arch/x86/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
   4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
   5  */
   6 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
   7 #include <linux/sched/task_stack.h>     /* task_stack_*(), ...          */
   8 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
   9 #include <linux/extable.h>              /* search_exception_tables      */
  10 #include <linux/bootmem.h>              /* max_low_pfn                  */
  11 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
  12 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
  13 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
  14 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
  15 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
  16 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
  17 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
  18
  19 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
  20 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  21 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  22 #include <asm/kmemcheck.h>              /* kmemcheck_*(), ...           */
  23 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
  24 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
  25 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
  26 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
  27
  28 #define CREATE_TRACE_POINTS
  29 #include <asm/trace/exceptions.h>
  30
  31 /*
  32  * Page fault error code bits:
  33  *
  34  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  35  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  36  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  37  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  38  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  39  *   bit 5 ==                           1: protection keys block access
  40  */
  41 enum x86_pf_error_code {
  42
  43         PF_PROT         =               1 << 0,
  44         PF_WRITE        =               1 << 1,
  45         PF_USER         =               1 << 2,
  46         PF_RSVD         =               1 << 3,
  47         PF_INSTR        =               1 << 4,
  48         PF_PK           =               1 << 5,
  49 };
  50
  51 /*
  52  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  53  * handled by mmiotrace:
  54  */
  55 static nokprobe_inline int
  56 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  57 {
  58         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  59                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  60                         return -1;
  61         return 0;
  62 }
  63
  64 static nokprobe_inline int kprobes_fault(struct pt_regs *regs)
  65 {
  66         int ret = 0;
  67
  68         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  69         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
  70                 preempt_disable();
  71                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  72                         ret = 1;
  73                 preempt_enable();
  74         }
  75
  76         return ret;
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Prefetch quirks:
  81  *
  82  * 32-bit mode:
  83  *
  84  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  85  *   Check that here and ignore it.
  86  *
  87  * 64-bit mode:
  88  *
  89  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  90  *   Check that here and ignore it.
  91  *
  92  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  93  */
  94 static inline int
  95 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  96                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  97 {
  98         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  99         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
 100
 101         switch (instr_hi) {
 102         case 0x20:
 103         case 0x30:
 104                 /*
 105                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
 106                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
 107                  * opcode if some of these prefixes are present so
 108                  * X86_64 will never get here anyway
 109                  */
 110                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
 111 #ifdef CONFIG_X86_64
 112         case 0x40:
 113                 /*
 114                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 115                  * Need to figure out under what instruction mode the
 116                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 117                  * but for now it's good enough to assume that long
 118                  * mode only uses well known segments or kernel.
 119                  */
 120                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
 121 #endif
 122         case 0x60:
 123                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 124                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 125         case 0xF0:
 126                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 127                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 128         case 0x00:
 129                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 130                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 131                         return 0;
 132
 133                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 134                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 135                 return 0;
 136         default:
 137                 return 0;
 138         }
 139 }
 140
 141 static int
 142 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 143 {
 144         unsigned char *max_instr;
 145         unsigned char *instr;
 146         int prefetch = 0;
 147
 148         /*
 149          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 150          * do not ignore the fault:
 151          */
 152         if (error_code & PF_INSTR)
 153                 return 0;
 154
 155         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 156         max_instr = instr + 15;
 157
 158         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
 159                 return 0;
 160
 161         while (instr < max_instr) {
 162                 unsigned char opcode;
 163
 164                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 165                         break;
 166
 167                 instr++;
 168
 169                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 170                         break;
 171         }
 172         return prefetch;
 173 }
 174
 175 /*
 176  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
 177  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
 178  * from the XSAVE state, and this function fills out a field in
 179  * siginfo so userspace can discover which protection key was set
 180  * on the PTE.
 181  *
 182  * If we get here, we know that the hardware signaled a PF_PK
 183  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
 184  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
 185  * was the one that we faulted on.
 186  *
 187  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
 188  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
 189  * 3. T1   : faults...
 190  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
 191  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
 192  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
 193  *           faulted on a pte with its pkey=4.
 194  */
 195 static void fill_sig_info_pkey(int si_code, siginfo_t *info,
 196                 struct vm_area_struct *vma)
 197 {
 198         /* This is effectively an #ifdef */
 199         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 200                 return;
 201
 202         /* Fault not from Protection Keys: nothing to do */
 203         if (si_code != SEGV_PKUERR)
 204                 return;
 205         /*
 206          * force_sig_info_fault() is called from a number of
 207          * contexts, some of which have a VMA and some of which
 208          * do not.  The PF_PK handing happens after we have a
 209          * valid VMA, so we should never reach this without a
 210          * valid VMA.
 211          */
 212         if (!vma) {
 213                 WARN_ONCE(1, "PKU fault with no VMA passed in");
 214                 info->si_pkey = 0;
 215                 return;
 216         }
 217         /*
 218          * si_pkey should be thought of as a strong hint, but not
 219          * absolutely guranteed to be 100% accurate because of
 220          * the race explained above.
 221          */
 222         info->si_pkey = vma_pkey(vma);
 223 }
 224
 225 static void
 226 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 227                      struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
 228                      int fault)
 229 {
 230         unsigned lsb = 0;
 231         siginfo_t info;
 232
 233         info.si_signo   = si_signo;
 234         info.si_errno   = 0;
 235         info.si_code    = si_code;
 236         info.si_addr    = (void __user *)address;
 237         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 238                 lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 239         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
 240                 lsb = PAGE_SHIFT;
 241         info.si_addr_lsb = lsb;
 242
 243         fill_sig_info_pkey(si_code, &info, vma);
 244
 245         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 246 }
 247
 248 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 249 LIST_HEAD(pgd_list);
 250
 251 #ifdef CONFIG_X86_32
 252 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 253 {
 254         unsigned index = pgd_index(address);
 255         pgd_t *pgd_k;
 256         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 257         pud_t *pud, *pud_k;
 258         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 259
 260         pgd += index;
 261         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 262
 263         if (!pgd_present(*pgd_k))
 264                 return NULL;
 265
 266         /*
 267          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 268          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 269          * set_p4d/set_pud.
 270          */
 271         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 272         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 273         if (!p4d_present(*p4d_k))
 274                 return NULL;
 275
 276         pud = pud_offset(p4d, address);
 277         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 278         if (!pud_present(*pud_k))
 279                 return NULL;
 280
 281         pmd = pmd_offset(pud, address);
 282         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 283         if (!pmd_present(*pmd_k))
 284                 return NULL;
 285
 286         if (!pmd_present(*pmd))
 287                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 288         else
 289                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 290
 291         return pmd_k;
 292 }
 293
 294 void vmalloc_sync_all(void)
 295 {
 296         unsigned long address;
 297
 298         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 299                 return;
 300
 301         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 302              address >= TASK_SIZE_MAX && address < FIXADDR_TOP;
 303              address += PMD_SIZE) {
 304                 struct page *page;
 305
 306                 spin_lock(&pgd_lock);
 307                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 308                         spinlock_t *pgt_lock;
 309                         pmd_t *ret;
 310
 311                         /* the pgt_lock only for Xen */
 312                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
 313
 314                         spin_lock(pgt_lock);
 315                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
 316                         spin_unlock(pgt_lock);
 317
 318                         if (!ret)
 319                                 break;
 320                 }
 321                 spin_unlock(&pgd_lock);
 322         }
 323 }
 324
 325 /*
 326  * 32-bit:
 327  *
 328  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 329  */
 330 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 331 {
 332         unsigned long pgd_paddr;
 333         pmd_t *pmd_k;
 334         pte_t *pte_k;
 335
 336         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 337         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 338                 return -1;
 339
 340         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 341
 342         /*
 343          * Synchronize this task's top level page-table
 344          * with the 'reference' page table.
 345          *
 346          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 347          * an interrupt in the middle of a task switch..
 348          */
 349         pgd_paddr = read_cr3_pa();
 350         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 351         if (!pmd_k)
 352                 return -1;
 353
 354         if (pmd_huge(*pmd_k))
 355                 return 0;
 356
 357         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 358         if (!pte_present(*pte_k))
 359                 return -1;
 360
 361         return 0;
 362 }
 363 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 364
 365 /*
 366  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 367  */
 368 static inline void
 369 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 370                  struct task_struct *tsk)
 371 {
 372 #ifdef CONFIG_VM86
 373         unsigned long bit;
 374
 375         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
 376                 return;
 377
 378         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 379         if (bit < 32)
 380                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
 381 #endif
 382 }
 383
 384 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
 385 {
 386         return pfn < max_low_pfn;
 387 }
 388
 389 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 390 {
 391         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 392         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
 393         p4d_t *p4d;
 394         pud_t *pud;
 395         pmd_t *pmd;
 396         pte_t *pte;
 397
 398 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 399         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
 400         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
 401                 goto out;
 402 #define pr_pde pr_cont
 403 #else
 404 #define pr_pde pr_info
 405 #endif
 406         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 407         pud = pud_offset(p4d, address);
 408         pmd = pmd_offset(pud, address);
 409         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
 410 #undef pr_pde
 411
 412         /*
 413          * We must not directly access the pte in the highpte
 414          * case if the page table is located in highmem.
 415          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 416          * it's allocated already:
 417          */
 418         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 419                 goto out;
 420
 421         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 422         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
 423 out:
 424         pr_cont("\n");
 425 }
 426
 427 #else /* CONFIG_X86_64: */
 428
 429 void vmalloc_sync_all(void)
 430 {
 431         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
 432 }
 433
 434 /*
 435  * 64-bit:
 436  *
 437  *   Handle a fault on the vmalloc area
 438  */
 439 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 440 {
 441         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 442         p4d_t *p4d, *p4d_ref;
 443         pud_t *pud, *pud_ref;
 444         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 445         pte_t *pte, *pte_ref;
 446
 447         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 448         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 449                 return -1;
 450
 451         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 452
 453         /*
 454          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 455          * happen within a race in page table update. In the later
 456          * case just flush:
 457          */
 458         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
 459         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 460         if (pgd_none(*pgd_ref))
 461                 return -1;
 462
 463         if (pgd_none(*pgd)) {
 464                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 465                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 466         } else if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4) {
 467                 /*
 468                  * With folded p4d, pgd_none() is always false, so the pgd may
 469                  * point to an empty page table entry and pgd_page_vaddr()
 470                  * will return garbage.
 471                  *
 472                  * We will do the correct sanity check on the p4d level.
 473                  */
 474                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 475         }
 476
 477         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
 478         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 479         p4d_ref = p4d_offset(pgd_ref, address);
 480         if (p4d_none(*p4d_ref))
 481                 return -1;
 482
 483         if (p4d_none(*p4d)) {
 484                 set_p4d(p4d, *p4d_ref);
 485                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 486         } else {
 487                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_ref));
 488         }
 489
 490         /*
 491          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 492          * are shared:
 493          */
 494
 495         pud = pud_offset(p4d, address);
 496         pud_ref = pud_offset(p4d_ref, address);
 497         if (pud_none(*pud_ref))
 498                 return -1;
 499
 500         if (pud_none(*pud) || pud_pfn(*pud) != pud_pfn(*pud_ref))
 501                 BUG();
 502
 503         if (pud_huge(*pud))
 504                 return 0;
 505
 506         pmd = pmd_offset(pud, address);
 507         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 508         if (pmd_none(*pmd_ref))
 509                 return -1;
 510
 511         if (pmd_none(*pmd) || pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_ref))
 512                 BUG();
 513
 514         if (pmd_huge(*pmd))
 515                 return 0;
 516
 517         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 518         if (!pte_present(*pte_ref))
 519                 return -1;
 520
 521         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 522
 523         /*
 524          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 525          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 526          * that:
 527          */
 528         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 529                 BUG();
 530
 531         return 0;
 532 }
 533 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 534
 535 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
 536 static const char errata93_warning[] =
 537 KERN_ERR
 538 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 539 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 540 "******* Please consider a BIOS update.\n"
 541 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 542 #endif
 543
 544 /*
 545  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 546  */
 547 static inline void
 548 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 549                  struct task_struct *tsk)
 550 {
 551 }
 552
 553 static int bad_address(void *p)
 554 {
 555         unsigned long dummy;
 556
 557         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 558 }
 559
 560 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 561 {
 562         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 563         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
 564         p4d_t *p4d;
 565         pud_t *pud;
 566         pmd_t *pmd;
 567         pte_t *pte;
 568
 569         if (bad_address(pgd))
 570                 goto bad;
 571
 572         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 573
 574         if (!pgd_present(*pgd))
 575                 goto out;
 576
 577         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 578         if (bad_address(p4d))
 579                 goto bad;
 580
 581         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
 582         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
 583                 goto out;
 584
 585         pud = pud_offset(p4d, address);
 586         if (bad_address(pud))
 587                 goto bad;
 588
 589         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 590         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 591                 goto out;
 592
 593         pmd = pmd_offset(pud, address);
 594         if (bad_address(pmd))
 595                 goto bad;
 596
 597         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 598         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 599                 goto out;
 600
 601         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 602         if (bad_address(pte))
 603                 goto bad;
 604
 605         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
 606 out:
 607         pr_cont("\n");
 608         return;
 609 bad:
 610         pr_info("BAD\n");
 611 }
 612
 613 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 614
 615 /*
 616  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 617  *
 618  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 619  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 620  *
 621  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 622  *
 623  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 624  * Try to work around it here.
 625  *
 626  * Note we only handle faults in kernel here.
 627  * Does nothing on 32-bit.
 628  */
 629 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 630 {
 631 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
 632         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
 633             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
 634                 return 0;
 635
 636         if (address != regs->ip)
 637                 return 0;
 638
 639         if ((address >> 32) != 0)
 640                 return 0;
 641
 642         address |= 0xffffffffUL << 32;
 643         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 644             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 645                 printk_once(errata93_warning);
 646                 regs->ip = address;
 647                 return 1;
 648         }
 649 #endif
 650         return 0;
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 655  * to illegal addresses >4GB.
 656  *
 657  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 658  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 659  * segment in LDT is compatibility mode.
 660  */
 661 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 662 {
 663 #ifdef CONFIG_X86_64
 664         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 665                 return 1;
 666 #endif
 667         return 0;
 668 }
 669
 670 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 671 {
 672 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 673         unsigned long nr;
 674
 675         /*
 676          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 677          */
 678         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
 679                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 680
 681                 if (nr == 6) {
 682                         do_invalid_op(regs, 0);
 683                         return 1;
 684                 }
 685         }
 686 #endif
 687         return 0;
 688 }
 689
 690 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 691 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 692 static const char smep_warning[] = KERN_CRIT
 693 "unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n";
 694
 695 static void
 696 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 697                 unsigned long address)
 698 {
 699         if (!oops_may_print())
 700                 return;
 701
 702         if (error_code & PF_INSTR) {
 703                 unsigned int level;
 704                 pgd_t *pgd;
 705                 pte_t *pte;
 706
 707                 pgd = __va(read_cr3_pa());
 708                 pgd += pgd_index(address);
 709
 710                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
 711
 712                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 713                         printk(nx_warning, from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 714                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
 715                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
 716                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
 717                         printk(smep_warning, from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 718         }
 719
 720         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 721         if (address < PAGE_SIZE)
 722                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 723         else
 724                 printk(KERN_CONT "paging request");
 725
 726         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 727         printk(KERN_ALERT "IP: %pS\n", (void *)regs->ip);
 728
 729         dump_pagetable(address);
 730 }
 731
 732 static noinline void
 733 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 734             unsigned long address)
 735 {
 736         struct task_struct *tsk;
 737         unsigned long flags;
 738         int sig;
 739
 740         flags = oops_begin();
 741         tsk = current;
 742         sig = SIGKILL;
 743
 744         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 745                tsk->comm, address);
 746         dump_pagetable(address);
 747
 748         tsk->thread.cr2         = address;
 749         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 750         tsk->thread.error_code  = error_code;
 751
 752         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 753                 sig = 0;
 754
 755         oops_end(flags, regs, sig);
 756 }
 757
 758 static noinline void
 759 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 760            unsigned long address, int signal, int si_code)
 761 {
 762         struct task_struct *tsk = current;
 763         unsigned long flags;
 764         int sig;
 765         /* No context means no VMA to pass down */
 766         struct vm_area_struct *vma = NULL;
 767
 768         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 769         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF)) {
 770                 /*
 771                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
 772                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
 773                  * task context.
 774                  */
 775                 if (in_interrupt())
 776                         return;
 777
 778                 /*
 779                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
 780                  *
 781                  * In this case we need to make sure we're not recursively
 782                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
 783                  */
 784                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
 785                         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
 786                         tsk->thread.error_code = error_code | PF_USER;
 787                         tsk->thread.cr2 = address;
 788
 789                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
 790                         force_sig_info_fault(signal, si_code, address,
 791                                              tsk, vma, 0);
 792                 }
 793
 794                 /*
 795                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
 796                  */
 797                 return;
 798         }
 799
 800 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 801         /*
 802          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
 803          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
 804          * that we're in vmalloc space to avoid this.
 805          */
 806         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
 807             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
 808              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
 809                 unsigned long stack = this_cpu_read(orig_ist.ist[DOUBLEFAULT_STACK]) - sizeof(void *);
 810                 /*
 811                  * We're likely to be running with very little stack space
 812                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
 813                  * double-fault even before we get this far, in which case
 814                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
 815                  *
 816                  * We don't want to make it all the way into the oops code
 817                  * and then double-fault, though, because we're likely to
 818                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
 819                  */
 820                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
 821                               "call handle_stack_overflow\n\t"
 822                               "1: jmp 1b"
 823                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
 824                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
 825                                 "S" (regs), "d" (address),
 826                                 [stack] "rm" (stack));
 827                 unreachable();
 828         }
 829 #endif
 830
 831         /*
 832          * 32-bit:
 833          *
 834          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 835          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 836          *   handled it.
 837          *
 838          * 64-bit:
 839          *
 840          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 841          */
 842         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 843                 return;
 844
 845         if (is_errata93(regs, address))
 846                 return;
 847
 848         /*
 849          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 850          * terminate things with extreme prejudice:
 851          */
 852         flags = oops_begin();
 853
 854         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 855
 856         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
 857                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 858
 859         tsk->thread.cr2         = address;
 860         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 861         tsk->thread.error_code  = error_code;
 862
 863         sig = SIGKILL;
 864         if (__die("Oops", regs, error_code))
 865                 sig = 0;
 866
 867         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 868         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
 869
 870         oops_end(flags, regs, sig);
 871 }
 872
 873 /*
 874  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 875  * sysctl is set:
 876  */
 877 static inline void
 878 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 879                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 880 {
 881         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 882                 return;
 883
 884         if (!printk_ratelimit())
 885                 return;
 886
 887         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 888                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 889                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 890                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 891
 892         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 893
 894         printk(KERN_CONT "\n");
 895 }
 896
 897 static void
 898 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 899                        unsigned long address, struct vm_area_struct *vma,
 900                        int si_code)
 901 {
 902         struct task_struct *tsk = current;
 903
 904         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 905         if (error_code & PF_USER) {
 906                 /*
 907                  * It's possible to have interrupts off here:
 908                  */
 909                 local_irq_enable();
 910
 911                 /*
 912                  * Valid to do another page fault here because this one came
 913                  * from user space:
 914                  */
 915                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 916                         return;
 917
 918                 if (is_errata100(regs, address))
 919                         return;
 920
 921 #ifdef CONFIG_X86_64
 922                 /*
 923                  * Instruction fetch faults in the vsyscall page might need
 924                  * emulation.
 925                  */
 926                 if (unlikely((error_code & PF_INSTR) &&
 927                              ((address & ~0xfff) == VSYSCALL_ADDR))) {
 928                         if (emulate_vsyscall(regs, address))
 929                                 return;
 930                 }
 931 #endif
 932
 933                 /*
 934                  * To avoid leaking information about the kernel page table
 935                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
 936                  * are always protection faults.
 937                  */
 938                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
 939                         error_code |= PF_PROT;
 940
 941                 if (likely(show_unhandled_signals))
 942                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 943
 944                 tsk->thread.cr2         = address;
 945                 tsk->thread.error_code  = error_code;
 946                 tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 947
 948                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk, vma, 0);
 949
 950                 return;
 951         }
 952
 953         if (is_f00f_bug(regs, address))
 954                 return;
 955
 956         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
 957 }
 958
 959 static noinline void
 960 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 961                      unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
 962 {
 963         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, vma, SEGV_MAPERR);
 964 }
 965
 966 static void
 967 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 968            unsigned long address,  struct vm_area_struct *vma, int si_code)
 969 {
 970         struct mm_struct *mm = current->mm;
 971
 972         /*
 973          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 974          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 975          */
 976         up_read(&mm->mmap_sem);
 977
 978         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, vma, si_code);
 979 }
 980
 981 static noinline void
 982 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 983 {
 984         __bad_area(regs, error_code, address, NULL, SEGV_MAPERR);
 985 }
 986
 987 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
 988                 struct vm_area_struct *vma)
 989 {
 990         /* This code is always called on the current mm */
 991         bool foreign = false;
 992
 993         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 994                 return false;
 995         if (error_code & PF_PK)
 996                 return true;
 997         /* this checks permission keys on the VMA: */
 998         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & PF_WRITE),
 999                                 (error_code & PF_INSTR), foreign))
1000                 return true;
1001         return false;
1002 }
1003
1004 static noinline void
1005 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1006                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
1007 {
1008         /*
1009          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
1010          * But, doing it this way allows compiler optimizations
1011          * if pkeys are compiled out.
1012          */
1013         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma))
1014                 __bad_area(regs, error_code, address, vma, SEGV_PKUERR);
1015         else
1016                 __bad_area(regs, error_code, address, vma, SEGV_ACCERR);
1017 }
1018
1019 static void
1020 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
1021           struct vm_area_struct *vma, unsigned int fault)
1022 {
1023         struct task_struct *tsk = current;
1024         int code = BUS_ADRERR;
1025
1026         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1027         if (!(error_code & PF_USER)) {
1028                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1029                 return;
1030         }
1031
1032         /* User-space => ok to do another page fault: */
1033         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
1034                 return;
1035
1036         tsk->thread.cr2         = address;
1037         tsk->thread.error_code  = error_code;
1038         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
1039
1040 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1041         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
1042                 printk(KERN_ERR
1043         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
1044                         tsk->comm, tsk->pid, address);
1045                 code = BUS_MCEERR_AR;
1046         }
1047 #endif
1048         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk, vma, fault);
1049 }
1050
1051 static noinline void
1052 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1053                unsigned long address, struct vm_area_struct *vma,
1054                unsigned int fault)
1055 {
1056         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & PF_USER)) {
1057                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
1058                 return;
1059         }
1060
1061         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1062                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1063                 if (!(error_code & PF_USER)) {
1064                         no_context(regs, error_code, address,
1065                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1066                         return;
1067                 }
1068
1069                 /*
1070                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1071                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1072                  * oom-killed):
1073                  */
1074                 pagefault_out_of_memory();
1075         } else {
1076                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1077                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1078                         do_sigbus(regs, error_code, address, vma, fault);
1079                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1080                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, vma);
1081                 else
1082                         BUG();
1083         }
1084 }
1085
1086 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
1087 {
1088         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
1089                 return 0;
1090
1091         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1092                 return 0;
1093         /*
1094          * Note: We do not do lazy flushing on protection key
1095          * changes, so no spurious fault will ever set PF_PK.
1096          */
1097         if ((error_code & PF_PK))
1098                 return 1;
1099
1100         return 1;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1105  *
1106  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1107  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1108  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1109  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1110  * on other processors.
1111  *
1112  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1113  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1114  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1115  *
1116  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1117  * increasing the permissions on a page.
1118  *
1119  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1120  *
1121  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1122  * (Optional Invalidation).
1123  */
1124 static noinline int
1125 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1126 {
1127         pgd_t *pgd;
1128         p4d_t *p4d;
1129         pud_t *pud;
1130         pmd_t *pmd;
1131         pte_t *pte;
1132         int ret;
1133
1134         /*
1135          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1136          * spurious faults.
1137          *
1138          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1139          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1140          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1141          * faults.
1142          */
1143         if (error_code != (PF_WRITE | PF_PROT)
1144             && error_code != (PF_INSTR | PF_PROT))
1145                 return 0;
1146
1147         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1148         if (!pgd_present(*pgd))
1149                 return 0;
1150
1151         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1152         if (!p4d_present(*p4d))
1153                 return 0;
1154
1155         if (p4d_large(*p4d))
1156                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1157
1158         pud = pud_offset(p4d, address);
1159         if (!pud_present(*pud))
1160                 return 0;
1161
1162         if (pud_large(*pud))
1163                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1164
1165         pmd = pmd_offset(pud, address);
1166         if (!pmd_present(*pmd))
1167                 return 0;
1168
1169         if (pmd_large(*pmd))
1170                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1171
1172         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1173         if (!pte_present(*pte))
1174                 return 0;
1175
1176         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
1177         if (!ret)
1178                 return 0;
1179
1180         /*
1181          * Make sure we have permissions in PMD.
1182          * If not, then there's a bug in the page tables:
1183          */
1184         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1185         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1186
1187         return ret;
1188 }
1189 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_fault);
1190
1191 int show_unhandled_signals = 1;
1192
1193 static inline int
1194 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1195 {
1196         /* This is only called for the current mm, so: */
1197         bool foreign = false;
1198
1199         /*
1200          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1201          * always an unconditional error and can never result in
1202          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1203          */
1204         if (error_code & PF_PK)
1205                 return 1;
1206
1207         /*
1208          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1209          * faults just to hit a PF_PK as soon as we fill in a
1210          * page.
1211          */
1212         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & PF_WRITE),
1213                                 (error_code & PF_INSTR), foreign))
1214                 return 1;
1215
1216         if (error_code & PF_WRITE) {
1217                 /* write, present and write, not present: */
1218                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1219                         return 1;
1220                 return 0;
1221         }
1222
1223         /* read, present: */
1224         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
1225                 return 1;
1226
1227         /* read, not present: */
1228         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1229                 return 1;
1230
1231         return 0;
1232 }
1233
1234 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1235 {
1236         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1237 }
1238
1239 static inline bool smap_violation(int error_code, struct pt_regs *regs)
1240 {
1241         if (!IS_ENABLED(CONFIG_X86_SMAP))
1242                 return false;
1243
1244         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_SMAP))
1245                 return false;
1246
1247         if (error_code & PF_USER)
1248                 return false;
1249
1250         if (!user_mode(regs) && (regs->flags & X86_EFLAGS_AC))
1251                 return false;
1252
1253         return true;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * This routine handles page faults.  It determines the address,
1258  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
1259  * routines.
1260  */
1261 static noinline void
1262 __do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1263                 unsigned long address)
1264 {
1265         struct vm_area_struct *vma;
1266         struct task_struct *tsk;
1267         struct mm_struct *mm;
1268         int fault, major = 0;
1269         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1270
1271         tsk = current;
1272         mm = tsk->mm;
1273
1274         /*
1275          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
1276          * both a tracked kernel page and a userspace page.
1277          */
1278         if (kmemcheck_active(regs))
1279                 kmemcheck_hide(regs);
1280         prefetchw(&mm->mmap_sem);
1281
1282         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1283                 return;
1284
1285         /*
1286          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1287          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1288          *
1289          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1290          * be in an interrupt or a critical region, and should
1291          * only copy the information from the master page table,
1292          * nothing more.
1293          *
1294          * This verifies that the fault happens in kernel space
1295          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1296          * protection error (error_code & 9) == 0.
1297          */
1298         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1299                 if (!(error_code & (PF_RSVD | PF_USER | PF_PROT))) {
1300                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1301                                 return;
1302
1303                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
1304                                 return;
1305                 }
1306
1307                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1308                 if (spurious_fault(error_code, address))
1309                         return;
1310
1311                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1312                 if (kprobes_fault(regs))
1313                         return;
1314                 /*
1315                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1316                  * fault we could otherwise deadlock:
1317                  */
1318                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1319
1320                 return;
1321         }
1322
1323         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1324         if (unlikely(kprobes_fault(regs)))
1325                 return;
1326
1327         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1328                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1329
1330         if (unlikely(smap_violation(error_code, regs))) {
1331                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1332                 return;
1333         }
1334
1335         /*
1336          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1337          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1338          */
1339         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1340                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1341                 return;
1342         }
1343
1344         /*
1345          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1346          * vmalloc fault has been handled.
1347          *
1348          * User-mode registers count as a user access even for any
1349          * potential system fault or CPU buglet:
1350          */
1351         if (user_mode(regs)) {
1352                 local_irq_enable();
1353                 error_code |= PF_USER;
1354                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1355         } else {
1356                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1357                         local_irq_enable();
1358         }
1359
1360         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1361
1362         if (error_code & PF_WRITE)
1363                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1364         if (error_code & PF_INSTR)
1365                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1366
1367         /*
1368          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1369          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1370          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1371          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1372          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1373          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1374          * references user space from well defined areas of code, which are
1375          * listed in the exceptions table.
1376          *
1377          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1378          * the source reference check when there is a possibility of a
1379          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1380          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1381          * space check, thus avoiding the deadlock:
1382          */
1383         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1384                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1385                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1386                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1387                         return;
1388                 }
1389 retry:
1390                 down_read(&mm->mmap_sem);
1391         } else {
1392                 /*
1393                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1394                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1395                  * down_read():
1396                  */
1397                 might_sleep();
1398         }
1399
1400         vma = find_vma(mm, address);
1401         if (unlikely(!vma)) {
1402                 bad_area(regs, error_code, address);
1403                 return;
1404         }
1405         if (likely(vma->vm_start <= address))
1406                 goto good_area;
1407         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1408                 bad_area(regs, error_code, address);
1409                 return;
1410         }
1411         if (error_code & PF_USER) {
1412                 /*
1413                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1414                  * The large cushion allows instructions like enter
1415                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1416                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1417                  */
1418                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1419                         bad_area(regs, error_code, address);
1420                         return;
1421                 }
1422         }
1423         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1424                 bad_area(regs, error_code, address);
1425                 return;
1426         }
1427
1428         /*
1429          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1430          * we can handle it..
1431          */
1432 good_area:
1433         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1434                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1435                 return;
1436         }
1437
1438         /*
1439          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1440          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1441          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1442          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
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, 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, error_code, address, vma, 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_page_fault);
1491
1492 static nokprobe_inline void
1493 trace_page_fault_entries(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
1494                          unsigned long error_code)
1495 {
1496         if (user_mode(regs))
1497                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1498         else
1499                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * We must have this function blacklisted from kprobes, tagged with notrace
1504  * and call read_cr2() before calling anything else. To avoid calling any
1505  * kind of tracing machinery before we've observed the CR2 value.
1506  *
1507  * exception_{enter,exit}() contains all sorts of tracepoints.
1508  */
1509 dotraplinkage void notrace
1510 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
1511 {
1512         unsigned long address = read_cr2(); /* Get the faulting address */
1513         enum ctx_state prev_state;
1514
1515         prev_state = exception_enter();
1516         if (trace_pagefault_enabled())
1517                 trace_page_fault_entries(address, regs, error_code);
1518
1519         __do_page_fault(regs, error_code, address);
1520         exception_exit(prev_state);
1521 }
1522 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);