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 #include <linux/efi.h>                  /* efi_recover_from_page_fault()*/
  20 #include <linux/mm_types.h>
  21
  22 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
  23 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  24 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  25 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
  26 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
  27 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
  28 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
  29 #include <asm/efi.h>                    /* efi_recover_from_page_fault()*/
  30
  31 #define CREATE_TRACE_POINTS
  32 #include <asm/trace/exceptions.h>
  33
  34 /*
  35  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  36  * handled by mmiotrace:
  37  */
  38 static nokprobe_inline int
  39 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  40 {
  41         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  42                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  43                         return -1;
  44         return 0;
  45 }
  46
  47 static nokprobe_inline int kprobes_fault(struct pt_regs *regs)
  48 {
  49         if (!kprobes_built_in())
  50                 return 0;
  51         if (user_mode(regs))
  52                 return 0;
  53         /*
  54          * To be potentially processing a kprobe fault and to be allowed to call
  55          * kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
  56          */
  57         if (preemptible())
  58                 return 0;
  59         if (!kprobe_running())
  60                 return 0;
  61         return kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_PF);
  62 }
  63
  64 /*
  65  * Prefetch quirks:
  66  *
  67  * 32-bit mode:
  68  *
  69  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  70  *   Check that here and ignore it.
  71  *
  72  * 64-bit mode:
  73  *
  74  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  75  *   Check that here and ignore it.
  76  *
  77  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  78  */
  79 static inline int
  80 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  81                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  82 {
  83         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  84         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
  85
  86         switch (instr_hi) {
  87         case 0x20:
  88         case 0x30:
  89                 /*
  90                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
  91                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
  92                  * opcode if some of these prefixes are present so
  93                  * X86_64 will never get here anyway
  94                  */
  95                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
  96 #ifdef CONFIG_X86_64
  97         case 0x40:
  98                 /*
  99                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 100                  * Need to figure out under what instruction mode the
 101                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 102                  * but for now it's good enough to assume that long
 103                  * mode only uses well known segments or kernel.
 104                  */
 105                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
 106 #endif
 107         case 0x60:
 108                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 109                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 110         case 0xF0:
 111                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 112                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 113         case 0x00:
 114                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 115                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 116                         return 0;
 117
 118                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 119                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 120                 return 0;
 121         default:
 122                 return 0;
 123         }
 124 }
 125
 126 static int
 127 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 128 {
 129         unsigned char *max_instr;
 130         unsigned char *instr;
 131         int prefetch = 0;
 132
 133         /*
 134          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 135          * do not ignore the fault:
 136          */
 137         if (error_code & X86_PF_INSTR)
 138                 return 0;
 139
 140         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 141         max_instr = instr + 15;
 142
 143         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
 144                 return 0;
 145
 146         while (instr < max_instr) {
 147                 unsigned char opcode;
 148
 149                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 150                         break;
 151
 152                 instr++;
 153
 154                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 155                         break;
 156         }
 157         return prefetch;
 158 }
 159
 160 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 161 LIST_HEAD(pgd_list);
 162
 163 #ifdef CONFIG_X86_32
 164 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 165 {
 166         unsigned index = pgd_index(address);
 167         pgd_t *pgd_k;
 168         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 169         pud_t *pud, *pud_k;
 170         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 171
 172         pgd += index;
 173         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 174
 175         if (!pgd_present(*pgd_k))
 176                 return NULL;
 177
 178         /*
 179          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 180          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 181          * set_p4d/set_pud.
 182          */
 183         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 184         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 185         if (!p4d_present(*p4d_k))
 186                 return NULL;
 187
 188         pud = pud_offset(p4d, address);
 189         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 190         if (!pud_present(*pud_k))
 191                 return NULL;
 192
 193         pmd = pmd_offset(pud, address);
 194         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 195         if (!pmd_present(*pmd_k))
 196                 return NULL;
 197
 198         if (!pmd_present(*pmd))
 199                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 200         else
 201                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 202
 203         return pmd_k;
 204 }
 205
 206 void vmalloc_sync_all(void)
 207 {
 208         unsigned long address;
 209
 210         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 211                 return;
 212
 213         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 214              address >= TASK_SIZE_MAX && address < FIXADDR_TOP;
 215              address += PMD_SIZE) {
 216                 struct page *page;
 217
 218                 spin_lock(&pgd_lock);
 219                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 220                         spinlock_t *pgt_lock;
 221                         pmd_t *ret;
 222
 223                         /* the pgt_lock only for Xen */
 224                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
 225
 226                         spin_lock(pgt_lock);
 227                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
 228                         spin_unlock(pgt_lock);
 229
 230                         if (!ret)
 231                                 break;
 232                 }
 233                 spin_unlock(&pgd_lock);
 234         }
 235 }
 236
 237 /*
 238  * 32-bit:
 239  *
 240  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 241  */
 242 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 243 {
 244         unsigned long pgd_paddr;
 245         pmd_t *pmd_k;
 246         pte_t *pte_k;
 247
 248         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 249         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 250                 return -1;
 251
 252         /*
 253          * Synchronize this task's top level page-table
 254          * with the 'reference' page table.
 255          *
 256          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 257          * an interrupt in the middle of a task switch..
 258          */
 259         pgd_paddr = read_cr3_pa();
 260         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 261         if (!pmd_k)
 262                 return -1;
 263
 264         if (pmd_large(*pmd_k))
 265                 return 0;
 266
 267         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 268         if (!pte_present(*pte_k))
 269                 return -1;
 270
 271         return 0;
 272 }
 273 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 274
 275 /*
 276  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 277  */
 278 static inline void
 279 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 280                  struct task_struct *tsk)
 281 {
 282 #ifdef CONFIG_VM86
 283         unsigned long bit;
 284
 285         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
 286                 return;
 287
 288         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 289         if (bit < 32)
 290                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
 291 #endif
 292 }
 293
 294 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
 295 {
 296         return pfn < max_low_pfn;
 297 }
 298
 299 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 300 {
 301         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 302         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
 303         p4d_t *p4d;
 304         pud_t *pud;
 305         pmd_t *pmd;
 306         pte_t *pte;
 307
 308 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 309         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
 310         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
 311                 goto out;
 312 #define pr_pde pr_cont
 313 #else
 314 #define pr_pde pr_info
 315 #endif
 316         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 317         pud = pud_offset(p4d, address);
 318         pmd = pmd_offset(pud, address);
 319         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
 320 #undef pr_pde
 321
 322         /*
 323          * We must not directly access the pte in the highpte
 324          * case if the page table is located in highmem.
 325          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 326          * it's allocated already:
 327          */
 328         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 329                 goto out;
 330
 331         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 332         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
 333 out:
 334         pr_cont("\n");
 335 }
 336
 337 #else /* CONFIG_X86_64: */
 338
 339 void vmalloc_sync_all(void)
 340 {
 341         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
 342 }
 343
 344 /*
 345  * 64-bit:
 346  *
 347  *   Handle a fault on the vmalloc area
 348  */
 349 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 350 {
 351         pgd_t *pgd, *pgd_k;
 352         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 353         pud_t *pud;
 354         pmd_t *pmd;
 355         pte_t *pte;
 356
 357         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 358         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 359                 return -1;
 360
 361         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 362
 363         /*
 364          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 365          * happen within a race in page table update. In the later
 366          * case just flush:
 367          */
 368         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
 369         pgd_k = pgd_offset_k(address);
 370         if (pgd_none(*pgd_k))
 371                 return -1;
 372
 373         if (pgtable_l5_enabled()) {
 374                 if (pgd_none(*pgd)) {
 375                         set_pgd(pgd, *pgd_k);
 376                         arch_flush_lazy_mmu_mode();
 377                 } else {
 378                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_k));
 379                 }
 380         }
 381
 382         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
 383         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 384         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 385         if (p4d_none(*p4d_k))
 386                 return -1;
 387
 388         if (p4d_none(*p4d) && !pgtable_l5_enabled()) {
 389                 set_p4d(p4d, *p4d_k);
 390                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 391         } else {
 392                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_k));
 393         }
 394
 395         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 4);
 396
 397         pud = pud_offset(p4d, address);
 398         if (pud_none(*pud))
 399                 return -1;
 400
 401         if (pud_large(*pud))
 402                 return 0;
 403
 404         pmd = pmd_offset(pud, address);
 405         if (pmd_none(*pmd))
 406                 return -1;
 407
 408         if (pmd_large(*pmd))
 409                 return 0;
 410
 411         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 412         if (!pte_present(*pte))
 413                 return -1;
 414
 415         return 0;
 416 }
 417 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 418
 419 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
 420 static const char errata93_warning[] =
 421 KERN_ERR
 422 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 423 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 424 "******* Please consider a BIOS update.\n"
 425 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 426 #endif
 427
 428 /*
 429  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 430  */
 431 static inline void
 432 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 433                  struct task_struct *tsk)
 434 {
 435 }
 436
 437 static int bad_address(void *p)
 438 {
 439         unsigned long dummy;
 440
 441         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 442 }
 443
 444 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 445 {
 446         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 447         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
 448         p4d_t *p4d;
 449         pud_t *pud;
 450         pmd_t *pmd;
 451         pte_t *pte;
 452
 453         if (bad_address(pgd))
 454                 goto bad;
 455
 456         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 457
 458         if (!pgd_present(*pgd))
 459                 goto out;
 460
 461         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 462         if (bad_address(p4d))
 463                 goto bad;
 464
 465         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
 466         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
 467                 goto out;
 468
 469         pud = pud_offset(p4d, address);
 470         if (bad_address(pud))
 471                 goto bad;
 472
 473         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 474         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 475                 goto out;
 476
 477         pmd = pmd_offset(pud, address);
 478         if (bad_address(pmd))
 479                 goto bad;
 480
 481         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 482         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 483                 goto out;
 484
 485         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 486         if (bad_address(pte))
 487                 goto bad;
 488
 489         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
 490 out:
 491         pr_cont("\n");
 492         return;
 493 bad:
 494         pr_info("BAD\n");
 495 }
 496
 497 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 498
 499 /*
 500  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 501  *
 502  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 503  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 504  *
 505  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 506  *
 507  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 508  * Try to work around it here.
 509  *
 510  * Note we only handle faults in kernel here.
 511  * Does nothing on 32-bit.
 512  */
 513 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 514 {
 515 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
 516         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
 517             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
 518                 return 0;
 519
 520         if (address != regs->ip)
 521                 return 0;
 522
 523         if ((address >> 32) != 0)
 524                 return 0;
 525
 526         address |= 0xffffffffUL << 32;
 527         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 528             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 529                 printk_once(errata93_warning);
 530                 regs->ip = address;
 531                 return 1;
 532         }
 533 #endif
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 /*
 538  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 539  * to illegal addresses >4GB.
 540  *
 541  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 542  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 543  * segment in LDT is compatibility mode.
 544  */
 545 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 546 {
 547 #ifdef CONFIG_X86_64
 548         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 549                 return 1;
 550 #endif
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 555 {
 556 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 557         unsigned long nr;
 558
 559         /*
 560          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 561          */
 562         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
 563                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 564
 565                 if (nr == 6) {
 566                         do_invalid_op(regs, 0);
 567                         return 1;
 568                 }
 569         }
 570 #endif
 571         return 0;
 572 }
 573
 574 static void
 575 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 576                 unsigned long address)
 577 {
 578         if (!oops_may_print())
 579                 return;
 580
 581         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
 582                 unsigned int level;
 583                 pgd_t *pgd;
 584                 pte_t *pte;
 585
 586                 pgd = __va(read_cr3_pa());
 587                 pgd += pgd_index(address);
 588
 589                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
 590
 591                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 592                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
 593                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 594                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
 595                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
 596                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
 597                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
 598                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 599         }
 600
 601         pr_alert("BUG: unable to handle kernel %s at %px\n",
 602                  address < PAGE_SIZE ? "NULL pointer dereference" : "paging request",
 603                  (void *)address);
 604
 605         dump_pagetable(address);
 606 }
 607
 608 static noinline void
 609 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 610             unsigned long address)
 611 {
 612         struct task_struct *tsk;
 613         unsigned long flags;
 614         int sig;
 615
 616         flags = oops_begin();
 617         tsk = current;
 618         sig = SIGKILL;
 619
 620         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 621                tsk->comm, address);
 622         dump_pagetable(address);
 623
 624         tsk->thread.cr2         = address;
 625         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 626         tsk->thread.error_code  = error_code;
 627
 628         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 629                 sig = 0;
 630
 631         oops_end(flags, regs, sig);
 632 }
 633
 634 static noinline void
 635 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 636            unsigned long address, int signal, int si_code)
 637 {
 638         struct task_struct *tsk = current;
 639         unsigned long flags;
 640         int sig;
 641
 642         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 643         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
 644                 /*
 645                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
 646                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
 647                  * task context.
 648                  */
 649                 if (in_interrupt())
 650                         return;
 651
 652                 /*
 653                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
 654                  *
 655                  * In this case we need to make sure we're not recursively
 656                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
 657                  */
 658                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
 659                         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
 660                         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
 661                         tsk->thread.cr2 = address;
 662
 663                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
 664                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address,
 665                                         tsk);
 666                 }
 667
 668                 /*
 669                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
 670                  */
 671                 return;
 672         }
 673
 674 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 675         /*
 676          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
 677          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
 678          * that we're in vmalloc space to avoid this.
 679          */
 680         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
 681             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
 682              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
 683                 unsigned long stack = this_cpu_read(orig_ist.ist[DOUBLEFAULT_STACK]) - sizeof(void *);
 684                 /*
 685                  * We're likely to be running with very little stack space
 686                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
 687                  * double-fault even before we get this far, in which case
 688                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
 689                  *
 690                  * We don't want to make it all the way into the oops code
 691                  * and then double-fault, though, because we're likely to
 692                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
 693                  */
 694                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
 695                               "call handle_stack_overflow\n\t"
 696                               "1: jmp 1b"
 697                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
 698                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
 699                                 "S" (regs), "d" (address),
 700                                 [stack] "rm" (stack));
 701                 unreachable();
 702         }
 703 #endif
 704
 705         /*
 706          * 32-bit:
 707          *
 708          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 709          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 710          *   handled it.
 711          *
 712          * 64-bit:
 713          *
 714          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 715          */
 716         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 717                 return;
 718
 719         if (is_errata93(regs, address))
 720                 return;
 721
 722         /*
 723          * Buggy firmware could access regions which might page fault, try to
 724          * recover from such faults.
 725          */
 726         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
 727                 efi_recover_from_page_fault(address);
 728
 729         /*
 730          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 731          * terminate things with extreme prejudice:
 732          */
 733         flags = oops_begin();
 734
 735         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 736
 737         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
 738                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 739
 740         tsk->thread.cr2         = address;
 741         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 742         tsk->thread.error_code  = error_code;
 743
 744         sig = SIGKILL;
 745         if (__die("Oops", regs, error_code))
 746                 sig = 0;
 747
 748         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 749         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
 750
 751         oops_end(flags, regs, sig);
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 756  * sysctl is set:
 757  */
 758 static inline void
 759 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 760                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 761 {
 762         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
 763
 764         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 765                 return;
 766
 767         if (!printk_ratelimit())
 768                 return;
 769
 770         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
 771                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 772                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 773
 774         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 775
 776         printk(KERN_CONT "\n");
 777
 778         show_opcodes(regs, loglvl);
 779 }
 780
 781 /*
 782  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
 783  * of the address space that has user-accessible permissions.
 784  */
 785 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
 786 {
 787         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
 788 }
 789
 790 static void
 791 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 792                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
 793 {
 794         struct task_struct *tsk = current;
 795
 796         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 797         if (error_code & X86_PF_USER) {
 798                 /*
 799                  * It's possible to have interrupts off here:
 800                  */
 801                 local_irq_enable();
 802
 803                 /*
 804                  * Valid to do another page fault here because this one came
 805                  * from user space:
 806                  */
 807                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 808                         return;
 809
 810                 if (is_errata100(regs, address))
 811                         return;
 812
 813                 /*
 814                  * To avoid leaking information about the kernel page table
 815                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
 816                  * are always protection faults.
 817                  */
 818                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
 819                         error_code |= X86_PF_PROT;
 820
 821                 if (likely(show_unhandled_signals))
 822                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 823
 824                 tsk->thread.cr2         = address;
 825                 tsk->thread.error_code  = error_code;
 826                 tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 827
 828                 if (si_code == SEGV_PKUERR)
 829                         force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
 830
 831                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address, tsk);
 832
 833                 return;
 834         }
 835
 836         if (is_f00f_bug(regs, address))
 837                 return;
 838
 839         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
 840 }
 841
 842 static noinline void
 843 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 844                      unsigned long address)
 845 {
 846         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
 847 }
 848
 849 static void
 850 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 851            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
 852 {
 853         struct mm_struct *mm = current->mm;
 854         /*
 855          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 856          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 857          */
 858         up_read(&mm->mmap_sem);
 859
 860         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
 861 }
 862
 863 static noinline void
 864 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 865 {
 866         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
 867 }
 868
 869 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
 870                 struct vm_area_struct *vma)
 871 {
 872         /* This code is always called on the current mm */
 873         bool foreign = false;
 874
 875         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 876                 return false;
 877         if (error_code & X86_PF_PK)
 878                 return true;
 879         /* this checks permission keys on the VMA: */
 880         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
 881                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
 882                 return true;
 883         return false;
 884 }
 885
 886 static noinline void
 887 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 888                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
 889 {
 890         /*
 891          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
 892          * But, doing it this way allows compiler optimizations
 893          * if pkeys are compiled out.
 894          */
 895         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
 896                 /*
 897                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
 898                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
 899                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
 900                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
 901                  * which protection key was set on the PTE.
 902                  *
 903                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
 904                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
 905                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
 906                  * was the one that we faulted on.
 907                  *
 908                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
 909                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
 910                  * 3. T1   : faults...
 911                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
 912                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
 913                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
 914                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
 915                  */
 916                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
 917
 918                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
 919         } else {
 920                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
 921         }
 922 }
 923
 924 static void
 925 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
 926           unsigned int fault)
 927 {
 928         struct task_struct *tsk = current;
 929
 930         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 931         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
 932                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
 933                 return;
 934         }
 935
 936         /* User-space => ok to do another page fault: */
 937         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 938                 return;
 939
 940         tsk->thread.cr2         = address;
 941         tsk->thread.error_code  = error_code;
 942         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 943
 944 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
 945         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
 946                 unsigned lsb = 0;
 947
 948                 pr_err(
 949         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
 950                         tsk->comm, tsk->pid, address);
 951                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 952                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 953                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
 954                         lsb = PAGE_SHIFT;
 955                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb, tsk);
 956                 return;
 957         }
 958 #endif
 959         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address, tsk);
 960 }
 961
 962 static noinline void
 963 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 964                unsigned long address, vm_fault_t fault)
 965 {
 966         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
 967                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
 968                 return;
 969         }
 970
 971         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
 972                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
 973                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
 974                         no_context(regs, error_code, address,
 975                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
 976                         return;
 977                 }
 978
 979                 /*
 980                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
 981                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
 982                  * oom-killed):
 983                  */
 984                 pagefault_out_of_memory();
 985         } else {
 986                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
 987                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
 988                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
 989                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
 990                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
 991                 else
 992                         BUG();
 993         }
 994 }
 995
 996 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
 997 {
 998         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
 999                 return 0;
1000
1001         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1002                 return 0;
1003
1004         return 1;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1009  *
1010  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1011  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1012  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1013  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1014  * on other processors.
1015  *
1016  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1017  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1018  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1019  *
1020  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1021  * increasing the permissions on a page.
1022  *
1023  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1024  *
1025  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1026  * (Optional Invalidation).
1027  */
1028 static noinline int
1029 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1030 {
1031         pgd_t *pgd;
1032         p4d_t *p4d;
1033         pud_t *pud;
1034         pmd_t *pmd;
1035         pte_t *pte;
1036         int ret;
1037
1038         /*
1039          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1040          * spurious faults.
1041          *
1042          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1043          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1044          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1045          * faults.
1046          */
1047         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1048             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1049                 return 0;
1050
1051         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1052         if (!pgd_present(*pgd))
1053                 return 0;
1054
1055         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1056         if (!p4d_present(*p4d))
1057                 return 0;
1058
1059         if (p4d_large(*p4d))
1060                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1061
1062         pud = pud_offset(p4d, address);
1063         if (!pud_present(*pud))
1064                 return 0;
1065
1066         if (pud_large(*pud))
1067                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1068
1069         pmd = pmd_offset(pud, address);
1070         if (!pmd_present(*pmd))
1071                 return 0;
1072
1073         if (pmd_large(*pmd))
1074                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1075
1076         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1077         if (!pte_present(*pte))
1078                 return 0;
1079
1080         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1081         if (!ret)
1082                 return 0;
1083
1084         /*
1085          * Make sure we have permissions in PMD.
1086          * If not, then there's a bug in the page tables:
1087          */
1088         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1089         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1090
1091         return ret;
1092 }
1093 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1094
1095 int show_unhandled_signals = 1;
1096
1097 static inline int
1098 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1099 {
1100         /* This is only called for the current mm, so: */
1101         bool foreign = false;
1102
1103         /*
1104          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1105          * always an unconditional error and can never result in
1106          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1107          */
1108         if (error_code & X86_PF_PK)
1109                 return 1;
1110
1111         /*
1112          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1113          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1114          * page.
1115          */
1116         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1117                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1118                 return 1;
1119
1120         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1121                 /* write, present and write, not present: */
1122                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1123                         return 1;
1124                 return 0;
1125         }
1126
1127         /* read, present: */
1128         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1129                 return 1;
1130
1131         /* read, not present: */
1132         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1133                 return 1;
1134
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1139 {
1140         /*
1141          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1142          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1143          * address space.
1144          */
1145         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1146                 return false;
1147
1148         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1149 }
1150
1151 static inline bool smap_violation(int error_code, struct pt_regs *regs)
1152 {
1153         if (!IS_ENABLED(CONFIG_X86_SMAP))
1154                 return false;
1155
1156         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_SMAP))
1157                 return false;
1158
1159         if (error_code & X86_PF_USER)
1160                 return false;
1161
1162         if (!user_mode(regs) && (regs->flags & X86_EFLAGS_AC))
1163                 return false;
1164
1165         return true;
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1170  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1171  * ran in userspace or the kernel.
1172  */
1173 static void
1174 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1175                    unsigned long address)
1176 {
1177         /*
1178          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1179          * have no user pages in the kernel portion of the address
1180          * space, so do not expect them here.
1181          */
1182         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1183
1184         /*
1185          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1186          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1187          *
1188          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1189          * be in an interrupt or a critical region, and should
1190          * only copy the information from the master page table,
1191          * nothing more.
1192          *
1193          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1194          * fault is not any of the following:
1195          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1196          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1197          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1198          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1199          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1200          *     would have X86_PF_PROT==0).
1201          */
1202         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1203                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1204                         return;
1205         }
1206
1207         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1208         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1209                 return;
1210
1211         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1212         if (kprobes_fault(regs))
1213                 return;
1214
1215         /*
1216          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1217          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1218          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1219          *
1220          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1221          * fault we could otherwise deadlock:
1222          */
1223         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1224 }
1225 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1226
1227 /* Handle faults in the user portion of the address space */
1228 static inline
1229 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1230                         unsigned long hw_error_code,
1231                         unsigned long address)
1232 {
1233         unsigned long sw_error_code;
1234         struct vm_area_struct *vma;
1235         struct task_struct *tsk;
1236         struct mm_struct *mm;
1237         vm_fault_t fault, major = 0;
1238         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1239
1240         tsk = current;
1241         mm = tsk->mm;
1242
1243         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1244         if (unlikely(kprobes_fault(regs)))
1245                 return;
1246
1247         /*
1248          * Reserved bits are never expected to be set on
1249          * entries in the user portion of the page tables.
1250          */
1251         if (unlikely(hw_error_code & X86_PF_RSVD))
1252                 pgtable_bad(regs, hw_error_code, address);
1253
1254         /*
1255          * Check for invalid kernel (supervisor) access to user
1256          * pages in the user address space.
1257          */
1258         if (unlikely(smap_violation(hw_error_code, regs))) {
1259                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1260                 return;
1261         }
1262
1263         /*
1264          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1265          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1266          */
1267         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1268                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /*
1273          * hw_error_code is literally the "page fault error code" passed to
1274          * the kernel directly from the hardware.  But, we will shortly be
1275          * modifying it in software, so give it a new name.
1276          */
1277         sw_error_code = hw_error_code;
1278
1279         /*
1280          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1281          * vmalloc fault has been handled.
1282          *
1283          * User-mode registers count as a user access even for any
1284          * potential system fault or CPU buglet:
1285          */
1286         if (user_mode(regs)) {
1287                 local_irq_enable();
1288                 /*
1289                  * Up to this point, X86_PF_USER set in hw_error_code
1290                  * indicated a user-mode access.  But, after this,
1291                  * X86_PF_USER in sw_error_code will indicate either
1292                  * that, *or* an implicit kernel(supervisor)-mode access
1293                  * which originated from user mode.
1294                  */
1295                 if (!(hw_error_code & X86_PF_USER)) {
1296                         /*
1297                          * The CPU was in user mode, but the CPU says
1298                          * the fault was not a user-mode access.
1299                          * Must be an implicit kernel-mode access,
1300                          * which we do not expect to happen in the
1301                          * user address space.
1302                          */
1303                         pr_warn_once("kernel-mode error from user-mode: %lx\n",
1304                                         hw_error_code);
1305
1306                         sw_error_code |= X86_PF_USER;
1307                 }
1308                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1309         } else {
1310                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1311                         local_irq_enable();
1312         }
1313
1314         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1315
1316         if (sw_error_code & X86_PF_WRITE)
1317                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1318         if (sw_error_code & X86_PF_INSTR)
1319                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1320
1321 #ifdef CONFIG_X86_64
1322         /*
1323          * Instruction fetch faults in the vsyscall page might need
1324          * emulation.  The vsyscall page is at a high address
1325          * (>PAGE_OFFSET), but is considered to be part of the user
1326          * address space.
1327          *
1328          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1329          * emulation before we go searching for VMAs.
1330          */
1331         if ((sw_error_code & X86_PF_INSTR) && is_vsyscall_vaddr(address)) {
1332                 if (emulate_vsyscall(regs, address))
1333                         return;
1334         }
1335 #endif
1336
1337         /*
1338          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1339          * on well-defined single instructions listed in the exception
1340          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1341          * those areas which also holds mmap_sem might deadlock attempting
1342          * to validate the fault against the address space.
1343          *
1344          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1345          * risk of a deadlock.  This happens if we
1346          * 1. Failed to acquire mmap_sem, and
1347          * 2. The access did not originate in userspace.  Note: either the
1348          *    hardware or earlier page fault code may set X86_PF_USER
1349          *    in sw_error_code.
1350          */
1351         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1352                 if (!(sw_error_code & X86_PF_USER) &&
1353                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1354                         /*
1355                          * Fault from code in kernel from
1356                          * which we do not expect faults.
1357                          */
1358                         bad_area_nosemaphore(regs, sw_error_code, address);
1359                         return;
1360                 }
1361 retry:
1362                 down_read(&mm->mmap_sem);
1363         } else {
1364                 /*
1365                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1366                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1367                  * down_read():
1368                  */
1369                 might_sleep();
1370         }
1371
1372         vma = find_vma(mm, address);
1373         if (unlikely(!vma)) {
1374                 bad_area(regs, sw_error_code, address);
1375                 return;
1376         }
1377         if (likely(vma->vm_start <= address))
1378                 goto good_area;
1379         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1380                 bad_area(regs, sw_error_code, address);
1381                 return;
1382         }
1383         if (sw_error_code & X86_PF_USER) {
1384                 /*
1385                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1386                  * The large cushion allows instructions like enter
1387                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1388                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1389                  */
1390                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1391                         bad_area(regs, sw_error_code, address);
1392                         return;
1393                 }
1394         }
1395         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1396                 bad_area(regs, sw_error_code, address);
1397                 return;
1398         }
1399
1400         /*
1401          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1402          * we can handle it..
1403          */
1404 good_area:
1405         if (unlikely(access_error(sw_error_code, vma))) {
1406                 bad_area_access_error(regs, sw_error_code, address, vma);
1407                 return;
1408         }
1409
1410         /*
1411          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1412          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1413          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1414          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
1415          *
1416          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_sem
1417          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1418          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1419          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1420          * userland). The return to userland is identified whenever
1421          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1422          */
1423         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);
1424         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
1425
1426         /*
1427          * If we need to retry the mmap_sem has already been released,
1428          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1429          * that we made any progress. Handle this case first.
1430          */
1431         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1432                 /* Retry at most once */
1433                 if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1434                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1435                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1436                         if (!fatal_signal_pending(tsk))
1437                                 goto retry;
1438                 }
1439
1440                 /* User mode? Just return to handle the fatal exception */
1441                 if (flags & FAULT_FLAG_USER)
1442                         return;
1443
1444                 /* Not returning to user mode? Handle exceptions or die: */
1445                 no_context(regs, sw_error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1446                 return;
1447         }
1448
1449         up_read(&mm->mmap_sem);
1450         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1451                 mm_fault_error(regs, sw_error_code, address, fault);
1452                 return;
1453         }
1454
1455         /*
1456          * Major/minor page fault accounting. If any of the events
1457          * returned VM_FAULT_MAJOR, we account it as a major fault.
1458          */
1459         if (major) {
1460                 tsk->maj_flt++;
1461                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
1462         } else {
1463                 tsk->min_flt++;
1464                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
1465         }
1466
1467         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1468 }
1469 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1470
1471 /*
1472  * This routine handles page faults.  It determines the address,
1473  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
1474  * routines.
1475  */
1476 static noinline void
1477 __do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1478                 unsigned long address)
1479 {
1480         prefetchw(&current->mm->mmap_sem);
1481
1482         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1483                 return;
1484
1485         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1486         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address)))
1487                 do_kern_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1488         else
1489                 do_user_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1490 }
1491 NOKPROBE_SYMBOL(__do_page_fault);
1492
1493 static nokprobe_inline void
1494 trace_page_fault_entries(unsigned long address, struct pt_regs *regs,
1495                          unsigned long error_code)
1496 {
1497         if (user_mode(regs))
1498                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1499         else
1500                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1501 }
1502
1503 /*
1504  * We must have this function blacklisted from kprobes, tagged with notrace
1505  * and call read_cr2() before calling anything else. To avoid calling any
1506  * kind of tracing machinery before we've observed the CR2 value.
1507  *
1508  * exception_{enter,exit}() contains all sorts of tracepoints.
1509  */
1510 dotraplinkage void notrace
1511 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
1512 {
1513         unsigned long address = read_cr2(); /* Get the faulting address */
1514         enum ctx_state prev_state;
1515
1516         prev_state = exception_enter();
1517         if (trace_pagefault_enabled())
1518                 trace_page_fault_entries(address, regs, error_code);
1519
1520         __do_page_fault(regs, error_code, address);
1521         exception_exit(prev_state);
1522 }
1523 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);