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/bootmem.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
  20 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
  21 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  22 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  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  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  33  * handled by mmiotrace:
  34  */
  35 static nokprobe_inline int
  36 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  37 {
  38         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  39                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  40                         return -1;
  41         return 0;
  42 }
  43
  44 static nokprobe_inline int kprobes_fault(struct pt_regs *regs)
  45 {
  46         int ret = 0;
  47
  48         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  49         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
  50                 preempt_disable();
  51                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  52                         ret = 1;
  53                 preempt_enable();
  54         }
  55
  56         return ret;
  57 }
  58
  59 /*
  60  * Prefetch quirks:
  61  *
  62  * 32-bit mode:
  63  *
  64  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  65  *   Check that here and ignore it.
  66  *
  67  * 64-bit mode:
  68  *
  69  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  70  *   Check that here and ignore it.
  71  *
  72  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  73  */
  74 static inline int
  75 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  76                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  77 {
  78         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  79         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
  80
  81         switch (instr_hi) {
  82         case 0x20:
  83         case 0x30:
  84                 /*
  85                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
  86                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
  87                  * opcode if some of these prefixes are present so
  88                  * X86_64 will never get here anyway
  89                  */
  90                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
  91 #ifdef CONFIG_X86_64
  92         case 0x40:
  93                 /*
  94                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
  95                  * Need to figure out under what instruction mode the
  96                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
  97                  * but for now it's good enough to assume that long
  98                  * mode only uses well known segments or kernel.
  99                  */
 100                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
 101 #endif
 102         case 0x60:
 103                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 104                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 105         case 0xF0:
 106                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 107                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 108         case 0x00:
 109                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 110                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 111                         return 0;
 112
 113                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 114                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 115                 return 0;
 116         default:
 117                 return 0;
 118         }
 119 }
 120
 121 static int
 122 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 123 {
 124         unsigned char *max_instr;
 125         unsigned char *instr;
 126         int prefetch = 0;
 127
 128         /*
 129          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 130          * do not ignore the fault:
 131          */
 132         if (error_code & X86_PF_INSTR)
 133                 return 0;
 134
 135         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 136         max_instr = instr + 15;
 137
 138         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
 139                 return 0;
 140
 141         while (instr < max_instr) {
 142                 unsigned char opcode;
 143
 144                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 145                         break;
 146
 147                 instr++;
 148
 149                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 150                         break;
 151         }
 152         return prefetch;
 153 }
 154
 155 /*
 156  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
 157  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
 158  * from the XSAVE state, and this function fills out a field in
 159  * siginfo so userspace can discover which protection key was set
 160  * on the PTE.
 161  *
 162  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
 163  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
 164  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
 165  * was the one that we faulted on.
 166  *
 167  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
 168  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
 169  * 3. T1   : faults...
 170  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
 171  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
 172  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
 173  *           faulted on a pte with its pkey=4.
 174  */
 175 static void fill_sig_info_pkey(int si_code, siginfo_t *info, u32 *pkey)
 176 {
 177         /* This is effectively an #ifdef */
 178         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 179                 return;
 180
 181         /* Fault not from Protection Keys: nothing to do */
 182         if (si_code != SEGV_PKUERR)
 183                 return;
 184         /*
 185          * force_sig_info_fault() is called from a number of
 186          * contexts, some of which have a VMA and some of which
 187          * do not.  The X86_PF_PK handing happens after we have a
 188          * valid VMA, so we should never reach this without a
 189          * valid VMA.
 190          */
 191         if (!pkey) {
 192                 WARN_ONCE(1, "PKU fault with no VMA passed in");
 193                 info->si_pkey = 0;
 194                 return;
 195         }
 196         /*
 197          * si_pkey should be thought of as a strong hint, but not
 198          * absolutely guranteed to be 100% accurate because of
 199          * the race explained above.
 200          */
 201         info->si_pkey = *pkey;
 202 }
 203
 204 static void
 205 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 206                      struct task_struct *tsk, u32 *pkey, int fault)
 207 {
 208         unsigned lsb = 0;
 209         siginfo_t info;
 210
 211         info.si_signo   = si_signo;
 212         info.si_errno   = 0;
 213         info.si_code    = si_code;
 214         info.si_addr    = (void __user *)address;
 215         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 216                 lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 217         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
 218                 lsb = PAGE_SHIFT;
 219         info.si_addr_lsb = lsb;
 220
 221         fill_sig_info_pkey(si_code, &info, pkey);
 222
 223         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 224 }
 225
 226 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 227 LIST_HEAD(pgd_list);
 228
 229 #ifdef CONFIG_X86_32
 230 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 231 {
 232         unsigned index = pgd_index(address);
 233         pgd_t *pgd_k;
 234         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 235         pud_t *pud, *pud_k;
 236         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 237
 238         pgd += index;
 239         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 240
 241         if (!pgd_present(*pgd_k))
 242                 return NULL;
 243
 244         /*
 245          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 246          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 247          * set_p4d/set_pud.
 248          */
 249         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 250         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 251         if (!p4d_present(*p4d_k))
 252                 return NULL;
 253
 254         pud = pud_offset(p4d, address);
 255         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 256         if (!pud_present(*pud_k))
 257                 return NULL;
 258
 259         pmd = pmd_offset(pud, address);
 260         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 261         if (!pmd_present(*pmd_k))
 262                 return NULL;
 263
 264         if (!pmd_present(*pmd))
 265                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 266         else
 267                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 268
 269         return pmd_k;
 270 }
 271
 272 void vmalloc_sync_all(void)
 273 {
 274         unsigned long address;
 275
 276         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 277                 return;
 278
 279         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 280              address >= TASK_SIZE_MAX && address < FIXADDR_TOP;
 281              address += PMD_SIZE) {
 282                 struct page *page;
 283
 284                 spin_lock(&pgd_lock);
 285                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 286                         spinlock_t *pgt_lock;
 287                         pmd_t *ret;
 288
 289                         /* the pgt_lock only for Xen */
 290                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
 291
 292                         spin_lock(pgt_lock);
 293                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
 294                         spin_unlock(pgt_lock);
 295
 296                         if (!ret)
 297                                 break;
 298                 }
 299                 spin_unlock(&pgd_lock);
 300         }
 301 }
 302
 303 /*
 304  * 32-bit:
 305  *
 306  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 307  */
 308 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 309 {
 310         unsigned long pgd_paddr;
 311         pmd_t *pmd_k;
 312         pte_t *pte_k;
 313
 314         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 315         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 316                 return -1;
 317
 318         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 319
 320         /*
 321          * Synchronize this task's top level page-table
 322          * with the 'reference' page table.
 323          *
 324          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 325          * an interrupt in the middle of a task switch..
 326          */
 327         pgd_paddr = read_cr3_pa();
 328         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 329         if (!pmd_k)
 330                 return -1;
 331
 332         if (pmd_huge(*pmd_k))
 333                 return 0;
 334
 335         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 336         if (!pte_present(*pte_k))
 337                 return -1;
 338
 339         return 0;
 340 }
 341 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 342
 343 /*
 344  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 345  */
 346 static inline void
 347 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 348                  struct task_struct *tsk)
 349 {
 350 #ifdef CONFIG_VM86
 351         unsigned long bit;
 352
 353         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
 354                 return;
 355
 356         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 357         if (bit < 32)
 358                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
 359 #endif
 360 }
 361
 362 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
 363 {
 364         return pfn < max_low_pfn;
 365 }
 366
 367 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 368 {
 369         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 370         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
 371         p4d_t *p4d;
 372         pud_t *pud;
 373         pmd_t *pmd;
 374         pte_t *pte;
 375
 376 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 377         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
 378         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
 379                 goto out;
 380 #define pr_pde pr_cont
 381 #else
 382 #define pr_pde pr_info
 383 #endif
 384         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 385         pud = pud_offset(p4d, address);
 386         pmd = pmd_offset(pud, address);
 387         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
 388 #undef pr_pde
 389
 390         /*
 391          * We must not directly access the pte in the highpte
 392          * case if the page table is located in highmem.
 393          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 394          * it's allocated already:
 395          */
 396         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 397                 goto out;
 398
 399         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 400         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
 401 out:
 402         pr_cont("\n");
 403 }
 404
 405 #else /* CONFIG_X86_64: */
 406
 407 void vmalloc_sync_all(void)
 408 {
 409         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
 410 }
 411
 412 /*
 413  * 64-bit:
 414  *
 415  *   Handle a fault on the vmalloc area
 416  */
 417 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 418 {
 419         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 420         p4d_t *p4d, *p4d_ref;
 421         pud_t *pud, *pud_ref;
 422         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 423         pte_t *pte, *pte_ref;
 424
 425         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 426         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 427                 return -1;
 428
 429         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 430
 431         /*
 432          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 433          * happen within a race in page table update. In the later
 434          * case just flush:
 435          */
 436         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
 437         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 438         if (pgd_none(*pgd_ref))
 439                 return -1;
 440
 441         if (pgd_none(*pgd)) {
 442                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 443                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 444         } else if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4) {
 445                 /*
 446                  * With folded p4d, pgd_none() is always false, so the pgd may
 447                  * point to an empty page table entry and pgd_page_vaddr()
 448                  * will return garbage.
 449                  *
 450                  * We will do the correct sanity check on the p4d level.
 451                  */
 452                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 453         }
 454
 455         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
 456         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 457         p4d_ref = p4d_offset(pgd_ref, address);
 458         if (p4d_none(*p4d_ref))
 459                 return -1;
 460
 461         if (p4d_none(*p4d)) {
 462                 set_p4d(p4d, *p4d_ref);
 463                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 464         } else {
 465                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_ref));
 466         }
 467
 468         /*
 469          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 470          * are shared:
 471          */
 472
 473         pud = pud_offset(p4d, address);
 474         pud_ref = pud_offset(p4d_ref, address);
 475         if (pud_none(*pud_ref))
 476                 return -1;
 477
 478         if (pud_none(*pud) || pud_pfn(*pud) != pud_pfn(*pud_ref))
 479                 BUG();
 480
 481         if (pud_huge(*pud))
 482                 return 0;
 483
 484         pmd = pmd_offset(pud, address);
 485         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 486         if (pmd_none(*pmd_ref))
 487                 return -1;
 488
 489         if (pmd_none(*pmd) || pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_ref))
 490                 BUG();
 491
 492         if (pmd_huge(*pmd))
 493                 return 0;
 494
 495         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 496         if (!pte_present(*pte_ref))
 497                 return -1;
 498
 499         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 500
 501         /*
 502          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 503          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 504          * that:
 505          */
 506         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 507                 BUG();
 508
 509         return 0;
 510 }
 511 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 512
 513 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
 514 static const char errata93_warning[] =
 515 KERN_ERR
 516 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 517 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 518 "******* Please consider a BIOS update.\n"
 519 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 520 #endif
 521
 522 /*
 523  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 524  */
 525 static inline void
 526 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 527                  struct task_struct *tsk)
 528 {
 529 }
 530
 531 static int bad_address(void *p)
 532 {
 533         unsigned long dummy;
 534
 535         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 536 }
 537
 538 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 539 {
 540         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 541         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
 542         p4d_t *p4d;
 543         pud_t *pud;
 544         pmd_t *pmd;
 545         pte_t *pte;
 546
 547         if (bad_address(pgd))
 548                 goto bad;
 549
 550         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 551
 552         if (!pgd_present(*pgd))
 553                 goto out;
 554
 555         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 556         if (bad_address(p4d))
 557                 goto bad;
 558
 559         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
 560         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
 561                 goto out;
 562
 563         pud = pud_offset(p4d, address);
 564         if (bad_address(pud))
 565                 goto bad;
 566
 567         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 568         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 569                 goto out;
 570
 571         pmd = pmd_offset(pud, address);
 572         if (bad_address(pmd))
 573                 goto bad;
 574
 575         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 576         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 577                 goto out;
 578
 579         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 580         if (bad_address(pte))
 581                 goto bad;
 582
 583         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
 584 out:
 585         pr_cont("\n");
 586         return;
 587 bad:
 588         pr_info("BAD\n");
 589 }
 590
 591 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 592
 593 /*
 594  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 595  *
 596  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 597  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 598  *
 599  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 600  *
 601  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 602  * Try to work around it here.
 603  *
 604  * Note we only handle faults in kernel here.
 605  * Does nothing on 32-bit.
 606  */
 607 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 608 {
 609 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
 610         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
 611             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
 612                 return 0;
 613
 614         if (address != regs->ip)
 615                 return 0;
 616
 617         if ((address >> 32) != 0)
 618                 return 0;
 619
 620         address |= 0xffffffffUL << 32;
 621         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 622             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 623                 printk_once(errata93_warning);
 624                 regs->ip = address;
 625                 return 1;
 626         }
 627 #endif
 628         return 0;
 629 }
 630
 631 /*
 632  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 633  * to illegal addresses >4GB.
 634  *
 635  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 636  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 637  * segment in LDT is compatibility mode.
 638  */
 639 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 640 {
 641 #ifdef CONFIG_X86_64
 642         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 643                 return 1;
 644 #endif
 645         return 0;
 646 }
 647
 648 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 649 {
 650 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 651         unsigned long nr;
 652
 653         /*
 654          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 655          */
 656         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
 657                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 658
 659                 if (nr == 6) {
 660                         do_invalid_op(regs, 0);
 661                         return 1;
 662                 }
 663         }
 664 #endif
 665         return 0;
 666 }
 667
 668 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 669 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 670 static const char smep_warning[] = KERN_CRIT
 671 "unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n";
 672
 673 static void
 674 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 675                 unsigned long address)
 676 {
 677         if (!oops_may_print())
 678                 return;
 679
 680         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
 681                 unsigned int level;
 682                 pgd_t *pgd;
 683                 pte_t *pte;
 684
 685                 pgd = __va(read_cr3_pa());
 686                 pgd += pgd_index(address);
 687
 688                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
 689
 690                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 691                         printk(nx_warning, from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 692                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
 693                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
 694                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
 695                         printk(smep_warning, from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 696         }
 697
 698         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 699         if (address < PAGE_SIZE)
 700                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 701         else
 702                 printk(KERN_CONT "paging request");
 703
 704         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 705         printk(KERN_ALERT "IP: %pS\n", (void *)regs->ip);
 706
 707         dump_pagetable(address);
 708 }
 709
 710 static noinline void
 711 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 712             unsigned long address)
 713 {
 714         struct task_struct *tsk;
 715         unsigned long flags;
 716         int sig;
 717
 718         flags = oops_begin();
 719         tsk = current;
 720         sig = SIGKILL;
 721
 722         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 723                tsk->comm, address);
 724         dump_pagetable(address);
 725
 726         tsk->thread.cr2         = address;
 727         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 728         tsk->thread.error_code  = error_code;
 729
 730         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 731                 sig = 0;
 732
 733         oops_end(flags, regs, sig);
 734 }
 735
 736 static noinline void
 737 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 738            unsigned long address, int signal, int si_code)
 739 {
 740         struct task_struct *tsk = current;
 741         unsigned long flags;
 742         int sig;
 743
 744         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 745         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF)) {
 746                 /*
 747                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
 748                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
 749                  * task context.
 750                  */
 751                 if (in_interrupt())
 752                         return;
 753
 754                 /*
 755                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
 756                  *
 757                  * In this case we need to make sure we're not recursively
 758                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
 759                  */
 760                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
 761                         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
 762                         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
 763                         tsk->thread.cr2 = address;
 764
 765                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
 766                         force_sig_info_fault(signal, si_code, address,
 767                                              tsk, NULL, 0);
 768                 }
 769
 770                 /*
 771                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
 772                  */
 773                 return;
 774         }
 775
 776 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 777         /*
 778          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
 779          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
 780          * that we're in vmalloc space to avoid this.
 781          */
 782         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
 783             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
 784              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
 785                 unsigned long stack = this_cpu_read(orig_ist.ist[DOUBLEFAULT_STACK]) - sizeof(void *);
 786                 /*
 787                  * We're likely to be running with very little stack space
 788                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
 789                  * double-fault even before we get this far, in which case
 790                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
 791                  *
 792                  * We don't want to make it all the way into the oops code
 793                  * and then double-fault, though, because we're likely to
 794                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
 795                  */
 796                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
 797                               "call handle_stack_overflow\n\t"
 798                               "1: jmp 1b"
 799                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
 800                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
 801                                 "S" (regs), "d" (address),
 802                                 [stack] "rm" (stack));
 803                 unreachable();
 804         }
 805 #endif
 806
 807         /*
 808          * 32-bit:
 809          *
 810          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 811          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 812          *   handled it.
 813          *
 814          * 64-bit:
 815          *
 816          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 817          */
 818         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 819                 return;
 820
 821         if (is_errata93(regs, address))
 822                 return;
 823
 824         /*
 825          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 826          * terminate things with extreme prejudice:
 827          */
 828         flags = oops_begin();
 829
 830         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 831
 832         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
 833                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 834
 835         tsk->thread.cr2         = address;
 836         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 837         tsk->thread.error_code  = error_code;
 838
 839         sig = SIGKILL;
 840         if (__die("Oops", regs, error_code))
 841                 sig = 0;
 842
 843         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 844         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
 845
 846         oops_end(flags, regs, sig);
 847 }
 848
 849 /*
 850  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 851  * sysctl is set:
 852  */
 853 static inline void
 854 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 855                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 856 {
 857         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 858                 return;
 859
 860         if (!printk_ratelimit())
 861                 return;
 862
 863         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 864                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 865                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 866                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 867
 868         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 869
 870         printk(KERN_CONT "\n");
 871 }
 872
 873 static void
 874 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 875                        unsigned long address, u32 *pkey, int si_code)
 876 {
 877         struct task_struct *tsk = current;
 878
 879         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 880         if (error_code & X86_PF_USER) {
 881                 /*
 882                  * It's possible to have interrupts off here:
 883                  */
 884                 local_irq_enable();
 885
 886                 /*
 887                  * Valid to do another page fault here because this one came
 888                  * from user space:
 889                  */
 890                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 891                         return;
 892
 893                 if (is_errata100(regs, address))
 894                         return;
 895
 896 #ifdef CONFIG_X86_64
 897                 /*
 898                  * Instruction fetch faults in the vsyscall page might need
 899                  * emulation.
 900                  */
 901                 if (unlikely((error_code & X86_PF_INSTR) &&
 902                              ((address & ~0xfff) == VSYSCALL_ADDR))) {
 903                         if (emulate_vsyscall(regs, address))
 904                                 return;
 905                 }
 906 #endif
 907
 908                 /*
 909                  * To avoid leaking information about the kernel page table
 910                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
 911                  * are always protection faults.
 912                  */
 913                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
 914                         error_code |= X86_PF_PROT;
 915
 916                 if (likely(show_unhandled_signals))
 917                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 918
 919                 tsk->thread.cr2         = address;
 920                 tsk->thread.error_code  = error_code;
 921                 tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 922
 923                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk, pkey, 0);
 924
 925                 return;
 926         }
 927
 928         if (is_f00f_bug(regs, address))
 929                 return;
 930
 931         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
 932 }
 933
 934 static noinline void
 935 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 936                      unsigned long address, u32 *pkey)
 937 {
 938         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, SEGV_MAPERR);
 939 }
 940
 941 static void
 942 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 943            unsigned long address,  struct vm_area_struct *vma, int si_code)
 944 {
 945         struct mm_struct *mm = current->mm;
 946         u32 pkey;
 947
 948         if (vma)
 949                 pkey = vma_pkey(vma);
 950
 951         /*
 952          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 953          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 954          */
 955         up_read(&mm->mmap_sem);
 956
 957         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address,
 958                                (vma) ? &pkey : NULL, si_code);
 959 }
 960
 961 static noinline void
 962 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 963 {
 964         __bad_area(regs, error_code, address, NULL, SEGV_MAPERR);
 965 }
 966
 967 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
 968                 struct vm_area_struct *vma)
 969 {
 970         /* This code is always called on the current mm */
 971         bool foreign = false;
 972
 973         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 974                 return false;
 975         if (error_code & X86_PF_PK)
 976                 return true;
 977         /* this checks permission keys on the VMA: */
 978         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
 979                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
 980                 return true;
 981         return false;
 982 }
 983
 984 static noinline void
 985 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 986                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
 987 {
 988         /*
 989          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
 990          * But, doing it this way allows compiler optimizations
 991          * if pkeys are compiled out.
 992          */
 993         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma))
 994                 __bad_area(regs, error_code, address, vma, SEGV_PKUERR);
 995         else
 996                 __bad_area(regs, error_code, address, vma, SEGV_ACCERR);
 997 }
 998
 999 static void
1000 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
1001           u32 *pkey, unsigned int fault)
1002 {
1003         struct task_struct *tsk = current;
1004         int code = BUS_ADRERR;
1005
1006         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1007         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1008                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1009                 return;
1010         }
1011
1012         /* User-space => ok to do another page fault: */
1013         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
1014                 return;
1015
1016         tsk->thread.cr2         = address;
1017         tsk->thread.error_code  = error_code;
1018         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
1019
1020 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1021         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
1022                 printk(KERN_ERR
1023         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
1024                         tsk->comm, tsk->pid, address);
1025                 code = BUS_MCEERR_AR;
1026         }
1027 #endif
1028         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk, pkey, fault);
1029 }
1030
1031 static noinline void
1032 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1033                unsigned long address, u32 *pkey, unsigned int fault)
1034 {
1035         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
1036                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
1037                 return;
1038         }
1039
1040         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1041                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1042                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1043                         no_context(regs, error_code, address,
1044                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1045                         return;
1046                 }
1047
1048                 /*
1049                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1050                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1051                  * oom-killed):
1052                  */
1053                 pagefault_out_of_memory();
1054         } else {
1055                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1056                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1057                         do_sigbus(regs, error_code, address, pkey, fault);
1058                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1059                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey);
1060                 else
1061                         BUG();
1062         }
1063 }
1064
1065 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
1066 {
1067         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
1068                 return 0;
1069
1070         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1071                 return 0;
1072         /*
1073          * Note: We do not do lazy flushing on protection key
1074          * changes, so no spurious fault will ever set X86_PF_PK.
1075          */
1076         if ((error_code & X86_PF_PK))
1077                 return 1;
1078
1079         return 1;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1084  *
1085  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1086  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1087  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1088  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1089  * on other processors.
1090  *
1091  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1092  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1093  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1094  *
1095  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1096  * increasing the permissions on a page.
1097  *
1098  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1099  *
1100  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1101  * (Optional Invalidation).
1102  */
1103 static noinline int
1104 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1105 {
1106         pgd_t *pgd;
1107         p4d_t *p4d;
1108         pud_t *pud;
1109         pmd_t *pmd;
1110         pte_t *pte;
1111         int ret;
1112
1113         /*
1114          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1115          * spurious faults.
1116          *
1117          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1118          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1119          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1120          * faults.
1121          */
1122         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1123             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1124                 return 0;
1125
1126         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1127         if (!pgd_present(*pgd))
1128                 return 0;
1129
1130         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1131         if (!p4d_present(*p4d))
1132                 return 0;
1133
1134         if (p4d_large(*p4d))
1135                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1136
1137         pud = pud_offset(p4d, address);
1138         if (!pud_present(*pud))
1139                 return 0;
1140
1141         if (pud_large(*pud))
1142                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1143
1144         pmd = pmd_offset(pud, address);
1145         if (!pmd_present(*pmd))
1146                 return 0;
1147
1148         if (pmd_large(*pmd))
1149                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1150
1151         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1152         if (!pte_present(*pte))
1153                 return 0;
1154
1155         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
1156         if (!ret)
1157                 return 0;
1158
1159         /*
1160          * Make sure we have permissions in PMD.
1161          * If not, then there's a bug in the page tables:
1162          */
1163         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1164         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1165
1166         return ret;
1167 }
1168 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_fault);
1169
1170 int show_unhandled_signals = 1;
1171
1172 static inline int
1173 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1174 {
1175         /* This is only called for the current mm, so: */
1176         bool foreign = false;
1177
1178         /*
1179          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1180          * always an unconditional error and can never result in
1181          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1182          */
1183         if (error_code & X86_PF_PK)
1184                 return 1;
1185
1186         /*
1187          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1188          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1189          * page.
1190          */
1191         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1192                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1193                 return 1;
1194
1195         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1196                 /* write, present and write, not present: */
1197                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1198                         return 1;
1199                 return 0;
1200         }
1201
1202         /* read, present: */
1203         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1204                 return 1;
1205
1206         /* read, not present: */
1207         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1208                 return 1;
1209
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1214 {
1215         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1216 }
1217
1218 static inline bool smap_violation(int error_code, struct pt_regs *regs)
1219 {
1220         if (!IS_ENABLED(CONFIG_X86_SMAP))
1221                 return false;
1222
1223         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_SMAP))
1224                 return false;
1225
1226         if (error_code & X86_PF_USER)
1227                 return false;
1228
1229         if (!user_mode(regs) && (regs->flags & X86_EFLAGS_AC))
1230                 return false;
1231
1232         return true;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * This routine handles page faults.  It determines the address,
1237  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
1238  * routines.
1239  */
1240 static noinline void
1241 __do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1242                 unsigned long address)
1243 {
1244         struct vm_area_struct *vma;
1245         struct task_struct *tsk;
1246         struct mm_struct *mm;
1247         int fault, major = 0;
1248         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1249         u32 pkey;
1250
1251         tsk = current;
1252         mm = tsk->mm;
1253
1254         /*
1255          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
1256          * both a tracked kernel page and a userspace page.
1257          */
1258         prefetchw(&mm->mmap_sem);
1259
1260         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1261                 return;
1262
1263         /*
1264          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1265          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1266          *
1267          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1268          * be in an interrupt or a critical region, and should
1269          * only copy the information from the master page table,
1270          * nothing more.
1271          *
1272          * This verifies that the fault happens in kernel space
1273          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1274          * protection error (error_code & 9) == 0.
1275          */
1276         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1277                 if (!(error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1278                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1279                                 return;
1280                 }
1281
1282                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1283                 if (spurious_fault(error_code, address))
1284                         return;
1285
1286                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1287                 if (kprobes_fault(regs))
1288                         return;
1289                 /*
1290                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1291                  * fault we could otherwise deadlock:
1292                  */
1293                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1294
1295                 return;
1296         }
1297
1298         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1299         if (unlikely(kprobes_fault(regs)))
1300                 return;
1301
1302         if (unlikely(error_code & X86_PF_RSVD))
1303                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1304
1305         if (unlikely(smap_violation(error_code, regs))) {
1306                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1307                 return;
1308         }
1309
1310         /*
1311          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1312          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1313          */
1314         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1315                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1316                 return;
1317         }
1318
1319         /*
1320          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1321          * vmalloc fault has been handled.
1322          *
1323          * User-mode registers count as a user access even for any
1324          * potential system fault or CPU buglet:
1325          */
1326         if (user_mode(regs)) {
1327                 local_irq_enable();
1328                 error_code |= X86_PF_USER;
1329                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1330         } else {
1331                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1332                         local_irq_enable();
1333         }
1334
1335         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1336
1337         if (error_code & X86_PF_WRITE)
1338                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1339         if (error_code & X86_PF_INSTR)
1340                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1341
1342         /*
1343          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1344          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1345          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1346          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1347          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1348          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1349          * references user space from well defined areas of code, which are
1350          * listed in the exceptions table.
1351          *
1352          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1353          * the source reference check when there is a possibility of a
1354          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1355          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1356          * space check, thus avoiding the deadlock:
1357          */
1358         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1359                 if (!(error_code & X86_PF_USER) &&
1360                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1361                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1362                         return;
1363                 }
1364 retry:
1365                 down_read(&mm->mmap_sem);
1366         } else {
1367                 /*
1368                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1369                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1370                  * down_read():
1371                  */
1372                 might_sleep();
1373         }
1374
1375         vma = find_vma(mm, address);
1376         if (unlikely(!vma)) {
1377                 bad_area(regs, error_code, address);
1378                 return;
1379         }
1380         if (likely(vma->vm_start <= address))
1381                 goto good_area;
1382         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1383                 bad_area(regs, error_code, address);
1384                 return;
1385         }
1386         if (error_code & X86_PF_USER) {
1387                 /*
1388                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1389                  * The large cushion allows instructions like enter
1390                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1391                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1392                  */
1393                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1394                         bad_area(regs, error_code, address);
1395                         return;
1396                 }
1397         }
1398         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1399                 bad_area(regs, error_code, address);
1400                 return;
1401         }
1402
1403         /*
1404          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1405          * we can handle it..
1406          */
1407 good_area:
1408         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1409                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1410                 return;
1411         }
1412
1413         /*
1414          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1415          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1416          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1417          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
1418          *
1419          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_sem
1420          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1421          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1422          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1423          * userland). The return to userland is identified whenever
1424          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1425          * Thus we have to be careful about not touching vma after handling the
1426          * fault, so we read the pkey beforehand.
1427          */
1428         pkey = vma_pkey(vma);
1429         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);
1430         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
1431
1432         /*
1433          * If we need to retry the mmap_sem has already been released,
1434          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1435          * that we made any progress. Handle this case first.
1436          */
1437         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1438                 /* Retry at most once */
1439                 if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1440                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1441                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1442                         if (!fatal_signal_pending(tsk))
1443                                 goto retry;
1444                 }
1445
1446                 /* User mode? Just return to handle the fatal exception */
1447                 if (flags & FAULT_FLAG_USER)
1448                         return;
1449
1450                 /* Not returning to user mode? Handle exceptions or die: */
1451                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1452                 return;
1453         }
1454
1455         up_read(&mm->mmap_sem);
1456         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1457                 mm_fault_error(regs, error_code, address, &pkey, fault);
1458                 return;
1459         }
1460
1461         /*
1462          * Major/minor page fault accounting. If any of the events
1463          * returned VM_FAULT_MAJOR, we account it as a major fault.
1464          */
1465         if (major) {
1466                 tsk->maj_flt++;
1467                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
1468         } else {
1469                 tsk->min_flt++;
1470                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
1471         }
1472
1473         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1474 }
1475 NOKPROBE_SYMBOL(__do_page_fault);
1476
1477 static nokprobe_inline void
1478 trace_page_fault_entries(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
1479                          unsigned long error_code)
1480 {
1481         if (user_mode(regs))
1482                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1483         else
1484                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * We must have this function blacklisted from kprobes, tagged with notrace
1489  * and call read_cr2() before calling anything else. To avoid calling any
1490  * kind of tracing machinery before we've observed the CR2 value.
1491  *
1492  * exception_{enter,exit}() contains all sorts of tracepoints.
1493  */
1494 dotraplinkage void notrace
1495 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
1496 {
1497         unsigned long address = read_cr2(); /* Get the faulting address */
1498         enum ctx_state prev_state;
1499
1500         prev_state = exception_enter();
1501         if (trace_pagefault_enabled())
1502                 trace_page_fault_entries(address, regs, error_code);
1503
1504         __do_page_fault(regs, error_code, address);
1505         exception_exit(prev_state);
1506 }
1507 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);