x86/sev: Disable KMSAN for memory encryption TUs
[sfrench/cifs-2.6.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/kfence.h>               /* kfence_handle_page_fault     */
13 #include <linux/kprobes.h>              /* NOKPROBE_SYMBOL, ...         */
14 #include <linux/mmiotrace.h>            /* kmmio_handler, ...           */
15 #include <linux/perf_event.h>           /* perf_sw_event                */
16 #include <linux/hugetlb.h>              /* hstate_index_to_shift        */
17 #include <linux/prefetch.h>             /* prefetchw                    */
18 #include <linux/context_tracking.h>     /* exception_enter(), ...       */
19 #include <linux/uaccess.h>              /* faulthandler_disabled()      */
20 #include <linux/efi.h>                  /* efi_crash_gracefully_on_page_fault()*/
21 #include <linux/mm_types.h>
22 #include <linux/mm.h>                   /* find_and_lock_vma() */
23
24 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
25 #include <asm/traps.h>                  /* dotraplinkage, ...           */
26 #include <asm/fixmap.h>                 /* VSYSCALL_ADDR                */
27 #include <asm/vsyscall.h>               /* emulate_vsyscall             */
28 #include <asm/vm86.h>                   /* struct vm86                  */
29 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
30 #include <asm/efi.h>                    /* efi_crash_gracefully_on_page_fault()*/
31 #include <asm/desc.h>                   /* store_idt(), ...             */
32 #include <asm/cpu_entry_area.h>         /* exception stack              */
33 #include <asm/pgtable_areas.h>          /* VMALLOC_START, ...           */
34 #include <asm/kvm_para.h>               /* kvm_handle_async_pf          */
35 #include <asm/vdso.h>                   /* fixup_vdso_exception()       */
36 #include <asm/irq_stack.h>
37 #include <asm/sev.h>                    /* snp_dump_hva_rmpentry()      */
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <asm/trace/exceptions.h>
41
42 /*
43  * Returns 0 if mmiotrace is disabled, or if the fault is not
44  * handled by mmiotrace:
45  */
46 static nokprobe_inline int
47 kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
48 {
49         if (unlikely(is_kmmio_active()))
50                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
51                         return -1;
52         return 0;
53 }
54
55 /*
56  * Prefetch quirks:
57  *
58  * 32-bit mode:
59  *
60  *   Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
61  *   Check that here and ignore it.  This is AMD erratum #91.
62  *
63  * 64-bit mode:
64  *
65  *   Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
66  *   Check that here and ignore it.
67  *
68  * Opcode checker based on code by Richard Brunner.
69  */
70 static inline int
71 check_prefetch_opcode(struct pt_regs *regs, unsigned char *instr,
72                       unsigned char opcode, int *prefetch)
73 {
74         unsigned char instr_hi = opcode & 0xf0;
75         unsigned char instr_lo = opcode & 0x0f;
76
77         switch (instr_hi) {
78         case 0x20:
79         case 0x30:
80                 /*
81                  * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
82                  * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
83                  * opcode if some of these prefixes are present so
84                  * X86_64 will never get here anyway
85                  */
86                 return ((instr_lo & 7) == 0x6);
87 #ifdef CONFIG_X86_64
88         case 0x40:
89                 /*
90                  * In 64-bit mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
91                  */
92                 return (!user_mode(regs) || user_64bit_mode(regs));
93 #endif
94         case 0x60:
95                 /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
96                 return (instr_lo & 0xC) == 0x4;
97         case 0xF0:
98                 /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
99                 return !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
100         case 0x00:
101                 /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
102                 if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
103                         return 0;
104
105                 *prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
106                         (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
107                 return 0;
108         default:
109                 return 0;
110         }
111 }
112
113 static bool is_amd_k8_pre_npt(void)
114 {
115         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
116
117         return unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_CPU_SUP_AMD) &&
118                         c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
119                         c->x86 == 0xf && c->x86_model < 0x40);
120 }
121
122 static int
123 is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long addr)
124 {
125         unsigned char *max_instr;
126         unsigned char *instr;
127         int prefetch = 0;
128
129         /* Erratum #91 affects AMD K8, pre-NPT CPUs */
130         if (!is_amd_k8_pre_npt())
131                 return 0;
132
133         /*
134          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
135          * do not ignore the fault:
136          */
137         if (error_code & X86_PF_INSTR)
138                 return 0;
139
140         instr = (void *)convert_ip_to_linear(current, regs);
141         max_instr = instr + 15;
142
143         /*
144          * This code has historically always bailed out if IP points to a
145          * not-present page (e.g. due to a race).  No one has ever
146          * complained about this.
147          */
148         pagefault_disable();
149
150         while (instr < max_instr) {
151                 unsigned char opcode;
152
153                 if (user_mode(regs)) {
154                         if (get_user(opcode, (unsigned char __user *) instr))
155                                 break;
156                 } else {
157                         if (get_kernel_nofault(opcode, instr))
158                                 break;
159                 }
160
161                 instr++;
162
163                 if (!check_prefetch_opcode(regs, instr, opcode, &prefetch))
164                         break;
165         }
166
167         pagefault_enable();
168         return prefetch;
169 }
170
171 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
172 LIST_HEAD(pgd_list);
173
174 #ifdef CONFIG_X86_32
175 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
176 {
177         unsigned index = pgd_index(address);
178         pgd_t *pgd_k;
179         p4d_t *p4d, *p4d_k;
180         pud_t *pud, *pud_k;
181         pmd_t *pmd, *pmd_k;
182
183         pgd += index;
184         pgd_k = init_mm.pgd + index;
185
186         if (!pgd_present(*pgd_k))
187                 return NULL;
188
189         /*
190          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
191          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
192          * set_p4d/set_pud.
193          */
194         p4d = p4d_offset(pgd, address);
195         p4d_k = p4d_offset(pgd_k, address);
196         if (!p4d_present(*p4d_k))
197                 return NULL;
198
199         pud = pud_offset(p4d, address);
200         pud_k = pud_offset(p4d_k, address);
201         if (!pud_present(*pud_k))
202                 return NULL;
203
204         pmd = pmd_offset(pud, address);
205         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
206
207         if (pmd_present(*pmd) != pmd_present(*pmd_k))
208                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
209
210         if (!pmd_present(*pmd_k))
211                 return NULL;
212         else
213                 BUG_ON(pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*pmd_k));
214
215         return pmd_k;
216 }
217
218 /*
219  *   Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
220  *
221  *   This is needed because there is a race condition between the time
222  *   when the vmalloc mapping code updates the PMD to the point in time
223  *   where it synchronizes this update with the other page-tables in the
224  *   system.
225  *
226  *   In this race window another thread/CPU can map an area on the same
227  *   PMD, finds it already present and does not synchronize it with the
228  *   rest of the system yet. As a result v[mz]alloc might return areas
229  *   which are not mapped in every page-table in the system, causing an
230  *   unhandled page-fault when they are accessed.
231  */
232 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
233 {
234         unsigned long pgd_paddr;
235         pmd_t *pmd_k;
236         pte_t *pte_k;
237
238         /* Make sure we are in vmalloc area: */
239         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
240                 return -1;
241
242         /*
243          * Synchronize this task's top level page-table
244          * with the 'reference' page table.
245          *
246          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
247          * an interrupt in the middle of a task switch..
248          */
249         pgd_paddr = read_cr3_pa();
250         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
251         if (!pmd_k)
252                 return -1;
253
254         if (pmd_large(*pmd_k))
255                 return 0;
256
257         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
258         if (!pte_present(*pte_k))
259                 return -1;
260
261         return 0;
262 }
263 NOKPROBE_SYMBOL(vmalloc_fault);
264
265 void arch_sync_kernel_mappings(unsigned long start, unsigned long end)
266 {
267         unsigned long addr;
268
269         for (addr = start & PMD_MASK;
270              addr >= TASK_SIZE_MAX && addr < VMALLOC_END;
271              addr += PMD_SIZE) {
272                 struct page *page;
273
274                 spin_lock(&pgd_lock);
275                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
276                         spinlock_t *pgt_lock;
277
278                         /* the pgt_lock only for Xen */
279                         pgt_lock = &pgd_page_get_mm(page)->page_table_lock;
280
281                         spin_lock(pgt_lock);
282                         vmalloc_sync_one(page_address(page), addr);
283                         spin_unlock(pgt_lock);
284                 }
285                 spin_unlock(&pgd_lock);
286         }
287 }
288
289 static bool low_pfn(unsigned long pfn)
290 {
291         return pfn < max_low_pfn;
292 }
293
294 static void dump_pagetable(unsigned long address)
295 {
296         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
297         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(address)];
298         p4d_t *p4d;
299         pud_t *pud;
300         pmd_t *pmd;
301         pte_t *pte;
302
303 #ifdef CONFIG_X86_PAE
304         pr_info("*pdpt = %016Lx ", pgd_val(*pgd));
305         if (!low_pfn(pgd_val(*pgd) >> PAGE_SHIFT) || !pgd_present(*pgd))
306                 goto out;
307 #define pr_pde pr_cont
308 #else
309 #define pr_pde pr_info
310 #endif
311         p4d = p4d_offset(pgd, address);
312         pud = pud_offset(p4d, address);
313         pmd = pmd_offset(pud, address);
314         pr_pde("*pde = %0*Lx ", sizeof(*pmd) * 2, (u64)pmd_val(*pmd));
315 #undef pr_pde
316
317         /*
318          * We must not directly access the pte in the highpte
319          * case if the page table is located in highmem.
320          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
321          * it's allocated already:
322          */
323         if (!low_pfn(pmd_pfn(*pmd)) || !pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
324                 goto out;
325
326         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
327         pr_cont("*pte = %0*Lx ", sizeof(*pte) * 2, (u64)pte_val(*pte));
328 out:
329         pr_cont("\n");
330 }
331
332 #else /* CONFIG_X86_64: */
333
334 #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
335 static const char errata93_warning[] =
336 KERN_ERR 
337 "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
338 "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
339 "******* Please consider a BIOS update.\n"
340 "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
341 #endif
342
343 static int bad_address(void *p)
344 {
345         unsigned long dummy;
346
347         return get_kernel_nofault(dummy, (unsigned long *)p);
348 }
349
350 static void dump_pagetable(unsigned long address)
351 {
352         pgd_t *base = __va(read_cr3_pa());
353         pgd_t *pgd = base + pgd_index(address);
354         p4d_t *p4d;
355         pud_t *pud;
356         pmd_t *pmd;
357         pte_t *pte;
358
359         if (bad_address(pgd))
360                 goto bad;
361
362         pr_info("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
363
364         if (!pgd_present(*pgd))
365                 goto out;
366
367         p4d = p4d_offset(pgd, address);
368         if (bad_address(p4d))
369                 goto bad;
370
371         pr_cont("P4D %lx ", p4d_val(*p4d));
372         if (!p4d_present(*p4d) || p4d_large(*p4d))
373                 goto out;
374
375         pud = pud_offset(p4d, address);
376         if (bad_address(pud))
377                 goto bad;
378
379         pr_cont("PUD %lx ", pud_val(*pud));
380         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
381                 goto out;
382
383         pmd = pmd_offset(pud, address);
384         if (bad_address(pmd))
385                 goto bad;
386
387         pr_cont("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
388         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd))
389                 goto out;
390
391         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
392         if (bad_address(pte))
393                 goto bad;
394
395         pr_cont("PTE %lx", pte_val(*pte));
396 out:
397         pr_cont("\n");
398         return;
399 bad:
400         pr_info("BAD\n");
401 }
402
403 #endif /* CONFIG_X86_64 */
404
405 /*
406  * Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
407  *
408  * BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
409  * to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
410  *
411  * A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
412  *
413  * The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
414  * Try to work around it here.
415  *
416  * Note we only handle faults in kernel here.
417  * Does nothing on 32-bit.
418  */
419 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
420 {
421 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
422         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD
423             || boot_cpu_data.x86 != 0xf)
424                 return 0;
425
426         if (user_mode(regs))
427                 return 0;
428
429         if (address != regs->ip)
430                 return 0;
431
432         if ((address >> 32) != 0)
433                 return 0;
434
435         address |= 0xffffffffUL << 32;
436         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
437             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
438                 printk_once(errata93_warning);
439                 regs->ip = address;
440                 return 1;
441         }
442 #endif
443         return 0;
444 }
445
446 /*
447  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps
448  * to illegal addresses >4GB.
449  *
450  * We catch this in the page fault handler because these addresses
451  * are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
452  * segment in LDT is compatibility mode.
453  */
454 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
455 {
456 #ifdef CONFIG_X86_64
457         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) && (address >> 32))
458                 return 1;
459 #endif
460         return 0;
461 }
462
463 /* Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround: */
464 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
465                        unsigned long address)
466 {
467 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
468         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_F00F) && !(error_code & X86_PF_USER) &&
469             idt_is_f00f_address(address)) {
470                 handle_invalid_op(regs);
471                 return 1;
472         }
473 #endif
474         return 0;
475 }
476
477 static void show_ldttss(const struct desc_ptr *gdt, const char *name, u16 index)
478 {
479         u32 offset = (index >> 3) * sizeof(struct desc_struct);
480         unsigned long addr;
481         struct ldttss_desc desc;
482
483         if (index == 0) {
484                 pr_alert("%s: NULL\n", name);
485                 return;
486         }
487
488         if (offset + sizeof(struct ldttss_desc) >= gdt->size) {
489                 pr_alert("%s: 0x%hx -- out of bounds\n", name, index);
490                 return;
491         }
492
493         if (copy_from_kernel_nofault(&desc, (void *)(gdt->address + offset),
494                               sizeof(struct ldttss_desc))) {
495                 pr_alert("%s: 0x%hx -- GDT entry is not readable\n",
496                          name, index);
497                 return;
498         }
499
500         addr = desc.base0 | (desc.base1 << 16) | ((unsigned long)desc.base2 << 24);
501 #ifdef CONFIG_X86_64
502         addr |= ((u64)desc.base3 << 32);
503 #endif
504         pr_alert("%s: 0x%hx -- base=0x%lx limit=0x%x\n",
505                  name, index, addr, (desc.limit0 | (desc.limit1 << 16)));
506 }
507
508 static void
509 show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address)
510 {
511         if (!oops_may_print())
512                 return;
513
514         if (error_code & X86_PF_INSTR) {
515                 unsigned int level;
516                 pgd_t *pgd;
517                 pte_t *pte;
518
519                 pgd = __va(read_cr3_pa());
520                 pgd += pgd_index(address);
521
522                 pte = lookup_address_in_pgd(pgd, address, &level);
523
524                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
525                         pr_crit("kernel tried to execute NX-protected page - exploit attempt? (uid: %d)\n",
526                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
527                 if (pte && pte_present(*pte) && pte_exec(*pte) &&
528                                 (pgd_flags(*pgd) & _PAGE_USER) &&
529                                 (__read_cr4() & X86_CR4_SMEP))
530                         pr_crit("unable to execute userspace code (SMEP?) (uid: %d)\n",
531                                 from_kuid(&init_user_ns, current_uid()));
532         }
533
534         if (address < PAGE_SIZE && !user_mode(regs))
535                 pr_alert("BUG: kernel NULL pointer dereference, address: %px\n",
536                         (void *)address);
537         else
538                 pr_alert("BUG: unable to handle page fault for address: %px\n",
539                         (void *)address);
540
541         pr_alert("#PF: %s %s in %s mode\n",
542                  (error_code & X86_PF_USER)  ? "user" : "supervisor",
543                  (error_code & X86_PF_INSTR) ? "instruction fetch" :
544                  (error_code & X86_PF_WRITE) ? "write access" :
545                                                "read access",
546                              user_mode(regs) ? "user" : "kernel");
547         pr_alert("#PF: error_code(0x%04lx) - %s\n", error_code,
548                  !(error_code & X86_PF_PROT) ? "not-present page" :
549                  (error_code & X86_PF_RSVD)  ? "reserved bit violation" :
550                  (error_code & X86_PF_PK)    ? "protection keys violation" :
551                  (error_code & X86_PF_RMP)   ? "RMP violation" :
552                                                "permissions violation");
553
554         if (!(error_code & X86_PF_USER) && user_mode(regs)) {
555                 struct desc_ptr idt, gdt;
556                 u16 ldtr, tr;
557
558                 /*
559                  * This can happen for quite a few reasons.  The more obvious
560                  * ones are faults accessing the GDT, or LDT.  Perhaps
561                  * surprisingly, if the CPU tries to deliver a benign or
562                  * contributory exception from user code and gets a page fault
563                  * during delivery, the page fault can be delivered as though
564                  * it originated directly from user code.  This could happen
565                  * due to wrong permissions on the IDT, GDT, LDT, TSS, or
566                  * kernel or IST stack.
567                  */
568                 store_idt(&idt);
569
570                 /* Usable even on Xen PV -- it's just slow. */
571                 native_store_gdt(&gdt);
572
573                 pr_alert("IDT: 0x%lx (limit=0x%hx) GDT: 0x%lx (limit=0x%hx)\n",
574                          idt.address, idt.size, gdt.address, gdt.size);
575
576                 store_ldt(ldtr);
577                 show_ldttss(&gdt, "LDTR", ldtr);
578
579                 store_tr(tr);
580                 show_ldttss(&gdt, "TR", tr);
581         }
582
583         dump_pagetable(address);
584
585         if (error_code & X86_PF_RMP)
586                 snp_dump_hva_rmpentry(address);
587 }
588
589 static noinline void
590 pgtable_bad(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
591             unsigned long address)
592 {
593         struct task_struct *tsk;
594         unsigned long flags;
595         int sig;
596
597         flags = oops_begin();
598         tsk = current;
599         sig = SIGKILL;
600
601         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
602                tsk->comm, address);
603         dump_pagetable(address);
604
605         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
606                 sig = 0;
607
608         oops_end(flags, regs, sig);
609 }
610
611 static void sanitize_error_code(unsigned long address,
612                                 unsigned long *error_code)
613 {
614         /*
615          * To avoid leaking information about the kernel page
616          * table layout, pretend that user-mode accesses to
617          * kernel addresses are always protection faults.
618          *
619          * NB: This means that failed vsyscalls with vsyscall=none
620          * will have the PROT bit.  This doesn't leak any
621          * information and does not appear to cause any problems.
622          */
623         if (address >= TASK_SIZE_MAX)
624                 *error_code |= X86_PF_PROT;
625 }
626
627 static void set_signal_archinfo(unsigned long address,
628                                 unsigned long error_code)
629 {
630         struct task_struct *tsk = current;
631
632         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_PF;
633         tsk->thread.error_code = error_code | X86_PF_USER;
634         tsk->thread.cr2 = address;
635 }
636
637 static noinline void
638 page_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
639                 unsigned long address)
640 {
641 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
642         struct stack_info info;
643 #endif
644         unsigned long flags;
645         int sig;
646
647         if (user_mode(regs)) {
648                 /*
649                  * Implicit kernel access from user mode?  Skip the stack
650                  * overflow and EFI special cases.
651                  */
652                 goto oops;
653         }
654
655 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
656         /*
657          * Stack overflow?  During boot, we can fault near the initial
658          * stack in the direct map, but that's not an overflow -- check
659          * that we're in vmalloc space to avoid this.
660          */
661         if (is_vmalloc_addr((void *)address) &&
662             get_stack_guard_info((void *)address, &info)) {
663                 /*
664                  * We're likely to be running with very little stack space
665                  * left.  It's plausible that we'd hit this condition but
666                  * double-fault even before we get this far, in which case
667                  * we're fine: the double-fault handler will deal with it.
668                  *
669                  * We don't want to make it all the way into the oops code
670                  * and then double-fault, though, because we're likely to
671                  * break the console driver and lose most of the stack dump.
672                  */
673                 call_on_stack(__this_cpu_ist_top_va(DF) - sizeof(void*),
674                               handle_stack_overflow,
675                               ASM_CALL_ARG3,
676                               , [arg1] "r" (regs), [arg2] "r" (address), [arg3] "r" (&info));
677
678                 unreachable();
679         }
680 #endif
681
682         /*
683          * Buggy firmware could access regions which might page fault.  If
684          * this happens, EFI has a special OOPS path that will try to
685          * avoid hanging the system.
686          */
687         if (IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
688                 efi_crash_gracefully_on_page_fault(address);
689
690         /* Only not-present faults should be handled by KFENCE. */
691         if (!(error_code & X86_PF_PROT) &&
692             kfence_handle_page_fault(address, error_code & X86_PF_WRITE, regs))
693                 return;
694
695 oops:
696         /*
697          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
698          * terminate things with extreme prejudice:
699          */
700         flags = oops_begin();
701
702         show_fault_oops(regs, error_code, address);
703
704         if (task_stack_end_corrupted(current))
705                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
706
707         sig = SIGKILL;
708         if (__die("Oops", regs, error_code))
709                 sig = 0;
710
711         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
712         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx\n", address);
713
714         oops_end(flags, regs, sig);
715 }
716
717 static noinline void
718 kernelmode_fixup_or_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
719                          unsigned long address, int signal, int si_code,
720                          u32 pkey)
721 {
722         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
723
724         /* Are we prepared to handle this kernel fault? */
725         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address)) {
726                 /*
727                  * Any interrupt that takes a fault gets the fixup. This makes
728                  * the below recursive fault logic only apply to a faults from
729                  * task context.
730                  */
731                 if (in_interrupt())
732                         return;
733
734                 /*
735                  * Per the above we're !in_interrupt(), aka. task context.
736                  *
737                  * In this case we need to make sure we're not recursively
738                  * faulting through the emulate_vsyscall() logic.
739                  */
740                 if (current->thread.sig_on_uaccess_err && signal) {
741                         sanitize_error_code(address, &error_code);
742
743                         set_signal_archinfo(address, error_code);
744
745                         if (si_code == SEGV_PKUERR) {
746                                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
747                         } else {
748                                 /* XXX: hwpoison faults will set the wrong code. */
749                                 force_sig_fault(signal, si_code, (void __user *)address);
750                         }
751                 }
752
753                 /*
754                  * Barring that, we can do the fixup and be happy.
755                  */
756                 return;
757         }
758
759         /*
760          * AMD erratum #91 manifests as a spurious page fault on a PREFETCH
761          * instruction.
762          */
763         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
764                 return;
765
766         page_fault_oops(regs, error_code, address);
767 }
768
769 /*
770  * Print out info about fatal segfaults, if the show_unhandled_signals
771  * sysctl is set:
772  */
773 static inline void
774 show_signal_msg(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
775                 unsigned long address, struct task_struct *tsk)
776 {
777         const char *loglvl = task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG;
778         /* This is a racy snapshot, but it's better than nothing. */
779         int cpu = raw_smp_processor_id();
780
781         if (!unhandled_signal(tsk, SIGSEGV))
782                 return;
783
784         if (!printk_ratelimit())
785                 return;
786
787         printk("%s%s[%d]: segfault at %lx ip %px sp %px error %lx",
788                 loglvl, tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
789                 (void *)regs->ip, (void *)regs->sp, error_code);
790
791         print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
792
793         /*
794          * Dump the likely CPU where the fatal segfault happened.
795          * This can help identify faulty hardware.
796          */
797         printk(KERN_CONT " likely on CPU %d (core %d, socket %d)", cpu,
798                topology_core_id(cpu), topology_physical_package_id(cpu));
799
800
801         printk(KERN_CONT "\n");
802
803         show_opcodes(regs, loglvl);
804 }
805
806 /*
807  * The (legacy) vsyscall page is the long page in the kernel portion
808  * of the address space that has user-accessible permissions.
809  */
810 static bool is_vsyscall_vaddr(unsigned long vaddr)
811 {
812         return unlikely((vaddr & PAGE_MASK) == VSYSCALL_ADDR);
813 }
814
815 static void
816 __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
817                        unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
818 {
819         struct task_struct *tsk = current;
820
821         if (!user_mode(regs)) {
822                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
823                                          SIGSEGV, si_code, pkey);
824                 return;
825         }
826
827         if (!(error_code & X86_PF_USER)) {
828                 /* Implicit user access to kernel memory -- just oops */
829                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
830                 return;
831         }
832
833         /*
834          * User mode accesses just cause a SIGSEGV.
835          * It's possible to have interrupts off here:
836          */
837         local_irq_enable();
838
839         /*
840          * Valid to do another page fault here because this one came
841          * from user space:
842          */
843         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
844                 return;
845
846         if (is_errata100(regs, address))
847                 return;
848
849         sanitize_error_code(address, &error_code);
850
851         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
852                 return;
853
854         if (likely(show_unhandled_signals))
855                 show_signal_msg(regs, error_code, address, tsk);
856
857         set_signal_archinfo(address, error_code);
858
859         if (si_code == SEGV_PKUERR)
860                 force_sig_pkuerr((void __user *)address, pkey);
861         else
862                 force_sig_fault(SIGSEGV, si_code, (void __user *)address);
863
864         local_irq_disable();
865 }
866
867 static noinline void
868 bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
869                      unsigned long address)
870 {
871         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, 0, SEGV_MAPERR);
872 }
873
874 static void
875 __bad_area(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
876            unsigned long address, u32 pkey, int si_code)
877 {
878         struct mm_struct *mm = current->mm;
879         /*
880          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
881          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
882          */
883         mmap_read_unlock(mm);
884
885         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, pkey, si_code);
886 }
887
888 static inline bool bad_area_access_from_pkeys(unsigned long error_code,
889                 struct vm_area_struct *vma)
890 {
891         /* This code is always called on the current mm */
892         bool foreign = false;
893
894         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_OSPKE))
895                 return false;
896         if (error_code & X86_PF_PK)
897                 return true;
898         /* this checks permission keys on the VMA: */
899         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
900                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
901                 return true;
902         return false;
903 }
904
905 static noinline void
906 bad_area_access_error(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
907                       unsigned long address, struct vm_area_struct *vma)
908 {
909         /*
910          * This OSPKE check is not strictly necessary at runtime.
911          * But, doing it this way allows compiler optimizations
912          * if pkeys are compiled out.
913          */
914         if (bad_area_access_from_pkeys(error_code, vma)) {
915                 /*
916                  * A protection key fault means that the PKRU value did not allow
917                  * access to some PTE.  Userspace can figure out what PKRU was
918                  * from the XSAVE state.  This function captures the pkey from
919                  * the vma and passes it to userspace so userspace can discover
920                  * which protection key was set on the PTE.
921                  *
922                  * If we get here, we know that the hardware signaled a X86_PF_PK
923                  * fault and that there was a VMA once we got in the fault
924                  * handler.  It does *not* guarantee that the VMA we find here
925                  * was the one that we faulted on.
926                  *
927                  * 1. T1   : mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=4);
928                  * 2. T1   : set PKRU to deny access to pkey=4, touches page
929                  * 3. T1   : faults...
930                  * 4.    T2: mprotect_key(foo, PAGE_SIZE, pkey=5);
931                  * 5. T1   : enters fault handler, takes mmap_lock, etc...
932                  * 6. T1   : reaches here, sees vma_pkey(vma)=5, when we really
933                  *           faulted on a pte with its pkey=4.
934                  */
935                 u32 pkey = vma_pkey(vma);
936
937                 __bad_area(regs, error_code, address, pkey, SEGV_PKUERR);
938         } else {
939                 __bad_area(regs, error_code, address, 0, SEGV_ACCERR);
940         }
941 }
942
943 static void
944 do_sigbus(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code, unsigned long address,
945           vm_fault_t fault)
946 {
947         /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
948         if (!user_mode(regs)) {
949                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
950                                          SIGBUS, BUS_ADRERR, ARCH_DEFAULT_PKEY);
951                 return;
952         }
953
954         /* User-space => ok to do another page fault: */
955         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
956                 return;
957
958         sanitize_error_code(address, &error_code);
959
960         if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_PF, error_code, address))
961                 return;
962
963         set_signal_archinfo(address, error_code);
964
965 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
966         if (fault & (VM_FAULT_HWPOISON|VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)) {
967                 struct task_struct *tsk = current;
968                 unsigned lsb = 0;
969
970                 pr_err(
971         "MCE: Killing %s:%d due to hardware memory corruption fault at %lx\n",
972                         tsk->comm, tsk->pid, address);
973                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON_LARGE)
974                         lsb = hstate_index_to_shift(VM_FAULT_GET_HINDEX(fault));
975                 if (fault & VM_FAULT_HWPOISON)
976                         lsb = PAGE_SHIFT;
977                 force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb);
978                 return;
979         }
980 #endif
981         force_sig_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, (void __user *)address);
982 }
983
984 static int spurious_kernel_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
985 {
986         if ((error_code & X86_PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
987                 return 0;
988
989         if ((error_code & X86_PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
990                 return 0;
991
992         return 1;
993 }
994
995 /*
996  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.
997  *
998  * This allows us to lazily refresh the TLB when increasing the
999  * permissions of a kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it
1000  * eagerly is very expensive since that implies doing a full
1001  * cross-processor TLB flush, even if no stale TLB entries exist
1002  * on other processors.
1003  *
1004  * Spurious faults may only occur if the TLB contains an entry with
1005  * fewer permission than the page table entry.  Non-present (P = 0)
1006  * and reserved bit (R = 1) faults are never spurious.
1007  *
1008  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
1009  * increasing the permissions on a page.
1010  *
1011  * Returns non-zero if a spurious fault was handled, zero otherwise.
1012  *
1013  * See Intel Developer's Manual Vol 3 Section 4.10.4.3, bullet 3
1014  * (Optional Invalidation).
1015  */
1016 static noinline int
1017 spurious_kernel_fault(unsigned long error_code, unsigned long address)
1018 {
1019         pgd_t *pgd;
1020         p4d_t *p4d;
1021         pud_t *pud;
1022         pmd_t *pmd;
1023         pte_t *pte;
1024         int ret;
1025
1026         /*
1027          * Only writes to RO or instruction fetches from NX may cause
1028          * spurious faults.
1029          *
1030          * These could be from user or supervisor accesses but the TLB
1031          * is only lazily flushed after a kernel mapping protection
1032          * change, so user accesses are not expected to cause spurious
1033          * faults.
1034          */
1035         if (error_code != (X86_PF_WRITE | X86_PF_PROT) &&
1036             error_code != (X86_PF_INSTR | X86_PF_PROT))
1037                 return 0;
1038
1039         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
1040         if (!pgd_present(*pgd))
1041                 return 0;
1042
1043         p4d = p4d_offset(pgd, address);
1044         if (!p4d_present(*p4d))
1045                 return 0;
1046
1047         if (p4d_large(*p4d))
1048                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) p4d);
1049
1050         pud = pud_offset(p4d, address);
1051         if (!pud_present(*pud))
1052                 return 0;
1053
1054         if (pud_large(*pud))
1055                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
1056
1057         pmd = pmd_offset(pud, address);
1058         if (!pmd_present(*pmd))
1059                 return 0;
1060
1061         if (pmd_large(*pmd))
1062                 return spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1063
1064         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
1065         if (!pte_present(*pte))
1066                 return 0;
1067
1068         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, pte);
1069         if (!ret)
1070                 return 0;
1071
1072         /*
1073          * Make sure we have permissions in PMD.
1074          * If not, then there's a bug in the page tables:
1075          */
1076         ret = spurious_kernel_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
1077         WARN_ONCE(!ret, "PMD has incorrect permission bits\n");
1078
1079         return ret;
1080 }
1081 NOKPROBE_SYMBOL(spurious_kernel_fault);
1082
1083 int show_unhandled_signals = 1;
1084
1085 static inline int
1086 access_error(unsigned long error_code, struct vm_area_struct *vma)
1087 {
1088         /* This is only called for the current mm, so: */
1089         bool foreign = false;
1090
1091         /*
1092          * Read or write was blocked by protection keys.  This is
1093          * always an unconditional error and can never result in
1094          * a follow-up action to resolve the fault, like a COW.
1095          */
1096         if (error_code & X86_PF_PK)
1097                 return 1;
1098
1099         /*
1100          * SGX hardware blocked the access.  This usually happens
1101          * when the enclave memory contents have been destroyed, like
1102          * after a suspend/resume cycle. In any case, the kernel can't
1103          * fix the cause of the fault.  Handle the fault as an access
1104          * error even in cases where no actual access violation
1105          * occurred.  This allows userspace to rebuild the enclave in
1106          * response to the signal.
1107          */
1108         if (unlikely(error_code & X86_PF_SGX))
1109                 return 1;
1110
1111         /*
1112          * Make sure to check the VMA so that we do not perform
1113          * faults just to hit a X86_PF_PK as soon as we fill in a
1114          * page.
1115          */
1116         if (!arch_vma_access_permitted(vma, (error_code & X86_PF_WRITE),
1117                                        (error_code & X86_PF_INSTR), foreign))
1118                 return 1;
1119
1120         /*
1121          * Shadow stack accesses (PF_SHSTK=1) are only permitted to
1122          * shadow stack VMAs. All other accesses result in an error.
1123          */
1124         if (error_code & X86_PF_SHSTK) {
1125                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_SHADOW_STACK)))
1126                         return 1;
1127                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1128                         return 1;
1129                 return 0;
1130         }
1131
1132         if (error_code & X86_PF_WRITE) {
1133                 /* write, present and write, not present: */
1134                 if (unlikely(vma->vm_flags & VM_SHADOW_STACK))
1135                         return 1;
1136                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
1137                         return 1;
1138                 return 0;
1139         }
1140
1141         /* read, present: */
1142         if (unlikely(error_code & X86_PF_PROT))
1143                 return 1;
1144
1145         /* read, not present: */
1146         if (unlikely(!vma_is_accessible(vma)))
1147                 return 1;
1148
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 bool fault_in_kernel_space(unsigned long address)
1153 {
1154         /*
1155          * On 64-bit systems, the vsyscall page is at an address above
1156          * TASK_SIZE_MAX, but is not considered part of the kernel
1157          * address space.
1158          */
1159         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) && is_vsyscall_vaddr(address))
1160                 return false;
1161
1162         return address >= TASK_SIZE_MAX;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Called for all faults where 'address' is part of the kernel address
1167  * space.  Might get called for faults that originate from *code* that
1168  * ran in userspace or the kernel.
1169  */
1170 static void
1171 do_kern_addr_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long hw_error_code,
1172                    unsigned long address)
1173 {
1174         /*
1175          * Protection keys exceptions only happen on user pages.  We
1176          * have no user pages in the kernel portion of the address
1177          * space, so do not expect them here.
1178          */
1179         WARN_ON_ONCE(hw_error_code & X86_PF_PK);
1180
1181 #ifdef CONFIG_X86_32
1182         /*
1183          * We can fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
1184          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
1185          *
1186          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
1187          * be in an interrupt or a critical region, and should
1188          * only copy the information from the master page table,
1189          * nothing more.
1190          *
1191          * Before doing this on-demand faulting, ensure that the
1192          * fault is not any of the following:
1193          * 1. A fault on a PTE with a reserved bit set.
1194          * 2. A fault caused by a user-mode access.  (Do not demand-
1195          *    fault kernel memory due to user-mode accesses).
1196          * 3. A fault caused by a page-level protection violation.
1197          *    (A demand fault would be on a non-present page which
1198          *     would have X86_PF_PROT==0).
1199          *
1200          * This is only needed to close a race condition on x86-32 in
1201          * the vmalloc mapping/unmapping code. See the comment above
1202          * vmalloc_fault() for details. On x86-64 the race does not
1203          * exist as the vmalloc mappings don't need to be synchronized
1204          * there.
1205          */
1206         if (!(hw_error_code & (X86_PF_RSVD | X86_PF_USER | X86_PF_PROT))) {
1207                 if (vmalloc_fault(address) >= 0)
1208                         return;
1209         }
1210 #endif
1211
1212         if (is_f00f_bug(regs, hw_error_code, address))
1213                 return;
1214
1215         /* Was the fault spurious, caused by lazy TLB invalidation? */
1216         if (spurious_kernel_fault(hw_error_code, address))
1217                 return;
1218
1219         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1220         if (WARN_ON_ONCE(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1221                 return;
1222
1223         /*
1224          * Note, despite being a "bad area", there are quite a few
1225          * acceptable reasons to get here, such as erratum fixups
1226          * and handling kernel code that can fault, like get_user().
1227          *
1228          * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
1229          * fault we could otherwise deadlock:
1230          */
1231         bad_area_nosemaphore(regs, hw_error_code, address);
1232 }
1233 NOKPROBE_SYMBOL(do_kern_addr_fault);
1234
1235 /*
1236  * Handle faults in the user portion of the address space.  Nothing in here
1237  * should check X86_PF_USER without a specific justification: for almost
1238  * all purposes, we should treat a normal kernel access to user memory
1239  * (e.g. get_user(), put_user(), etc.) the same as the WRUSS instruction.
1240  * The one exception is AC flag handling, which is, per the x86
1241  * architecture, special for WRUSS.
1242  */
1243 static inline
1244 void do_user_addr_fault(struct pt_regs *regs,
1245                         unsigned long error_code,
1246                         unsigned long address)
1247 {
1248         struct vm_area_struct *vma;
1249         struct task_struct *tsk;
1250         struct mm_struct *mm;
1251         vm_fault_t fault;
1252         unsigned int flags = FAULT_FLAG_DEFAULT;
1253
1254         tsk = current;
1255         mm = tsk->mm;
1256
1257         if (unlikely((error_code & (X86_PF_USER | X86_PF_INSTR)) == X86_PF_INSTR)) {
1258                 /*
1259                  * Whoops, this is kernel mode code trying to execute from
1260                  * user memory.  Unless this is AMD erratum #93, which
1261                  * corrupts RIP such that it looks like a user address,
1262                  * this is unrecoverable.  Don't even try to look up the
1263                  * VMA or look for extable entries.
1264                  */
1265                 if (is_errata93(regs, address))
1266                         return;
1267
1268                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* kprobes don't want to hook the spurious faults: */
1273         if (WARN_ON_ONCE(kprobe_page_fault(regs, X86_TRAP_PF)))
1274                 return;
1275
1276         /*
1277          * Reserved bits are never expected to be set on
1278          * entries in the user portion of the page tables.
1279          */
1280         if (unlikely(error_code & X86_PF_RSVD))
1281                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
1282
1283         /*
1284          * If SMAP is on, check for invalid kernel (supervisor) access to user
1285          * pages in the user address space.  The odd case here is WRUSS,
1286          * which, according to the preliminary documentation, does not respect
1287          * SMAP and will have the USER bit set so, in all cases, SMAP
1288          * enforcement appears to be consistent with the USER bit.
1289          */
1290         if (unlikely(cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_SMAP) &&
1291                      !(error_code & X86_PF_USER) &&
1292                      !(regs->flags & X86_EFLAGS_AC))) {
1293                 /*
1294                  * No extable entry here.  This was a kernel access to an
1295                  * invalid pointer.  get_kernel_nofault() will not get here.
1296                  */
1297                 page_fault_oops(regs, error_code, address);
1298                 return;
1299         }
1300
1301         /*
1302          * If we're in an interrupt, have no user context or are running
1303          * in a region with pagefaults disabled then we must not take the fault
1304          */
1305         if (unlikely(faulthandler_disabled() || !mm)) {
1306                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1307                 return;
1308         }
1309
1310         /*
1311          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
1312          * vmalloc fault has been handled.
1313          *
1314          * User-mode registers count as a user access even for any
1315          * potential system fault or CPU buglet:
1316          */
1317         if (user_mode(regs)) {
1318                 local_irq_enable();
1319                 flags |= FAULT_FLAG_USER;
1320         } else {
1321                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
1322                         local_irq_enable();
1323         }
1324
1325         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_PAGE_FAULTS, 1, regs, address);
1326
1327         /*
1328          * Read-only permissions can not be expressed in shadow stack PTEs.
1329          * Treat all shadow stack accesses as WRITE faults. This ensures
1330          * that the MM will prepare everything (e.g., break COW) such that
1331          * maybe_mkwrite() can create a proper shadow stack PTE.
1332          */
1333         if (error_code & X86_PF_SHSTK)
1334                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1335         if (error_code & X86_PF_WRITE)
1336                 flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
1337         if (error_code & X86_PF_INSTR)
1338                 flags |= FAULT_FLAG_INSTRUCTION;
1339
1340 #ifdef CONFIG_X86_64
1341         /*
1342          * Faults in the vsyscall page might need emulation.  The
1343          * vsyscall page is at a high address (>PAGE_OFFSET), but is
1344          * considered to be part of the user address space.
1345          *
1346          * The vsyscall page does not have a "real" VMA, so do this
1347          * emulation before we go searching for VMAs.
1348          *
1349          * PKRU never rejects instruction fetches, so we don't need
1350          * to consider the PF_PK bit.
1351          */
1352         if (is_vsyscall_vaddr(address)) {
1353                 if (emulate_vsyscall(error_code, regs, address))
1354                         return;
1355         }
1356 #endif
1357
1358         if (!(flags & FAULT_FLAG_USER))
1359                 goto lock_mmap;
1360
1361         vma = lock_vma_under_rcu(mm, address);
1362         if (!vma)
1363                 goto lock_mmap;
1364
1365         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1366                 vma_end_read(vma);
1367                 goto lock_mmap;
1368         }
1369         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags | FAULT_FLAG_VMA_LOCK, regs);
1370         if (!(fault & (VM_FAULT_RETRY | VM_FAULT_COMPLETED)))
1371                 vma_end_read(vma);
1372
1373         if (!(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1374                 count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_SUCCESS);
1375                 goto done;
1376         }
1377         count_vm_vma_lock_event(VMA_LOCK_RETRY);
1378         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
1379                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1380
1381         /* Quick path to respond to signals */
1382         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1383                 if (!user_mode(regs))
1384                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1385                                                  SIGBUS, BUS_ADRERR,
1386                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1387                 return;
1388         }
1389 lock_mmap:
1390
1391 retry:
1392         vma = lock_mm_and_find_vma(mm, address, regs);
1393         if (unlikely(!vma)) {
1394                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1395                 return;
1396         }
1397
1398         /*
1399          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
1400          * we can handle it..
1401          */
1402         if (unlikely(access_error(error_code, vma))) {
1403                 bad_area_access_error(regs, error_code, address, vma);
1404                 return;
1405         }
1406
1407         /*
1408          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
1409          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
1410          * the fault.  Since we never set FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT, if
1411          * we get VM_FAULT_RETRY back, the mmap_lock has been unlocked.
1412          *
1413          * Note that handle_userfault() may also release and reacquire mmap_lock
1414          * (and not return with VM_FAULT_RETRY), when returning to userland to
1415          * repeat the page fault later with a VM_FAULT_NOPAGE retval
1416          * (potentially after handling any pending signal during the return to
1417          * userland). The return to userland is identified whenever
1418          * FAULT_FLAG_USER|FAULT_FLAG_KILLABLE are both set in flags.
1419          */
1420         fault = handle_mm_fault(vma, address, flags, regs);
1421
1422         if (fault_signal_pending(fault, regs)) {
1423                 /*
1424                  * Quick path to respond to signals.  The core mm code
1425                  * has unlocked the mm for us if we get here.
1426                  */
1427                 if (!user_mode(regs))
1428                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1429                                                  SIGBUS, BUS_ADRERR,
1430                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1431                 return;
1432         }
1433
1434         /* The fault is fully completed (including releasing mmap lock) */
1435         if (fault & VM_FAULT_COMPLETED)
1436                 return;
1437
1438         /*
1439          * If we need to retry the mmap_lock has already been released,
1440          * and if there is a fatal signal pending there is no guarantee
1441          * that we made any progress. Handle this case first.
1442          */
1443         if (unlikely(fault & VM_FAULT_RETRY)) {
1444                 flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1445                 goto retry;
1446         }
1447
1448         mmap_read_unlock(mm);
1449 done:
1450         if (likely(!(fault & VM_FAULT_ERROR)))
1451                 return;
1452
1453         if (fatal_signal_pending(current) && !user_mode(regs)) {
1454                 kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1455                                          0, 0, ARCH_DEFAULT_PKEY);
1456                 return;
1457         }
1458
1459         if (fault & VM_FAULT_OOM) {
1460                 /* Kernel mode? Handle exceptions or die: */
1461                 if (!user_mode(regs)) {
1462                         kernelmode_fixup_or_oops(regs, error_code, address,
1463                                                  SIGSEGV, SEGV_MAPERR,
1464                                                  ARCH_DEFAULT_PKEY);
1465                         return;
1466                 }
1467
1468                 /*
1469                  * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the
1470                  * userspace (which will retry the fault, or kill us if we got
1471                  * oom-killed):
1472                  */
1473                 pagefault_out_of_memory();
1474         } else {
1475                 if (fault & (VM_FAULT_SIGBUS|VM_FAULT_HWPOISON|
1476                              VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
1477                         do_sigbus(regs, error_code, address, fault);
1478                 else if (fault & VM_FAULT_SIGSEGV)
1479                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
1480                 else
1481                         BUG();
1482         }
1483 }
1484 NOKPROBE_SYMBOL(do_user_addr_fault);
1485
1486 static __always_inline void
1487 trace_page_fault_entries(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1488                          unsigned long address)
1489 {
1490         if (!trace_pagefault_enabled())
1491                 return;
1492
1493         if (user_mode(regs))
1494                 trace_page_fault_user(address, regs, error_code);
1495         else
1496                 trace_page_fault_kernel(address, regs, error_code);
1497 }
1498
1499 static __always_inline void
1500 handle_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
1501                               unsigned long address)
1502 {
1503         trace_page_fault_entries(regs, error_code, address);
1504
1505         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
1506                 return;
1507
1508         /* Was the fault on kernel-controlled part of the address space? */
1509         if (unlikely(fault_in_kernel_space(address))) {
1510                 do_kern_addr_fault(regs, error_code, address);
1511         } else {
1512                 do_user_addr_fault(regs, error_code, address);
1513                 /*
1514                  * User address page fault handling might have reenabled
1515                  * interrupts. Fixing up all potential exit points of
1516                  * do_user_addr_fault() and its leaf functions is just not
1517                  * doable w/o creating an unholy mess or turning the code
1518                  * upside down.
1519                  */
1520                 local_irq_disable();
1521         }
1522 }
1523
1524 DEFINE_IDTENTRY_RAW_ERRORCODE(exc_page_fault)
1525 {
1526         unsigned long address = read_cr2();
1527         irqentry_state_t state;
1528
1529         prefetchw(&current->mm->mmap_lock);
1530
1531         /*
1532          * KVM uses #PF vector to deliver 'page not present' events to guests
1533          * (asynchronous page fault mechanism). The event happens when a
1534          * userspace task is trying to access some valid (from guest's point of
1535          * view) memory which is not currently mapped by the host (e.g. the
1536          * memory is swapped out). Note, the corresponding "page ready" event
1537          * which is injected when the memory becomes available, is delivered via
1538          * an interrupt mechanism and not a #PF exception
1539          * (see arch/x86/kernel/kvm.c: sysvec_kvm_asyncpf_interrupt()).
1540          *
1541          * We are relying on the interrupted context being sane (valid RSP,
1542          * relevant locks not held, etc.), which is fine as long as the
1543          * interrupted context had IF=1.  We are also relying on the KVM
1544          * async pf type field and CR2 being read consistently instead of
1545          * getting values from real and async page faults mixed up.
1546          *
1547          * Fingers crossed.
1548          *
1549          * The async #PF handling code takes care of idtentry handling
1550          * itself.
1551          */
1552         if (kvm_handle_async_pf(regs, (u32)address))
1553                 return;
1554
1555         /*
1556          * Entry handling for valid #PF from kernel mode is slightly
1557          * different: RCU is already watching and ct_irq_enter() must not
1558          * be invoked because a kernel fault on a user space address might
1559          * sleep.
1560          *
1561          * In case the fault hit a RCU idle region the conditional entry
1562          * code reenabled RCU to avoid subsequent wreckage which helps
1563          * debuggability.
1564          */
1565         state = irqentry_enter(regs);
1566
1567         instrumentation_begin();
1568         handle_page_fault(regs, error_code, address);
1569         instrumentation_end();
1570
1571         irqentry_exit(regs, state);
1572 }