arch/x86/mm/fault.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
   4  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
   5  */
   6 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
   7 #include <linux/sched/task_stack.h>     /* task_stack_*(), ...          */
   8 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
   9 #include <linux/extable.h>              /* search_exception_tables      */
  10 #include <linux/bootmem.h>              /* max_low_pfn                  */
  11 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
  12 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
  13 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
  14 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
  15 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
  16 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
  17 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
  18
  19 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
  20 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
  21 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
  22 #include <asm/kmemcheck.h>              /* kmemcheck_*(), ...           */
  23 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
  24 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
  25 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
  26 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
  27
  28 #define CREATE_TRACE_POINTS
  29 #include <asm/trace/exceptions.h>
  30
  31 /*
  32  * Page fault error code bits:
  33  *
  34  *   bit 0 ==    0: no page found       1: protection fault
  35  *   bit 1 ==    0: read access         1: write access
  36  *   bit 2 ==    0: kernel-mode access  1: user-mode access
  37  *   bit 3 ==                           1: use of reserved bit detected
  38  *   bit 4 ==                           1: fault was an instruction fetch
  39  *   bit 5 ==                           1: protection keys block access
  40  */
  41 enum x86_pf_error_code {
  42
  43         PF_PROT         =               1 << 0,
  44         PF_WRITE        =               1 << 1,
  45         PF_USER         =               1 << 2,
  46         PF_RSVD         =               1 << 3,
  47         PF_INSTR        =               1 << 4,
  48         PF_PK           =               1 << 5,
  49 };
  50
  51 /*
  52  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
  53  * handled by mmiotrace:
  54  */
  55 static nokprobe_inline int
  56 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
  57 {
  58         if (unlikely(is_kmmio_active()))
  59                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
  60                         return -1;
  61         return 0;
  62 }
  63
  64 static nokprobe_inline int kprobes_fault(struct pt_regs *regs)
  65 {
  66         int ret = 0;
  67
  68         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
  69         if (kprobes_built_in() && !user_mode(regs)) {
  70                 preempt_disable();
  71                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
  72                         ret = 1;
  73                 preempt_enable();
  74         }
  75
  76         return ret;
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Prefetch quirks:
  81  *
  82  * 32-bit mode:
  83  *
  84  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
  85  *   Check that here and ignore it.
  86  *
  87  * 64-bit mode:
  88  *
  89  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
  90  *   Check that here and ignore it.
  91  *
  92  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
  93  */
  94 static inline int
  95 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
  96                       unsigned char opcode, int *prefetch)
  97 {
  98         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
  99         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
 100
 101         switch (instr_hi) {
 102         case 0x20:
 103         case 0x30:
 104                 /*
 105                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
 106                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
 107                  * opcode if some of these prefixes are present so
 108                  * X86_64 will never get here anyway
 109                  */
 110                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
 111 #ifdef CONFIG_X86_64
 112         case 0x40:
 113                 /*
 114                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
 115                  * Need to figure out under what instruction mode the
 116                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
 117                  * but for now it's good enough to assume that long
 118                  * mode only uses well known segments or kernel.
 119                  */
 120                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
 121 #endif
 122         case 0x60:
 123                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
 124                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
 125         case 0xF0:
 126                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
 127                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
 128         case 0x00:
 129                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
 130                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 131                         return 0;
 132
 133                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
 134                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
 135                 return 0;
 136         default:
 137                 return 0;
 138         }
 139 }
 140
 141 static int
 142 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
 143 {
 144         unsigned char *max_instr;
 145         unsigned char *instr;
 146         int prefetch = 0;
 147
 148         /*
 149          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
 150          * do not ignore the fault:
 151          */
 152         if (error_code & PF_INSTR)
 153                 return 0;
 154
 155         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
 156         max_instr = instr + 15;
 157
 158         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
 159                 return 0;
 160
 161         while (instr < max_instr) {
 162                 unsigned char opcode;
 163
 164                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
 165                         break;
 166
 167                 instr++;
 168
 169                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
 170                         break;
 171         }
 172         return prefetch;
 173 }
 174
 175 /*
 176  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
 177  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
 178  * from the XSAVE state, and this function fills out a field in
 179  * siginfo so userspace can discover which protection key was set
 180  * on the PTE.
 181  *
 182  * If we get here, we know that the hardware signaled a PF_PK
 183  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
 184  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
 185  * was the one that we faulted on.
 186  *
 187  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
 188  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
 189  * 3. T1   : faults...
 190  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
 191  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
 192  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
 193  *           faulted on a pte with its pkey=4.
 194  */
 195 static void fill_sig_info_pkey(int si_code, siginfo_t *info, u32 *pkey)
 196 {
 197         /* This is effectively an #ifdef */
 198         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 199                 return;
 200
 201         /* Fault not from Protection Keys: nothing to do */
 202         if (si_code != SEGV_PKUERR)
 203                 return;
 204         /*
 205          * force_sig_info_fault() is called from a number of
 206          * contexts, some of which have a VMA and some of which
 207          * do not.  The PF_PK handing happens after we have a
 208          * valid VMA, so we should never reach this without a
 209          * valid VMA.
 210          */
 211         if (!pkey) {
 212                 WARN_ONCE(1, "PKU fault with no VMA passed in");
 213                 info->si_pkey = 0;
 214                 return;
 215         }
 216         /*
 217          * si_pkey should be thought of as a strong hint, but not
 218          * absolutely guranteed to be 100% accurate because of
 219          * the race explained above.
 220          */
 221         info->si_pkey = *pkey;
 222 }
 223
 224 static void
 225 force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code, unsigned long address,
 226                      struct task_struct *tsk, u32 *pkey, int fault)
 227 {
 228         unsigned lsb = 0;
 229         siginfo_t info;
 230
 231         info.si_signo   = si_signo;
 232         info.si_errno   = 0;
 233         info.si_code    = si_code;
 234         info.si_addr    = (void __user *)address;
 235         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
 236                 lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
 237         if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
 238                 lsb = PAGE_SHIFT;
 239         info.si_addr_lsb = lsb;
 240
 241         fill_sig_info_pkey(si_code, &info, pkey);
 242
 243         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
 244 }
 245
 246 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
 247 LIST_HEAD(pgd_list);
 248
 249 #ifdef CONFIG_X86_32
 250 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
 251 {
 252         unsigned index = pgd_index(address);
 253         pgd_t *pgd_k;
 254         p4d_t *p4d, *p4d_k;
 255         pud_t *pud, *pud_k;
 256         pmd_t *pmd, *pmd_k;
 257
 258         pgd += index;
 259         pgd_k = init_mm.pgd + index;
 260
 261         if (!pgd_present(*pgd_k))
 262                 return NULL;
 263
 264         /*
 265          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
 266          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
 267          * set_p4d/set_pud.
 268          */
 269         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 270         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
 271         if (!p4d_present(*p4d_k))
 272                 return NULL;
 273
 274         pud = pud_offset(p4d, address);
 275         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
 276         if (!pud_present(*pud_k))
 277                 return NULL;
 278
 279         pmd = pmd_offset(pud, address);
 280         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
 281         if (!pmd_present(*pmd_k))
 282                 return NULL;
 283
 284         if (!pmd_present(*pmd))
 285                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
 286         else
 287                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
 288
 289         return pmd_k;
 290 }
 291
 292 void vmalloc_sync_all(void)
 293 {
 294         unsigned long address;
 295
 296         if (SHARED_KERNEL_PMD)
 297                 return;
 298
 299         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
 300              address >= TASK_SIZE_MAX && address < FIXADDR_TOP;
 301              address += PMD_SIZE) {
 302                 struct page *page;
 303
 304                 spin_lock(&pgd_lock);
 305                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
 306                         spinlock_t *pgt_lock;
 307                         pmd_t *ret;
 308
 309                         /* the pgt_lock only for Xen */
 310                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
 311
 312                         spin_lock(pgt_lock);
 313                         ret = vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
 314                         spin_unlock(pgt_lock);
 315
 316                         if (!ret)
 317                                 break;
 318                 }
 319                 spin_unlock(&pgd_lock);
 320         }
 321 }
 322
 323 /*
 324  * 32-bit:
 325  *
 326  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
 327  */
 328 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 329 {
 330         unsigned long pgd_paddr;
 331         pmd_t *pmd_k;
 332         pte_t *pte_k;
 333
 334         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 335         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 336                 return -1;
 337
 338         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 339
 340         /*
 341          * Synchronize this task's top level page-table
 342          * with the 'reference' page table.
 343          *
 344          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
 345          * an interrupt in the middle of a task switch..
 346          */
 347         pgd_paddr = read_cr3_pa();
 348         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
 349         if (!pmd_k)
 350                 return -1;
 351
 352         if (pmd_huge(*pmd_k))
 353                 return 0;
 354
 355         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
 356         if (!pte_present(*pte_k))
 357                 return -1;
 358
 359         return 0;
 360 }
 361 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 362
 363 /*
 364  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
 365  */
 366 static inline void
 367 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 368                  struct task_struct *tsk)
 369 {
 370 #ifdef CONFIG_VM86
 371         unsigned long bit;
 372
 373         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
 374                 return;
 375
 376         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
 377         if (bit < 32)
 378                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
 379 #endif
 380 }
 381
 382 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
 383 {
 384         return pfn < max_low_pfn;
 385 }
 386
 387 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 388 {
 389         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 390         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
 391         p4d_t *p4d;
 392         pud_t *pud;
 393         pmd_t *pmd;
 394         pte_t *pte;
 395
 396 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 397         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
 398         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
 399                 goto out;
 400 #define pr_pde pr_cont
 401 #else
 402 #define pr_pde pr_info
 403 #endif
 404         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 405         pud = pud_offset(p4d, address);
 406         pmd = pmd_offset(pud, address);
 407         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
 408 #undef pr_pde
 409
 410         /*
 411          * We must not directly access the pte in the highpte
 412          * case if the page table is located in highmem.
 413          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
 414          * it's allocated already:
 415          */
 416         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 417                 goto out;
 418
 419         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 420         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
 421 out:
 422         pr_cont("\n");
 423 }
 424
 425 #else /* CONFIG_X86_64: */
 426
 427 void vmalloc_sync_all(void)
 428 {
 429         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
 430 }
 431
 432 /*
 433  * 64-bit:
 434  *
 435  *   Handle a fault on the vmalloc area
 436  */
 437 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
 438 {
 439         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
 440         p4d_t *p4d, *p4d_ref;
 441         pud_t *pud, *pud_ref;
 442         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
 443         pte_t *pte, *pte_ref;
 444
 445         /* Make sure we are in vmalloc area: */
 446         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
 447                 return -1;
 448
 449         WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 450
 451         /*
 452          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
 453          * happen within a race in page table update. In the later
 454          * case just flush:
 455          */
 456         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
 457         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
 458         if (pgd_none(*pgd_ref))
 459                 return -1;
 460
 461         if (pgd_none(*pgd)) {
 462                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
 463                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 464         } else if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4) {
 465                 /*
 466                  * With folded p4d, pgd_none() is always false, so the pgd may
 467                  * point to an empty page table entry and pgd_page_vaddr()
 468                  * will return garbage.
 469                  *
 470                  * We will do the correct sanity check on the p4d level.
 471                  */
 472                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
 473         }
 474
 475         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
 476         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 477         p4d_ref = p4d_offset(pgd_ref, address);
 478         if (p4d_none(*p4d_ref))
 479                 return -1;
 480
 481         if (p4d_none(*p4d)) {
 482                 set_p4d(p4d, *p4d_ref);
 483                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
 484         } else {
 485                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_ref));
 486         }
 487
 488         /*
 489          * Below here mismatches are bugs because these lower tables
 490          * are shared:
 491          */
 492
 493         pud = pud_offset(p4d, address);
 494         pud_ref = pud_offset(p4d_ref, address);
 495         if (pud_none(*pud_ref))
 496                 return -1;
 497
 498         if (pud_none(*pud) || pud_pfn(*pud) != pud_pfn(*pud_ref))
 499                 BUG();
 500
 501         if (pud_huge(*pud))
 502                 return 0;
 503
 504         pmd = pmd_offset(pud, address);
 505         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
 506         if (pmd_none(*pmd_ref))
 507                 return -1;
 508
 509         if (pmd_none(*pmd) || pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_ref))
 510                 BUG();
 511
 512         if (pmd_huge(*pmd))
 513                 return 0;
 514
 515         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
 516         if (!pte_present(*pte_ref))
 517                 return -1;
 518
 519         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 520
 521         /*
 522          * Don't use pte_page here, because the mappings can point
 523          * outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
 524          * that:
 525          */
 526         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
 527                 BUG();
 528
 529         return 0;
 530 }
 531 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
 532
 533 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
 534 static const char errata93_warning[] =
 535 KERN_ERR
 536 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
 537 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
 538 "******* Please consider a BIOS update.\n"
 539 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
 540 #endif
 541
 542 /*
 543  * No vm86 mode in 64-bit mode:
 544  */
 545 static inline void
 546 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
 547                  struct task_struct *tsk)
 548 {
 549 }
 550
 551 static int bad_address(void *p)
 552 {
 553         unsigned long dummy;
 554
 555         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
 556 }
 557
 558 static void dump_pagetable(unsigned long address)
 559 {
 560         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
 561         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
 562         p4d_t *p4d;
 563         pud_t *pud;
 564         pmd_t *pmd;
 565         pte_t *pte;
 566
 567         if (bad_address(pgd))
 568                 goto bad;
 569
 570         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
 571
 572         if (!pgd_present(*pgd))
 573                 goto out;
 574
 575         p4d = p4d_offset(pgd, address);
 576         if (bad_address(p4d))
 577                 goto bad;
 578
 579         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
 580         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
 581                 goto out;
 582
 583         pud = pud_offset(p4d, address);
 584         if (bad_address(pud))
 585                 goto bad;
 586
 587         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
 588         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
 589                 goto out;
 590
 591         pmd = pmd_offset(pud, address);
 592         if (bad_address(pmd))
 593                 goto bad;
 594
 595         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
 596         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
 597                 goto out;
 598
 599         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
 600         if (bad_address(pte))
 601                 goto bad;
 602
 603         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
 604 out:
 605         pr_cont("\n");
 606         return;
 607 bad:
 608         pr_info("BAD\n");
 609 }
 610
 611 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 612
 613 /*
 614  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
 615  *
 616  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
 617  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
 618  *
 619  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
 620  *
 621  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
 622  * Try to work around it here.
 623  *
 624  * Note we only handle faults in kernel here.
 625  * Does nothing on 32-bit.
 626  */
 627 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 628 {
 629 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
 630         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
 631             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
 632                 return 0;
 633
 634         if (address != regs->ip)
 635                 return 0;
 636
 637         if ((address >> 32) != 0)
 638                 return 0;
 639
 640         address |= 0xffffffffUL << 32;
 641         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
 642             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
 643                 printk_once(errata93_warning);
 644                 regs->ip = address;
 645                 return 1;
 646         }
 647 #endif
 648         return 0;
 649 }
 650
 651 /*
 652  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
 653  * to illegal addresses >4GB.
 654  *
 655  * We catch this in the page fault handler because these addresses
 656  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
 657  * segment in LDT is compatibility mode.
 658  */
 659 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 660 {
 661 #ifdef CONFIG_X86_64
 662         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
 663                 return 1;
 664 #endif
 665         return 0;
 666 }
 667
 668 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
 669 {
 670 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 671         unsigned long nr;
 672
 673         /*
 674          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
 675          */
 676         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
 677                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
 678
 679                 if (nr == 6) {
 680                         do_invalid_op(regs, 0);
 681                         return 1;
 682                 }
 683         }
 684 #endif
 685         return 0;
 686 }
 687
 688 static const char nx_warning[] = KERN_CRIT
 689 "kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n";
 690 static const char smep_warning[] = KERN_CRIT
 691 "unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n";
 692
 693 static void
 694 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 695                 unsigned long address)
 696 {
 697         if (!oops_may_print())
 698                 return;
 699
 700         if (error_code & PF_INSTR) {
 701                 unsigned int level;
 702                 pgd_t *pgd;
 703                 pte_t *pte;
 704
 705                 pgd = __va(read_cr3_pa());
 706                 pgd += pgd_index(address);
 707
 708                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
 709
 710                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
 711                         printk(nx_warning, from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 712                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
 713                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
 714                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
 715                         printk(smep_warning, from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
 716         }
 717
 718         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
 719         if (address < PAGE_SIZE)
 720                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
 721         else
 722                 printk(KERN_CONT "paging request");
 723
 724         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
 725         printk(KERN_ALERT "IP: %pS\n", (void *)regs->ip);
 726
 727         dump_pagetable(address);
 728 }
 729
 730 static noinline void
 731 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 732             unsigned long address)
 733 {
 734         struct task_struct *tsk;
 735         unsigned long flags;
 736         int sig;
 737
 738         flags = oops_begin();
 739         tsk = current;
 740         sig = SIGKILL;
 741
 742         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
 743                tsk->comm, address);
 744         dump_pagetable(address);
 745
 746         tsk->thread.cr2         = address;
 747         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 748         tsk->thread.error_code  = error_code;
 749
 750         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
 751                 sig = 0;
 752
 753         oops_end(flags, regs, sig);
 754 }
 755
 756 static noinline void
 757 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 758            unsigned long address, int signal, int si_code)
 759 {
 760         struct task_struct *tsk = current;
 761         unsigned long flags;
 762         int sig;
 763
 764         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
 765         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF)) {
 766                 /*
 767                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
 768                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
 769                  * task context.
 770                  */
 771                 if (in_interrupt())
 772                         return;
 773
 774                 /*
 775                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
 776                  *
 777                  * In this case we need to make sure we're not recursively
 778                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
 779                  */
 780                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
 781                         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
 782                         tsk->thread.error_code = error_code | PF_USER;
 783                         tsk->thread.cr2 = address;
 784
 785                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
 786                         force_sig_info_fault(signal, si_code, address,
 787                                              tsk, NULL, 0);
 788                 }
 789
 790                 /*
 791                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
 792                  */
 793                 return;
 794         }
 795
 796 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 797         /*
 798          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
 799          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
 800          * that we're in vmalloc space to avoid this.
 801          */
 802         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
 803             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
 804              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
 805                 unsigned long stack = this_cpu_read(orig_ist.ist[DOUBLEFAULT_STACK]) - sizeof(void *);
 806                 /*
 807                  * We're likely to be running with very little stack space
 808                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
 809                  * double-fault even before we get this far, in which case
 810                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
 811                  *
 812                  * We don't want to make it all the way into the oops code
 813                  * and then double-fault, though, because we're likely to
 814                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
 815                  */
 816                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
 817                               "call handle_stack_overflow\n\t"
 818                               "1: jmp 1b"
 819                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
 820                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
 821                                 "S" (regs), "d" (address),
 822                                 [stack] "rm" (stack));
 823                 unreachable();
 824         }
 825 #endif
 826
 827         /*
 828          * 32-bit:
 829          *
 830          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
 831          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
 832          *   handled it.
 833          *
 834          * 64-bit:
 835          *
 836          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
 837          */
 838         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 839                 return;
 840
 841         if (is_errata93(regs, address))
 842                 return;
 843
 844         /*
 845          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
 846          * terminate things with extreme prejudice:
 847          */
 848         flags = oops_begin();
 849
 850         show_fault_oops(regs, error_code, address);
 851
 852         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
 853                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
 854
 855         tsk->thread.cr2         = address;
 856         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 857         tsk->thread.error_code  = error_code;
 858
 859         sig = SIGKILL;
 860         if (__die("Oops", regs, error_code))
 861                 sig = 0;
 862
 863         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
 864         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
 865
 866         oops_end(flags, regs, sig);
 867 }
 868
 869 /*
 870  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
 871  * sysctl is set:
 872  */
 873 static inline void
 874 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 875                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
 876 {
 877         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
 878                 return;
 879
 880         if (!printk_ratelimit())
 881                 return;
 882
 883         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
 884                 task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
 885                 tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
 886                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
 887
 888         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 889
 890         printk(KERN_CONT "\n");
 891 }
 892
 893 static void
 894 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 895                        unsigned long address, u32 *pkey, int si_code)
 896 {
 897         struct task_struct *tsk = current;
 898
 899         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
 900         if (error_code & PF_USER) {
 901                 /*
 902                  * It's possible to have interrupts off here:
 903                  */
 904                 local_irq_enable();
 905
 906                 /*
 907                  * Valid to do another page fault here because this one came
 908                  * from user space:
 909                  */
 910                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
 911                         return;
 912
 913                 if (is_errata100(regs, address))
 914                         return;
 915
 916 #ifdef CONFIG_X86_64
 917                 /*
 918                  * Instruction fetch faults in the vsyscall page might need
 919                  * emulation.
 920                  */
 921                 if (unlikely((error_code & PF_INSTR) &&
 922                              ((address & ~0xfff) == VSYSCALL_ADDR))) {
 923                         if (emulate_vsyscall(regs, address))
 924                                 return;
 925                 }
 926 #endif
 927
 928                 /*
 929                  * To avoid leaking information about the kernel page table
 930                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
 931                  * are always protection faults.
 932                  */
 933                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
 934                         error_code |= PF_PROT;
 935
 936                 if (likely(show_unhandled_signals))
 937                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
 938
 939                 tsk->thread.cr2         = address;
 940                 tsk->thread.error_code  = error_code;
 941                 tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
 942
 943                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk, pkey, 0);
 944
 945                 return;
 946         }
 947
 948         if (is_f00f_bug(regs, address))
 949                 return;
 950
 951         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
 952 }
 953
 954 static noinline void
 955 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 956                      unsigned long address, u32 *pkey)
 957 {
 958         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, SEGV_MAPERR);
 959 }
 960
 961 static void
 962 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
 963            unsigned long address,  struct vm_area_struct *vma, int si_code)
 964 {
 965         struct mm_struct *mm = current->mm;
 966         u32 pkey;
 967
 968         if (vma)
 969                 pkey = vma_pkey(vma);
 970
 971         /*
 972          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
 973          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
 974          */
 975         up_read(&mm->mmap_sem);
 976
 977         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address,
 978                                (vma) ? &pkey : NULL, si_code);
 979 }
 980
 981 static noinline void
 982 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
 983 {
 984         __bad_area(regs, error_code, address, NULL, SEGV_MAPERR);
 985 }
 986
 987 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
 988                 struct vm_area_struct *vma)
 989 {
 990         /* This code is always called on the current mm */
 991         bool foreign = false;
 992
 993         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
 994                 return false;
 995         if (error_code & PF_PK)
 996                 return true;
 997         /* this checks permission keys on the VMA: */
 998         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & PF_WRITE),
 999                                 (error_code & PF_INSTR), foreign))
1000                 return true;
1001         return false;
1002 }
1003
1004 static noinline void
1005 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1006                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
1007 {
1008         /*
1009          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
1010          * But, doing it this way allows compiler optimizations
1011          * if pkeys are compiled out.
1012          */
1013         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma))
1014                 __bad_area(regs, error_code, address, vma, SEGV_PKUERR);
1015         else
1016                 __bad_area(regs, error_code, address, vma, SEGV_ACCERR);
1017 }
1018
1019 static void
1020 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
1021           u32 *pkey, unsigned int fault)
1022 {
1023         struct task_struct *tsk = current;
1024         int code = BUS_ADRERR;
1025
1026         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1027         if (!(error_code & PF_USER)) {
1028                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1029                 return;
1030         }
1031
1032         /* User-space => ok to do another page fault: */
1033         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
1034                 return;
1035
1036         tsk->thread.cr2         = address;
1037         tsk->thread.error_code  = error_code;
1038         tsk->thread.trap_nr     = X86_TRAP_PF;
1039
1040 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1041         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
1042                 printk(KERN_ERR
1043         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
1044                         tsk->comm, tsk->pid, address);
1045                 code = BUS_MCEERR_AR;
1046         }
1047 #endif
1048         force_sig_info_fault(SIGBUS, code, address, tsk, pkey, fault);
1049 }
1050
1051 static noinline void
1052 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1053                unsigned long address, u32 *pkey, unsigned int fault)
1054 {
1055         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & PF_USER)) {
1056                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
1057                 return;
1058         }
1059
1060         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1061                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1062                 if (!(error_code & PF_USER)) {
1063                         no_context(regs, error_code, address,
1064                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1065                         return;
1066                 }
1067
1068                 /*
1069                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1070                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1071                  * oom-killed):
1072                  */
1073                 pagefault_out_of_memory();
1074         } else {
1075                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1076                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1077                         do_sigbus(regs, error_code, address, pkey, fault);
1078                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1079                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey);
1080                 else
1081                         BUG();
1082         }
1083 }
1084
1085 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
1086 {
1087         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
1088                 return 0;
1089
1090         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1091                 return 0;
1092         /*
1093          * Note: We do not do lazy flushing on protection key
1094          * changes, so no spurious fault will ever set PF_PK.
1095          */
1096         if ((error_code & PF_PK))
1097                 return 1;
1098
1099         return 1;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1104  *
1105  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1106  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1107  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1108  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1109  * on other processors.
1110  *
1111  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1112  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1113  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1114  *
1115  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1116  * increasing the permissions on a page.
1117  *
1118  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1119  *
1120  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1121  * (Optional Invalidation).
1122  */
1123 static noinline int
1124 spurious_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1125 {
1126         pgd_t *pgd;
1127         p4d_t *p4d;
1128         pud_t *pud;
1129         pmd_t *pmd;
1130         pte_t *pte;
1131         int ret;
1132
1133         /*
1134          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1135          * spurious faults.
1136          *
1137          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1138          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1139          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1140          * faults.
1141          */
1142         if (error_code != (PF_WRITE | PF_PROT)
1143             && error_code != (PF_INSTR | PF_PROT))
1144                 return 0;
1145
1146         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1147         if (!pgd_present(*pgd))
1148                 return 0;
1149
1150         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1151         if (!p4d_present(*p4d))
1152                 return 0;
1153
1154         if (p4d_large(*p4d))
1155                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1156
1157         pud = pud_offset(p4d, address);
1158         if (!pud_present(*pud))
1159                 return 0;
1160
1161         if (pud_large(*pud))
1162                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1163
1164         pmd = pmd_offset(pud, address);
1165         if (!pmd_present(*pmd))
1166                 return 0;
1167
1168         if (pmd_large(*pmd))
1169                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1170
1171         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1172         if (!pte_present(*pte))
1173                 return 0;
1174
1175         ret = spurious_fault_check(error_code, pte);
1176         if (!ret)
1177                 return 0;
1178
1179         /*
1180          * Make sure we have permissions in PMD.
1181          * If not, then there's a bug in the page tables:
1182          */
1183         ret = spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1184         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1185
1186         return ret;
1187 }
1188 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_fault);
1189
1190 int show_unhandled_signals = 1;
1191
1192 static inline int
1193 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1194 {
1195         /* This is only called for the current mm, so: */
1196         bool foreign = false;
1197
1198         /*
1199          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1200          * always an unconditional error and can never result in
1201          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1202          */
1203         if (error_code & PF_PK)
1204                 return 1;
1205
1206         /*
1207          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1208          * faults just to hit a PF_PK as soon as we fill in a
1209          * page.
1210          */
1211         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & PF_WRITE),
1212                                 (error_code & PF_INSTR), foreign))
1213                 return 1;
1214
1215         if (error_code & PF_WRITE) {
1216                 /* write, present and write, not present: */
1217                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1218                         return 1;
1219                 return 0;
1220         }
1221
1222         /* read, present: */
1223         if (unlikely(error_code & PF_PROT))
1224                 return 1;
1225
1226         /* read, not present: */
1227         if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
1228                 return 1;
1229
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1234 {
1235         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1236 }
1237
1238 static inline bool smap_violation(int error_code, struct pt_regs *regs)
1239 {
1240         if (!IS_ENABLED(CONFIG_X86_SMAP))
1241                 return false;
1242
1243         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_SMAP))
1244                 return false;
1245
1246         if (error_code & PF_USER)
1247                 return false;
1248
1249         if (!user_mode(regs) && (regs->flags & X86_EFLAGS_AC))
1250                 return false;
1251
1252         return true;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * This routine handles page faults.  It determines the address,
1257  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
1258  * routines.
1259  */
1260 static noinline void
1261 __do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1262                 unsigned long address)
1263 {
1264         struct vm_area_struct *vma;
1265         struct task_struct *tsk;
1266         struct mm_struct *mm;
1267         int fault, major = 0;
1268         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1269         u32 pkey;
1270
1271         tsk = current;
1272         mm = tsk->mm;
1273
1274         /*
1275          * Detect and handle instructions that would cause a page fault for
1276          * both a tracked kernel page and a userspace page.
1277          */
1278         if (kmemcheck_active(regs))
1279                 kmemcheck_hide(regs);
1280         prefetchw(&mm->mmap_sem);
1281
1282         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1283                 return;
1284
1285         /*
1286          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1287          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1288          *
1289          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1290          * be in an interrupt or a critical region, and should
1291          * only copy the information from the master page table,
1292          * nothing more.
1293          *
1294          * This verifies that the fault happens in kernel space
1295          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
1296          * protection error (error_code & 9) == 0.
1297          */
1298         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1299                 if (!(error_code & (PF_RSVD | PF_USER | PF_PROT))) {
1300                         if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1301                                 return;
1302
1303                         if (kmemcheck_fault(regs, address, error_code))
1304                                 return;
1305                 }
1306
1307                 /* Can handle a stale RO->RW TLB: */
1308                 if (spurious_fault(error_code, address))
1309                         return;
1310
1311                 /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1312                 if (kprobes_fault(regs))
1313                         return;
1314                 /*
1315                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1316                  * fault we could otherwise deadlock:
1317                  */
1318                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1319
1320                 return;
1321         }
1322
1323         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1324         if (unlikely(kprobes_fault(regs)))
1325                 return;
1326
1327         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
1328                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1329
1330         if (unlikely(smap_violation(error_code, regs))) {
1331                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1332                 return;
1333         }
1334
1335         /*
1336          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1337          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1338          */
1339         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1340                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1341                 return;
1342         }
1343
1344         /*
1345          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1346          * vmalloc fault has been handled.
1347          *
1348          * User-mode registers count as a user access even for any
1349          * potential system fault or CPU buglet:
1350          */
1351         if (user_mode(regs)) {
1352                 local_irq_enable();
1353                 error_code |= PF_USER;
1354                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1355         } else {
1356                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1357                         local_irq_enable();
1358         }
1359
1360         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1361
1362         if (error_code & PF_WRITE)
1363                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1364         if (error_code & PF_INSTR)
1365                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1366
1367         /*
1368          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
1369          * addresses in user space.  All other faults represent errors in
1370          * the kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the
1371          * case of an erroneous fault occurring in a code path which already
1372          * holds mmap_sem we will deadlock attempting to validate the fault
1373          * against the address space.  Luckily the kernel only validly
1374          * references user space from well defined areas of code, which are
1375          * listed in the exceptions table.
1376          *
1377          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
1378          * the source reference check when there is a possibility of a
1379          * deadlock. Attempt to lock the address space, if we cannot we then
1380          * validate the source. If this is invalid we can skip the address
1381          * space check, thus avoiding the deadlock:
1382          */
1383         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1384                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
1385                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
1386                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, NULL);
1387                         return;
1388                 }
1389 retry:
1390                 down_read(&mm->mmap_sem);
1391         } else {
1392                 /*
1393                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1394                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1395                  * down_read():
1396                  */
1397                 might_sleep();
1398         }
1399
1400         vma = find_vma(mm, address);
1401         if (unlikely(!vma)) {
1402                 bad_area(regs, error_code, address);
1403                 return;
1404         }
1405         if (likely(vma->vm_start <= address))
1406                 goto good_area;
1407         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1408                 bad_area(regs, error_code, address);
1409                 return;
1410         }
1411         if (error_code & PF_USER) {
1412                 /*
1413                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
1414                  * The large cushion allows instructions like enter
1415                  * and pusha to work. ("enter $65535, $31" pushes
1416                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
1417                  */
1418                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
1419                         bad_area(regs, error_code, address);
1420                         return;
1421                 }
1422         }
1423         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1424                 bad_area(regs, error_code, address);
1425                 return;
1426         }
1427
1428         /*
1429          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1430          * we can handle it..
1431          */
1432 good_area:
1433         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1434                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1435                 return;
1436         }
1437
1438         /*
1439          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1440          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1441          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1442          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
1443          */
1444         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);
1445         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
1446
1447         /*
1448          * If we need to retry the mmap_sem has already been released,
1449          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1450          * that we made any progress. Handle this case first.
1451          */
1452         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1453                 /* Retry at most once */
1454                 if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1455                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1456                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1457                         if (!fatal_signal_pending(tsk))
1458                                 goto retry;
1459                 }
1460
1461                 /* User mode? Just return to handle the fatal exception */
1462                 if (flags & FAULT_FLAG_USER)
1463                         return;
1464
1465                 /* Not returning to user mode? Handle exceptions or die: */
1466                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1467                 return;
1468         }
1469
1470         pkey = vma_pkey(vma);
1471         up_read(&mm->mmap_sem);
1472         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1473                 mm_fault_error(regs, error_code, address, &pkey, fault);
1474                 return;
1475         }
1476
1477         /*
1478          * Major/minor page fault accounting. If any of the events
1479          * returned VM_FAULT_MAJOR, we account it as a major fault.
1480          */
1481         if (major) {
1482                 tsk->maj_flt++;
1483                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
1484         } else {
1485                 tsk->min_flt++;
1486                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
1487         }
1488
1489         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
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);