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
 303                 /*
 304                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
 305                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
 306                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
 307                  *
 308                  */
 309                 memmove(&gpregs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 310                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 311
 312                 /*
 313                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
 314                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
 315                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
 316                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
 317                  * frame we just set up.
 318                  *
 319                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
 320                  * which is what the stub expects, given that the faulting
 321                  * RIP will be the IRET instruction.
 322                  */
 323                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 324                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
 325
 326                 return;
 327         }
 328 #endif
 329
 330         nmi_enter();
 331         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 332
 333         tsk->thread.error_code = error_code;
 334         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 335
 336 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 337         /*
 338          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 339          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 340          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 341          * the stack, the processor will get a page fault while
 342          * delivering the exception and will generate a double fault.
 343          *
 344          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 345          * Page-Fault Exception (#PF):
 346          *
 347          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 348          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 349          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
 350          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 351          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 352          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 353          *   double fault.
 354          *
 355          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 356          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 357          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 358          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 359          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 360          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 361          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 362          *
 363          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 364          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 365          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 366          * take an exception, the stack is already aligned and there
 367          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 368          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 369          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 370          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 371          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 372          * something else.
 373          */
 374         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 375                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 376 #endif
 377
 378         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
 379         die("double fault", regs, error_code);
 380         panic("Machine halted.");
 381 }
 382
 383 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 384 {
 385         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 386         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 387                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 388                 return;
 389         cond_local_irq_enable(regs);
 390
 391         if (!user_mode(regs))
 392                 die("bounds", regs, error_code);
 393
 394         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, 0, NULL);
 395 }
 396
 397 enum kernel_gp_hint {
 398         GP_NO_HINT,
 399         GP_NON_CANONICAL,
 400         GP_CANONICAL
 401 };
 402
 403 /*
 404  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
 405  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
 406  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
 407  */
 408 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
 409                                                  unsigned long *addr)
 410 {
 411         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
 412         struct insn insn;
 413
 414         if (probe_kernel_read(insn_buf, (void *)regs->ip, MAX_INSN_SIZE))
 415                 return GP_NO_HINT;
 416
 417         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
 418         insn_get_modrm(&insn);
 419         insn_get_sib(&insn);
 420
 421         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
 422         if (*addr == -1UL)
 423                 return GP_NO_HINT;
 424
 425 #ifdef CONFIG_X86_64
 426         /*
 427          * Check that:
 428          *  - the operand is not in the kernel half
 429          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
 430          */
 431         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
 432             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
 433                 return GP_NON_CANONICAL;
 434 #endif
 435
 436         return GP_CANONICAL;
 437 }
 438
 439 #define GPFSTR "general protection fault"
 440
 441 dotraplinkage void do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 442 {
 443         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
 444         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
 445         struct task_struct *tsk;
 446         unsigned long gp_addr;
 447         int ret;
 448
 449         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 450         cond_local_irq_enable(regs);
 451
 452         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 453                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 454                         return;
 455         }
 456
 457         if (v8086_mode(regs)) {
 458                 local_irq_enable();
 459                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 460                 return;
 461         }
 462
 463         tsk = current;
 464
 465         if (user_mode(regs)) {
 466                 tsk->thread.error_code = error_code;
 467                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 468
 469                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
 470                 force_sig(SIGSEGV);
 471
 472                 return;
 473         }
 474
 475         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
 476                 return;
 477
 478         tsk->thread.error_code = error_code;
 479         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 480
 481         /*
 482          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
 483          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
 484          */
 485         if (!preemptible() &&
 486             kprobe_running() &&
 487             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
 488                 return;
 489
 490         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
 491         if (ret == NOTIFY_STOP)
 492                 return;
 493
 494         if (error_code)
 495                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
 496         else
 497                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
 498
 499         if (hint != GP_NO_HINT)
 500                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
 501                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
 502                                                     : "maybe for address",
 503                          gp_addr);
 504
 505         /*
 506          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
 507          * otherwise.
 508          */
 509         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
 510                 gp_addr = 0;
 511
 512         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
 513
 514 }
 515 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 516
 517 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 518 {
 519         if (poke_int3_handler(regs))
 520                 return;
 521
 522         /*
 523          * Unlike any other non-IST entry, we can be called from pretty much
 524          * any location in the kernel through kprobes -- text_poke() will most
 525          * likely be handled by poke_int3_handler() above. This means this
 526          * handler is effectively NMI-like.
 527          */
 528         if (!user_mode(regs))
 529                 nmi_enter();
 530
 531 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 532         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 533                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 534                 goto exit;
 535 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 536
 537 #ifdef CONFIG_KPROBES
 538         if (kprobe_int3_handler(regs))
 539                 goto exit;
 540 #endif
 541
 542         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 543                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 544                 goto exit;
 545
 546         cond_local_irq_enable(regs);
 547         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, 0, NULL);
 548         cond_local_irq_disable(regs);
 549
 550 exit:
 551         if (!user_mode(regs))
 552                 nmi_exit();
 553 }
 554 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 555
 556 #ifdef CONFIG_X86_64
 557 /*
 558  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
 559  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
 560  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
 561  */
 562 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 563 {
 564         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
 565         if (regs != eregs)
 566                 *regs = *eregs;
 567         return regs;
 568 }
 569 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 570
 571 struct bad_iret_stack {
 572         void *error_entry_ret;
 573         struct pt_regs regs;
 574 };
 575
 576 asmlinkage __visible notrace
 577 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 578 {
 579         /*
 580          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 581          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 582          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
 583          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
 584          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
 585          * exception came from the IRET target.
 586          */
 587         struct bad_iret_stack *new_stack =
 588                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 589
 590         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 591         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 592
 593         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 594         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 595
 596         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 597         return new_stack;
 598 }
 599 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 600 #endif
 601
 602 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 603 {
 604         /*
 605          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 606          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 607          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 608          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 609          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 610          * be set.)
 611          */
 612 #ifdef CONFIG_X86_32
 613         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 614                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 615                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 616 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 617         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 618                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 619                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 620 #else
 621         return false;
 622 #endif
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 627  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 628  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 629  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 630  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 631  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 632  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 633  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 634  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 635  *
 636  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 637  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 638  * user code runs with the correct debug control register even though
 639  * we clear it here.
 640  *
 641  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 642  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 643  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 644  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 645  * by user code)
 646  *
 647  * May run on IST stack.
 648  */
 649 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 650 {
 651         struct task_struct *tsk = current;
 652         int user_icebp = 0;
 653         unsigned long dr6;
 654         int si_code;
 655
 656         nmi_enter();
 657
 658         get_debugreg(dr6, 6);
 659         /*
 660          * The Intel SDM says:
 661          *
 662          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 663          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 664          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 665          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 666          *   returning to the interrupted task.
 667          *
 668          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 669          */
 670         set_debugreg(0, 6);
 671
 672         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 673         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 674
 675         /*
 676          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 677          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 678          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 679          */
 680         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 681
 682         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 683                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 684                 dr6 &= ~DR_STEP;
 685                 if (!dr6)
 686                         goto exit;
 687                 /*
 688                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 689                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 690                  * through and handle the watchpoint.
 691                  */
 692         }
 693
 694         /*
 695          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 696          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 697          * User wants a sigtrap for that.
 698          */
 699         if (!dr6 && user_mode(regs))
 700                 user_icebp = 1;
 701
 702         /* Store the virtualized DR6 value */
 703         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 704
 705 #ifdef CONFIG_KPROBES
 706         if (kprobe_debug_handler(regs))
 707                 goto exit;
 708 #endif
 709
 710         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 711                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 712                 goto exit;
 713
 714         /*
 715          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 716          * as we may switch to the interrupt stack.
 717          */
 718         debug_stack_usage_inc();
 719
 720         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 721         cond_local_irq_enable(regs);
 722
 723         if (v8086_mode(regs)) {
 724                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 725                                         X86_TRAP_DB);
 726                 cond_local_irq_disable(regs);
 727                 debug_stack_usage_dec();
 728                 goto exit;
 729         }
 730
 731         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 732                 /*
 733                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 734                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 735                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 736                  * an oops.
 737                  */
 738                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 739                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 740                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 741         }
 742         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 743         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 744                 send_sigtrap(regs, error_code, si_code);
 745         cond_local_irq_disable(regs);
 746         debug_stack_usage_dec();
 747
 748 exit:
 749         nmi_exit();
 750 }
 751 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 752
 753 /*
 754  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 755  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 756  * IRQ13 behaviour
 757  */
 758 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 759 {
 760         struct task_struct *task = current;
 761         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 762         int si_code;
 763         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 764                                                 "simd exception";
 765
 766         cond_local_irq_enable(regs);
 767
 768         if (!user_mode(regs)) {
 769                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
 770                         return;
 771
 772                 task->thread.error_code = error_code;
 773                 task->thread.trap_nr = trapnr;
 774
 775                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code,
 776                                         trapnr, SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
 777                         die(str, regs, error_code);
 778                 return;
 779         }
 780
 781         /*
 782          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 783          */
 784         fpu__save(fpu);
 785
 786         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 787         task->thread.error_code = error_code;
 788
 789         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 790         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 791         if (!si_code)
 792                 return;
 793
 794         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
 795                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
 796 }
 797
 798 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 799 {
 800         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 801         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 802 }
 803
 804 dotraplinkage void
 805 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 806 {
 807         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 808         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 809 }
 810
 811 dotraplinkage void
 812 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 813 {
 814         /*
 815          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
 816          *
 817          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
 818          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
 819          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
 820          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
 821          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
 822          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
 823          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
 824          *
 825          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
 826          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
 827          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
 828          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
 829          *
 830          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
 831          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
 832          */
 833 }
 834
 835 dotraplinkage void
 836 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 837 {
 838         unsigned long cr0 = read_cr0();
 839
 840         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 841
 842 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 843         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
 844                 struct math_emu_info info = { };
 845
 846                 cond_local_irq_enable(regs);
 847
 848                 info.regs = regs;
 849                 math_emulate(&info);
 850                 return;
 851         }
 852 #endif
 853
 854         /* This should not happen. */
 855         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 856                 /* Try to fix it up and carry on. */
 857                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 858         } else {
 859                 /*
 860                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 861                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 862                  * loop of #NM faults.
 863                  */
 864                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 865         }
 866 }
 867 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 868
 869 #ifdef CONFIG_X86_32
 870 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 871 {
 872         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 873         local_irq_enable();
 874
 875         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 876                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 877                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 878                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
 879         }
 880 }
 881 #endif
 882
 883 void __init trap_init(void)
 884 {
 885         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
 886         setup_cpu_entry_areas();
 887
 888         idt_setup_traps();
 889
 890         /*
 891          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 892          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 893          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 894          * It will be reloaded in cpu_init() */
 895         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
 896                     PAGE_KERNEL_RO);
 897         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
 898
 899         /*
 900          * Should be a barrier for any external CPU state:
 901          */
 902         cpu_init();
 903
 904         idt_setup_ist_traps();
 905
 906         idt_setup_debugidt_traps();
 907 }