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