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
  41 #if defined(CONFIG_EDAC)
  42 #include <linux/edac.h>
  43 #endif
  44
  45 #include <asm/stacktrace.h>
  46 #include <asm/processor.h>
  47 #include <asm/debugreg.h>
  48 #include <linux/atomic.h>
  49 #include <asm/text-patching.h>
  50 #include <asm/ftrace.h>
  51 #include <asm/traps.h>
  52 #include <asm/desc.h>
  53 #include <asm/fpu/internal.h>
  54 #include <asm/cpu_entry_area.h>
  55 #include <asm/mce.h>
  56 #include <asm/fixmap.h>
  57 #include <asm/mach_traps.h>
  58 #include <asm/alternative.h>
  59 #include <asm/fpu/xstate.h>
  60 #include <asm/trace/mpx.h>
  61 #include <asm/mpx.h>
  62 #include <asm/vm86.h>
  63 #include <asm/umip.h>
  64
  65 #ifdef CONFIG_X86_64
  66 #include <asm/x86_init.h>
  67 #include <asm/pgalloc.h>
  68 #include <asm/proto.h>
  69 #else
  70 #include <asm/processor-flags.h>
  71 #include <asm/setup.h>
  72 #include <asm/proto.h>
  73 #endif
  74
  75 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
  76
  77 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  78 {
  79         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  80                 local_irq_enable();
  81 }
  82
  83 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  84 {
  85         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  86                 local_irq_disable();
  87 }
  88
  89 /*
  90  * In IST context, we explicitly disable preemption.  This serves two
  91  * purposes: it makes it much less likely that we would accidentally
  92  * schedule in IST context and it will force a warning if we somehow
  93  * manage to schedule by accident.
  94  */
  95 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
  96 {
  97         if (user_mode(regs)) {
  98                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
  99         } else {
 100                 /*
 101                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 102                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 103                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 104                  * but we need to notify RCU.
 105                  */
 106                 rcu_nmi_enter();
 107         }
 108
 109         preempt_disable();
 110
 111         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 112         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 113 }
 114
 115 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 116 {
 117         preempt_enable_no_resched();
 118
 119         if (!user_mode(regs))
 120                 rcu_nmi_exit();
 121 }
 122
 123 /**
 124  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 125  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 126  *
 127  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 128  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 129  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 130  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 131  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 132  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 133  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 134  * before ist_exit().
 135  */
 136 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 137 {
 138         BUG_ON(!user_mode(regs));
 139
 140         /*
 141          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 142          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 143          * from double_fault.
 144          */
 145         BUG_ON(!on_thread_stack());
 146
 147         preempt_enable_no_resched();
 148 }
 149
 150 /**
 151  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 152  *
 153  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 154  */
 155 void ist_end_non_atomic(void)
 156 {
 157         preempt_disable();
 158 }
 159
 160 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
 161 {
 162         unsigned short ud;
 163
 164         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
 165                 return 0;
 166
 167         if (probe_kernel_address((unsigned short *)addr, ud))
 168                 return 0;
 169
 170         return ud == INSN_UD0 || ud == INSN_UD2;
 171 }
 172
 173 int fixup_bug(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 174 {
 175         if (trapnr != X86_TRAP_UD)
 176                 return 0;
 177
 178         switch (report_bug(regs->ip, regs)) {
 179         case BUG_TRAP_TYPE_NONE:
 180         case BUG_TRAP_TYPE_BUG:
 181                 break;
 182
 183         case BUG_TRAP_TYPE_WARN:
 184                 regs->ip += LEN_UD0;
 185                 return 1;
 186         }
 187
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 static nokprobe_inline int
 192 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 193                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 194 {
 195         if (v8086_mode(regs)) {
 196                 /*
 197                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 198                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 199                  */
 200                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 201                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 202                                                 error_code, trapnr))
 203                                 return 0;
 204                 }
 205                 return -1;
 206         }
 207
 208         if (!user_mode(regs)) {
 209                 if (fixup_exception(regs, trapnr))
 210                         return 0;
 211
 212                 tsk->thread.error_code = error_code;
 213                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 214                 die(str, regs, error_code);
 215         }
 216
 217         return -1;
 218 }
 219
 220 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 221                                 siginfo_t *info)
 222 {
 223         unsigned long siaddr;
 224         int sicode;
 225
 226         switch (trapnr) {
 227         default:
 228                 return SEND_SIG_PRIV;
 229
 230         case X86_TRAP_DE:
 231                 sicode = FPE_INTDIV;
 232                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 233                 break;
 234         case X86_TRAP_UD:
 235                 sicode = ILL_ILLOPN;
 236                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 237                 break;
 238         case X86_TRAP_AC:
 239                 sicode = BUS_ADRALN;
 240                 siaddr = 0;
 241                 break;
 242         }
 243
 244         info->si_signo = signr;
 245         info->si_errno = 0;
 246         info->si_code = sicode;
 247         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 248         return info;
 249 }
 250
 251 static void
 252 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 253         long error_code, siginfo_t *info)
 254 {
 255         struct task_struct *tsk = current;
 256
 257
 258         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 259                 return;
 260         /*
 261          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 262          * kernelspace faults which result in die(), but not
 263          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 264          * process no chance to handle the signal and notice the
 265          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 266          * the information about previously queued, but not yet
 267          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 268          */
 269         tsk->thread.error_code = error_code;
 270         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 271
 272         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 273             printk_ratelimit()) {
 274                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 275                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 276                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 277                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 278                 pr_cont("\n");
 279         }
 280
 281         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 282 }
 283 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 284
 285 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 286                           unsigned long trapnr, int signr)
 287 {
 288         siginfo_t info;
 289
 290         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 291
 292         /*
 293          * WARN*()s end up here; fix them up before we call the
 294          * notifier chain.
 295          */
 296         if (!user_mode(regs) && fixup_bug(regs, trapnr))
 297                 return;
 298
 299         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 300                         NOTIFY_STOP) {
 301                 cond_local_irq_enable(regs);
 302                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 303                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 304         }
 305 }
 306
 307 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 308 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 309 {                                                                       \
 310         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 311 }
 312
 313 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 314 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 315 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 316 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 317 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 318 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 319 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 320 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 321
 322 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 323 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 324                                                 struct pt_regs *regs,
 325                                                 unsigned long fault_address)
 326 {
 327         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 328                  (void *)fault_address, current->stack,
 329                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 330         die(message, regs, 0);
 331
 332         /* Be absolutely certain we don't return. */
 333         panic(message);
 334 }
 335 #endif
 336
 337 #ifdef CONFIG_X86_64
 338 /* Runs on IST stack */
 339 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 340 {
 341         static const char str[] = "double fault";
 342         struct task_struct *tsk = current;
 343 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 344         unsigned long cr2;
 345 #endif
 346
 347 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 348         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 349
 350         /*
 351          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 352          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
 353          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
 354          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
 355          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
 356          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
 357          * set up according to its expectations.
 358          *
 359          * The net result is that our #GP handler will think that we
 360          * entered from usermode with the bad user context.
 361          *
 362          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 363          */
 364         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 365                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 366                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 367         {
 368                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 369
 370                 /*
 371                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
 372                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
 373                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
 374                  *
 375                  */
 376                 memmove(&gpregs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 377                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 378
 379                 /*
 380                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
 381                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
 382                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
 383                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
 384                  * frame we just set up.
 385                  */
 386                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 387                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
 388
 389                 return;
 390         }
 391 #endif
 392
 393         ist_enter(regs);
 394         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 395
 396         tsk->thread.error_code = error_code;
 397         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 398
 399 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 400         /*
 401          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 402          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 403          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 404          * the stack, the processor will get a page fault while
 405          * delivering the exception and will generate a double fault.
 406          *
 407          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 408          * Page-Fault Exception (#PF):
 409          *
 410          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 411          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 412          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
 413          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 414          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 415          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 416          *   double fault.
 417          *
 418          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 419          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 420          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 421          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 422          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 423          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 424          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 425          *
 426          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 427          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 428          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 429          * take an exception, the stack is already aligned and there
 430          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 431          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 432          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 433          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 434          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 435          * something else.
 436          */
 437         cr2 = read_cr2();
 438         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 439                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 440 #endif
 441
 442 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 443         df_debug(regs, error_code);
 444 #endif
 445         /*
 446          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 447          * never return).
 448          */
 449         for (;;)
 450                 die(str, regs, error_code);
 451 }
 452 #endif
 453
 454 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 455 {
 456         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 457         siginfo_t *info;
 458
 459         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 460         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 461                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 462                 return;
 463         cond_local_irq_enable(regs);
 464
 465         if (!user_mode(regs))
 466                 die("bounds", regs, error_code);
 467
 468         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 469                 /* The exception is not from Intel MPX */
 470                 goto exit_trap;
 471         }
 472
 473         /*
 474          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 475          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 476          * which is all zeros which indicates MPX was not
 477          * responsible for the exception.
 478          */
 479         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 480         if (!bndcsr)
 481                 goto exit_trap;
 482
 483         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 484         /*
 485          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 486          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 487          * bound directory.
 488          */
 489         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 490         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 491                 if (mpx_handle_bd_fault())
 492                         goto exit_trap;
 493                 break; /* Success, it was handled */
 494         case 1: /* Bound violation. */
 495                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
 496                 if (IS_ERR(info)) {
 497                         /*
 498                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 499                          * the exception was not caused by MPX.
 500                          */
 501                         goto exit_trap;
 502                 }
 503                 /*
 504                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 505                  * an 'info' containing the address being accessed
 506                  * which caused the exception.  This information
 507                  * allows and application to possibly handle the
 508                  * #BR exception itself.
 509                  */
 510                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 511                 kfree(info);
 512                 break;
 513         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 514                 goto exit_trap;
 515         default:
 516                 die("bounds", regs, error_code);
 517         }
 518
 519         return;
 520
 521 exit_trap:
 522         /*
 523          * This path out is for all the cases where we could not
 524          * handle the exception in some way (like allocating a
 525          * table or telling userspace about it.  We will also end
 526          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 527          * time..
 528          */
 529         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 530 }
 531
 532 dotraplinkage void
 533 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 534 {
 535         struct task_struct *tsk;
 536
 537         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 538         cond_local_irq_enable(regs);
 539
 540         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 541                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 542                         return;
 543         }
 544
 545         if (v8086_mode(regs)) {
 546                 local_irq_enable();
 547                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 548                 return;
 549         }
 550
 551         tsk = current;
 552         if (!user_mode(regs)) {
 553                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 554                         return;
 555
 556                 tsk->thread.error_code = error_code;
 557                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 558                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 559                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 560                         die("general protection fault", regs, error_code);
 561                 return;
 562         }
 563
 564         tsk->thread.error_code = error_code;
 565         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 566
 567         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 568                         printk_ratelimit()) {
 569                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 570                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 571                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 572                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 573                 pr_cont("\n");
 574         }
 575
 576         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 577 }
 578 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 579
 580 /* May run on IST stack. */
 581 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 582 {
 583 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 584         /*
 585          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 586          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 587          */
 588         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 589             ftrace_int3_handler(regs))
 590                 return;
 591 #endif
 592         if (poke_int3_handler(regs))
 593                 return;
 594
 595         ist_enter(regs);
 596         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 597 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 598         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 599                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 600                 goto exit;
 601 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 602
 603 #ifdef CONFIG_KPROBES
 604         if (kprobe_int3_handler(regs))
 605                 goto exit;
 606 #endif
 607
 608         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 609                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 610                 goto exit;
 611
 612         /*
 613          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 614          * as we may switch to the interrupt stack.
 615          */
 616         debug_stack_usage_inc();
 617         cond_local_irq_enable(regs);
 618         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 619         cond_local_irq_disable(regs);
 620         debug_stack_usage_dec();
 621 exit:
 622         ist_exit(regs);
 623 }
 624 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 625
 626 #ifdef CONFIG_X86_64
 627 /*
 628  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
 629  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
 630  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
 631  */
 632 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 633 {
 634         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
 635         if (regs != eregs)
 636                 *regs = *eregs;
 637         return regs;
 638 }
 639 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 640
 641 struct bad_iret_stack {
 642         void *error_entry_ret;
 643         struct pt_regs regs;
 644 };
 645
 646 asmlinkage __visible notrace
 647 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 648 {
 649         /*
 650          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 651          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 652          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
 653          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
 654          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
 655          * exception came from the IRET target.
 656          */
 657         struct bad_iret_stack *new_stack =
 658                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 659
 660         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 661         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 662
 663         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 664         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 665
 666         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 667         return new_stack;
 668 }
 669 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 670 #endif
 671
 672 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 673 {
 674         /*
 675          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 676          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 677          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 678          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 679          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 680          * be set.)
 681          */
 682 #ifdef CONFIG_X86_32
 683         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 684                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 685                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 686 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 687         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 688                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 689                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 690 #else
 691         return false;
 692 #endif
 693 }
 694
 695 /*
 696  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 697  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 698  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 699  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 700  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 701  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 702  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 703  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 704  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 705  *
 706  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 707  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 708  * user code runs with the correct debug control register even though
 709  * we clear it here.
 710  *
 711  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 712  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 713  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 714  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 715  * by user code)
 716  *
 717  * May run on IST stack.
 718  */
 719 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 720 {
 721         struct task_struct *tsk = current;
 722         int user_icebp = 0;
 723         unsigned long dr6;
 724         int si_code;
 725
 726         ist_enter(regs);
 727
 728         get_debugreg(dr6, 6);
 729         /*
 730          * The Intel SDM says:
 731          *
 732          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 733          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 734          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 735          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 736          *   returning to the interrupted task.
 737          *
 738          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 739          */
 740         set_debugreg(0, 6);
 741
 742         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 743         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 744
 745         /*
 746          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 747          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 748          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 749          */
 750         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 751
 752         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 753                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 754                 dr6 &= ~DR_STEP;
 755                 if (!dr6)
 756                         goto exit;
 757                 /*
 758                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 759                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 760                  * through and handle the watchpoint.
 761                  */
 762         }
 763
 764         /*
 765          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 766          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 767          * User wants a sigtrap for that.
 768          */
 769         if (!dr6 && user_mode(regs))
 770                 user_icebp = 1;
 771
 772         /* Store the virtualized DR6 value */
 773         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 774
 775 #ifdef CONFIG_KPROBES
 776         if (kprobe_debug_handler(regs))
 777                 goto exit;
 778 #endif
 779
 780         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 781                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 782                 goto exit;
 783
 784         /*
 785          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 786          * as we may switch to the interrupt stack.
 787          */
 788         debug_stack_usage_inc();
 789
 790         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 791         cond_local_irq_enable(regs);
 792
 793         if (v8086_mode(regs)) {
 794                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 795                                         X86_TRAP_DB);
 796                 cond_local_irq_disable(regs);
 797                 debug_stack_usage_dec();
 798                 goto exit;
 799         }
 800
 801         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 802                 /*
 803                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 804                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 805                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 806                  * an oops.
 807                  */
 808                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 809                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 810                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 811         }
 812         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 813         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 814                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 815         cond_local_irq_disable(regs);
 816         debug_stack_usage_dec();
 817
 818 exit:
 819         ist_exit(regs);
 820 }
 821 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 822
 823 /*
 824  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 825  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 826  * IRQ13 behaviour
 827  */
 828 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 829 {
 830         struct task_struct *task = current;
 831         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 832         siginfo_t info;
 833         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 834                                                 "simd exception";
 835
 836         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 837                 return;
 838         cond_local_irq_enable(regs);
 839
 840         if (!user_mode(regs)) {
 841                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 842                         task->thread.error_code = error_code;
 843                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 844                         die(str, regs, error_code);
 845                 }
 846                 return;
 847         }
 848
 849         /*
 850          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 851          */
 852         fpu__save(fpu);
 853
 854         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 855         task->thread.error_code = error_code;
 856         info.si_signo           = SIGFPE;
 857         info.si_errno           = 0;
 858         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 859
 860         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 861
 862         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 863         if (!info.si_code)
 864                 return;
 865
 866         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 867 }
 868
 869 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 870 {
 871         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 872         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 873 }
 874
 875 dotraplinkage void
 876 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 877 {
 878         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 879         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 880 }
 881
 882 dotraplinkage void
 883 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 884 {
 885         cond_local_irq_enable(regs);
 886 }
 887
 888 dotraplinkage void
 889 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 890 {
 891         unsigned long cr0;
 892
 893         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 894
 895 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 896         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 897                 struct math_emu_info info = { };
 898
 899                 cond_local_irq_enable(regs);
 900
 901                 info.regs = regs;
 902                 math_emulate(&info);
 903                 return;
 904         }
 905 #endif
 906
 907         /* This should not happen. */
 908         cr0 = read_cr0();
 909         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 910                 /* Try to fix it up and carry on. */
 911                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 912         } else {
 913                 /*
 914                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 915                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 916                  * loop of #NM faults.
 917                  */
 918                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 919         }
 920 }
 921 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 922
 923 #ifdef CONFIG_X86_32
 924 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 925 {
 926         siginfo_t info;
 927
 928         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 929         local_irq_enable();
 930
 931         info.si_signo = SIGILL;
 932         info.si_errno = 0;
 933         info.si_code = ILL_BADSTK;
 934         info.si_addr = NULL;
 935         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 936                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 937                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 938                         &info);
 939         }
 940 }
 941 #endif
 942
 943 void __init trap_init(void)
 944 {
 945         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
 946         setup_cpu_entry_areas();
 947
 948         idt_setup_traps();
 949
 950         /*
 951          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 952          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 953          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 954          * It will be reloaded in cpu_init() */
 955         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
 956                     PAGE_KERNEL_RO);
 957         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
 958
 959         /*
 960          * Should be a barrier for any external CPU state:
 961          */
 962         cpu_init();
 963
 964         idt_setup_ist_traps();
 965
 966         x86_init.irqs.trap_init();
 967
 968         idt_setup_debugidt_traps();
 969 }