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_UD2;
 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, const 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         } else if (!user_mode(regs)) {
 206                 if (fixup_exception(regs, trapnr))
 207                         return 0;
 208
 209                 tsk->thread.error_code = error_code;
 210                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 211                 die(str, regs, error_code);
 212         }
 213
 214         /*
 215          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 216          * kernelspace faults which result in die(), but not
 217          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 218          * process no chance to handle the signal and notice the
 219          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 220          * the information about previously queued, but not yet
 221          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 222          */
 223         tsk->thread.error_code = error_code;
 224         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 225
 226         return -1;
 227 }
 228
 229 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
 230                         const char *type, const char *desc,
 231                         struct pt_regs *regs, long error_code)
 232 {
 233         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 234             printk_ratelimit()) {
 235                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 236                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
 237                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 238                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 239                 pr_cont("\n");
 240         }
 241 }
 242
 243 static void
 244 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 245         long error_code, int sicode, void __user *addr)
 246 {
 247         struct task_struct *tsk = current;
 248
 249
 250         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 251                 return;
 252
 253         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
 254
 255         if (!sicode)
 256                 force_sig(signr, tsk);
 257         else
 258                 force_sig_fault(signr, sicode, addr, tsk);
 259 }
 260 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 261
 262 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 263         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
 264 {
 265         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 266
 267         /*
 268          * WARN*()s end up here; fix them up before we call the
 269          * notifier chain.
 270          */
 271         if (!user_mode(regs) && fixup_bug(regs, trapnr))
 272                 return;
 273
 274         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 275                         NOTIFY_STOP) {
 276                 cond_local_irq_enable(regs);
 277                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
 278         }
 279 }
 280
 281 #define IP ((void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs))
 282 #define DO_ERROR(trapnr, signr, sicode, addr, str, name)                   \
 283 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)        \
 284 {                                                                          \
 285         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr, sicode, addr); \
 286 }
 287
 288 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  FPE_INTDIV,   IP, "divide error",        divide_error)
 289 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV,          0, NULL, "overflow",            overflow)
 290 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  ILL_ILLOPN,   IP, "invalid opcode",      invalid_op)
 291 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,           0, NULL, "coprocessor segment overrun", coprocessor_segment_overrun)
 292 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV,          0, NULL, "invalid TSS",         invalid_TSS)
 293 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,           0, NULL, "segment not present", segment_not_present)
 294 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,           0, NULL, "stack segment",       stack_segment)
 295 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  BUS_ADRALN, NULL, "alignment check",     alignment_check)
 296 #undef IP
 297
 298 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 299 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 300                                                 struct pt_regs *regs,
 301                                                 unsigned long fault_address)
 302 {
 303         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 304                  (void *)fault_address, current->stack,
 305                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 306         die(message, regs, 0);
 307
 308         /* Be absolutely certain we don't return. */
 309         panic(message);
 310 }
 311 #endif
 312
 313 #ifdef CONFIG_X86_64
 314 /* Runs on IST stack */
 315 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 316 {
 317         static const char str[] = "double fault";
 318         struct task_struct *tsk = current;
 319 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 320         unsigned long cr2;
 321 #endif
 322
 323 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 324         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 325
 326         /*
 327          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 328          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
 329          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
 330          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
 331          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
 332          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
 333          * set up according to its expectations.
 334          *
 335          * The net result is that our #GP handler will think that we
 336          * entered from usermode with the bad user context.
 337          *
 338          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 339          */
 340         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 341                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 342                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 343         {
 344                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 345
 346                 /*
 347                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
 348                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
 349                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
 350                  *
 351                  */
 352                 memmove(&gpregs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 353                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 354
 355                 /*
 356                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
 357                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
 358                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
 359                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
 360                  * frame we just set up.
 361                  */
 362                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 363                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
 364
 365                 return;
 366         }
 367 #endif
 368
 369         ist_enter(regs);
 370         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 371
 372         tsk->thread.error_code = error_code;
 373         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 374
 375 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 376         /*
 377          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 378          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 379          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 380          * the stack, the processor will get a page fault while
 381          * delivering the exception and will generate a double fault.
 382          *
 383          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 384          * Page-Fault Exception (#PF):
 385          *
 386          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 387          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 388          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
 389          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 390          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 391          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 392          *   double fault.
 393          *
 394          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 395          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 396          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 397          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 398          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 399          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 400          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 401          *
 402          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 403          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 404          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 405          * take an exception, the stack is already aligned and there
 406          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 407          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 408          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 409          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 410          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 411          * something else.
 412          */
 413         cr2 = read_cr2();
 414         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 415                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 416 #endif
 417
 418 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 419         df_debug(regs, error_code);
 420 #endif
 421         /*
 422          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 423          * never return).
 424          */
 425         for (;;)
 426                 die(str, regs, error_code);
 427 }
 428 #endif
 429
 430 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 431 {
 432         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 433
 434         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 435         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 436                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 437                 return;
 438         cond_local_irq_enable(regs);
 439
 440         if (!user_mode(regs))
 441                 die("bounds", regs, error_code);
 442
 443         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 444                 /* The exception is not from Intel MPX */
 445                 goto exit_trap;
 446         }
 447
 448         /*
 449          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 450          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 451          * which is all zeros which indicates MPX was not
 452          * responsible for the exception.
 453          */
 454         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 455         if (!bndcsr)
 456                 goto exit_trap;
 457
 458         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 459         /*
 460          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 461          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 462          * bound directory.
 463          */
 464         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 465         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 466                 if (mpx_handle_bd_fault())
 467                         goto exit_trap;
 468                 break; /* Success, it was handled */
 469         case 1: /* Bound violation. */
 470         {
 471                 struct task_struct *tsk = current;
 472                 struct mpx_fault_info mpx;
 473
 474                 if (mpx_fault_info(&mpx, regs)) {
 475                         /*
 476                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 477                          * the exception was not caused by MPX.
 478                          */
 479                         goto exit_trap;
 480                 }
 481                 /*
 482                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 483                  * an 'mpx' containing the address being accessed
 484                  * which caused the exception.  This information
 485                  * allows and application to possibly handle the
 486                  * #BR exception itself.
 487                  */
 488                 if (!do_trap_no_signal(tsk, X86_TRAP_BR, "bounds", regs,
 489                                        error_code))
 490                         break;
 491
 492                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "trap ", "bounds", regs, error_code);
 493
 494                 force_sig_bnderr(mpx.addr, mpx.lower, mpx.upper);
 495                 break;
 496         }
 497         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 498                 goto exit_trap;
 499         default:
 500                 die("bounds", regs, error_code);
 501         }
 502
 503         return;
 504
 505 exit_trap:
 506         /*
 507          * This path out is for all the cases where we could not
 508          * handle the exception in some way (like allocating a
 509          * table or telling userspace about it.  We will also end
 510          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 511          * time..
 512          */
 513         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, 0, NULL);
 514 }
 515
 516 dotraplinkage void
 517 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 518 {
 519         const char *desc = "general protection fault";
 520         struct task_struct *tsk;
 521
 522         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 523         cond_local_irq_enable(regs);
 524
 525         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 526                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 527                         return;
 528         }
 529
 530         if (v8086_mode(regs)) {
 531                 local_irq_enable();
 532                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 533                 return;
 534         }
 535
 536         tsk = current;
 537         if (!user_mode(regs)) {
 538                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 539                         return;
 540
 541                 tsk->thread.error_code = error_code;
 542                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 543                 if (notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code,
 544                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 545                         die(desc, regs, error_code);
 546                 return;
 547         }
 548
 549         tsk->thread.error_code = error_code;
 550         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 551
 552         show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
 553
 554         force_sig(SIGSEGV, tsk);
 555 }
 556 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 557
 558 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 559 {
 560 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 561         /*
 562          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 563          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 564          */
 565         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 566             ftrace_int3_handler(regs))
 567                 return;
 568 #endif
 569         if (poke_int3_handler(regs))
 570                 return;
 571
 572         /*
 573          * Use ist_enter despite the fact that we don't use an IST stack.
 574          * We can be called from a kprobe in non-CONTEXT_KERNEL kernel
 575          * mode or even during context tracking state changes.
 576          *
 577          * This means that we can't schedule.  That's okay.
 578          */
 579         ist_enter(regs);
 580         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 581 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 582         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 583                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 584                 goto exit;
 585 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 586
 587 #ifdef CONFIG_KPROBES
 588         if (kprobe_int3_handler(regs))
 589                 goto exit;
 590 #endif
 591
 592         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 593                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 594                 goto exit;
 595
 596         cond_local_irq_enable(regs);
 597         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, 0, NULL);
 598         cond_local_irq_disable(regs);
 599
 600 exit:
 601         ist_exit(regs);
 602 }
 603 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 604
 605 #ifdef CONFIG_X86_64
 606 /*
 607  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
 608  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
 609  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
 610  */
 611 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 612 {
 613         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
 614         if (regs != eregs)
 615                 *regs = *eregs;
 616         return regs;
 617 }
 618 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 619
 620 struct bad_iret_stack {
 621         void *error_entry_ret;
 622         struct pt_regs regs;
 623 };
 624
 625 asmlinkage __visible notrace
 626 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 627 {
 628         /*
 629          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 630          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 631          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
 632          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
 633          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
 634          * exception came from the IRET target.
 635          */
 636         struct bad_iret_stack *new_stack =
 637                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 638
 639         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 640         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 641
 642         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 643         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 644
 645         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 646         return new_stack;
 647 }
 648 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 649 #endif
 650
 651 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 652 {
 653         /*
 654          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 655          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 656          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 657          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 658          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 659          * be set.)
 660          */
 661 #ifdef CONFIG_X86_32
 662         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 663                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 664                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 665 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 666         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 667                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 668                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 669 #else
 670         return false;
 671 #endif
 672 }
 673
 674 /*
 675  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 676  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 677  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 678  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 679  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 680  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 681  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 682  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 683  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 684  *
 685  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 686  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 687  * user code runs with the correct debug control register even though
 688  * we clear it here.
 689  *
 690  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 691  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 692  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 693  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 694  * by user code)
 695  *
 696  * May run on IST stack.
 697  */
 698 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 699 {
 700         struct task_struct *tsk = current;
 701         int user_icebp = 0;
 702         unsigned long dr6;
 703         int si_code;
 704
 705         ist_enter(regs);
 706
 707         get_debugreg(dr6, 6);
 708         /*
 709          * The Intel SDM says:
 710          *
 711          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 712          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 713          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 714          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 715          *   returning to the interrupted task.
 716          *
 717          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 718          */
 719         set_debugreg(0, 6);
 720
 721         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 722         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 723
 724         /*
 725          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 726          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 727          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 728          */
 729         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 730
 731         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 732                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 733                 dr6 &= ~DR_STEP;
 734                 if (!dr6)
 735                         goto exit;
 736                 /*
 737                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 738                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 739                  * through and handle the watchpoint.
 740                  */
 741         }
 742
 743         /*
 744          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 745          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 746          * User wants a sigtrap for that.
 747          */
 748         if (!dr6 && user_mode(regs))
 749                 user_icebp = 1;
 750
 751         /* Store the virtualized DR6 value */
 752         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 753
 754 #ifdef CONFIG_KPROBES
 755         if (kprobe_debug_handler(regs))
 756                 goto exit;
 757 #endif
 758
 759         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 760                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 761                 goto exit;
 762
 763         /*
 764          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 765          * as we may switch to the interrupt stack.
 766          */
 767         debug_stack_usage_inc();
 768
 769         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 770         cond_local_irq_enable(regs);
 771
 772         if (v8086_mode(regs)) {
 773                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 774                                         X86_TRAP_DB);
 775                 cond_local_irq_disable(regs);
 776                 debug_stack_usage_dec();
 777                 goto exit;
 778         }
 779
 780         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 781                 /*
 782                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 783                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 784                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 785                  * an oops.
 786                  */
 787                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 788                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 789                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 790         }
 791         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 792         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 793                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 794         cond_local_irq_disable(regs);
 795         debug_stack_usage_dec();
 796
 797 exit:
 798         ist_exit(regs);
 799 }
 800 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 801
 802 /*
 803  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 804  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 805  * IRQ13 behaviour
 806  */
 807 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 808 {
 809         struct task_struct *task = current;
 810         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 811         int si_code;
 812         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 813                                                 "simd exception";
 814
 815         cond_local_irq_enable(regs);
 816
 817         if (!user_mode(regs)) {
 818                 if (fixup_exception(regs, trapnr))
 819                         return;
 820
 821                 task->thread.error_code = error_code;
 822                 task->thread.trap_nr = trapnr;
 823
 824                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code,
 825                                         trapnr, SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
 826                         die(str, regs, error_code);
 827                 return;
 828         }
 829
 830         /*
 831          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 832          */
 833         fpu__save(fpu);
 834
 835         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 836         task->thread.error_code = error_code;
 837
 838         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 839         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 840         if (!si_code)
 841                 return;
 842
 843         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
 844                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs), task);
 845 }
 846
 847 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 848 {
 849         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 850         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 851 }
 852
 853 dotraplinkage void
 854 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 855 {
 856         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 857         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 858 }
 859
 860 dotraplinkage void
 861 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 862 {
 863         cond_local_irq_enable(regs);
 864 }
 865
 866 dotraplinkage void
 867 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 868 {
 869         unsigned long cr0;
 870
 871         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 872
 873 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 874         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 875                 struct math_emu_info info = { };
 876
 877                 cond_local_irq_enable(regs);
 878
 879                 info.regs = regs;
 880                 math_emulate(&info);
 881                 return;
 882         }
 883 #endif
 884
 885         /* This should not happen. */
 886         cr0 = read_cr0();
 887         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 888                 /* Try to fix it up and carry on. */
 889                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 890         } else {
 891                 /*
 892                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 893                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 894                  * loop of #NM faults.
 895                  */
 896                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 897         }
 898 }
 899 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 900
 901 #ifdef CONFIG_X86_32
 902 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 903 {
 904         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 905         local_irq_enable();
 906
 907         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 908                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 909                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 910                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
 911         }
 912 }
 913 #endif
 914
 915 void __init trap_init(void)
 916 {
 917         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
 918         setup_cpu_entry_areas();
 919
 920         idt_setup_traps();
 921
 922         /*
 923          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 924          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 925          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 926          * It will be reloaded in cpu_init() */
 927         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
 928                     PAGE_KERNEL_RO);
 929         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
 930
 931         /*
 932          * Should be a barrier for any external CPU state:
 933          */
 934         cpu_init();
 935
 936         idt_setup_ist_traps();
 937
 938         x86_init.irqs.trap_init();
 939
 940         idt_setup_debugidt_traps();
 941 }