Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/dtor/input
[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/realmode.h>
47 #include <asm/text-patching.h>
48 #include <asm/ftrace.h>
49 #include <asm/traps.h>
50 #include <asm/desc.h>
51 #include <asm/fpu/internal.h>
52 #include <asm/cpu.h>
53 #include <asm/cpu_entry_area.h>
54 #include <asm/mce.h>
55 #include <asm/fixmap.h>
56 #include <asm/mach_traps.h>
57 #include <asm/alternative.h>
58 #include <asm/fpu/xstate.h>
59 #include <asm/vm86.h>
60 #include <asm/umip.h>
61 #include <asm/insn.h>
62 #include <asm/insn-eval.h>
63
64 #ifdef CONFIG_X86_64
65 #include <asm/x86_init.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 __always_inline int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
88 {
89         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
90                 return 0;
91
92         /*
93          * We got #UD, if the text isn't readable we'd have gotten
94          * a different exception.
95          */
96         return *(unsigned short *)addr == INSN_UD2;
97 }
98
99 static nokprobe_inline int
100 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, const char *str,
101                   struct pt_regs *regs, long error_code)
102 {
103         if (v8086_mode(regs)) {
104                 /*
105                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
106                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
107                  */
108                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
109                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
110                                                 error_code, trapnr))
111                                 return 0;
112                 }
113         } else if (!user_mode(regs)) {
114                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
115                         return 0;
116
117                 tsk->thread.error_code = error_code;
118                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
119                 die(str, regs, error_code);
120         }
121
122         /*
123          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
124          * kernelspace faults which result in die(), but not
125          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
126          * process no chance to handle the signal and notice the
127          * kernel fault information, so that won't result in polluting
128          * the information about previously queued, but not yet
129          * delivered, faults.  See also exc_general_protection below.
130          */
131         tsk->thread.error_code = error_code;
132         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
133
134         return -1;
135 }
136
137 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
138                         const char *type, const char *desc,
139                         struct pt_regs *regs, long error_code)
140 {
141         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
142             printk_ratelimit()) {
143                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
144                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
145                         regs->ip, regs->sp, error_code);
146                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
147                 pr_cont("\n");
148         }
149 }
150
151 static void
152 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
153         long error_code, int sicode, void __user *addr)
154 {
155         struct task_struct *tsk = current;
156
157         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
158                 return;
159
160         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
161
162         if (!sicode)
163                 force_sig(signr);
164         else
165                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
166 }
167 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
168
169 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
170         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
171 {
172         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
173
174         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
175                         NOTIFY_STOP) {
176                 cond_local_irq_enable(regs);
177                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
178                 cond_local_irq_disable(regs);
179         }
180 }
181
182 /*
183  * Posix requires to provide the address of the faulting instruction for
184  * SIGILL (#UD) and SIGFPE (#DE) in the si_addr member of siginfo_t.
185  *
186  * This address is usually regs->ip, but when an uprobe moved the code out
187  * of line then regs->ip points to the XOL code which would confuse
188  * anything which analyzes the fault address vs. the unmodified binary. If
189  * a trap happened in XOL code then uprobe maps regs->ip back to the
190  * original instruction address.
191  */
192 static __always_inline void __user *error_get_trap_addr(struct pt_regs *regs)
193 {
194         return (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
195 }
196
197 DEFINE_IDTENTRY(exc_divide_error)
198 {
199         do_error_trap(regs, 0, "divide error", X86_TRAP_DE, SIGFPE,
200                       FPE_INTDIV, error_get_trap_addr(regs));
201 }
202
203 DEFINE_IDTENTRY(exc_overflow)
204 {
205         do_error_trap(regs, 0, "overflow", X86_TRAP_OF, SIGSEGV, 0, NULL);
206 }
207
208 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
209 void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
210 #else
211 static inline void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
212 #endif
213 {
214         do_error_trap(regs, 0, "invalid opcode", X86_TRAP_UD, SIGILL,
215                       ILL_ILLOPN, error_get_trap_addr(regs));
216 }
217
218 static noinstr bool handle_bug(struct pt_regs *regs)
219 {
220         bool handled = false;
221
222         if (!is_valid_bugaddr(regs->ip))
223                 return handled;
224
225         /*
226          * All lies, just get the WARN/BUG out.
227          */
228         instrumentation_begin();
229         /*
230          * Since we're emulating a CALL with exceptions, restore the interrupt
231          * state to what it was at the exception site.
232          */
233         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
234                 raw_local_irq_enable();
235         if (report_bug(regs->ip, regs) == BUG_TRAP_TYPE_WARN) {
236                 regs->ip += LEN_UD2;
237                 handled = true;
238         }
239         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
240                 raw_local_irq_disable();
241         instrumentation_end();
242
243         return handled;
244 }
245
246 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_invalid_op)
247 {
248         irqentry_state_t state;
249
250         /*
251          * We use UD2 as a short encoding for 'CALL __WARN', as such
252          * handle it before exception entry to avoid recursive WARN
253          * in case exception entry is the one triggering WARNs.
254          */
255         if (!user_mode(regs) && handle_bug(regs))
256                 return;
257
258         state = irqentry_enter(regs);
259         instrumentation_begin();
260         handle_invalid_op(regs);
261         instrumentation_end();
262         irqentry_exit(regs, state);
263 }
264
265 DEFINE_IDTENTRY(exc_coproc_segment_overrun)
266 {
267         do_error_trap(regs, 0, "coprocessor segment overrun",
268                       X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE, 0, NULL);
269 }
270
271 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_invalid_tss)
272 {
273         do_error_trap(regs, error_code, "invalid TSS", X86_TRAP_TS, SIGSEGV,
274                       0, NULL);
275 }
276
277 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_segment_not_present)
278 {
279         do_error_trap(regs, error_code, "segment not present", X86_TRAP_NP,
280                       SIGBUS, 0, NULL);
281 }
282
283 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_stack_segment)
284 {
285         do_error_trap(regs, error_code, "stack segment", X86_TRAP_SS, SIGBUS,
286                       0, NULL);
287 }
288
289 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_alignment_check)
290 {
291         char *str = "alignment check";
292
293         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_AC, SIGBUS) == NOTIFY_STOP)
294                 return;
295
296         if (!user_mode(regs))
297                 die("Split lock detected\n", regs, error_code);
298
299         local_irq_enable();
300
301         if (handle_user_split_lock(regs, error_code))
302                 return;
303
304         do_trap(X86_TRAP_AC, SIGBUS, "alignment check", regs,
305                 error_code, BUS_ADRALN, NULL);
306
307         local_irq_disable();
308 }
309
310 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
311 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
312                                                 struct pt_regs *regs,
313                                                 unsigned long fault_address)
314 {
315         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
316                  (void *)fault_address, current->stack,
317                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
318         die(message, regs, 0);
319
320         /* Be absolutely certain we don't return. */
321         panic("%s", message);
322 }
323 #endif
324
325 /*
326  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
327  *
328  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
329  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
330  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
331  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
332  *
333  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
334  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
335  *
336  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
337  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
338  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
339  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
340  *
341  * The 32bit #DF shim provides CR2 already as an argument. On 64bit it needs
342  * to be read before doing anything else.
343  */
344 DEFINE_IDTENTRY_DF(exc_double_fault)
345 {
346         static const char str[] = "double fault";
347         struct task_struct *tsk = current;
348
349 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
350         unsigned long address = read_cr2();
351 #endif
352
353 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
354         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
355
356         /*
357          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
358          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
359          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
360          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
361          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
362          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
363          * set up according to its expectations.
364          *
365          * The net result is that our #GP handler will think that we
366          * entered from usermode with the bad user context.
367          *
368          * No need for nmi_enter() here because we don't use RCU.
369          */
370         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
371                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
372                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
373         {
374                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
375                 unsigned long *p = (unsigned long *)regs->sp;
376
377                 /*
378                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
379                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
380                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
381                  *
382                  */
383                 gpregs->ip      = p[0];
384                 gpregs->cs      = p[1];
385                 gpregs->flags   = p[2];
386                 gpregs->sp      = p[3];
387                 gpregs->ss      = p[4];
388                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
389
390                 /*
391                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
392                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
393                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
394                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
395                  * frame we just set up.
396                  *
397                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
398                  * which is what the stub expects, given that the faulting
399                  * RIP will be the IRET instruction.
400                  */
401                 regs->ip = (unsigned long)asm_exc_general_protection;
402                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
403
404                 return;
405         }
406 #endif
407
408         idtentry_enter_nmi(regs);
409         instrumentation_begin();
410         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
411
412         tsk->thread.error_code = error_code;
413         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
414
415 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
416         /*
417          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
418          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
419          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
420          * the stack, the processor will get a page fault while
421          * delivering the exception and will generate a double fault.
422          *
423          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
424          * Page-Fault Exception (#PF):
425          *
426          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
427          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
428          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
429          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
430          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
431          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
432          *   double fault.
433          *
434          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
435          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
436          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
437          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
438          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
439          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
440          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
441          *
442          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
443          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
444          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
445          * take an exception, the stack is already aligned and there
446          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
447          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
448          * fault.  With any less space left, exception delivery could
449          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
450          * stack even if the actual trigger for the double fault was
451          * something else.
452          */
453         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - address < PAGE_SIZE) {
454                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)",
455                                       regs, address);
456         }
457 #endif
458
459         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
460         die("double fault", regs, error_code);
461         panic("Machine halted.");
462         instrumentation_end();
463 }
464
465 DEFINE_IDTENTRY(exc_bounds)
466 {
467         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, 0,
468                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
469                 return;
470         cond_local_irq_enable(regs);
471
472         if (!user_mode(regs))
473                 die("bounds", regs, 0);
474
475         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, 0, 0, NULL);
476
477         cond_local_irq_disable(regs);
478 }
479
480 enum kernel_gp_hint {
481         GP_NO_HINT,
482         GP_NON_CANONICAL,
483         GP_CANONICAL
484 };
485
486 /*
487  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
488  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
489  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
490  */
491 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
492                                                  unsigned long *addr)
493 {
494         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
495         struct insn insn;
496
497         if (copy_from_kernel_nofault(insn_buf, (void *)regs->ip,
498                         MAX_INSN_SIZE))
499                 return GP_NO_HINT;
500
501         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
502         insn_get_modrm(&insn);
503         insn_get_sib(&insn);
504
505         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
506         if (*addr == -1UL)
507                 return GP_NO_HINT;
508
509 #ifdef CONFIG_X86_64
510         /*
511          * Check that:
512          *  - the operand is not in the kernel half
513          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
514          */
515         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
516             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
517                 return GP_NON_CANONICAL;
518 #endif
519
520         return GP_CANONICAL;
521 }
522
523 #define GPFSTR "general protection fault"
524
525 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_general_protection)
526 {
527         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
528         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
529         struct task_struct *tsk;
530         unsigned long gp_addr;
531         int ret;
532
533         cond_local_irq_enable(regs);
534
535         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
536                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
537                         goto exit;
538         }
539
540         if (v8086_mode(regs)) {
541                 local_irq_enable();
542                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
543                 local_irq_disable();
544                 return;
545         }
546
547         tsk = current;
548
549         if (user_mode(regs)) {
550                 tsk->thread.error_code = error_code;
551                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
552
553                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
554                 force_sig(SIGSEGV);
555                 goto exit;
556         }
557
558         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
559                 goto exit;
560
561         tsk->thread.error_code = error_code;
562         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
563
564         /*
565          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
566          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
567          */
568         if (!preemptible() &&
569             kprobe_running() &&
570             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
571                 goto exit;
572
573         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
574         if (ret == NOTIFY_STOP)
575                 goto exit;
576
577         if (error_code)
578                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
579         else
580                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
581
582         if (hint != GP_NO_HINT)
583                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
584                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
585                                                     : "maybe for address",
586                          gp_addr);
587
588         /*
589          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
590          * otherwise.
591          */
592         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
593                 gp_addr = 0;
594
595         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
596
597 exit:
598         cond_local_irq_disable(regs);
599 }
600
601 static bool do_int3(struct pt_regs *regs)
602 {
603         int res;
604
605 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
606         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP,
607                          SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
608                 return true;
609 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
610
611 #ifdef CONFIG_KPROBES
612         if (kprobe_int3_handler(regs))
613                 return true;
614 #endif
615         res = notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP, SIGTRAP);
616
617         return res == NOTIFY_STOP;
618 }
619
620 static void do_int3_user(struct pt_regs *regs)
621 {
622         if (do_int3(regs))
623                 return;
624
625         cond_local_irq_enable(regs);
626         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, 0, 0, NULL);
627         cond_local_irq_disable(regs);
628 }
629
630 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_int3)
631 {
632         /*
633          * poke_int3_handler() is completely self contained code; it does (and
634          * must) *NOT* call out to anything, lest it hits upon yet another
635          * INT3.
636          */
637         if (poke_int3_handler(regs))
638                 return;
639
640         /*
641          * irqentry_enter_from_user_mode() uses static_branch_{,un}likely()
642          * and therefore can trigger INT3, hence poke_int3_handler() must
643          * be done before. If the entry came from kernel mode, then use
644          * nmi_enter() because the INT3 could have been hit in any context
645          * including NMI.
646          */
647         if (user_mode(regs)) {
648                 irqentry_enter_from_user_mode(regs);
649                 instrumentation_begin();
650                 do_int3_user(regs);
651                 instrumentation_end();
652                 irqentry_exit_to_user_mode(regs);
653         } else {
654                 bool irq_state = idtentry_enter_nmi(regs);
655                 instrumentation_begin();
656                 if (!do_int3(regs))
657                         die("int3", regs, 0);
658                 instrumentation_end();
659                 idtentry_exit_nmi(regs, irq_state);
660         }
661 }
662
663 #ifdef CONFIG_X86_64
664 /*
665  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
666  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
667  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
668  */
669 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
670 {
671         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
672         if (regs != eregs)
673                 *regs = *eregs;
674         return regs;
675 }
676
677 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
678 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *vc_switch_off_ist(struct pt_regs *regs)
679 {
680         unsigned long sp, *stack;
681         struct stack_info info;
682         struct pt_regs *regs_ret;
683
684         /*
685          * In the SYSCALL entry path the RSP value comes from user-space - don't
686          * trust it and switch to the current kernel stack
687          */
688         if (regs->ip >= (unsigned long)entry_SYSCALL_64 &&
689             regs->ip <  (unsigned long)entry_SYSCALL_64_safe_stack) {
690                 sp = this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack);
691                 goto sync;
692         }
693
694         /*
695          * From here on the RSP value is trusted. Now check whether entry
696          * happened from a safe stack. Not safe are the entry or unknown stacks,
697          * use the fall-back stack instead in this case.
698          */
699         sp    = regs->sp;
700         stack = (unsigned long *)sp;
701
702         if (!get_stack_info_noinstr(stack, current, &info) || info.type == STACK_TYPE_ENTRY ||
703             info.type >= STACK_TYPE_EXCEPTION_LAST)
704                 sp = __this_cpu_ist_top_va(VC2);
705
706 sync:
707         /*
708          * Found a safe stack - switch to it as if the entry didn't happen via
709          * IST stack. The code below only copies pt_regs, the real switch happens
710          * in assembly code.
711          */
712         sp = ALIGN_DOWN(sp, 8) - sizeof(*regs_ret);
713
714         regs_ret = (struct pt_regs *)sp;
715         *regs_ret = *regs;
716
717         return regs_ret;
718 }
719 #endif
720
721 struct bad_iret_stack {
722         void *error_entry_ret;
723         struct pt_regs regs;
724 };
725
726 asmlinkage __visible noinstr
727 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
728 {
729         /*
730          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
731          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
732          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
733          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
734          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
735          * exception came from the IRET target.
736          */
737         struct bad_iret_stack tmp, *new_stack =
738                 (struct bad_iret_stack *)__this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
739
740         /* Copy the IRET target to the temporary storage. */
741         __memcpy(&tmp.regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
742
743         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
744         __memcpy(&tmp, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
745
746         /* Update the entry stack */
747         __memcpy(new_stack, &tmp, sizeof(tmp));
748
749         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
750         return new_stack;
751 }
752 #endif
753
754 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
755 {
756         /*
757          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
758          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
759          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
760          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
761          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
762          * be set.)
763          */
764 #ifdef CONFIG_X86_32
765         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
766                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
767                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
768 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
769         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
770                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
771                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
772 #else
773         return false;
774 #endif
775 }
776
777 static __always_inline unsigned long debug_read_clear_dr6(void)
778 {
779         unsigned long dr6;
780
781         /*
782          * The Intel SDM says:
783          *
784          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
785          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
786          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
787          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
788          *   returning to the interrupted task.
789          *
790          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
791          */
792         get_debugreg(dr6, 6);
793         set_debugreg(DR6_RESERVED, 6);
794         dr6 ^= DR6_RESERVED; /* Flip to positive polarity */
795
796         return dr6;
797 }
798
799 /*
800  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
801  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
802  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
803  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
804  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
805  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
806  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
807  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
808  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
809  *
810  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
811  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
812  * user code runs with the correct debug control register even though
813  * we clear it here.
814  *
815  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
816  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
817  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
818  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
819  * by user code)
820  *
821  * May run on IST stack.
822  */
823
824 static bool notify_debug(struct pt_regs *regs, unsigned long *dr6)
825 {
826         /*
827          * Notifiers will clear bits in @dr6 to indicate the event has been
828          * consumed - hw_breakpoint_handler(), single_stop_cont().
829          *
830          * Notifiers will set bits in @virtual_dr6 to indicate the desire
831          * for signals - ptrace_triggered(), kgdb_hw_overflow_handler().
832          */
833         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)dr6, 0, SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
834                 return true;
835
836         return false;
837 }
838
839 static __always_inline void exc_debug_kernel(struct pt_regs *regs,
840                                              unsigned long dr6)
841 {
842         /*
843          * Disable breakpoints during exception handling; recursive exceptions
844          * are exceedingly 'fun'.
845          *
846          * Since this function is NOKPROBE, and that also applies to
847          * HW_BREAKPOINT_X, we can't hit a breakpoint before this (XXX except a
848          * HW_BREAKPOINT_W on our stack)
849          *
850          * Entry text is excluded for HW_BP_X and cpu_entry_area, which
851          * includes the entry stack is excluded for everything.
852          */
853         unsigned long dr7 = local_db_save();
854         bool irq_state = idtentry_enter_nmi(regs);
855         instrumentation_begin();
856
857         /*
858          * If something gets miswired and we end up here for a user mode
859          * #DB, we will malfunction.
860          */
861         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
862
863         if (test_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP)) {
864                 /*
865                  * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
866                  * generates a debug exception." but PTRACE_BLOCKSTEP requested
867                  * it for userspace, but we just took a kernel #DB, so re-set
868                  * BTF.
869                  */
870                 unsigned long debugctl;
871
872                 rdmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
873                 debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
874                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
875         }
876
877         /*
878          * Catch SYSENTER with TF set and clear DR_STEP. If this hit a
879          * watchpoint at the same time then that will still be handled.
880          */
881         if ((dr6 & DR_STEP) && is_sysenter_singlestep(regs))
882                 dr6 &= ~DR_STEP;
883
884         if (kprobe_debug_handler(regs))
885                 goto out;
886
887         /*
888          * The kernel doesn't use INT1
889          */
890         if (!dr6)
891                 goto out;
892
893         if (notify_debug(regs, &dr6))
894                 goto out;
895
896         /*
897          * The kernel doesn't use TF single-step outside of:
898          *
899          *  - Kprobes, consumed through kprobe_debug_handler()
900          *  - KGDB, consumed through notify_debug()
901          *
902          * So if we get here with DR_STEP set, something is wonky.
903          *
904          * A known way to trigger this is through QEMU's GDB stub,
905          * which leaks #DB into the guest and causes IST recursion.
906          */
907         if (WARN_ON_ONCE(dr6 & DR_STEP))
908                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
909 out:
910         instrumentation_end();
911         idtentry_exit_nmi(regs, irq_state);
912
913         local_db_restore(dr7);
914 }
915
916 static __always_inline void exc_debug_user(struct pt_regs *regs,
917                                            unsigned long dr6)
918 {
919         bool icebp;
920
921         /*
922          * If something gets miswired and we end up here for a kernel mode
923          * #DB, we will malfunction.
924          */
925         WARN_ON_ONCE(!user_mode(regs));
926
927         /*
928          * NB: We can't easily clear DR7 here because
929          * idtentry_exit_to_usermode() can invoke ptrace, schedule, access
930          * user memory, etc.  This means that a recursive #DB is possible.  If
931          * this happens, that #DB will hit exc_debug_kernel() and clear DR7.
932          * Since we're not on the IST stack right now, everything will be
933          * fine.
934          */
935
936         irqentry_enter_from_user_mode(regs);
937         instrumentation_begin();
938
939         /*
940          * Start the virtual/ptrace DR6 value with just the DR_STEP mask
941          * of the real DR6. ptrace_triggered() will set the DR_TRAPn bits.
942          *
943          * Userspace expects DR_STEP to be visible in ptrace_get_debugreg(6)
944          * even if it is not the result of PTRACE_SINGLESTEP.
945          */
946         current->thread.virtual_dr6 = (dr6 & DR_STEP);
947
948         /*
949          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
950          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
951          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
952          */
953         clear_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP);
954
955         /*
956          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
957          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
958          * User wants a sigtrap for that.
959          */
960         icebp = !dr6;
961
962         if (notify_debug(regs, &dr6))
963                 goto out;
964
965         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
966         local_irq_enable();
967
968         if (v8086_mode(regs)) {
969                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *)regs, 0, X86_TRAP_DB);
970                 goto out_irq;
971         }
972
973         /* Add the virtual_dr6 bits for signals. */
974         dr6 |= current->thread.virtual_dr6;
975         if (dr6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || icebp)
976                 send_sigtrap(regs, 0, get_si_code(dr6));
977
978 out_irq:
979         local_irq_disable();
980 out:
981         instrumentation_end();
982         irqentry_exit_to_user_mode(regs);
983 }
984
985 #ifdef CONFIG_X86_64
986 /* IST stack entry */
987 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG(exc_debug)
988 {
989         exc_debug_kernel(regs, debug_read_clear_dr6());
990 }
991
992 /* User entry, runs on regular task stack */
993 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG_USER(exc_debug)
994 {
995         exc_debug_user(regs, debug_read_clear_dr6());
996 }
997 #else
998 /* 32 bit does not have separate entry points. */
999 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_debug)
1000 {
1001         unsigned long dr6 = debug_read_clear_dr6();
1002
1003         if (user_mode(regs))
1004                 exc_debug_user(regs, dr6);
1005         else
1006                 exc_debug_kernel(regs, dr6);
1007 }
1008 #endif
1009
1010 /*
1011  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
1012  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
1013  * IRQ13 behaviour
1014  */
1015 static void math_error(struct pt_regs *regs, int trapnr)
1016 {
1017         struct task_struct *task = current;
1018         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
1019         int si_code;
1020         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
1021                                                 "simd exception";
1022
1023         cond_local_irq_enable(regs);
1024
1025         if (!user_mode(regs)) {
1026                 if (fixup_exception(regs, trapnr, 0, 0))
1027                         goto exit;
1028
1029                 task->thread.error_code = 0;
1030                 task->thread.trap_nr = trapnr;
1031
1032                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, 0, trapnr,
1033                                SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
1034                         die(str, regs, 0);
1035                 goto exit;
1036         }
1037
1038         /*
1039          * Save the info for the exception handler and clear the error.
1040          */
1041         fpu__save(fpu);
1042
1043         task->thread.trap_nr    = trapnr;
1044         task->thread.error_code = 0;
1045
1046         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
1047         /* Retry when we get spurious exceptions: */
1048         if (!si_code)
1049                 goto exit;
1050
1051         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1052                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
1053 exit:
1054         cond_local_irq_disable(regs);
1055 }
1056
1057 DEFINE_IDTENTRY(exc_coprocessor_error)
1058 {
1059         math_error(regs, X86_TRAP_MF);
1060 }
1061
1062 DEFINE_IDTENTRY(exc_simd_coprocessor_error)
1063 {
1064         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_INVD_BUG)) {
1065                 /* AMD 486 bug: INVD in CPL 0 raises #XF instead of #GP */
1066                 if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_XMM)) {
1067                         __exc_general_protection(regs, 0);
1068                         return;
1069                 }
1070         }
1071         math_error(regs, X86_TRAP_XF);
1072 }
1073
1074 DEFINE_IDTENTRY(exc_spurious_interrupt_bug)
1075 {
1076         /*
1077          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
1078          *
1079          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
1080          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
1081          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
1082          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
1083          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
1084          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
1085          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
1086          *
1087          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
1088          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
1089          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
1090          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
1091          *
1092          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
1093          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
1094          */
1095 }
1096
1097 DEFINE_IDTENTRY(exc_device_not_available)
1098 {
1099         unsigned long cr0 = read_cr0();
1100
1101 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
1102         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
1103                 struct math_emu_info info = { };
1104
1105                 cond_local_irq_enable(regs);
1106
1107                 info.regs = regs;
1108                 math_emulate(&info);
1109
1110                 cond_local_irq_disable(regs);
1111                 return;
1112         }
1113 #endif
1114
1115         /* This should not happen. */
1116         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
1117                 /* Try to fix it up and carry on. */
1118                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
1119         } else {
1120                 /*
1121                  * Something terrible happened, and we're better off trying
1122                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
1123                  * loop of #NM faults.
1124                  */
1125                 die("unexpected #NM exception", regs, 0);
1126         }
1127 }
1128
1129 #ifdef CONFIG_X86_32
1130 DEFINE_IDTENTRY_SW(iret_error)
1131 {
1132         local_irq_enable();
1133         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, 0,
1134                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
1135                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, 0,
1136                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
1137         }
1138         local_irq_disable();
1139 }
1140 #endif
1141
1142 void __init trap_init(void)
1143 {
1144         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
1145         setup_cpu_entry_areas();
1146
1147         /* Init GHCB memory pages when running as an SEV-ES guest */
1148         sev_es_init_vc_handling();
1149
1150         idt_setup_traps();
1151
1152         /*
1153          * Should be a barrier for any external CPU state:
1154          */
1155         cpu_init();
1156
1157         idt_setup_ist_traps();
1158 }