 {
862         struct mm_struct *mm = current->mm;
863         /*
864          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
865          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
866          */
867         mmap_read_unlock(mm);
868
869         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
870 }
871
872 static noinline void
873 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
874 {
875         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
876 }
877
878 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
879                 struct vm_area_struct *vma)
880 {
881         /* This code is always called on the current mm */
882         bool foreign = false;
883
884         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_OSPKE))
885                 return false;
886         if (error_code & X86_PF_PK)
887                 return true;
888         /* this checks permission keys on the VMA: */
889         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
890                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
891                 return true;
892         return false;
893 }
894
895 static noinline void
896 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
897                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
898 {
899         /*
900          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
901          * But, doing it this way allows compiler optimizations
902          * if pkeys are compiled out.
903          */
904         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
905                 /*
906                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
907                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
908                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
909                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
910                  * which protection key was set on the PTE.
911                  *
912                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
913                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
914                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
915                  * was the one that we faulted on.
916                  *
917                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
918                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
919                  * 3. T1   : faults...
920                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
921                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_lock, etc...
922                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
923                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
924                  */
925                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
926
927                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
928         } else {
929                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
930         }
931 }
932
933 static void
934 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
935           vm_fault_t fault)
936 {
937         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
938         if (!user_mode(regs)) {
939                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
940                                          SIGBUS, BUS_ADRERR, ARCH_DEFAULT_PKEY);
941                 return;
942         }
943
944         /* User-space => ok to do another page fault: */
945         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
946                 return;
947
948         sanitize_error_code(address, &error_code);
949
950         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
951                 return;
952
953         set_signal_archinfo(address, error_code);
954
955 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
956         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
957                 struct task_struct *tsk = current;
958                 unsigned lsb = 0;
959
960                 pr_err(
961         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
962                         tsk->comm, tsk->pid, address);
963                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
964                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
965                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
966                         lsb = PAGE_SHIFT;
967                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
968                 return;
969         }
970 #endif
971         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
972 }
973
974 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
975 {
976         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
977                 return 0;
978
979         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
980                 return 0;
981
982         return 1;
983 }
984
985 /*
986  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
987  *
988  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
989  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
990  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
991  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
992  * on other processors.
993  *
994  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
995  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
996  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
997  *
998  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
999  * increasing the permissions on a page.
1000  *
1001  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1002  *
1003  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1004  * (Optional Invalidation).
1005  */
1006 static noinline int
1007 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1008 {
1009         pgd_t *pgd;
1010         p4d_t *p4d;
1011         pud_t *pud;
1012         pmd_t *pmd;
1013         pte_t *pte;
1014         int ret;
1015
1016         /*
1017          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1018          * spurious faults.
1019          *
1020          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1021          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1022          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1023          * faults.
1024          */
1025         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1026             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1027                 return 0;
1028
1029         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1030         if (!pgd_present(*pgd))
1031                 return 0;
1032
1033         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1034         if (!p4d_present(*p4d))
1035                 return 0;
1036
1037         if (p4d_large(*p4d))
1038                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1039
1040         pud = pud_offset(p4d, address);
1041         if (!pud_present(*pud))
1042                 return 0;
1043
1044         if (pud_large(*pud))
1045                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1046
1047         pmd = pmd_offset(pud, address);
1048         if (!pmd_present(*pmd))
1049                 return 0;
1050
1051         if (pmd_large(*pmd))
1052                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1053
1054         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1055         if (!pte_present(*pte))
1056                 return 0;
1057
1058         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1059         if (!ret)
1060                 return 0;
1061
1062         /*
1063          * Make sure we have permissions in PMD.
1064          * If not, then there's a bug in the page tables:
1065          */
1066         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1067         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1068
1069         return ret;
1070 }
1071 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1072
1073 int show_unhandled_signals = 1;
1074
1075 static inline int
1076 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1077 {
1078         /* This is only called for the current mm, so: */
1079         bool foreign = false;
1080
1081         /*
1082          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1083          * always an unconditional error and can never result in
1084          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1085          */
1086         if (error_code & X86_PF_PK)
1087                 return 1;
1088
1089         /*
1090          * SGX hardware blocked the access.  This usually happens
1091          * when the enclave memory contents have been destroyed, like
1092          * after a suspend/resume cycle. In any case, the kernel can't
1093          * fix the cause of the fault.  Handle the fault as an access
1094          * error even in cases where no actual access violation
1095          * occurred.  This allows userspace to rebuild the enclave in
1096          * response to the signal.
1097          */
1098         if (unlikely(error_code & X86_PF_SGX))
1099                 return 1;
1100
1101         /*
1102          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1103          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1104          * page.
1105          */
1106         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1107                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1108                 return 1;
1109
1110         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1111                 /* write, present and write, not present: */
1112                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1113                         return 1;
1114                 return 0;
1115         }
1116
1117         /* read, present: */
1118         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1119                 return 1;
1120
1121         /* read, not present: */
1122         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1123                 return 1;
1124
1125         return 0;
1126 }
1127
1128 bool fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1129 {
1130         /*
1131          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1132          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1133          * address space.
1134          */
1135         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1136                 return false;
1137
1138         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1143  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1144  * ran in userspace or the kernel.
1145  */
1146 static void
1147 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1148                    unsigned long address)
1149 {
1150         /*
1151          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1152          * have no user pages in the kernel portion of the address
1153          * space, so do not expect them here.
1154          */
1155         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1156
1157 #ifdef CONFIG_X86_32
1158         /*
1159          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1160          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1161          *
1162          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1163          * be in an interrupt or a critical region, and should
1164          * only copy the information from the master page table,
1165          * nothing more.
1166          *
1167          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1168          * fault is not any of the following:
1169          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1170          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1171          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1172          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1173          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1174          *     would have X86_PF_PROT==0).
1175          *
1176          * This is only needed to close a race condition on x86-32 in
1177          * the vmalloc mapping/unmapping code. See the comment above
1178          * vmalloc_fault() for details. On x86-64 the race does not
1179          * exist as the vmalloc mappings don't need to be synchronized
1180          * there.
1181          */
1182         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1183                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1184                         return;
1185         }
1186 #endif
1187
1188         if (is_f00f_bug(regs, hw_error_code, address))
1189                 return;
1190
1191         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1192         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1193                 return;
1194
1195         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1196         if (WARN_ON_ONCE(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1197                 return;
1198
1199         /*
1200          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1201          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1202          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1203          *
1204          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1205          * fault we could otherwise deadlock:
1206          */
1207         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1208 }
1209 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1210
1211 /*
1212  * Handle faults in the user portion of the address space.  Nothing in here
1213  * should check X86_PF_USER without a specific justification: for almost
1214  * all purposes, we should treat a normal kernel access to user memory
1215  * (e.g. get_user(), put_user(), etc.) the same as the WRUSS instruction.
1216  * The one exception is AC flag handling, which is, per the x86
1217  * architecture, special for WRUSS.
1218  */
1219 static inline
1220 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1221                         unsigned long error_code,
1222                         unsigned long address)
1223 {
1224         struct vm_area_struct *vma;
1225         struct task_struct *tsk;
1226         struct mm_struct *mm;
1227         vm_fault_t fault;
1228         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
1229
1230         tsk = current;
1231         mm = tsk->mm;
1232
1233         if (unlikely((error_code & (X86_PF_USER | X86_PF_INSTR)) == X86_PF_INSTR)) {
1234                 /*
1235                  * Whoops, this is kernel mode code trying to execute from
1236                  * user memory.  Unless this is AMD erratum #93, which
1237                  * corrupts RIP such that it looks like a user address,
1238                  * this is unrecoverable.  Don't even try to look up the
1239                  * VMA or look for extable entries.
1240                  */
1241                 if (is_errata93(regs, address))
1242                         return;
1243
1244                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1245                 return;
1246         }
1247
1248         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1249         if (WARN_ON_ONCE(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1250                 return;
1251
1252         /*
1253          * Reserved bits are never expected to be set on
1254          * entries in the user portion of the page tables.
1255          */
1256         if (unlikely(error_code & X86_PF_RSVD))
1257                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1258
1259         /*
1260          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1261          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1262          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1263          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1264          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1265          */
1266         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1267                      !(error_code & X86_PF_USER) &&
1268                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC))) {
1269                 /*
1270                  * No extable entry here.  This was a kernel access to an
1271                  * invalid pointer.  get_kernel_nofault() will not get here.
1272                  */
1273                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1274                 return;
1275         }
1276
1277         /*
1278          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1279          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1280          */
1281         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1282                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1283                 return;
1284         }
1285
1286         /*
1287          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1288          * vmalloc fault has been handled.
1289          *
1290          * User-mode registers count as a user access even for any
1291          * potential system fault or CPU buglet:
1292          */
1293         if (user_mode(regs)) {
1294                 local_irq_enable();
1295                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1296         } else {
1297                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1298                         local_irq_enable();
1299         }
1300
1301         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1302
1303         if (error_code & X86_PF_WRITE)
1304                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1305         if (error_code & X86_PF_INSTR)
1306                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1307
1308 #ifdef CONFIG_X86_64
1309         /*
1310          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1311          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1312          * considered to be part of the user address space.
1313          *
1314          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1315          * emulation before we go searching for VMAs.
1316          *
1317          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1318          * to consider the PF_PK bit.
1319          */
1320         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1321                 if (emulate_vsyscall(error_code, regs, address))
1322                         return;
1323         }
1324 #endif
1325
1326         /*
1327          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1328          * on well-defined single instructions listed in the exception
1329          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1330          * those areas which also holds mmap_lock might deadlock attempting
1331          * to validate the fault against the address space.
1332          *
1333          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1334          * risk of a deadlock.  This happens if we
1335          * 1. Failed to acquire mmap_lock, and
1336          * 2. The access did not originate in userspace.
1337          */
1338         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mm))) {
1339                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1340                         /*
1341                          * Fault from code in kernel from
1342                          * which we do not expect faults.
1343                          */
1344                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1345                         return;
1346                 }
1347 retry:
1348                 mmap_read_lock(mm);
1349         } else {
1350                 /*
1351                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1352                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1353                  * down_read():
1354                  */
1355                 might_sleep();
1356         }
1357
1358         vma = find_vma(mm, address);
1359         if (unlikely(!vma)) {
1360                 bad_area(regs, error_code, address);
1361                 return;
1362         }
1363         if (likely(vma->vm_start <= address))
1364                 goto good_area;
1365         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1366                 bad_area(regs, error_code, address);
1367                 return;
1368         }
1369         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1370                 bad_area(regs, error_code, address);
1371                 return;
1372         }
1373
1374         /*
1375          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1376          * we can handle it..
1377          */
1378 good_area:
1379         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1380                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1381                 return;
1382         }
1383
1384         /*
1385          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1386          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1387          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1388          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_lock has been unlocked.
1389          *
1390          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_lock
1391          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1392          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1393          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1394          * userland). The return to userland is identified whenever
1395          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1396          */
1397         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1398
1399         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1400                 /*
1401                  * Quick path to respond to signals.  The core mm code
1402                  * has unlocked the mm for us if we get here.
1403                  */
1404                 if (!user_mode(regs))
1405                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1406                                                  SIGBUS, BUS_ADRERR,
1407                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1408                 return;
1409         }
1410
1411         /*
1412          * If we need to retry the mmap_lock has already been released,
1413          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1414          * that we made any progress. Handle this case first.
1415          */
1416         if (unlikely((fault & VM_FAULT_RETRY) &&
1417                      (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY))) {
1418                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1419                 goto retry;
1420         }
1421
1422         mmap_read_unlock(mm);
1423         if (likely(!(fault & VM_FAULT_ERROR)))
1424                 return;
1425
1426         if (fatal_signal_pending(current) && !user_mode(regs)) {
1427                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1428                                          0, 0, ARCH_DEFAULT_PKEY);
1429                 return;
1430         }
1431
1432         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1433                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1434                 if (!user_mode(regs)) {
1435                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1436                                                  SIGSEGV, SEGV_MAPERR,
1437                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1438                         return;
1439                 }
1440
1441                 /*
1442                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1443                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1444                  * oom-killed):
1445                  */
1446                 pagefault_out_of_memory();
1447         } else {
1448                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1449                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1450                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1451                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1452                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1453                 else
1454                         BUG();
1455         }
1456 }
1457 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1458
1459 static __always_inline void
1460 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1461                          unsigned long address)
1462 {
1463         if (!trace_pagefault_enabled())
1464                 return;
1465
1466         if (user_mode(regs))
1467                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1468         else
1469                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1470 }
1471
1472 static __always_inline void
1473 handle_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1474                               unsigned long address)
1475 {
1476         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1477
1478         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1479                 return;
1480
1481         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1482         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1483                 do_kern_addr_fault(regs, error_code, address);
1484         } else {
1485                 do_user_addr_fault(regs, error_code, address);
1486                 /*
1487                  * User address page fault handling might have reenabled
1488                  * interrupts. Fixing up all potential exit points of
1489                  * do_user_addr_fault() and its leaf functions is just not
1490                  * doable w/o creating an unholy mess or turning the code
1491                  * upside down.
1492                  */
1493                 local_irq_disable();
1494         }
1495 }
1496
1497 DEFINE_IDTENTRY_RAW_ERRORCODE(exc_page_fault)
1498 {
1499         unsigned long address = read_cr2();
1500         irqentry_state_t state;
1501
1502         prefetchw(&current->mm->mmap_lock);
1503
1504         /*
1505          * KVM uses #PF vector to deliver 'page not present' events to guests
1506          * (asynchronous page fault mechanism). The event happens when a
1507          * userspace task is trying to access some valid (from guest's point of
1508          * view) memory which is not currently mapped by the host (e.g. the
1509          * memory is swapped out). Note, the corresponding "page ready" event
1510          * which is injected when the memory becomes available, is delivered via
1511          * an interrupt mechanism and not a #PF exception
1512          * (see arch/x86/kernel/kvm.c: sysvec_kvm_asyncpf_interrupt()).
1513          *
1514          * We are relying on the interrupted context being sane (valid RSP,
1515          * relevant locks not held, etc.), which is fine as long as the
1516          * interrupted context had IF=1.  We are also relying on the KVM
1517          * async pf type field and CR2 being read consistently instead of
1518          * getting values from real and async page faults mixed up.
1519          *
1520          * Fingers crossed.
1521          *
1522          * The async #PF handling code takes care of idtentry handling
1523          * itself.
1524          */
1525         if (kvm_handle_async_pf(regs, (u32)address))
1526                 return;
1527
1528         /*
1529          * Entry handling for valid #PF from kernel mode is slightly
1530          * different: RCU is already watching and rcu_irq_enter() must not
1531          * be invoked because a kernel fault on a user space address might
1532          * sleep.
1533          *
1534          * In case the fault hit a RCU idle region the conditional entry
1535          * code reenabled RCU to avoid subsequent wreckage which helps
1536          * debuggability.
1537          */
1538         state = irqentry_enter(regs);
1539
1540         instrumentation_begin();
1541         handle_page_fault(regs, error_code, address);
1542         instrumentation_end();
1543
1544         irqentry_exit(regs, state);
1545 }