arch/x86/kernel/traps.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
   4  *
   5  *  Pentium III FXSR, SSE support
   6  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   7  */
   8
   9 /*
  10  * Handle hardware traps and faults.
  11  */
  12
  13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  14
  15 #include <linux/context_tracking.h>
  16 #include <linux/interrupt.h>
  17 #include <linux/kallsyms.h>
  18 #include <linux/spinlock.h>
  19 #include <linux/kprobes.h>
  20 #include <linux/uaccess.h>
  21 #include <linux/kdebug.h>
  22 #include <linux/kgdb.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/export.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/uprobes.h>
  27 #include <linux/string.h>
  28 #include <linux/delay.h>
  29 #include <linux/errno.h>
  30 #include <linux/kexec.h>
  31 #include <linux/sched.h>
  32 #include <linux/sched/task_stack.h>
  33 #include <linux/timer.h>
  34 #include <linux/init.h>
  35 #include <linux/bug.h>
  36 #include <linux/nmi.h>
  37 #include <linux/mm.h>
  38 #include <linux/smp.h>
  39 #include <linux/io.h>
  40 #include <asm/stacktrace.h>
  41 #include <asm/processor.h>
  42 #include <asm/debugreg.h>
  43 #include <linux/atomic.h>
  44 #include <asm/text-patching.h>
  45 #include <asm/ftrace.h>
  46 #include <asm/traps.h>
  47 #include <asm/desc.h>
  48 #include <asm/fpu/internal.h>
  49 #include <asm/cpu_entry_area.h>
  50 #include <asm/mce.h>
  51 #include <asm/fixmap.h>
  52 #include <asm/mach_traps.h>
  53 #include <asm/alternative.h>
  54 #include <asm/fpu/xstate.h>
  55 #include <asm/vm86.h>
  56 #include <asm/umip.h>
  57 #include <asm/insn.h>
  58 #include <asm/insn-eval.h>
  59
  60 #ifdef CONFIG_X86_64
  61 #include <asm/x86_init.h>
  62 #include <asm/pgalloc.h>
  63 #include <asm/proto.h>
  64 #else
  65 #include <asm/processor-flags.h>
  66 #include <asm/setup.h>
  67 #include <asm/proto.h>
  68 #endif
  69
  70 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
  71
  72 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  73 {
  74         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  75                 local_irq_enable();
  76 }
  77
  78 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  79 {
  80         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  81                 local_irq_disable();
  82 }
  83
  84 /*
  85  * In IST context, we explicitly disable preemption.  This serves two
  86  * purposes: it makes it much less likely that we would accidentally
  87  * schedule in IST context and it will force a warning if we somehow
  88  * manage to schedule by accident.
  89  */
  90 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
  91 {
  92         if (user_mode(regs)) {
  93                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
  94         } else {
  95                 /*
  96                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
  97                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
  98                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
  99                  * but we need to notify RCU.
 100                  */
 101                 rcu_nmi_enter();
 102         }
 103
 104         preempt_disable();
 105
 106         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 107         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 108 }
 109 NOKPROBE_SYMBOL(ist_enter);
 110
 111 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 112 {
 113         preempt_enable_no_resched();
 114
 115         if (!user_mode(regs))
 116                 rcu_nmi_exit();
 117 }
 118
 119 /**
 120  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 121  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 122  *
 123  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 124  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 125  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 126  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 127  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 128  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 129  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 130  * before ist_exit().
 131  */
 132 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 133 {
 134         BUG_ON(!user_mode(regs));
 135
 136         /*
 137          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 138          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 139          * from double_fault.
 140          */
 141         BUG_ON(!on_thread_stack());
 142
 143         preempt_enable_no_resched();
 144 }
 145
 146 /**
 147  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 148  *
 149  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 150  */
 151 void ist_end_non_atomic(void)
 152 {
 153         preempt_disable();
 154 }
 155
 156 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
 157 {
 158         unsigned short ud;
 159
 160         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
 161                 return 0;
 162
 163         if (probe_kernel_address((unsigned short *)addr, ud))
 164                 return 0;
 165
 166         return ud == INSN_UD0 || ud == INSN_UD2;
 167 }
 168
 169 int fixup_bug(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 170 {
 171         if (trapnr != X86_TRAP_UD)
 172                 return 0;
 173
 174         switch (report_bug(regs->ip, regs)) {
 175         case BUG_TRAP_TYPE_NONE:
 176         case BUG_TRAP_TYPE_BUG:
 177                 break;
 178
 179         case BUG_TRAP_TYPE_WARN:
 180                 regs->ip += LEN_UD2;
 181                 return 1;
 182         }
 183
 184         return 0;
 185 }
 186
 187 static nokprobe_inline int
 188 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, const char *str,
 189                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 190 {
 191         if (v8086_mode(regs)) {
 192                 /*
 193                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 194                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 195                  */
 196                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 197                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 198                                                 error_code, trapnr))
 199                                 return 0;
 200                 }
 201         } else if (!user_mode(regs)) {
 202                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
 203                         return 0;
 204
 205                 tsk->thread.error_code = error_code;
 206                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 207                 die(str, regs, error_code);
 208         }
 209
 210         /*
 211          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 212          * kernelspace faults which result in die(), but not
 213          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 214          * process no chance to handle the signal and notice the
 215          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 216          * the information about previously queued, but not yet
 217          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 218          */
 219         tsk->thread.error_code = error_code;
 220         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 221
 222         return -1;
 223 }
 224
 225 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
 226                         const char *type, const char *desc,
 227                         struct pt_regs *regs, long error_code)
 228 {
 229         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 230             printk_ratelimit()) {
 231                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 232                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
 233                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 234                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 235                 pr_cont("\n");
 236         }
 237 }
 238
 239 static void
 240 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 241         long error_code, int sicode, void __user *addr)
 242 {
 243         struct task_struct *tsk = current;
 244
 245
 246         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 247                 return;
 248
 249         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
 250
 251         if (!sicode)
 252                 force_sig(signr);
 253         else
 254                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
 255 }
 256 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 257
 258 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 259         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
 260 {
 261         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 262
 263         /*
 264          * WARN*()s end up here; fix them up before we call the
 265          * notifier chain.
 266          */
 267         if (!user_mode(regs) && fixup_bug(regs, trapnr))
 268                 return;
 269
 270         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 271                         NOTIFY_STOP) {
 272                 cond_local_irq_enable(regs);
 273                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
 274         }
 275 }
 276
 277 #define IP ((void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs))
 278 #define DO_ERROR(trapnr, signr, sicode, addr, str, name)                   \
 279 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)        \
 280 {                                                                          \
 281         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr, sicode, addr); \
 282 }
 283
 284 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  FPE_INTDIV,   IP, "divide error",        divide_error)
 285 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV,          0, NULL, "overflow",            overflow)
 286 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  ILL_ILLOPN,   IP, "invalid opcode",      invalid_op)
 287 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,           0, NULL, "coprocessor segment overrun", coprocessor_segment_overrun)
 288 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV,          0, NULL, "invalid TSS",         invalid_TSS)
 289 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,           0, NULL, "segment not present", segment_not_present)
 290 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,           0, NULL, "stack segment",       stack_segment)
 291 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  BUS_ADRALN, NULL, "alignment check",     alignment_check)
 292 #undef IP
 293
 294 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 295 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 296                                                 struct pt_regs *regs,
 297                                                 unsigned long fault_address)
 298 {
 299         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 300                  (void *)fault_address, current->stack,
 301                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 302         die(message, regs, 0);
 303
 304         /* Be absolutely certain we don't return. */
 305         panic("%s", message);
 306 }
 307 #endif
 308
 309 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_DOUBLEFAULT)
 310 /*
 311  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
 312  *
 313  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
 314  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
 315  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
 316  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
 317  *
 318  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
 319  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
 320  *
 321  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
 322  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
 323  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
 324  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
 325  */
 326 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code, unsigned long cr2)
 327 {
 328         static const char str[] = "double fault";
 329         struct task_struct *tsk = current;
 330
 331 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 332         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 333
 334         /*
 335          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 336          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
 337          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
 338          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
 339          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
 340          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
 341          * set up according to its expectations.
 342          *
 343          * The net result is that our #GP handler will think that we
 344          * entered from usermode with the bad user context.
 345          *
 346          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 347          */
 348         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 349                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 350                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 351         {
 352                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 353
 354                 /*
 355                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
 356                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
 357                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
 358                  *
 359                  */
 360                 memmove(&gpregs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 361                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 362
 363                 /*
 364                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
 365                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
 366                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
 367                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
 368                  * frame we just set up.
 369                  *
 370                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
 371                  * which is what the stub expects, given that the faulting
 372                  * RIP will be the IRET instruction.
 373                  */
 374                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 375                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
 376
 377                 return;
 378         }
 379 #endif
 380
 381         ist_enter(regs);
 382         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 383
 384         tsk->thread.error_code = error_code;
 385         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 386
 387 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 388         /*
 389          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 390          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 391          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 392          * the stack, the processor will get a page fault while
 393          * delivering the exception and will generate a double fault.
 394          *
 395          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 396          * Page-Fault Exception (#PF):
 397          *
 398          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 399          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 400          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
 401          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 402          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 403          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 404          *   double fault.
 405          *
 406          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 407          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 408          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 409          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 410          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 411          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 412          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 413          *
 414          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 415          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 416          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 417          * take an exception, the stack is already aligned and there
 418          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 419          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 420          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 421          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 422          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 423          * something else.
 424          */
 425         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 426                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 427 #endif
 428
 429         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
 430         die("double fault", regs, error_code);
 431         panic("Machine halted.");
 432 }
 433 #endif
 434
 435 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 436 {
 437         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 438         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 439                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 440                 return;
 441         cond_local_irq_enable(regs);
 442
 443         if (!user_mode(regs))
 444                 die("bounds", regs, error_code);
 445
 446         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, 0, NULL);
 447 }
 448
 449 enum kernel_gp_hint {
 450         GP_NO_HINT,
 451         GP_NON_CANONICAL,
 452         GP_CANONICAL
 453 };
 454
 455 /*
 456  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
 457  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
 458  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
 459  */
 460 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
 461                                                  unsigned long *addr)
 462 {
 463         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
 464         struct insn insn;
 465
 466         if (probe_kernel_read(insn_buf, (void *)regs->ip, MAX_INSN_SIZE))
 467                 return GP_NO_HINT;
 468
 469         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
 470         insn_get_modrm(&insn);
 471         insn_get_sib(&insn);
 472
 473         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
 474         if (*addr == -1UL)
 475                 return GP_NO_HINT;
 476
 477 #ifdef CONFIG_X86_64
 478         /*
 479          * Check that:
 480          *  - the operand is not in the kernel half
 481          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
 482          */
 483         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
 484             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
 485                 return GP_NON_CANONICAL;
 486 #endif
 487
 488         return GP_CANONICAL;
 489 }
 490
 491 #define GPFSTR "general protection fault"
 492
 493 dotraplinkage void do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 494 {
 495         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
 496         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
 497         struct task_struct *tsk;
 498         unsigned long gp_addr;
 499         int ret;
 500
 501         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 502         cond_local_irq_enable(regs);
 503
 504         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 505                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 506                         return;
 507         }
 508
 509         if (v8086_mode(regs)) {
 510                 local_irq_enable();
 511                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 512                 return;
 513         }
 514
 515         tsk = current;
 516
 517         if (user_mode(regs)) {
 518                 tsk->thread.error_code = error_code;
 519                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 520
 521                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
 522                 force_sig(SIGSEGV);
 523
 524                 return;
 525         }
 526
 527         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
 528                 return;
 529
 530         tsk->thread.error_code = error_code;
 531         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 532
 533         /*
 534          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
 535          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
 536          */
 537         if (!preemptible() &&
 538             kprobe_running() &&
 539             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
 540                 return;
 541
 542         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
 543         if (ret == NOTIFY_STOP)
 544                 return;
 545
 546         if (error_code)
 547                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
 548         else
 549                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
 550
 551         if (hint != GP_NO_HINT)
 552                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
 553                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
 554                                                     : "maybe for address",
 555                          gp_addr);
 556
 557         /*
 558          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
 559          * otherwise.
 560          */
 561         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
 562                 gp_addr = 0;
 563
 564         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
 565
 566 }
 567 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 568
 569 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 570 {
 571         if (poke_int3_handler(regs))
 572                 return;
 573
 574         /*
 575          * Use ist_enter despite the fact that we don't use an IST stack.
 576          * We can be called from a kprobe in non-CONTEXT_KERNEL kernel
 577          * mode or even during context tracking state changes.
 578          *
 579          * This means that we can't schedule.  That's okay.
 580          */
 581         ist_enter(regs);
 582         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 583 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 584         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 585                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 586                 goto exit;
 587 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 588
 589 #ifdef CONFIG_KPROBES
 590         if (kprobe_int3_handler(regs))
 591                 goto exit;
 592 #endif
 593
 594         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 595                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 596                 goto exit;
 597
 598         cond_local_irq_enable(regs);
 599         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, 0, NULL);
 600         cond_local_irq_disable(regs);
 601
 602 exit:
 603         ist_exit(regs);
 604 }
 605 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 606
 607 #ifdef CONFIG_X86_64
 608 /*
 609  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
 610  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
 611  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
 612  */
 613 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 614 {
 615         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
 616         if (regs != eregs)
 617                 *regs = *eregs;
 618         return regs;
 619 }
 620 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 621
 622 struct bad_iret_stack {
 623         void *error_entry_ret;
 624         struct pt_regs regs;
 625 };
 626
 627 asmlinkage __visible notrace
 628 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 629 {
 630         /*
 631          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 632          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 633          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
 634          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
 635          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
 636          * exception came from the IRET target.
 637          */
 638         struct bad_iret_stack *new_stack =
 639                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 640
 641         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 642         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 643
 644         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 645         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 646
 647         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 648         return new_stack;
 649 }
 650 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 651 #endif
 652
 653 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 654 {
 655         /*
 656          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 657          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 658          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 659          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 660          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 661          * be set.)
 662          */
 663 #ifdef CONFIG_X86_32
 664         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 665                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 666                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 667 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 668         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 669                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 670                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 671 #else
 672         return false;
 673 #endif
 674 }
 675
 676 /*
 677  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 678  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 679  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 680  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 681  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 682  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 683  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 684  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 685  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 686  *
 687  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 688  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 689  * user code runs with the correct debug control register even though
 690  * we clear it here.
 691  *
 692  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 693  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 694  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 695  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 696  * by user code)
 697  *
 698  * May run on IST stack.
 699  */
 700 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 701 {
 702         struct task_struct *tsk = current;
 703         int user_icebp = 0;
 704         unsigned long dr6;
 705         int si_code;
 706
 707         ist_enter(regs);
 708
 709         get_debugreg(dr6, 6);
 710         /*
 711          * The Intel SDM says:
 712          *
 713          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 714          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 715          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 716          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 717          *   returning to the interrupted task.
 718          *
 719          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 720          */
 721         set_debugreg(0, 6);
 722
 723         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 724         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 725
 726         /*
 727          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 728          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 729          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 730          */
 731         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 732
 733         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 734                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 735                 dr6 &= ~DR_STEP;
 736                 if (!dr6)
 737                         goto exit;
 738                 /*
 739                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 740                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 741                  * through and handle the watchpoint.
 742                  */
 743         }
 744
 745         /*
 746          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 747          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 748          * User wants a sigtrap for that.
 749          */
 750         if (!dr6 && user_mode(regs))
 751                 user_icebp = 1;
 752
 753         /* Store the virtualized DR6 value */
 754         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 755
 756 #ifdef CONFIG_KPROBES
 757         if (kprobe_debug_handler(regs))
 758                 goto exit;
 759 #endif
 760
 761         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 762                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 763                 goto exit;
 764
 765         /*
 766          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 767          * as we may switch to the interrupt stack.
 768          */
 769         debug_stack_usage_inc();
 770
 771         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 772         cond_local_irq_enable(regs);
 773
 774         if (v8086_mode(regs)) {
 775                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 776                                         X86_TRAP_DB);
 777                 cond_local_irq_disable(regs);
 778                 debug_stack_usage_dec();
 779                 goto exit;
 780         }
 781
 782         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 783                 /*
 784                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 785                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 786                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 787                  * an oops.
 788                  */
 789                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 790                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 791                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 792         }
 793         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 794         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 795                 send_sigtrap(regs, error_code, si_code);
 796         cond_local_irq_disable(regs);
 797         debug_stack_usage_dec();
 798
 799 exit:
 800         ist_exit(regs);
 801 }
 802 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 803
 804 /*
 805  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 806  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 807  * IRQ13 behaviour
 808  */
 809 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 810 {
 811         struct task_struct *task = current;
 812         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 813         int si_code;
 814         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 815                                                 "simd exception";
 816
 817         cond_local_irq_enable(regs);
 818
 819         if (!user_mode(regs)) {
 820                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
 821                         return;
 822
 823                 task->thread.error_code = error_code;
 824                 task->thread.trap_nr = trapnr;
 825
 826                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code,
 827                                         trapnr, SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
 828                         die(str, regs, error_code);
 829                 return;
 830         }
 831
 832         /*
 833          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 834          */
 835         fpu__save(fpu);
 836
 837         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 838         task->thread.error_code = error_code;
 839
 840         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 841         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 842         if (!si_code)
 843                 return;
 844
 845         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
 846                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
 847 }
 848
 849 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 850 {
 851         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 852         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 853 }
 854
 855 dotraplinkage void
 856 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 857 {
 858         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 859         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 860 }
 861
 862 dotraplinkage void
 863 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 864 {
 865         cond_local_irq_enable(regs);
 866 }
 867
 868 dotraplinkage void
 869 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 870 {
 871         unsigned long cr0 = read_cr0();
 872
 873         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 874
 875 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 876         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
 877                 struct math_emu_info info = { };
 878
 879                 cond_local_irq_enable(regs);
 880
 881                 info.regs = regs;
 882                 math_emulate(&info);
 883                 return;
 884         }
 885 #endif
 886
 887         /* This should not happen. */
 888         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 889                 /* Try to fix it up and carry on. */
 890                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 891         } else {
 892                 /*
 893                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 894                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 895                  * loop of #NM faults.
 896                  */
 897                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 898         }
 899 }
 900 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 901
 902 #ifdef CONFIG_X86_32
 903 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 904 {
 905         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 906         local_irq_enable();
 907
 908         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 909                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 910                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 911                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
 912         }
 913 }
 914 #endif
 915
 916 void __init trap_init(void)
 917 {
 918         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
 919         setup_cpu_entry_areas();
 920
 921         idt_setup_traps();
 922
 923         /*
 924          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 925          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 926          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 927          * It will be reloaded in cpu_init() */
 928         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
 929                     PAGE_KERNEL_RO);
 930         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
 931
 932         /*
 933          * Should be a barrier for any external CPU state:
 934          */
 935         cpu_init();
 936
 937         idt_setup_ist_traps();
 938
 939         x86_init.irqs.trap_init();
 940
 941         idt_setup_debugidt_traps();
 942 }