adcc62380ece2e5c4c5d05594d51b908c6843684
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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 <linux/hardirq.h>
41 #include <linux/atomic.h>
42
43 #include <asm/stacktrace.h>
44 #include <asm/processor.h>
45 #include <asm/debugreg.h>
46 #include <asm/text-patching.h>
47 #include <asm/ftrace.h>
48 #include <asm/traps.h>
49 #include <asm/desc.h>
50 #include <asm/fpu/internal.h>
51 #include <asm/cpu.h>
52 #include <asm/cpu_entry_area.h>
53 #include <asm/mce.h>
54 #include <asm/fixmap.h>
55 #include <asm/mach_traps.h>
56 #include <asm/alternative.h>
57 #include <asm/fpu/xstate.h>
58 #include <asm/vm86.h>
59 #include <asm/umip.h>
60 #include <asm/insn.h>
61 #include <asm/insn-eval.h>
62
63 #ifdef CONFIG_X86_64
64 #include <asm/x86_init.h>
65 #include <asm/pgalloc.h>
66 #include <asm/proto.h>
67 #else
68 #include <asm/processor-flags.h>
69 #include <asm/setup.h>
70 #include <asm/proto.h>
71 #endif
72
73 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
74
75 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
76 {
77         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
78                 local_irq_enable();
79 }
80
81 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
82 {
83         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
84                 local_irq_disable();
85 }
86
87 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
88 {
89         unsigned short ud;
90
91         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
92                 return 0;
93
94         if (probe_kernel_address((unsigned short *)addr, ud))
95                 return 0;
96
97         return ud == INSN_UD0 || ud == INSN_UD2;
98 }
99
100 int fixup_bug(struct pt_regs *regs, int trapnr)
101 {
102         if (trapnr != X86_TRAP_UD)
103                 return 0;
104
105         switch (report_bug(regs->ip, regs)) {
106         case BUG_TRAP_TYPE_NONE:
107         case BUG_TRAP_TYPE_BUG:
108                 break;
109
110         case BUG_TRAP_TYPE_WARN:
111                 regs->ip += LEN_UD2;
112                 return 1;
113         }
114
115         return 0;
116 }
117
118 static nokprobe_inline int
119 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, const char *str,
120                   struct pt_regs *regs, long error_code)
121 {
122         if (v8086_mode(regs)) {
123                 /*
124                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
125                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
126                  */
127                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
128                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
129                                                 error_code, trapnr))
130                                 return 0;
131                 }
132         } else if (!user_mode(regs)) {
133                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
134                         return 0;
135
136                 tsk->thread.error_code = error_code;
137                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
138                 die(str, regs, error_code);
139         }
140
141         /*
142          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
143          * kernelspace faults which result in die(), but not
144          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
145          * process no chance to handle the signal and notice the
146          * kernel fault information, so that won't result in polluting
147          * the information about previously queued, but not yet
148          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
149          */
150         tsk->thread.error_code = error_code;
151         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
152
153         return -1;
154 }
155
156 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
157                         const char *type, const char *desc,
158                         struct pt_regs *regs, long error_code)
159 {
160         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
161             printk_ratelimit()) {
162                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
163                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
164                         regs->ip, regs->sp, error_code);
165                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
166                 pr_cont("\n");
167         }
168 }
169
170 static void
171 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
172         long error_code, int sicode, void __user *addr)
173 {
174         struct task_struct *tsk = current;
175
176         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
177                 return;
178
179         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
180
181         if (!sicode)
182                 force_sig(signr);
183         else
184                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
185 }
186 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
187
188 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
189         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
190 {
191         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
192
193         /*
194          * WARN*()s end up here; fix them up before we call the
195          * notifier chain.
196          */
197         if (!user_mode(regs) && fixup_bug(regs, trapnr))
198                 return;
199
200         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
201                         NOTIFY_STOP) {
202                 cond_local_irq_enable(regs);
203                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
204         }
205 }
206
207 #define IP ((void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs))
208 #define DO_ERROR(trapnr, signr, sicode, addr, str, name)                   \
209 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)        \
210 {                                                                          \
211         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr, sicode, addr); \
212 }
213
214 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  FPE_INTDIV,   IP, "divide error",        divide_error)
215 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV,          0, NULL, "overflow",            overflow)
216 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  ILL_ILLOPN,   IP, "invalid opcode",      invalid_op)
217 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,           0, NULL, "coprocessor segment overrun", coprocessor_segment_overrun)
218 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV,          0, NULL, "invalid TSS",         invalid_TSS)
219 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,           0, NULL, "segment not present", segment_not_present)
220 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,           0, NULL, "stack segment",       stack_segment)
221 #undef IP
222
223 dotraplinkage void do_alignment_check(struct pt_regs *regs, long error_code)
224 {
225         char *str = "alignment check";
226
227         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
228
229         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_AC, SIGBUS) == NOTIFY_STOP)
230                 return;
231
232         if (!user_mode(regs))
233                 die("Split lock detected\n", regs, error_code);
234
235         local_irq_enable();
236
237         if (handle_user_split_lock(regs, error_code))
238                 return;
239
240         do_trap(X86_TRAP_AC, SIGBUS, "alignment check", regs,
241                 error_code, BUS_ADRALN, NULL);
242 }
243
244 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
245 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
246                                                 struct pt_regs *regs,
247                                                 unsigned long fault_address)
248 {
249         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
250                  (void *)fault_address, current->stack,
251                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
252         die(message, regs, 0);
253
254         /* Be absolutely certain we don't return. */
255         panic("%s", message);
256 }
257 #endif
258
259 /*
260  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
261  *
262  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
263  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
264  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
265  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
266  *
267  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
268  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
269  *
270  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
271  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
272  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
273  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
274  */
275 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code, unsigned long cr2)
276 {
277         static const char str[] = "double fault";
278         struct task_struct *tsk = current;
279
280 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
281         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
282
283         /*
284          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
285          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
286          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
287          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
288          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
289          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
290          * set up according to its expectations.
291          *
292          * The net result is that our #GP handler will think that we
293          * entered from usermode with the bad user context.
294          *
295          * No need for nmi_enter() here because we don't use RCU.
296          */
297         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
298                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
299                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
300         {
301                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
302                 unsigned long *p = (unsigned long *)regs->sp;
303
304                 /*
305                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
306                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
307                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
308                  *
309                  */
310                 gpregs->ip      = p[0];
311                 gpregs->cs      = p[1];
312                 gpregs->flags   = p[2];
313                 gpregs->sp      = p[3];
314                 gpregs->ss      = p[4];
315                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
316
317                 /*
318                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
319                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
320                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
321                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
322                  * frame we just set up.
323                  *
324                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
325                  * which is what the stub expects, given that the faulting
326                  * RIP will be the IRET instruction.
327                  */
328                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
329                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
330
331                 return;
332         }
333 #endif
334
335         nmi_enter();
336         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
337
338         tsk->thread.error_code = error_code;
339         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
340
341 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
342         /*
343          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
344          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
345          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
346          * the stack, the processor will get a page fault while
347          * delivering the exception and will generate a double fault.
348          *
349          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
350          * Page-Fault Exception (#PF):
351          *
352          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
353          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
354          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
355          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
356          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
357          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
358          *   double fault.
359          *
360          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
361          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
362          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
363          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
364          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
365          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
366          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
367          *
368          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
369          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
370          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
371          * take an exception, the stack is already aligned and there
372          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
373          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
374          * fault.  With any less space left, exception delivery could
375          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
376          * stack even if the actual trigger for the double fault was
377          * something else.
378          */
379         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
380                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
381 #endif
382
383         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
384         die("double fault", regs, error_code);
385         panic("Machine halted.");
386 }
387
388 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
389 {
390         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
391         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
392                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
393                 return;
394         cond_local_irq_enable(regs);
395
396         if (!user_mode(regs))
397                 die("bounds", regs, error_code);
398
399         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, 0, NULL);
400 }
401
402 enum kernel_gp_hint {
403         GP_NO_HINT,
404         GP_NON_CANONICAL,
405         GP_CANONICAL
406 };
407
408 /*
409  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
410  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
411  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
412  */
413 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
414                                                  unsigned long *addr)
415 {
416         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
417         struct insn insn;
418
419         if (probe_kernel_read(insn_buf, (void *)regs->ip, MAX_INSN_SIZE))
420                 return GP_NO_HINT;
421
422         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
423         insn_get_modrm(&insn);
424         insn_get_sib(&insn);
425
426         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
427         if (*addr == -1UL)
428                 return GP_NO_HINT;
429
430 #ifdef CONFIG_X86_64
431         /*
432          * Check that:
433          *  - the operand is not in the kernel half
434          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
435          */
436         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
437             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
438                 return GP_NON_CANONICAL;
439 #endif
440
441         return GP_CANONICAL;
442 }
443
444 #define GPFSTR "general protection fault"
445
446 dotraplinkage void do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
447 {
448         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
449         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
450         struct task_struct *tsk;
451         unsigned long gp_addr;
452         int ret;
453
454         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
455         cond_local_irq_enable(regs);
456
457         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
458                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
459                         return;
460         }
461
462         if (v8086_mode(regs)) {
463                 local_irq_enable();
464                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
465                 return;
466         }
467
468         tsk = current;
469
470         if (user_mode(regs)) {
471                 tsk->thread.error_code = error_code;
472                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
473
474                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
475                 force_sig(SIGSEGV);
476
477                 return;
478         }
479
480         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
481                 return;
482
483         tsk->thread.error_code = error_code;
484         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
485
486         /*
487          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
488          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
489          */
490         if (!preemptible() &&
491             kprobe_running() &&
492             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
493                 return;
494
495         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
496         if (ret == NOTIFY_STOP)
497                 return;
498
499         if (error_code)
500                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
501         else
502                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
503
504         if (hint != GP_NO_HINT)
505                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
506                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
507                                                     : "maybe for address",
508                          gp_addr);
509
510         /*
511          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
512          * otherwise.
513          */
514         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
515                 gp_addr = 0;
516
517         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
518
519 }
520 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
521
522 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
523 {
524         if (poke_int3_handler(regs))
525                 return;
526
527         /*
528          * Unlike any other non-IST entry, we can be called from pretty much
529          * any location in the kernel through kprobes -- text_poke() will most
530          * likely be handled by poke_int3_handler() above. This means this
531          * handler is effectively NMI-like.
532          */
533         if (!user_mode(regs))
534                 nmi_enter();
535
536 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
537         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
538                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
539                 goto exit;
540 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
541
542 #ifdef CONFIG_KPROBES
543         if (kprobe_int3_handler(regs))
544                 goto exit;
545 #endif
546
547         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
548                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
549                 goto exit;
550
551         cond_local_irq_enable(regs);
552         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, 0, NULL);
553         cond_local_irq_disable(regs);
554
555 exit:
556         if (!user_mode(regs))
557                 nmi_exit();
558 }
559 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
560
561 #ifdef CONFIG_X86_64
562 /*
563  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
564  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
565  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
566  */
567 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
568 {
569         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
570         if (regs != eregs)
571                 *regs = *eregs;
572         return regs;
573 }
574
575 struct bad_iret_stack {
576         void *error_entry_ret;
577         struct pt_regs regs;
578 };
579
580 asmlinkage __visible noinstr
581 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
582 {
583         /*
584          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
585          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
586          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
587          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
588          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
589          * exception came from the IRET target.
590          */
591         struct bad_iret_stack tmp, *new_stack =
592                 (struct bad_iret_stack *)__this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
593
594         /* Copy the IRET target to the temporary storage. */
595         memcpy(&tmp.regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
596
597         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
598         memcpy(&tmp, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
599
600         /* Update the entry stack */
601         memcpy(new_stack, &tmp, sizeof(tmp));
602
603         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
604         return new_stack;
605 }
606 #endif
607
608 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
609 {
610         /*
611          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
612          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
613          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
614          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
615          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
616          * be set.)
617          */
618 #ifdef CONFIG_X86_32
619         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
620                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
621                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
622 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
623         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
624                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
625                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
626 #else
627         return false;
628 #endif
629 }
630
631 /*
632  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
633  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
634  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
635  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
636  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
637  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
638  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
639  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
640  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
641  *
642  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
643  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
644  * user code runs with the correct debug control register even though
645  * we clear it here.
646  *
647  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
648  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
649  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
650  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
651  * by user code)
652  *
653  * May run on IST stack.
654  */
655 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
656 {
657         struct task_struct *tsk = current;
658         int user_icebp = 0;
659         unsigned long dr6;
660         int si_code;
661
662         nmi_enter();
663
664         get_debugreg(dr6, 6);
665         /*
666          * The Intel SDM says:
667          *
668          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
669          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
670          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
671          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
672          *   returning to the interrupted task.
673          *
674          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
675          */
676         set_debugreg(0, 6);
677
678         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
679         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
680
681         /*
682          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
683          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
684          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
685          */
686         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
687
688         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
689                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
690                 dr6 &= ~DR_STEP;
691                 if (!dr6)
692                         goto exit;
693                 /*
694                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
695                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
696                  * through and handle the watchpoint.
697                  */
698         }
699
700         /*
701          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
702          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
703          * User wants a sigtrap for that.
704          */
705         if (!dr6 && user_mode(regs))
706                 user_icebp = 1;
707
708         /* Store the virtualized DR6 value */
709         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
710
711 #ifdef CONFIG_KPROBES
712         if (kprobe_debug_handler(regs))
713                 goto exit;
714 #endif
715
716         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
717                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
718                 goto exit;
719
720         /*
721          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
722          * as we may switch to the interrupt stack.
723          */
724         debug_stack_usage_inc();
725
726         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
727         cond_local_irq_enable(regs);
728
729         if (v8086_mode(regs)) {
730                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
731                                         X86_TRAP_DB);
732                 cond_local_irq_disable(regs);
733                 debug_stack_usage_dec();
734                 goto exit;
735         }
736
737         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
738                 /*
739                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
740                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
741                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
742                  * an oops.
743                  */
744                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
745                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
746                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
747         }
748         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
749         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
750                 send_sigtrap(regs, error_code, si_code);
751         cond_local_irq_disable(regs);
752         debug_stack_usage_dec();
753
754 exit:
755         nmi_exit();
756 }
757 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
758
759 /*
760  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
761  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
762  * IRQ13 behaviour
763  */
764 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
765 {
766         struct task_struct *task = current;
767         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
768         int si_code;
769         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
770                                                 "simd exception";
771
772         cond_local_irq_enable(regs);
773
774         if (!user_mode(regs)) {
775                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
776                         return;
777
778                 task->thread.error_code = error_code;
779                 task->thread.trap_nr = trapnr;
780
781                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code,
782                                         trapnr, SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
783                         die(str, regs, error_code);
784                 return;
785         }
786
787         /*
788          * Save the info for the exception handler and clear the error.
789          */
790         fpu__save(fpu);
791
792         task->thread.trap_nr    = trapnr;
793         task->thread.error_code = error_code;
794
795         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
796         /* Retry when we get spurious exceptions: */
797         if (!si_code)
798                 return;
799
800         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
801                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
802 }
803
804 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
805 {
806         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
807         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
808 }
809
810 dotraplinkage void
811 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
812 {
813         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
814         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
815 }
816
817 dotraplinkage void
818 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
819 {
820         /*
821          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
822          *
823          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
824          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
825          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
826          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
827          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
828          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
829          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
830          *
831          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
832          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
833          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
834          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
835          *
836          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
837          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
838          */
839 }
840
841 dotraplinkage void
842 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
843 {
844         unsigned long cr0 = read_cr0();
845
846         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
847
848 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
849         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
850                 struct math_emu_info info = { };
851
852                 cond_local_irq_enable(regs);
853
854                 info.regs = regs;
855                 math_emulate(&info);
856                 return;
857         }
858 #endif
859
860         /* This should not happen. */
861         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
862                 /* Try to fix it up and carry on. */
863                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
864         } else {
865                 /*
866                  * Something terrible happened, and we're better off trying
867                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
868                  * loop of #NM faults.
869                  */
870                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
871         }
872 }
873 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
874
875 #ifdef CONFIG_X86_32
876 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
877 {
878         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
879         local_irq_enable();
880
881         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
882                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
883                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
884                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
885         }
886 }
887 #endif
888
889 void __init trap_init(void)
890 {
891         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
892         setup_cpu_entry_areas();
893
894         idt_setup_traps();
895
896         /*
897          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
898          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
899          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
900          * It will be reloaded in cpu_init() */
901         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
902                     PAGE_KERNEL_RO);
903         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
904
905         /*
906          * Should be a barrier for any external CPU state:
907          */
908         cpu_init();
909
910         idt_setup_ist_traps();
911
912         idt_setup_debugidt_traps();
913 }