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 #ifdef CONFIG_EISA
  42 #include <linux/ioport.h>
  43 #include <linux/eisa.h>
  44 #endif
  45
  46 #if defined(CONFIG_EDAC)
  47 #include <linux/edac.h>
  48 #endif
  49
  50 #include <asm/kmemcheck.h>
  51 #include <asm/stacktrace.h>
  52 #include <asm/processor.h>
  53 #include <asm/debugreg.h>
  54 #include <linux/atomic.h>
  55 #include <asm/text-patching.h>
  56 #include <asm/ftrace.h>
  57 #include <asm/traps.h>
  58 #include <asm/desc.h>
  59 #include <asm/fpu/internal.h>
  60 #include <asm/mce.h>
  61 #include <asm/fixmap.h>
  62 #include <asm/mach_traps.h>
  63 #include <asm/alternative.h>
  64 #include <asm/fpu/xstate.h>
  65 #include <asm/trace/mpx.h>
  66 #include <asm/mpx.h>
  67 #include <asm/vm86.h>
  68
  69 #ifdef CONFIG_X86_64
  70 #include <asm/x86_init.h>
  71 #include <asm/pgalloc.h>
  72 #include <asm/proto.h>
  73
  74 /* No need to be aligned, but done to keep all IDTs defined the same way. */
  75 gate_desc debug_idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  76 #else
  77 #include <asm/processor-flags.h>
  78 #include <asm/setup.h>
  79 #include <asm/proto.h>
  80 #endif
  81
  82 /* Must be page-aligned because the real IDT is used in a fixmap. */
  83 gate_desc idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  84
  85 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  86 EXPORT_SYMBOL_GPL(used_vectors);
  87
  88 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  89 {
  90         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  91                 local_irq_enable();
  92 }
  93
  94 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  95 {
  96         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  97                 local_irq_disable();
  98 }
  99
 100 /*
 101  * In IST context, we explicitly disable preemption.  This serves two
 102  * purposes: it makes it much less likely that we would accidentally
 103  * schedule in IST context and it will force a warning if we somehow
 104  * manage to schedule by accident.
 105  */
 106 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
 107 {
 108         if (user_mode(regs)) {
 109                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 110         } else {
 111                 /*
 112                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 113                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 114                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 115                  * but we need to notify RCU.
 116                  */
 117                 rcu_nmi_enter();
 118         }
 119
 120         preempt_disable();
 121
 122         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 123         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 124 }
 125
 126 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 127 {
 128         preempt_enable_no_resched();
 129
 130         if (!user_mode(regs))
 131                 rcu_nmi_exit();
 132 }
 133
 134 /**
 135  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 136  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 137  *
 138  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 139  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 140  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 141  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 142  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 143  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 144  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 145  * before ist_exit().
 146  */
 147 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 148 {
 149         BUG_ON(!user_mode(regs));
 150
 151         /*
 152          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 153          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 154          * from double_fault.
 155          */
 156         BUG_ON((unsigned long)(current_top_of_stack() -
 157                                current_stack_pointer()) >= THREAD_SIZE);
 158
 159         preempt_enable_no_resched();
 160 }
 161
 162 /**
 163  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 164  *
 165  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 166  */
 167 void ist_end_non_atomic(void)
 168 {
 169         preempt_disable();
 170 }
 171
 172 static nokprobe_inline int
 173 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 174                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 175 {
 176         if (v8086_mode(regs)) {
 177                 /*
 178                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 179                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 180                  */
 181                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 182                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 183                                                 error_code, trapnr))
 184                                 return 0;
 185                 }
 186                 return -1;
 187         }
 188
 189         if (!user_mode(regs)) {
 190                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 191                         tsk->thread.error_code = error_code;
 192                         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 193                         die(str, regs, error_code);
 194                 }
 195                 return 0;
 196         }
 197
 198         return -1;
 199 }
 200
 201 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 202                                 siginfo_t *info)
 203 {
 204         unsigned long siaddr;
 205         int sicode;
 206
 207         switch (trapnr) {
 208         default:
 209                 return SEND_SIG_PRIV;
 210
 211         case X86_TRAP_DE:
 212                 sicode = FPE_INTDIV;
 213                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 214                 break;
 215         case X86_TRAP_UD:
 216                 sicode = ILL_ILLOPN;
 217                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 218                 break;
 219         case X86_TRAP_AC:
 220                 sicode = BUS_ADRALN;
 221                 siaddr = 0;
 222                 break;
 223         }
 224
 225         info->si_signo = signr;
 226         info->si_errno = 0;
 227         info->si_code = sicode;
 228         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 229         return info;
 230 }
 231
 232 static void
 233 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 234         long error_code, siginfo_t *info)
 235 {
 236         struct task_struct *tsk = current;
 237
 238
 239         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 240                 return;
 241         /*
 242          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 243          * kernelspace faults which result in die(), but not
 244          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 245          * process no chance to handle the signal and notice the
 246          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 247          * the information about previously queued, but not yet
 248          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 249          */
 250         tsk->thread.error_code = error_code;
 251         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 252
 253         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 254             printk_ratelimit()) {
 255                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 256                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 257                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 258                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 259                 pr_cont("\n");
 260         }
 261
 262         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 263 }
 264 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 265
 266 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 267                           unsigned long trapnr, int signr)
 268 {
 269         siginfo_t info;
 270
 271         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 272
 273         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 274                         NOTIFY_STOP) {
 275                 cond_local_irq_enable(regs);
 276                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 277                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 278         }
 279 }
 280
 281 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 282 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 283 {                                                                       \
 284         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 285 }
 286
 287 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 288 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 289 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 290 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 291 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 292 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 293 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 294 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 295
 296 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 297 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 298                                                 struct pt_regs *regs,
 299                                                 unsigned long fault_address)
 300 {
 301         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 302                  (void *)fault_address, current->stack,
 303                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 304         die(message, regs, 0);
 305
 306         /* Be absolutely certain we don't return. */
 307         panic(message);
 308 }
 309 #endif
 310
 311 #ifdef CONFIG_X86_64
 312 /* Runs on IST stack */
 313 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 314 {
 315         static const char str[] = "double fault";
 316         struct task_struct *tsk = current;
 317 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 318         unsigned long cr2;
 319 #endif
 320
 321 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 322         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 323
 324         /*
 325          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 326          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 327          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 328          * handler from user space, similar to bad_iret.
 329          *
 330          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 331          */
 332         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 333                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 334                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 335         {
 336                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 337
 338                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 339                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 340                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 341                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 342                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 343
 344                 return;
 345         }
 346 #endif
 347
 348         ist_enter(regs);
 349         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 350
 351         tsk->thread.error_code = error_code;
 352         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 353
 354 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 355         /*
 356          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 357          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 358          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 359          * the stack, the processor will get a page fault while
 360          * delivering the exception and will generate a double fault.
 361          *
 362          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 363          * Page-Fault Exception (#PF):
 364          *
 365          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 366          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 367          *   deliv- ered, the faulting linear address of the second fault will
 368          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 369          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 370          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 371          *   double fault.
 372          *
 373          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 374          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 375          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 376          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 377          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 378          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 379          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 380          *
 381          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 382          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 383          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 384          * take an exception, the stack is already aligned and there
 385          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 386          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 387          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 388          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 389          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 390          * something else.
 391          */
 392         cr2 = read_cr2();
 393         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 394                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 395 #endif
 396
 397 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 398         df_debug(regs, error_code);
 399 #endif
 400         /*
 401          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 402          * never return).
 403          */
 404         for (;;)
 405                 die(str, regs, error_code);
 406 }
 407 #endif
 408
 409 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 410 {
 411         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 412         siginfo_t *info;
 413
 414         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 415         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 416                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 417                 return;
 418         cond_local_irq_enable(regs);
 419
 420         if (!user_mode(regs))
 421                 die("bounds", regs, error_code);
 422
 423         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 424                 /* The exception is not from Intel MPX */
 425                 goto exit_trap;
 426         }
 427
 428         /*
 429          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 430          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 431          * which is all zeros which indicates MPX was not
 432          * responsible for the exception.
 433          */
 434         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 435         if (!bndcsr)
 436                 goto exit_trap;
 437
 438         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 439         /*
 440          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 441          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 442          * bound directory.
 443          */
 444         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 445         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 446                 if (mpx_handle_bd_fault())
 447                         goto exit_trap;
 448                 break; /* Success, it was handled */
 449         case 1: /* Bound violation. */
 450                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
 451                 if (IS_ERR(info)) {
 452                         /*
 453                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 454                          * the exception was not caused by MPX.
 455                          */
 456                         goto exit_trap;
 457                 }
 458                 /*
 459                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 460                  * an 'info' containing the address being accessed
 461                  * which caused the exception.  This information
 462                  * allows and application to possibly handle the
 463                  * #BR exception itself.
 464                  */
 465                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 466                 kfree(info);
 467                 break;
 468         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 469                 goto exit_trap;
 470         default:
 471                 die("bounds", regs, error_code);
 472         }
 473
 474         return;
 475
 476 exit_trap:
 477         /*
 478          * This path out is for all the cases where we could not
 479          * handle the exception in some way (like allocating a
 480          * table or telling userspace about it.  We will also end
 481          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 482          * time..
 483          */
 484         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 485 }
 486
 487 dotraplinkage void
 488 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 489 {
 490         struct task_struct *tsk;
 491
 492         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 493         cond_local_irq_enable(regs);
 494
 495         if (v8086_mode(regs)) {
 496                 local_irq_enable();
 497                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 498                 return;
 499         }
 500
 501         tsk = current;
 502         if (!user_mode(regs)) {
 503                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 504                         return;
 505
 506                 tsk->thread.error_code = error_code;
 507                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 508                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 509                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 510                         die("general protection fault", regs, error_code);
 511                 return;
 512         }
 513
 514         tsk->thread.error_code = error_code;
 515         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 516
 517         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 518                         printk_ratelimit()) {
 519                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 520                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 521                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 522                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 523                 pr_cont("\n");
 524         }
 525
 526         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 527 }
 528 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 529
 530 /* May run on IST stack. */
 531 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 532 {
 533 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 534         /*
 535          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 536          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 537          */
 538         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 539             ftrace_int3_handler(regs))
 540                 return;
 541 #endif
 542         if (poke_int3_handler(regs))
 543                 return;
 544
 545         ist_enter(regs);
 546         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 547 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 548         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 549                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 550                 goto exit;
 551 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 552
 553 #ifdef CONFIG_KPROBES
 554         if (kprobe_int3_handler(regs))
 555                 goto exit;
 556 #endif
 557
 558         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 559                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 560                 goto exit;
 561
 562         /*
 563          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 564          * as we may switch to the interrupt stack.
 565          */
 566         debug_stack_usage_inc();
 567         cond_local_irq_enable(regs);
 568         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 569         cond_local_irq_disable(regs);
 570         debug_stack_usage_dec();
 571 exit:
 572         ist_exit(regs);
 573 }
 574 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 575
 576 #ifdef CONFIG_X86_64
 577 /*
 578  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 579  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 580  * entry_64.S
 581  */
 582 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 583 {
 584         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 585         *regs = *eregs;
 586         return regs;
 587 }
 588 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 589
 590 struct bad_iret_stack {
 591         void *error_entry_ret;
 592         struct pt_regs regs;
 593 };
 594
 595 asmlinkage __visible notrace
 596 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 597 {
 598         /*
 599          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 600          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 601          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 602          * and we want to pretend that the exception came from the
 603          * iret target.
 604          */
 605         struct bad_iret_stack *new_stack =
 606                 container_of(task_pt_regs(current),
 607                              struct bad_iret_stack, regs);
 608
 609         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 610         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 611
 612         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 613         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 614
 615         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 616         return new_stack;
 617 }
 618 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 619 #endif
 620
 621 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 622 {
 623         /*
 624          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 625          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 626          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 627          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 628          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 629          * be set.)
 630          */
 631 #ifdef CONFIG_X86_32
 632         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 633                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 634                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 635 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 636         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 637                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 638                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 639 #else
 640         return false;
 641 #endif
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 646  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 647  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 648  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 649  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 650  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 651  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 652  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 653  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 654  *
 655  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 656  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 657  * user code runs with the correct debug control register even though
 658  * we clear it here.
 659  *
 660  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 661  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 662  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 663  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 664  * by user code)
 665  *
 666  * May run on IST stack.
 667  */
 668 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 669 {
 670         struct task_struct *tsk = current;
 671         int user_icebp = 0;
 672         unsigned long dr6;
 673         int si_code;
 674
 675         ist_enter(regs);
 676
 677         get_debugreg(dr6, 6);
 678         /*
 679          * The Intel SDM says:
 680          *
 681          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 682          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 683          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 684          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 685          *   returning to the interrupted task.
 686          *
 687          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 688          */
 689         set_debugreg(0, 6);
 690
 691         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 692         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 693
 694         /*
 695          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 696          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 697          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 698          */
 699         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 700
 701         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 702                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 703                 dr6 &= ~DR_STEP;
 704                 if (!dr6)
 705                         goto exit;
 706                 /*
 707                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 708                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 709                  * through and handle the watchpoint.
 710                  */
 711         }
 712
 713         /*
 714          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 715          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 716          * User wants a sigtrap for that.
 717          */
 718         if (!dr6 && user_mode(regs))
 719                 user_icebp = 1;
 720
 721         /* Catch kmemcheck conditions! */
 722         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 723                 goto exit;
 724
 725         /* Store the virtualized DR6 value */
 726         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 727
 728 #ifdef CONFIG_KPROBES
 729         if (kprobe_debug_handler(regs))
 730                 goto exit;
 731 #endif
 732
 733         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 734                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 735                 goto exit;
 736
 737         /*
 738          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 739          * as we may switch to the interrupt stack.
 740          */
 741         debug_stack_usage_inc();
 742
 743         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 744         cond_local_irq_enable(regs);
 745
 746         if (v8086_mode(regs)) {
 747                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 748                                         X86_TRAP_DB);
 749                 cond_local_irq_disable(regs);
 750                 debug_stack_usage_dec();
 751                 goto exit;
 752         }
 753
 754         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 755                 /*
 756                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 757                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 758                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 759                  * an oops.
 760                  */
 761                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 762                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 763                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 764         }
 765         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 766         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 767                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 768         cond_local_irq_disable(regs);
 769         debug_stack_usage_dec();
 770
 771 exit:
 772 #if defined(CONFIG_X86_32)
 773         /*
 774          * This is the most likely code path that involves non-trivial use
 775          * of the SYSENTER stack.  Check that we haven't overrun it.
 776          */
 777         WARN(this_cpu_read(cpu_tss.SYSENTER_stack_canary) != STACK_END_MAGIC,
 778              "Overran or corrupted SYSENTER stack\n");
 779 #endif
 780         ist_exit(regs);
 781 }
 782 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 783
 784 /*
 785  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 786  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 787  * IRQ13 behaviour
 788  */
 789 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 790 {
 791         struct task_struct *task = current;
 792         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 793         siginfo_t info;
 794         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 795                                                 "simd exception";
 796
 797         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 798                 return;
 799         cond_local_irq_enable(regs);
 800
 801         if (!user_mode(regs)) {
 802                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 803                         task->thread.error_code = error_code;
 804                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 805                         die(str, regs, error_code);
 806                 }
 807                 return;
 808         }
 809
 810         /*
 811          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 812          */
 813         fpu__save(fpu);
 814
 815         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 816         task->thread.error_code = error_code;
 817         info.si_signo           = SIGFPE;
 818         info.si_errno           = 0;
 819         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 820
 821         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 822
 823         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 824         if (!info.si_code)
 825                 return;
 826
 827         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 828 }
 829
 830 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 831 {
 832         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 833         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 834 }
 835
 836 dotraplinkage void
 837 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 838 {
 839         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 840         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 841 }
 842
 843 dotraplinkage void
 844 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 845 {
 846         cond_local_irq_enable(regs);
 847 }
 848
 849 dotraplinkage void
 850 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 851 {
 852         unsigned long cr0;
 853
 854         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 855
 856 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 857         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 858                 struct math_emu_info info = { };
 859
 860                 cond_local_irq_enable(regs);
 861
 862                 info.regs = regs;
 863                 math_emulate(&info);
 864                 return;
 865         }
 866 #endif
 867
 868         /* This should not happen. */
 869         cr0 = read_cr0();
 870         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 871                 /* Try to fix it up and carry on. */
 872                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 873         } else {
 874                 /*
 875                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 876                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 877                  * loop of #NM faults.
 878                  */
 879                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 880         }
 881 }
 882 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 883
 884 #ifdef CONFIG_X86_32
 885 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 886 {
 887         siginfo_t info;
 888
 889         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 890         local_irq_enable();
 891
 892         info.si_signo = SIGILL;
 893         info.si_errno = 0;
 894         info.si_code = ILL_BADSTK;
 895         info.si_addr = NULL;
 896         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 897                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 898                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 899                         &info);
 900         }
 901 }
 902 #endif
 903
 904 /* Set of traps needed for early debugging. */
 905 void __init early_trap_init(void)
 906 {
 907         /*
 908          * Don't use IST to set DEBUG_STACK as it doesn't work until TSS
 909          * is ready in cpu_init() <-- trap_init(). Before trap_init(),
 910          * CPU runs at ring 0 so it is impossible to hit an invalid
 911          * stack.  Using the original stack works well enough at this
 912          * early stage. DEBUG_STACK will be equipped after cpu_init() in
 913          * trap_init().
 914          *
 915          * We don't need to set trace_idt_table like set_intr_gate(),
 916          * since we don't have trace_debug and it will be reset to
 917          * 'debug' in trap_init() by set_intr_gate_ist().
 918          */
 919         set_intr_gate_notrace(X86_TRAP_DB, debug);
 920         /* int3 can be called from all */
 921         set_system_intr_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
 922 #ifdef CONFIG_X86_32
 923         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 924 #endif
 925         load_idt(&idt_descr);
 926 }
 927
 928 void __init early_trap_pf_init(void)
 929 {
 930 #ifdef CONFIG_X86_64
 931         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 932 #endif
 933 }
 934
 935 void __init trap_init(void)
 936 {
 937         int i;
 938
 939 #ifdef CONFIG_EISA
 940         void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
 941
 942         if (readl(p) == 'E' + ('I'<<8) + ('S'<<16) + ('A'<<24))
 943                 EISA_bus = 1;
 944         early_iounmap(p, 4);
 945 #endif
 946
 947         set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
 948         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
 949         /* int4 can be called from all */
 950         set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
 951         set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
 952         set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
 953         set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
 954 #ifdef CONFIG_X86_32
 955         set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
 956 #else
 957         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
 958 #endif
 959         set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
 960         set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
 961         set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
 962         set_intr_gate(X86_TRAP_SS, stack_segment);
 963         set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
 964         set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
 965         set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
 966         set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
 967 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 968         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
 969 #endif
 970         set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
 971
 972         /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
 973         for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
 974                 set_bit(i, used_vectors);
 975
 976 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 977         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_compat);
 978         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 979 #endif
 980
 981 #ifdef CONFIG_X86_32
 982         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_32);
 983         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 984 #endif
 985
 986         /*
 987          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 988          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 989          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 990          * It will be reloaded in cpu_init() */
 991         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
 992         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
 993
 994         /*
 995          * Should be a barrier for any external CPU state:
 996          */
 997         cpu_init();
 998
 999         /*
1000          * X86_TRAP_DB and X86_TRAP_BP have been set
1001          * in early_trap_init(). However, ITS works only after
1002          * cpu_init() loads TSS. See comments in early_trap_init().
1003          */
1004         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DB, &debug, DEBUG_STACK);
1005         /* int3 can be called from all */
1006         set_system_intr_gate_ist(X86_TRAP_BP, &int3, DEBUG_STACK);
1007
1008         x86_init.irqs.trap_init();
1009
1010 #ifdef CONFIG_X86_64
1011         memcpy(&debug_idt_table, &idt_table, IDT_ENTRIES * 16);
1012         set_nmi_gate(X86_TRAP_DB, &debug);
1013         set_nmi_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
1014 #endif
1015 }