arch/x86/mm/fault.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
   5  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
   6  */
   7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
   8 #include <linux/sched/task_stack.h>     /* task_stack_*(), ...          */
   9 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
  10 #include <linux/extable.h>              /* search_exception_tables      */
  11 #include <linux/memblock.h>             /* max_low_pfn                  */
  12 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
  13 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
  14 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
  15 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
  16 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
  17 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
  18 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
  19 #include <linux/efi.h>                  /* efi_recover_from_page_fault()*/
  20 #include <linux/mm_types.h>
  21
  22 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
  23 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  24 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  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_recover_from_page_fault()*/
  30 #include <asm/desc.h>                   /* store_idt(), ...             */
  31 #include <asm/cpu_entry_area.h>         /* exception stack              */
  32
  33 #define CREATE_TRACE_POINTS
  34 #include <asm/trace/exceptions.h>
  35
  36 /*
  37  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  38  * handled by mmiotrace:
  39  */
  40 static nokprobe_inline int
  41 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  42 {
  43         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  44                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  45                         return -1;
  46         return 0;
  47 }
  48
  49 /*
  50  * Prefetch quirks:
  51  *
  52  * 32-bit mode:
  53  *
  54  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  55  *   Check that here and ignore it.
  56  *
  57  * 64-bit mode:
  58  *
  59  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  60  *   Check that here and ignore it.
  61  *
  62  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  63  */
  64 static inline int
  65 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  66                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  67 {
  68         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  69         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
  70
  71         switch (instr_hi) {
  72         case 0x20:
  73         case 0x30:
  74                 /*
  75                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
  76                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
  77                  * opcode if some of these prefixes are present so
  78                  * X86_64 will never get here anyway
  79                  */
  80                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
  81 #ifdef CONFIG_X86_64
  82         case 0x40:
  83                 /*
  84                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
  85                  * Need to figure out under what instruction mode the
  86                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
  87                  * but for now it's good enough to assume that long
  88                  * mode only uses well known segments or kernel.
  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 (probe_kernel_address(instr, opcode))
 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 int
 112 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 113 {
 114         unsigned char *max_instr;
 115         unsigned char *instr;
 116         int prefetch = 0;
 117
 118         /*
 119          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 120          * do not ignore the fault:
 121          */
 122         if (error_code & X86_PF_INSTR)
 123                 return 0;
 124
 125         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 126         max_instr = instr + 15;
 127
 128         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
 129                 return 0;
 130
 131         while (instr < max_instr) {
 132                 unsigned char opcode;
 133
 134                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 135                         break;
 136
 137                 instr++;
 138
 139                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 140                         break;
 141         }
 142         return prefetch;
 143 }
 144
 145 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 146 LIST_HEAD(pgd_list);
 147
 148 #ifdef CONFIG_X86_32
 149 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 150 {
 151         unsigned index = pgd_index(address);
 152         pgd_t *pgd_k;
 153         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 154         pud_t *pud, *pud_k;
 155         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 156
 157         pgd += index;
 158         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 159
 160         if (!pgd_present(*pgd_k))
 161                 return NULL;
 162
 163         /*
 164          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 165          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 166          * set_p4d/set_pud.
 167          */
 168         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 169         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 170         if (!p4d_present(*p4d_k))
 171                 return NULL;
 172
 173         pud = pud_offset(p4d, address);
 174         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 175         if (!pud_present(*pud_k))
 176                 return NULL;
 177
 178         pmd = pmd_offset(pud, address);
 179         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 180         if (!pmd_present(*pmd_k))
 181                 return NULL;
 182
 183         if (!pmd_present(*pmd))
 184                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 185         else
 186                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 187
 188         return pmd_k;
 189 }
 190
 191 void vmalloc_sync_all(void)
 192 {
 193         unsigned long address;
 194
 195         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 196                 return;
 197
 198         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 199              address >= TASK_SIZE_MAX && address < FIXADDR_TOP;
 200              address += PMD_SIZE) {
 201                 struct page *page;
 202
 203                 spin_lock(&pgd_lock);
 204                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 205                         spinlock_t *pgt_lock;
 206                         pmd_t *ret;
 207
 208                         /* the pgt_lock only for Xen */
 209                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
 210
 211                         spin_lock(pgt_lock);
 212                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
 213                         spin_unlock(pgt_lock);
 214
 215                         if (!ret)
 216                                 break;
 217                 }
 218                 spin_unlock(&pgd_lock);
 219         }
 220 }
 221
 222 /*
 223  * 32-bit:
 224  *
 225  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 226  */
 227 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 228 {
 229         unsigned long pgd_paddr;
 230         pmd_t *pmd_k;
 231         pte_t *pte_k;
 232
 233         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 234         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 235                 return -1;
 236
 237         /*
 238          * Synchronize this task's top level page-table
 239          * with the 'reference' page table.
 240          *
 241          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 242          * an interrupt in the middle of a task switch..
 243          */
 244         pgd_paddr = read_cr3_pa();
 245         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 246         if (!pmd_k)
 247                 return -1;
 248
 249         if (pmd_large(*pmd_k))
 250                 return 0;
 251
 252         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 253         if (!pte_present(*pte_k))
 254                 return -1;
 255
 256         return 0;
 257 }
 258 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 259
 260 /*
 261  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 262  */
 263 static inline void
 264 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 265                  struct task_struct *tsk)
 266 {
 267 #ifdef CONFIG_VM86
 268         unsigned long bit;
 269
 270         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
 271                 return;
 272
 273         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 274         if (bit < 32)
 275                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
 276 #endif
 277 }
 278
 279 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
 280 {
 281         return pfn < max_low_pfn;
 282 }
 283
 284 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 285 {
 286         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 287         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
 288         p4d_t *p4d;
 289         pud_t *pud;
 290         pmd_t *pmd;
 291         pte_t *pte;
 292
 293 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 294         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
 295         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
 296                 goto out;
 297 #define pr_pde pr_cont
 298 #else
 299 #define pr_pde pr_info
 300 #endif
 301         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 302         pud = pud_offset(p4d, address);
 303         pmd = pmd_offset(pud, address);
 304         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
 305 #undef pr_pde
 306
 307         /*
 308          * We must not directly access the pte in the highpte
 309          * case if the page table is located in highmem.
 310          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 311          * it's allocated already:
 312          */
 313         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 314                 goto out;
 315
 316         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 317         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
 318 out:
 319         pr_cont("\n");
 320 }
 321
 322 #else /* CONFIG_X86_64: */
 323
 324 void vmalloc_sync_all(void)
 325 {
 326         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * 64-bit:
 331  *
 332  *   Handle a fault on the vmalloc area
 333  */
 334 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 335 {
 336         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 337         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 338         pud_t *pud;
 339         pmd_t *pmd;
 340         pte_t *pte;
 341
 342         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 343         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 344                 return -1;
 345
 346         /*
 347          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 348          * happen within a race in page table update. In the later
 349          * case just flush:
 350          */
 351         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
 352         pgd_k = pgd_offset_k(address);
 353         if (pgd_none(*pgd_k))
 354                 return -1;
 355
 356         if (pgtable_l5_enabled()) {
 357                 if (pgd_none(*pgd)) {
 358                         set_pgd(pgd, *pgd_k);
 359                         arch_flush_lazy_mmu_mode();
 360                 } else {
 361                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_k));
 362                 }
 363         }
 364
 365         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
 366         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 367         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 368         if (p4d_none(*p4d_k))
 369                 return -1;
 370
 371         if (p4d_none(*p4d) && !pgtable_l5_enabled()) {
 372                 set_p4d(p4d, *p4d_k);
 373                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 374         } else {
 375                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_k));
 376         }
 377
 378         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 4);
 379
 380         pud = pud_offset(p4d, address);
 381         if (pud_none(*pud))
 382                 return -1;
 383
 384         if (pud_large(*pud))
 385                 return 0;
 386
 387         pmd = pmd_offset(pud, address);
 388         if (pmd_none(*pmd))
 389                 return -1;
 390
 391         if (pmd_large(*pmd))
 392                 return 0;
 393
 394         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 395         if (!pte_present(*pte))
 396                 return -1;
 397
 398         return 0;
 399 }
 400 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 401
 402 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
 403 static const char errata93_warning[] =
 404 KERN_ERR
 405 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 406 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 407 "******* Please consider a BIOS update.\n"
 408 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 409 #endif
 410
 411 /*
 412  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 413  */
 414 static inline void
 415 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 416                  struct task_struct *tsk)
 417 {
 418 }
 419
 420 static int bad_address(void *p)
 421 {
 422         unsigned long dummy;
 423
 424         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 425 }
 426
 427 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 428 {
 429         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 430         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
 431         p4d_t *p4d;
 432         pud_t *pud;
 433         pmd_t *pmd;
 434         pte_t *pte;
 435
 436         if (bad_address(pgd))
 437                 goto bad;
 438
 439         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 440
 441         if (!pgd_present(*pgd))
 442                 goto out;
 443
 444         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 445         if (bad_address(p4d))
 446                 goto bad;
 447
 448         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
 449         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
 450                 goto out;
 451
 452         pud = pud_offset(p4d, address);
 453         if (bad_address(pud))
 454                 goto bad;
 455
 456         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 457         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 458                 goto out;
 459
 460         pmd = pmd_offset(pud, address);
 461         if (bad_address(pmd))
 462                 goto bad;
 463
 464         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 465         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 466                 goto out;
 467
 468         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 469         if (bad_address(pte))
 470                 goto bad;
 471
 472         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
 473 out:
 474         pr_cont("\n");
 475         return;
 476 bad:
 477         pr_info("BAD\n");
 478 }
 479
 480 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 481
 482 /*
 483  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 484  *
 485  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 486  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 487  *
 488  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 489  *
 490  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 491  * Try to work around it here.
 492  *
 493  * Note we only handle faults in kernel here.
 494  * Does nothing on 32-bit.
 495  */
 496 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 497 {
 498 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
 499         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
 500             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
 501                 return 0;
 502
 503         if (address != regs->ip)
 504                 return 0;
 505
 506         if ((address >> 32) != 0)
 507                 return 0;
 508
 509         address |= 0xffffffffUL << 32;
 510         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 511             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 512                 printk_once(errata93_warning);
 513                 regs->ip = address;
 514                 return 1;
 515         }
 516 #endif
 517         return 0;
 518 }
 519
 520 /*
 521  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 522  * to illegal addresses >4GB.
 523  *
 524  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 525  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 526  * segment in LDT is compatibility mode.
 527  */
 528 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 529 {
 530 #ifdef CONFIG_X86_64
 531         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 532                 return 1;
 533 #endif
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 538 {
 539 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 540         unsigned long nr;
 541
 542         /*
 543          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 544          */
 545         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
 546                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 547
 548                 if (nr == 6) {
 549                         do_invalid_op(regs, 0);
 550                         return 1;
 551                 }
 552         }
 553 #endif
 554         return 0;
 555 }
 556
 557 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
 558 {
 559         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
 560         unsigned long addr;
 561         struct ldttss_desc desc;
 562
 563         if (index == 0) {
 564                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
 565                 return;
 566         }
 567
 568         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
 569                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
 570                 return;
 571         }
 572
 573         if (probe_kernel_read(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
 574                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
 575                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
 576                          name, index);
 577                 return;
 578         }
 579
 580         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
 581 #ifdef CONFIG_X86_64
 582         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
 583 #endif
 584         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
 585                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
 586 }
 587
 588 static void
 589 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 590 {
 591         if (!oops_may_print())
 592                 return;
 593
 594         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
 595                 unsigned int level;
 596                 pgd_t *pgd;
 597                 pte_t *pte;
 598
 599                 pgd = __va(read_cr3_pa());
 600                 pgd += pgd_index(address);
 601
 602                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
 603
 604                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 605                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
 606                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 607                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
 608                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
 609                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
 610                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
 611                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 612         }
 613
 614         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
 615                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
 616                         (void *)address);
 617         else
 618                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
 619                         (void *)address);
 620
 621         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
 622                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
 623                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
 624                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
 625                                                "read access",
 626                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
 627         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
 628                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
 629                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
 630                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
 631                                                "permissions violation");
 632
 633         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
 634                 struct desc_ptr idt, gdt;
 635                 u16 ldtr, tr;
 636
 637                 /*
 638                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
 639                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
 640                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
 641                  * contributory exception from user code and gets a page fault
 642                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
 643                  * it originated directly from user code.  This could happen
 644                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
 645                  * kernel or IST stack.
 646                  */
 647                 store_idt(&idt);
 648
 649                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
 650                 native_store_gdt(&gdt);
 651
 652                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
 653                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
 654
 655                 store_ldt(ldtr);
 656                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
 657
 658                 store_tr(tr);
 659                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
 660         }
 661
 662         dump_pagetable(address);
 663 }
 664
 665 static noinline void
 666 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 667             unsigned long address)
 668 {
 669         struct task_struct *tsk;
 670         unsigned long flags;
 671         int sig;
 672
 673         flags = oops_begin();
 674         tsk = current;
 675         sig = SIGKILL;
 676
 677         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 678                tsk->comm, address);
 679         dump_pagetable(address);
 680
 681         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 682                 sig = 0;
 683
 684         oops_end(flags, regs, sig);
 685 }
 686
 687 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
 688                                 unsigned long error_code)
 689 {
 690         struct task_struct *tsk = current;
 691
 692         /*
 693          * To avoid leaking information about the kernel page
 694          * table layout, pretend that user-mode accesses to
 695          * kernel addresses are always protection faults.
 696          *
 697          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
 698          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
 699          * information and does not appear to cause any problems.
 700          */
 701         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
 702                 error_code |= X86_PF_PROT;
 703
 704         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
 705         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
 706         tsk->thread.cr2 = address;
 707 }
 708
 709 static noinline void
 710 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 711            unsigned long address, int signal, int si_code)
 712 {
 713         struct task_struct *tsk = current;
 714         unsigned long flags;
 715         int sig;
 716
 717         if (user_mode(regs)) {
 718                 /*
 719                  * This is an implicit supervisor-mode access from user
 720                  * mode.  Bypass all the kernel-mode recovery code and just
 721                  * OOPS.
 722                  */
 723                 goto oops;
 724         }
 725
 726         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 727         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
 728                 /*
 729                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
 730                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
 731                  * task context.
 732                  */
 733                 if (in_interrupt())
 734                         return;
 735
 736                 /*
 737                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
 738                  *
 739                  * In this case we need to make sure we're not recursively
 740                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
 741                  */
 742                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
 743                         set_signal_archinfo(address, error_code);
 744
 745                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
 746                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
 747                 }
 748
 749                 /*
 750                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
 751                  */
 752                 return;
 753         }
 754
 755 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 756         /*
 757          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
 758          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
 759          * that we're in vmalloc space to avoid this.
 760          */
 761         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
 762             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
 763              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
 764                 unsigned long stack = __this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void *);
 765                 /*
 766                  * We're likely to be running with very little stack space
 767                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
 768                  * double-fault even before we get this far, in which case
 769                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
 770                  *
 771                  * We don't want to make it all the way into the oops code
 772                  * and then double-fault, though, because we're likely to
 773                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
 774                  */
 775                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
 776                               "call handle_stack_overflow\n\t"
 777                               "1: jmp 1b"
 778                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
 779                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
 780                                 "S" (regs), "d" (address),
 781                                 [stack] "rm" (stack));
 782                 unreachable();
 783         }
 784 #endif
 785
 786         /*
 787          * 32-bit:
 788          *
 789          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 790          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 791          *   handled it.
 792          *
 793          * 64-bit:
 794          *
 795          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 796          */
 797         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 798                 return;
 799
 800         if (is_errata93(regs, address))
 801                 return;
 802
 803         /*
 804          * Buggy firmware could access regions which might page fault, try to
 805          * recover from such faults.
 806          */
 807         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
 808                 efi_recover_from_page_fault(address);
 809
 810 oops:
 811         /*
 812          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 813          * terminate things with extreme prejudice:
 814          */
 815         flags = oops_begin();
 816
 817         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 818
 819         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
 820                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 821
 822         sig = SIGKILL;
 823         if (__die("Oops", regs, error_code))
 824                 sig = 0;
 825
 826         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 827         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
 828
 829         oops_end(flags, regs, sig);
 830 }
 831
 832 /*
 833  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 834  * sysctl is set:
 835  */
 836 static inline void
 837 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 838                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 839 {
 840         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
 841
 842         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 843                 return;
 844
 845         if (!printk_ratelimit())
 846                 return;
 847
 848         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
 849                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 850                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 851
 852         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 853
 854         printk(KERN_CONT "\n");
 855
 856         show_opcodes(regs, loglvl);
 857 }
 858
 859 /*
 860  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
 861  * of the address space that has user-accessible permissions.
 862  */
 863 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
 864 {
 865         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
 866 }
 867
 868 static void
 869 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 870                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
 871 {
 872         struct task_struct *tsk = current;
 873
 874         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 875         if (user_mode(regs) && (error_code & X86_PF_USER)) {
 876                 /*
 877                  * It's possible to have interrupts off here:
 878                  */
 879                 local_irq_enable();
 880
 881                 /*
 882                  * Valid to do another page fault here because this one came
 883                  * from user space:
 884                  */
 885                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 886                         return;
 887
 888                 if (is_errata100(regs, address))
 889                         return;
 890
 891                 /*
 892                  * To avoid leaking information about the kernel page table
 893                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
 894                  * are always protection faults.
 895                  */
 896                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
 897                         error_code |= X86_PF_PROT;
 898
 899                 if (likely(show_unhandled_signals))
 900                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 901
 902                 set_signal_archinfo(address, error_code);
 903
 904                 if (si_code == SEGV_PKUERR)
 905                         force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
 906
 907                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
 908
 909                 return;
 910         }
 911
 912         if (is_f00f_bug(regs, address))
 913                 return;
 914
 915         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
 916 }
 917
 918 static noinline void
 919 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 920                      unsigned long address)
 921 {
 922         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
 923 }
 924
 925 static void
 926 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 927            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
 928 {
 929         struct mm_struct *mm = current->mm;
 930         /*
 931          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 932          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 933          */
 934         up_read(&mm->mmap_sem);
 935
 936         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
 937 }
 938
 939 static noinline void
 940 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 941 {
 942         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
 943 }
 944
 945 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
 946                 struct vm_area_struct *vma)
 947 {
 948         /* This code is always called on the current mm */
 949         bool foreign = false;
 950
 951         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 952                 return false;
 953         if (error_code & X86_PF_PK)
 954                 return true;
 955         /* this checks permission keys on the VMA: */
 956         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
 957                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
 958                 return true;
 959         return false;
 960 }
 961
 962 static noinline void
 963 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 964                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
 965 {
 966         /*
 967          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
 968          * But, doing it this way allows compiler optimizations
 969          * if pkeys are compiled out.
 970          */
 971         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
 972                 /*
 973                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
 974                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
 975                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
 976                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
 977                  * which protection key was set on the PTE.
 978                  *
 979                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
 980                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
 981                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
 982                  * was the one that we faulted on.
 983                  *
 984                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
 985                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
 986                  * 3. T1   : faults...
 987                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
 988                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
 989                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
 990                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
 991                  */
 992                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
 993
 994                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
 995         } else {
 996                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
 997         }
 998 }
 999
1000 static void
1001 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
1002           vm_fault_t fault)
1003 {
1004         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1005         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1006                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1007                 return;
1008         }
1009
1010         /* User-space => ok to do another page fault: */
1011         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
1012                 return;
1013
1014         set_signal_archinfo(address, error_code);
1015
1016 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1017         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
1018                 struct task_struct *tsk = current;
1019                 unsigned lsb = 0;
1020
1021                 pr_err(
1022         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
1023                         tsk->comm, tsk->pid, address);
1024                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
1025                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
1026                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
1027                         lsb = PAGE_SHIFT;
1028                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
1029                 return;
1030         }
1031 #endif
1032         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
1033 }
1034
1035 static noinline void
1036 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1037                unsigned long address, vm_fault_t fault)
1038 {
1039         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
1040                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
1041                 return;
1042         }
1043
1044         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1045                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1046                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1047                         no_context(regs, error_code, address,
1048                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1049                         return;
1050                 }
1051
1052                 /*
1053                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1054                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1055                  * oom-killed):
1056                  */
1057                 pagefault_out_of_memory();
1058         } else {
1059                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1060                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1061                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1062                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1063                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1064                 else
1065                         BUG();
1066         }
1067 }
1068
1069 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
1070 {
1071         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
1072                 return 0;
1073
1074         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1075                 return 0;
1076
1077         return 1;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1082  *
1083  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1084  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1085  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1086  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1087  * on other processors.
1088  *
1089  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1090  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1091  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1092  *
1093  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1094  * increasing the permissions on a page.
1095  *
1096  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1097  *
1098  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1099  * (Optional Invalidation).
1100  */
1101 static noinline int
1102 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1103 {
1104         pgd_t *pgd;
1105         p4d_t *p4d;
1106         pud_t *pud;
1107         pmd_t *pmd;
1108         pte_t *pte;
1109         int ret;
1110
1111         /*
1112          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1113          * spurious faults.
1114          *
1115          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1116          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1117          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1118          * faults.
1119          */
1120         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1121             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1122                 return 0;
1123
1124         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1125         if (!pgd_present(*pgd))
1126                 return 0;
1127
1128         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1129         if (!p4d_present(*p4d))
1130                 return 0;
1131
1132         if (p4d_large(*p4d))
1133                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1134
1135         pud = pud_offset(p4d, address);
1136         if (!pud_present(*pud))
1137                 return 0;
1138
1139         if (pud_large(*pud))
1140                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1141
1142         pmd = pmd_offset(pud, address);
1143         if (!pmd_present(*pmd))
1144                 return 0;
1145
1146         if (pmd_large(*pmd))
1147                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1148
1149         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1150         if (!pte_present(*pte))
1151                 return 0;
1152
1153         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1154         if (!ret)
1155                 return 0;
1156
1157         /*
1158          * Make sure we have permissions in PMD.
1159          * If not, then there's a bug in the page tables:
1160          */
1161         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1162         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1163
1164         return ret;
1165 }
1166 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1167
1168 int show_unhandled_signals = 1;
1169
1170 static inline int
1171 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1172 {
1173         /* This is only called for the current mm, so: */
1174         bool foreign = false;
1175
1176         /*
1177          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1178          * always an unconditional error and can never result in
1179          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1180          */
1181         if (error_code & X86_PF_PK)
1182                 return 1;
1183
1184         /*
1185          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1186          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1187          * page.
1188          */
1189         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1190                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1191                 return 1;
1192
1193         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1194                 /* write, present and write, not present: */
1195                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1196                         return 1;
1197                 return 0;
1198         }
1199
1200         /* read, present: */
1201         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1202                 return 1;
1203
1204         /* read, not present: */
1205         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1206                 return 1;
1207
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1212 {
1213         /*
1214          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1215          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1216          * address space.
1217          */
1218         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1219                 return false;
1220
1221         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1226  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1227  * ran in userspace or the kernel.
1228  */
1229 static void
1230 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1231                    unsigned long address)
1232 {
1233         /*
1234          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1235          * have no user pages in the kernel portion of the address
1236          * space, so do not expect them here.
1237          */
1238         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1239
1240         /*
1241          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1242          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1243          *
1244          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1245          * be in an interrupt or a critical region, and should
1246          * only copy the information from the master page table,
1247          * nothing more.
1248          *
1249          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1250          * fault is not any of the following:
1251          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1252          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1253          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1254          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1255          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1256          *     would have X86_PF_PROT==0).
1257          */
1258         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1259                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1260                         return;
1261         }
1262
1263         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1264         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1265                 return;
1266
1267         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1268         if (kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF))
1269                 return;
1270
1271         /*
1272          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1273          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1274          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1275          *
1276          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1277          * fault we could otherwise deadlock:
1278          */
1279         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1280 }
1281 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1282
1283 /* Handle faults in the user portion of the address space */
1284 static inline
1285 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1286                         unsigned long hw_error_code,
1287                         unsigned long address)
1288 {
1289         struct vm_area_struct *vma;
1290         struct task_struct *tsk;
1291         struct mm_struct *mm;
1292         vm_fault_t fault, major = 0;
1293         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1294
1295         tsk = current;
1296         mm = tsk->mm;
1297
1298         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1299         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1300                 return;
1301
1302         /*
1303          * Reserved bits are never expected to be set on
1304          * entries in the user portion of the page tables.
1305          */
1306         if (unlikely(hw_error_code & X86_PF_RSVD))
1307                 pgtable_bad(regs, hw_error_code, address);
1308
1309         /*
1310          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1311          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1312          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1313          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1314          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1315          */
1316         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1317                      !(hw_error_code & X86_PF_USER) &&
1318                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC)))
1319         {
1320                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1321                 return;
1322         }
1323
1324         /*
1325          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1326          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1327          */
1328         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1329                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1330                 return;
1331         }
1332
1333         /*
1334          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1335          * vmalloc fault has been handled.
1336          *
1337          * User-mode registers count as a user access even for any
1338          * potential system fault or CPU buglet:
1339          */
1340         if (user_mode(regs)) {
1341                 local_irq_enable();
1342                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1343         } else {
1344                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1345                         local_irq_enable();
1346         }
1347
1348         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1349
1350         if (hw_error_code & X86_PF_WRITE)
1351                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1352         if (hw_error_code & X86_PF_INSTR)
1353                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1354
1355 #ifdef CONFIG_X86_64
1356         /*
1357          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1358          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1359          * considered to be part of the user address space.
1360          *
1361          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1362          * emulation before we go searching for VMAs.
1363          *
1364          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1365          * to consider the PF_PK bit.
1366          */
1367         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1368                 if (emulate_vsyscall(hw_error_code, regs, address))
1369                         return;
1370         }
1371 #endif
1372
1373         /*
1374          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1375          * on well-defined single instructions listed in the exception
1376          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1377          * those areas which also holds mmap_sem might deadlock attempting
1378          * to validate the fault against the address space.
1379          *
1380          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1381          * risk of a deadlock.  This happens if we
1382          * 1. Failed to acquire mmap_sem, and
1383          * 2. The access did not originate in userspace.
1384          */
1385         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1386                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1387                         /*
1388                          * Fault from code in kernel from
1389                          * which we do not expect faults.
1390                          */
1391                         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1392                         return;
1393                 }
1394 retry:
1395                 down_read(&mm->mmap_sem);
1396         } else {
1397                 /*
1398                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1399                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1400                  * down_read():
1401                  */
1402                 might_sleep();
1403         }
1404
1405         vma = find_vma(mm, address);
1406         if (unlikely(!vma)) {
1407                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1408                 return;
1409         }
1410         if (likely(vma->vm_start <= address))
1411                 goto good_area;
1412         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1413                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1414                 return;
1415         }
1416         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1417                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1418                 return;
1419         }
1420
1421         /*
1422          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1423          * we can handle it..
1424          */
1425 good_area:
1426         if (unlikely(access_error(hw_error_code, vma))) {
1427                 bad_area_access_error(regs, hw_error_code, address, vma);
1428                 return;
1429         }
1430
1431         /*
1432          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1433          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1434          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1435          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
1436          *
1437          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_sem
1438          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1439          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1440          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1441          * userland). The return to userland is identified whenever
1442          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1443          */
1444         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);
1445         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
1446
1447         /*
1448          * If we need to retry the mmap_sem has already been released,
1449          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1450          * that we made any progress. Handle this case first.
1451          */
1452         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1453                 /* Retry at most once */
1454                 if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1455                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1456                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1457                         if (!fatal_signal_pending(tsk))
1458                                 goto retry;
1459                 }
1460
1461                 /* User mode? Just return to handle the fatal exception */
1462                 if (flags & FAULT_FLAG_USER)
1463                         return;
1464
1465                 /* Not returning to user mode? Handle exceptions or die: */
1466                 no_context(regs, hw_error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1467                 return;
1468         }
1469
1470         up_read(&mm->mmap_sem);
1471         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1472                 mm_fault_error(regs, hw_error_code, address, fault);
1473                 return;
1474         }
1475
1476         /*
1477          * Major/minor page fault accounting. If any of the events
1478          * returned VM_FAULT_MAJOR, we account it as a major fault.
1479          */
1480         if (major) {
1481                 tsk->maj_flt++;
1482                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
1483         } else {
1484                 tsk->min_flt++;
1485                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
1486         }
1487
1488         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1489 }
1490 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1491
1492 /*
1493  * This routine handles page faults.  It determines the address,
1494  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
1495  * routines.
1496  */
1497 static noinline void
1498 __do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1499                 unsigned long address)
1500 {
1501         prefetchw(&current->mm->mmap_sem);
1502
1503         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1504                 return;
1505
1506         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1507         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address)))
1508                 do_kern_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1509         else
1510                 do_user_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1511 }
1512 NOKPROBE_SYMBOL(__do_page_fault);
1513
1514 static nokprobe_inline void
1515 trace_page_fault_entries(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
1516                          unsigned long error_code)
1517 {
1518         if (user_mode(regs))
1519                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1520         else
1521                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1522 }
1523
1524 /*
1525  * We must have this function blacklisted from kprobes, tagged with notrace
1526  * and call read_cr2() before calling anything else. To avoid calling any
1527  * kind of tracing machinery before we've observed the CR2 value.
1528  *
1529  * exception_{enter,exit}() contains all sorts of tracepoints.
1530  */
1531 dotraplinkage void notrace
1532 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
1533 {
1534         unsigned long address = read_cr2(); /* Get the faulting address */
1535         enum ctx_state prev_state;
1536
1537         prev_state = exception_enter();
1538         if (trace_pagefault_enabled())
1539                 trace_page_fault_entries(address, regs, error_code);
1540
1541         __do_page_fault(regs, error_code, address);
1542         exception_exit(prev_state);
1543 }
1544 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);