mm/vma: make vma_is_accessible() available for general use
[platform/kernel/linux-rpi.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
4  *  Copyright (C) 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  *  Copyright (C) 2008-2009, Red Hat Inc., Ingo Molnar
6  */
7 #include <linux/sched.h>                /* test_thread_flag(), ...      */
8 #include <linux/sched/task_stack.h>     /* task_stack_*(), ...          */
9 #include <linux/kdebug.h>               /* oops_begin/end, ...          */
10 #include <linux/extable.h>              /* search_exception_tables      */
11 #include <linux/memblock.h>             /* max_low_pfn                  */
12 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
13 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
14 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
15 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
16 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
17 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
18 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
19 #include <linux/efi.h>                  /* efi_recover_from_page_fault()*/
20 #include <linux/mm_types.h>
21
22 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
23 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
24 #include <asm/pgalloc.h>                /* pgd_*(), ...                 */
25 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
26 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
27 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
28 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
29 #include <asm/efi.h>                    /* efi_recover_from_page_fault()*/
30 #include <asm/desc.h>                   /* store_idt(), ...             */
31 #include <asm/cpu_entry_area.h>         /* exception stack              */
32
33 #define CREATE_TRACE_POINTS
34 #include <asm/trace/exceptions.h>
35
36 /*
37  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
38  * handled by mmiotrace:
39  */
40 static nokprobe_inline int
41 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
42 {
43         if (unlikely(is_kmmio_active()))
44                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
45                         return -1;
46         return 0;
47 }
48
49 /*
50  * Prefetch quirks:
51  *
52  * 32-bit mode:
53  *
54  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
55  *   Check that here and ignore it.
56  *
57  * 64-bit mode:
58  *
59  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
60  *   Check that here and ignore it.
61  *
62  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
63  */
64 static inline int
65 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
66                       unsigned char opcode, int *prefetch)
67 {
68         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
69         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
70
71         switch (instr_hi) {
72         case 0x20:
73         case 0x30:
74                 /*
75                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
76                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
77                  * opcode if some of these prefixes are present so
78                  * X86_64 will never get here anyway
79                  */
80                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
81 #ifdef CONFIG_X86_64
82         case 0x40:
83                 /*
84                  * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
85                  * Need to figure out under what instruction mode the
86                  * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
87                  * but for now it's good enough to assume that long
88                  * mode only uses well known segments or kernel.
89                  */
90                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
91 #endif
92         case 0x60:
93                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
94                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
95         case 0xF0:
96                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
97                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
98         case 0x00:
99                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
100                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
101                         return 0;
102
103                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
104                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
105                 return 0;
106         default:
107                 return 0;
108         }
109 }
110
111 static int
112 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
113 {
114         unsigned char *max_instr;
115         unsigned char *instr;
116         int prefetch = 0;
117
118         /*
119          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
120          * do not ignore the fault:
121          */
122         if (error_code & X86_PF_INSTR)
123                 return 0;
124
125         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
126         max_instr = instr + 15;
127
128         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE_MAX)
129                 return 0;
130
131         while (instr < max_instr) {
132                 unsigned char opcode;
133
134                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
135                         break;
136
137                 instr++;
138
139                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
140                         break;
141         }
142         return prefetch;
143 }
144
145 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
146 LIST_HEAD(pgd_list);
147
148 #ifdef CONFIG_X86_32
149 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
150 {
151         unsigned index = pgd_index(address);
152         pgd_t *pgd_k;
153         p4d_t *p4d, *p4d_k;
154         pud_t *pud, *pud_k;
155         pmd_t *pmd, *pmd_k;
156
157         pgd += index;
158         pgd_k = init_mm.pgd + index;
159
160         if (!pgd_present(*pgd_k))
161                 return NULL;
162
163         /*
164          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
165          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
166          * set_p4d/set_pud.
167          */
168         p4d = p4d_offset(pgd, address);
169         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
170         if (!p4d_present(*p4d_k))
171                 return NULL;
172
173         pud = pud_offset(p4d, address);
174         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
175         if (!pud_present(*pud_k))
176                 return NULL;
177
178         pmd = pmd_offset(pud, address);
179         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
180
181         if (pmd_present(*pmd) != pmd_present(*pmd_k))
182                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
183
184         if (!pmd_present(*pmd_k))
185                 return NULL;
186         else
187                 BUG_ON(pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_k));
188
189         return pmd_k;
190 }
191
192 static void vmalloc_sync(void)
193 {
194         unsigned long address;
195
196         if (SHARED_KERNEL_PMD)
197                 return;
198
199         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
200              address >= TASK_SIZE_MAX && address < VMALLOC_END;
201              address += PMD_SIZE) {
202                 struct page *page;
203
204                 spin_lock(&pgd_lock);
205                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
206                         spinlock_t *pgt_lock;
207
208                         /* the pgt_lock only for Xen */
209                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
210
211                         spin_lock(pgt_lock);
212                         vmalloc_sync_one(page_address(page), address);
213                         spin_unlock(pgt_lock);
214                 }
215                 spin_unlock(&pgd_lock);
216         }
217 }
218
219 void vmalloc_sync_mappings(void)
220 {
221         vmalloc_sync();
222 }
223
224 void vmalloc_sync_unmappings(void)
225 {
226         vmalloc_sync();
227 }
228
229 /*
230  * 32-bit:
231  *
232  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
233  */
234 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
235 {
236         unsigned long pgd_paddr;
237         pmd_t *pmd_k;
238         pte_t *pte_k;
239
240         /* Make sure we are in vmalloc area: */
241         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
242                 return -1;
243
244         /*
245          * Synchronize this task's top level page-table
246          * with the 'reference' page table.
247          *
248          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
249          * an interrupt in the middle of a task switch..
250          */
251         pgd_paddr = read_cr3_pa();
252         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
253         if (!pmd_k)
254                 return -1;
255
256         if (pmd_large(*pmd_k))
257                 return 0;
258
259         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
260         if (!pte_present(*pte_k))
261                 return -1;
262
263         return 0;
264 }
265 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
266
267 /*
268  * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
269  */
270 static inline void
271 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
272                  struct task_struct *tsk)
273 {
274 #ifdef CONFIG_VM86
275         unsigned long bit;
276
277         if (!v8086_mode(regs) || !tsk->thread.vm86)
278                 return;
279
280         bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
281         if (bit < 32)
282                 tsk->thread.vm86->screen_bitmap |= 1 << bit;
283 #endif
284 }
285
286 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
287 {
288         return pfn < max_low_pfn;
289 }
290
291 static void dump_pagetable(unsigned long address)
292 {
293         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
294         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
295         p4d_t *p4d;
296         pud_t *pud;
297         pmd_t *pmd;
298         pte_t *pte;
299
300 #ifdef CONFIG_X86_PAE
301         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
302         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
303                 goto out;
304 #define pr_pde pr_cont
305 #else
306 #define pr_pde pr_info
307 #endif
308         p4d = p4d_offset(pgd, address);
309         pud = pud_offset(p4d, address);
310         pmd = pmd_offset(pud, address);
311         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
312 #undef pr_pde
313
314         /*
315          * We must not directly access the pte in the highpte
316          * case if the page table is located in highmem.
317          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
318          * it's allocated already:
319          */
320         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
321                 goto out;
322
323         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
324         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
325 out:
326         pr_cont("\n");
327 }
328
329 #else /* CONFIG_X86_64: */
330
331 void vmalloc_sync_mappings(void)
332 {
333         /*
334          * 64-bit mappings might allocate new p4d/pud pages
335          * that need to be propagated to all tasks' PGDs.
336          */
337         sync_global_pgds(VMALLOC_START & PGDIR_MASK, VMALLOC_END);
338 }
339
340 void vmalloc_sync_unmappings(void)
341 {
342         /*
343          * Unmappings never allocate or free p4d/pud pages.
344          * No work is required here.
345          */
346 }
347
348 /*
349  * 64-bit:
350  *
351  *   Handle a fault on the vmalloc area
352  */
353 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
354 {
355         pgd_t *pgd, *pgd_k;
356         p4d_t *p4d, *p4d_k;
357         pud_t *pud;
358         pmd_t *pmd;
359         pte_t *pte;
360
361         /* Make sure we are in vmalloc area: */
362         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
363                 return -1;
364
365         /*
366          * Copy kernel mappings over when needed. This can also
367          * happen within a race in page table update. In the later
368          * case just flush:
369          */
370         pgd = (pgd_t *)__va(read_cr3_pa()) + pgd_index(address);
371         pgd_k = pgd_offset_k(address);
372         if (pgd_none(*pgd_k))
373                 return -1;
374
375         if (pgtable_l5_enabled()) {
376                 if (pgd_none(*pgd)) {
377                         set_pgd(pgd, *pgd_k);
378                         arch_flush_lazy_mmu_mode();
379                 } else {
380                         BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_k));
381                 }
382         }
383
384         /* With 4-level paging, copying happens on the p4d level. */
385         p4d = p4d_offset(pgd, address);
386         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
387         if (p4d_none(*p4d_k))
388                 return -1;
389
390         if (p4d_none(*p4d) && !pgtable_l5_enabled()) {
391                 set_p4d(p4d, *p4d_k);
392                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
393         } else {
394                 BUG_ON(p4d_pfn(*p4d) != p4d_pfn(*p4d_k));
395         }
396
397         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 4);
398
399         pud = pud_offset(p4d, address);
400         if (pud_none(*pud))
401                 return -1;
402
403         if (pud_large(*pud))
404                 return 0;
405
406         pmd = pmd_offset(pud, address);
407         if (pmd_none(*pmd))
408                 return -1;
409
410         if (pmd_large(*pmd))
411                 return 0;
412
413         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
414         if (!pte_present(*pte))
415                 return -1;
416
417         return 0;
418 }
419 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
420
421 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
422 static const char errata93_warning[] =
423 KERN_ERR 
424 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
425 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
426 "******* Please consider a BIOS update.\n"
427 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
428 #endif
429
430 /*
431  * No vm86 mode in 64-bit mode:
432  */
433 static inline void
434 check_v8086_mode(struct pt_regs *regs, unsigned long address,
435                  struct task_struct *tsk)
436 {
437 }
438
439 static int bad_address(void *p)
440 {
441         unsigned long dummy;
442
443         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
444 }
445
446 static void dump_pagetable(unsigned long address)
447 {
448         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
449         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
450         p4d_t *p4d;
451         pud_t *pud;
452         pmd_t *pmd;
453         pte_t *pte;
454
455         if (bad_address(pgd))
456                 goto bad;
457
458         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
459
460         if (!pgd_present(*pgd))
461                 goto out;
462
463         p4d = p4d_offset(pgd, address);
464         if (bad_address(p4d))
465                 goto bad;
466
467         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
468         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
469                 goto out;
470
471         pud = pud_offset(p4d, address);
472         if (bad_address(pud))
473                 goto bad;
474
475         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
476         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
477                 goto out;
478
479         pmd = pmd_offset(pud, address);
480         if (bad_address(pmd))
481                 goto bad;
482
483         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
484         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
485                 goto out;
486
487         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
488         if (bad_address(pte))
489                 goto bad;
490
491         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
492 out:
493         pr_cont("\n");
494         return;
495 bad:
496         pr_info("BAD\n");
497 }
498
499 #endif /* CONFIG_X86_64 */
500
501 /*
502  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
503  *
504  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
505  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
506  *
507  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
508  *
509  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
510  * Try to work around it here.
511  *
512  * Note we only handle faults in kernel here.
513  * Does nothing on 32-bit.
514  */
515 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
516 {
517 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
518         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
519             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
520                 return 0;
521
522         if (address != regs->ip)
523                 return 0;
524
525         if ((address >> 32) != 0)
526                 return 0;
527
528         address |= 0xffffffffUL << 32;
529         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
530             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
531                 printk_once(errata93_warning);
532                 regs->ip = address;
533                 return 1;
534         }
535 #endif
536         return 0;
537 }
538
539 /*
540  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
541  * to illegal addresses >4GB.
542  *
543  * We catch this in the page fault handler because these addresses
544  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
545  * segment in LDT is compatibility mode.
546  */
547 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
548 {
549 #ifdef CONFIG_X86_64
550         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
551                 return 1;
552 #endif
553         return 0;
554 }
555
556 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
557 {
558 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
559         unsigned long nr;
560
561         /*
562          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround:
563          */
564         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F)) {
565                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
566
567                 if (nr == 6) {
568                         do_invalid_op(regs, 0);
569                         return 1;
570                 }
571         }
572 #endif
573         return 0;
574 }
575
576 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
577 {
578         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
579         unsigned long addr;
580         struct ldttss_desc desc;
581
582         if (index == 0) {
583                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
584                 return;
585         }
586
587         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
588                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
589                 return;
590         }
591
592         if (probe_kernel_read(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
593                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
594                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
595                          name, index);
596                 return;
597         }
598
599         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
600 #ifdef CONFIG_X86_64
601         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
602 #endif
603         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
604                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
605 }
606
607 static void
608 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
609 {
610         if (!oops_may_print())
611                 return;
612
613         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
614                 unsigned int level;
615                 pgd_t *pgd;
616                 pte_t *pte;
617
618                 pgd = __va(read_cr3_pa());
619                 pgd += pgd_index(address);
620
621                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
622
623                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
624                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
625                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
626                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
627                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
628                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
629                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
630                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
631         }
632
633         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
634                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
635                         (void *)address);
636         else
637                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
638                         (void *)address);
639
640         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
641                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
642                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
643                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
644                                                "read access",
645                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
646         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
647                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
648                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
649                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
650                                                "permissions violation");
651
652         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
653                 struct desc_ptr idt, gdt;
654                 u16 ldtr, tr;
655
656                 /*
657                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
658                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
659                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
660                  * contributory exception from user code and gets a page fault
661                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
662                  * it originated directly from user code.  This could happen
663                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
664                  * kernel or IST stack.
665                  */
666                 store_idt(&idt);
667
668                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
669                 native_store_gdt(&gdt);
670
671                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
672                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
673
674                 store_ldt(ldtr);
675                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
676
677                 store_tr(tr);
678                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
679         }
680
681         dump_pagetable(address);
682 }
683
684 static noinline void
685 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
686             unsigned long address)
687 {
688         struct task_struct *tsk;
689         unsigned long flags;
690         int sig;
691
692         flags = oops_begin();
693         tsk = current;
694         sig = SIGKILL;
695
696         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
697                tsk->comm, address);
698         dump_pagetable(address);
699
700         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
701                 sig = 0;
702
703         oops_end(flags, regs, sig);
704 }
705
706 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
707                                 unsigned long error_code)
708 {
709         struct task_struct *tsk = current;
710
711         /*
712          * To avoid leaking information about the kernel page
713          * table layout, pretend that user-mode accesses to
714          * kernel addresses are always protection faults.
715          *
716          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
717          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
718          * information and does not appear to cause any problems.
719          */
720         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
721                 error_code |= X86_PF_PROT;
722
723         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
724         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
725         tsk->thread.cr2 = address;
726 }
727
728 static noinline void
729 no_context(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
730            unsigned long address, int signal, int si_code)
731 {
732         struct task_struct *tsk = current;
733         unsigned long flags;
734         int sig;
735
736         if (user_mode(regs)) {
737                 /*
738                  * This is an implicit supervisor-mode access from user
739                  * mode.  Bypass all the kernel-mode recovery code and just
740                  * OOPS.
741                  */
742                 goto oops;
743         }
744
745         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
746         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
747                 /*
748                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
749                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
750                  * task context.
751                  */
752                 if (in_interrupt())
753                         return;
754
755                 /*
756                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
757                  *
758                  * In this case we need to make sure we're not recursively
759                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
760                  */
761                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
762                         set_signal_archinfo(address, error_code);
763
764                         /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
765                         force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
766                 }
767
768                 /*
769                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
770                  */
771                 return;
772         }
773
774 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
775         /*
776          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
777          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
778          * that we're in vmalloc space to avoid this.
779          */
780         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
781             (((unsigned long)tsk->stack - 1 - address < PAGE_SIZE) ||
782              address - ((unsigned long)tsk->stack + THREAD_SIZE) < PAGE_SIZE)) {
783                 unsigned long stack = __this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void *);
784                 /*
785                  * We're likely to be running with very little stack space
786                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
787                  * double-fault even before we get this far, in which case
788                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
789                  *
790                  * We don't want to make it all the way into the oops code
791                  * and then double-fault, though, because we're likely to
792                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
793                  */
794                 asm volatile ("movq %[stack], %%rsp\n\t"
795                               "call handle_stack_overflow\n\t"
796                               "1: jmp 1b"
797                               : ASM_CALL_CONSTRAINT
798                               : "D" ("kernel stack overflow (page fault)"),
799                                 "S" (regs), "d" (address),
800                                 [stack] "rm" (stack));
801                 unreachable();
802         }
803 #endif
804
805         /*
806          * 32-bit:
807          *
808          *   Valid to do another page fault here, because if this fault
809          *   had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
810          *   handled it.
811          *
812          * 64-bit:
813          *
814          *   Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
815          */
816         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
817                 return;
818
819         if (is_errata93(regs, address))
820                 return;
821
822         /*
823          * Buggy firmware could access regions which might page fault, try to
824          * recover from such faults.
825          */
826         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
827                 efi_recover_from_page_fault(address);
828
829 oops:
830         /*
831          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
832          * terminate things with extreme prejudice:
833          */
834         flags = oops_begin();
835
836         show_fault_oops(regs, error_code, address);
837
838         if (task_stack_end_corrupted(tsk))
839                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
840
841         sig = SIGKILL;
842         if (__die("Oops", regs, error_code))
843                 sig = 0;
844
845         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
846         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
847
848         oops_end(flags, regs, sig);
849 }
850
851 /*
852  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
853  * sysctl is set:
854  */
855 static inline void
856 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
857                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
858 {
859         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
860
861         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
862                 return;
863
864         if (!printk_ratelimit())
865                 return;
866
867         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
868                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
869                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
870
871         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
872
873         printk(KERN_CONT "\n");
874
875         show_opcodes(regs, loglvl);
876 }
877
878 /*
879  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
880  * of the address space that has user-accessible permissions.
881  */
882 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
883 {
884         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
885 }
886
887 static void
888 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
889                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
890 {
891         struct task_struct *tsk = current;
892
893         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
894         if (user_mode(regs) && (error_code & X86_PF_USER)) {
895                 /*
896                  * It's possible to have interrupts off here:
897                  */
898                 local_irq_enable();
899
900                 /*
901                  * Valid to do another page fault here because this one came
902                  * from user space:
903                  */
904                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
905                         return;
906
907                 if (is_errata100(regs, address))
908                         return;
909
910                 /*
911                  * To avoid leaking information about the kernel page table
912                  * layout, pretend that user-mode accesses to kernel addresses
913                  * are always protection faults.
914                  */
915                 if (address >= TASK_SIZE_MAX)
916                         error_code |= X86_PF_PROT;
917
918                 if (likely(show_unhandled_signals))
919                         show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
920
921                 set_signal_archinfo(address, error_code);
922
923                 if (si_code == SEGV_PKUERR)
924                         force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
925
926                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
927
928                 return;
929         }
930
931         if (is_f00f_bug(regs, address))
932                 return;
933
934         no_context(regs, error_code, address, SIGSEGV, si_code);
935 }
936
937 static noinline void
938 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
939                      unsigned long address)
940 {
941         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
942 }
943
944 static void
945 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
946            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
947 {
948         struct mm_struct *mm = current->mm;
949         /*
950          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
951          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
952          */
953         up_read(&mm->mmap_sem);
954
955         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
956 }
957
958 static noinline void
959 bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
960 {
961         __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
962 }
963
964 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
965                 struct vm_area_struct *vma)
966 {
967         /* This code is always called on the current mm */
968         bool foreign = false;
969
970         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
971                 return false;
972         if (error_code & X86_PF_PK)
973                 return true;
974         /* this checks permission keys on the VMA: */
975         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
976                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
977                 return true;
978         return false;
979 }
980
981 static noinline void
982 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
983                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
984 {
985         /*
986          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
987          * But, doing it this way allows compiler optimizations
988          * if pkeys are compiled out.
989          */
990         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
991                 /*
992                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
993                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
994                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
995                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
996                  * which protection key was set on the PTE.
997                  *
998                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
999                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
1000                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
1001                  * was the one that we faulted on.
1002                  *
1003                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
1004                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
1005                  * 3. T1   : faults...
1006                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
1007                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_sem, etc...
1008                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
1009                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
1010                  */
1011                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
1012
1013                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
1014         } else {
1015                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
1016         }
1017 }
1018
1019 static void
1020 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
1021           vm_fault_t fault)
1022 {
1023         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1024         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1025                 no_context(regs, error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1026                 return;
1027         }
1028
1029         /* User-space => ok to do another page fault: */
1030         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
1031                 return;
1032
1033         set_signal_archinfo(address, error_code);
1034
1035 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
1036         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
1037                 struct task_struct *tsk = current;
1038                 unsigned lsb = 0;
1039
1040                 pr_err(
1041         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
1042                         tsk->comm, tsk->pid, address);
1043                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
1044                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
1045                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
1046                         lsb = PAGE_SHIFT;
1047                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
1048                 return;
1049         }
1050 #endif
1051         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
1052 }
1053
1054 static noinline void
1055 mm_fault_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1056                unsigned long address, vm_fault_t fault)
1057 {
1058         if (fatal_signal_pending(current) && !(error_code & X86_PF_USER)) {
1059                 no_context(regs, error_code, address, 0, 0);
1060                 return;
1061         }
1062
1063         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1064                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1065                 if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
1066                         no_context(regs, error_code, address,
1067                                    SIGSEGV, SEGV_MAPERR);
1068                         return;
1069                 }
1070
1071                 /*
1072                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1073                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1074                  * oom-killed):
1075                  */
1076                 pagefault_out_of_memory();
1077         } else {
1078                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1079                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1080                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1081                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1082                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1083                 else
1084                         BUG();
1085         }
1086 }
1087
1088 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
1089 {
1090         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
1091                 return 0;
1092
1093         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
1094                 return 0;
1095
1096         return 1;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
1101  *
1102  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
1103  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1104  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1105  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1106  * on other processors.
1107  *
1108  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1109  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1110  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1111  *
1112  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1113  * increasing the permissions on a page.
1114  *
1115  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1116  *
1117  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1118  * (Optional Invalidation).
1119  */
1120 static noinline int
1121 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1122 {
1123         pgd_t *pgd;
1124         p4d_t *p4d;
1125         pud_t *pud;
1126         pmd_t *pmd;
1127         pte_t *pte;
1128         int ret;
1129
1130         /*
1131          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1132          * spurious faults.
1133          *
1134          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1135          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1136          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1137          * faults.
1138          */
1139         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1140             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1141                 return 0;
1142
1143         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1144         if (!pgd_present(*pgd))
1145                 return 0;
1146
1147         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1148         if (!p4d_present(*p4d))
1149                 return 0;
1150
1151         if (p4d_large(*p4d))
1152                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1153
1154         pud = pud_offset(p4d, address);
1155         if (!pud_present(*pud))
1156                 return 0;
1157
1158         if (pud_large(*pud))
1159                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1160
1161         pmd = pmd_offset(pud, address);
1162         if (!pmd_present(*pmd))
1163                 return 0;
1164
1165         if (pmd_large(*pmd))
1166                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1167
1168         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1169         if (!pte_present(*pte))
1170                 return 0;
1171
1172         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1173         if (!ret)
1174                 return 0;
1175
1176         /*
1177          * Make sure we have permissions in PMD.
1178          * If not, then there's a bug in the page tables:
1179          */
1180         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1181         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1182
1183         return ret;
1184 }
1185 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1186
1187 int show_unhandled_signals = 1;
1188
1189 static inline int
1190 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1191 {
1192         /* This is only called for the current mm, so: */
1193         bool foreign = false;
1194
1195         /*
1196          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1197          * always an unconditional error and can never result in
1198          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1199          */
1200         if (error_code & X86_PF_PK)
1201                 return 1;
1202
1203         /*
1204          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1205          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1206          * page.
1207          */
1208         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1209                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1210                 return 1;
1211
1212         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1213                 /* write, present and write, not present: */
1214                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1215                         return 1;
1216                 return 0;
1217         }
1218
1219         /* read, present: */
1220         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1221                 return 1;
1222
1223         /* read, not present: */
1224         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1225                 return 1;
1226
1227         return 0;
1228 }
1229
1230 static int fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1231 {
1232         /*
1233          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1234          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1235          * address space.
1236          */
1237         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1238                 return false;
1239
1240         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1245  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1246  * ran in userspace or the kernel.
1247  */
1248 static void
1249 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1250                    unsigned long address)
1251 {
1252         /*
1253          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1254          * have no user pages in the kernel portion of the address
1255          * space, so do not expect them here.
1256          */
1257         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1258
1259         /*
1260          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1261          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1262          *
1263          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1264          * be in an interrupt or a critical region, and should
1265          * only copy the information from the master page table,
1266          * nothing more.
1267          *
1268          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1269          * fault is not any of the following:
1270          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1271          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1272          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1273          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1274          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1275          *     would have X86_PF_PROT==0).
1276          */
1277         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1278                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1279                         return;
1280         }
1281
1282         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1283         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1284                 return;
1285
1286         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1287         if (kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF))
1288                 return;
1289
1290         /*
1291          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1292          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1293          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1294          *
1295          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1296          * fault we could otherwise deadlock:
1297          */
1298         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1299 }
1300 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1301
1302 /* Handle faults in the user portion of the address space */
1303 static inline
1304 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1305                         unsigned long hw_error_code,
1306                         unsigned long address)
1307 {
1308         struct vm_area_struct *vma;
1309         struct task_struct *tsk;
1310         struct mm_struct *mm;
1311         vm_fault_t fault, major = 0;
1312         unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1313
1314         tsk = current;
1315         mm = tsk->mm;
1316
1317         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1318         if (unlikely(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1319                 return;
1320
1321         /*
1322          * Reserved bits are never expected to be set on
1323          * entries in the user portion of the page tables.
1324          */
1325         if (unlikely(hw_error_code & X86_PF_RSVD))
1326                 pgtable_bad(regs, hw_error_code, address);
1327
1328         /*
1329          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1330          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1331          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1332          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1333          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1334          */
1335         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1336                      !(hw_error_code & X86_PF_USER) &&
1337                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC)))
1338         {
1339                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1340                 return;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1345          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1346          */
1347         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1348                 bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1349                 return;
1350         }
1351
1352         /*
1353          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1354          * vmalloc fault has been handled.
1355          *
1356          * User-mode registers count as a user access even for any
1357          * potential system fault or CPU buglet:
1358          */
1359         if (user_mode(regs)) {
1360                 local_irq_enable();
1361                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1362         } else {
1363                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1364                         local_irq_enable();
1365         }
1366
1367         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1368
1369         if (hw_error_code & X86_PF_WRITE)
1370                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1371         if (hw_error_code & X86_PF_INSTR)
1372                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1373
1374 #ifdef CONFIG_X86_64
1375         /*
1376          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1377          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1378          * considered to be part of the user address space.
1379          *
1380          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1381          * emulation before we go searching for VMAs.
1382          *
1383          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1384          * to consider the PF_PK bit.
1385          */
1386         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1387                 if (emulate_vsyscall(hw_error_code, regs, address))
1388                         return;
1389         }
1390 #endif
1391
1392         /*
1393          * Kernel-mode access to the user address space should only occur
1394          * on well-defined single instructions listed in the exception
1395          * tables.  But, an erroneous kernel fault occurring outside one of
1396          * those areas which also holds mmap_sem might deadlock attempting
1397          * to validate the fault against the address space.
1398          *
1399          * Only do the expensive exception table search when we might be at
1400          * risk of a deadlock.  This happens if we
1401          * 1. Failed to acquire mmap_sem, and
1402          * 2. The access did not originate in userspace.
1403          */
1404         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
1405                 if (!user_mode(regs) && !search_exception_tables(regs->ip)) {
1406                         /*
1407                          * Fault from code in kernel from
1408                          * which we do not expect faults.
1409                          */
1410                         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1411                         return;
1412                 }
1413 retry:
1414                 down_read(&mm->mmap_sem);
1415         } else {
1416                 /*
1417                  * The above down_read_trylock() might have succeeded in
1418                  * which case we'll have missed the might_sleep() from
1419                  * down_read():
1420                  */
1421                 might_sleep();
1422         }
1423
1424         vma = find_vma(mm, address);
1425         if (unlikely(!vma)) {
1426                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1427                 return;
1428         }
1429         if (likely(vma->vm_start <= address))
1430                 goto good_area;
1431         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
1432                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1433                 return;
1434         }
1435         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
1436                 bad_area(regs, hw_error_code, address);
1437                 return;
1438         }
1439
1440         /*
1441          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1442          * we can handle it..
1443          */
1444 good_area:
1445         if (unlikely(access_error(hw_error_code, vma))) {
1446                 bad_area_access_error(regs, hw_error_code, address, vma);
1447                 return;
1448         }
1449
1450         /*
1451          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1452          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1453          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1454          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_sem has been unlocked.
1455          *
1456          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_sem
1457          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1458          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1459          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1460          * userland). The return to userland is identified whenever
1461          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1462          */
1463         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags);
1464         major |= fault & VM_FAULT_MAJOR;
1465
1466         /*
1467          * If we need to retry the mmap_sem has already been released,
1468          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1469          * that we made any progress. Handle this case first.
1470          */
1471         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1472                 /* Retry at most once */
1473                 if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1474                         flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1475                         flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1476                         if (!fatal_signal_pending(tsk))
1477                                 goto retry;
1478                 }
1479
1480                 /* User mode? Just return to handle the fatal exception */
1481                 if (flags & FAULT_FLAG_USER)
1482                         return;
1483
1484                 /* Not returning to user mode? Handle exceptions or die: */
1485                 no_context(regs, hw_error_code, address, SIGBUS, BUS_ADRERR);
1486                 return;
1487         }
1488
1489         up_read(&mm->mmap_sem);
1490         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
1491                 mm_fault_error(regs, hw_error_code, address, fault);
1492                 return;
1493         }
1494
1495         /*
1496          * Major/minor page fault accounting. If any of the events
1497          * returned VM_FAULT_MAJOR, we account it as a major fault.
1498          */
1499         if (major) {
1500                 tsk->maj_flt++;
1501                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MAJ, 1, regs, address);
1502         } else {
1503                 tsk->min_flt++;
1504                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS_MIN, 1, regs, address);
1505         }
1506
1507         check_v8086_mode(regs, address, tsk);
1508 }
1509 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1510
1511 /*
1512  * Explicitly marked noinline such that the function tracer sees this as the
1513  * page_fault entry point.
1514  */
1515 static noinline void
1516 __do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1517                 unsigned long address)
1518 {
1519         prefetchw(&current->mm->mmap_sem);
1520
1521         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1522                 return;
1523
1524         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1525         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address)))
1526                 do_kern_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1527         else
1528                 do_user_addr_fault(regs, hw_error_code, address);
1529 }
1530 NOKPROBE_SYMBOL(__do_page_fault);
1531
1532 static __always_inline void
1533 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1534                          unsigned long address)
1535 {
1536         if (!trace_pagefault_enabled())
1537                 return;
1538
1539         if (user_mode(regs))
1540                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1541         else
1542                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1543 }
1544
1545 dotraplinkage void
1546 do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
1547 {
1548         enum ctx_state prev_state;
1549
1550         prev_state = exception_enter();
1551         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1552         __do_page_fault(regs, error_code, address);
1553         exception_exit(prev_state);
1554 }
1555 NOKPROBE_SYMBOL(do_page_fault);