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 <[email protected]>, 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, error_code, 0))
 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("%s", 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                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
 363                  * which is what the stub expects, given that the faulting
 364                  * RIP will be the IRET instruction.
 365                  */
 366                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 367                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
 368
 369                 return;
 370         }
 371 #endif
 372
 373         ist_enter(regs);
 374         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 375
 376         tsk->thread.error_code = error_code;
 377         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 378
 379 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 380         /*
 381          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 382          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 383          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 384          * the stack, the processor will get a page fault while
 385          * delivering the exception and will generate a double fault.
 386          *
 387          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 388          * Page-Fault Exception (#PF):
 389          *
 390          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 391          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 392          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
 393          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 394          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 395          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 396          *   double fault.
 397          *
 398          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 399          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 400          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 401          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 402          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 403          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 404          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 405          *
 406          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 407          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 408          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 409          * take an exception, the stack is already aligned and there
 410          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 411          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 412          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 413          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 414          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 415          * something else.
 416          */
 417         cr2 = read_cr2();
 418         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 419                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 420 #endif
 421
 422 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 423         df_debug(regs, error_code);
 424 #endif
 425         /*
 426          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 427          * never return).
 428          */
 429         for (;;)
 430                 die(str, regs, error_code);
 431 }
 432 #endif
 433
 434 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 435 {
 436         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 437
 438         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 439         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 440                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 441                 return;
 442         cond_local_irq_enable(regs);
 443
 444         if (!user_mode(regs))
 445                 die("bounds", regs, error_code);
 446
 447         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 448                 /* The exception is not from Intel MPX */
 449                 goto exit_trap;
 450         }
 451
 452         /*
 453          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 454          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 455          * which is all zeros which indicates MPX was not
 456          * responsible for the exception.
 457          */
 458         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 459         if (!bndcsr)
 460                 goto exit_trap;
 461
 462         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 463         /*
 464          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 465          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 466          * bound directory.
 467          */
 468         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 469         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 470                 if (mpx_handle_bd_fault())
 471                         goto exit_trap;
 472                 break; /* Success, it was handled */
 473         case 1: /* Bound violation. */
 474         {
 475                 struct task_struct *tsk = current;
 476                 struct mpx_fault_info mpx;
 477
 478                 if (mpx_fault_info(&mpx, regs)) {
 479                         /*
 480                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 481                          * the exception was not caused by MPX.
 482                          */
 483                         goto exit_trap;
 484                 }
 485                 /*
 486                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 487                  * an 'mpx' containing the address being accessed
 488                  * which caused the exception.  This information
 489                  * allows and application to possibly handle the
 490                  * #BR exception itself.
 491                  */
 492                 if (!do_trap_no_signal(tsk, X86_TRAP_BR, "bounds", regs,
 493                                        error_code))
 494                         break;
 495
 496                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "trap ", "bounds", regs, error_code);
 497
 498                 force_sig_bnderr(mpx.addr, mpx.lower, mpx.upper);
 499                 break;
 500         }
 501         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 502                 goto exit_trap;
 503         default:
 504                 die("bounds", regs, error_code);
 505         }
 506
 507         return;
 508
 509 exit_trap:
 510         /*
 511          * This path out is for all the cases where we could not
 512          * handle the exception in some way (like allocating a
 513          * table or telling userspace about it.  We will also end
 514          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 515          * time..
 516          */
 517         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, 0, NULL);
 518 }
 519
 520 dotraplinkage void
 521 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 522 {
 523         const char *desc = "general protection fault";
 524         struct task_struct *tsk;
 525
 526         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 527         cond_local_irq_enable(regs);
 528
 529         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 530                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 531                         return;
 532         }
 533
 534         if (v8086_mode(regs)) {
 535                 local_irq_enable();
 536                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 537                 return;
 538         }
 539
 540         tsk = current;
 541         if (!user_mode(regs)) {
 542                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
 543                         return;
 544
 545                 tsk->thread.error_code = error_code;
 546                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 547
 548                 /*
 549                  * To be potentially processing a kprobe fault and to
 550                  * trust the result from kprobe_running(), we have to
 551                  * be non-preemptible.
 552                  */
 553                 if (!preemptible() && kprobe_running() &&
 554                     kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
 555                         return;
 556
 557                 if (notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code,
 558                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 559                         die(desc, regs, error_code);
 560                 return;
 561         }
 562
 563         tsk->thread.error_code = error_code;
 564         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 565
 566         show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
 567
 568         force_sig(SIGSEGV, tsk);
 569 }
 570 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 571
 572 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 573 {
 574 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 575         /*
 576          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 577          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 578          */
 579         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 580             ftrace_int3_handler(regs))
 581                 return;
 582 #endif
 583         if (poke_int3_handler(regs))
 584                 return;
 585
 586         /*
 587          * Use ist_enter despite the fact that we don't use an IST stack.
 588          * We can be called from a kprobe in non-CONTEXT_KERNEL kernel
 589          * mode or even during context tracking state changes.
 590          *
 591          * This means that we can't schedule.  That's okay.
 592          */
 593         ist_enter(regs);
 594         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 595 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 596         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 597                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 598                 goto exit;
 599 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 600
 601 #ifdef CONFIG_KPROBES
 602         if (kprobe_int3_handler(regs))
 603                 goto exit;
 604 #endif
 605
 606         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 607                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 608                 goto exit;
 609
 610         cond_local_irq_enable(regs);
 611         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, 0, NULL);
 612         cond_local_irq_disable(regs);
 613
 614 exit:
 615         ist_exit(regs);
 616 }
 617 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 618
 619 #ifdef CONFIG_X86_64
 620 /*
 621  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
 622  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
 623  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
 624  */
 625 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 626 {
 627         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
 628         if (regs != eregs)
 629                 *regs = *eregs;
 630         return regs;
 631 }
 632 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 633
 634 struct bad_iret_stack {
 635         void *error_entry_ret;
 636         struct pt_regs regs;
 637 };
 638
 639 asmlinkage __visible notrace
 640 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 641 {
 642         /*
 643          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 644          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 645          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
 646          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
 647          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
 648          * exception came from the IRET target.
 649          */
 650         struct bad_iret_stack *new_stack =
 651                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 652
 653         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 654         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 655
 656         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 657         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 658
 659         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 660         return new_stack;
 661 }
 662 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 663 #endif
 664
 665 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 666 {
 667         /*
 668          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 669          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 670          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 671          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 672          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 673          * be set.)
 674          */
 675 #ifdef CONFIG_X86_32
 676         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 677                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 678                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 679 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 680         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 681                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 682                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 683 #else
 684         return false;
 685 #endif
 686 }
 687
 688 /*
 689  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 690  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 691  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 692  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 693  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 694  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 695  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 696  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 697  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 698  *
 699  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 700  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 701  * user code runs with the correct debug control register even though
 702  * we clear it here.
 703  *
 704  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 705  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 706  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 707  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 708  * by user code)
 709  *
 710  * May run on IST stack.
 711  */
 712 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 713 {
 714         struct task_struct *tsk = current;
 715         int user_icebp = 0;
 716         unsigned long dr6;
 717         int si_code;
 718
 719         ist_enter(regs);
 720
 721         get_debugreg(dr6, 6);
 722         /*
 723          * The Intel SDM says:
 724          *
 725          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 726          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 727          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 728          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 729          *   returning to the interrupted task.
 730          *
 731          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 732          */
 733         set_debugreg(0, 6);
 734
 735         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 736         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 737
 738         /*
 739          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 740          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 741          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 742          */
 743         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 744
 745         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 746                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 747                 dr6 &= ~DR_STEP;
 748                 if (!dr6)
 749                         goto exit;
 750                 /*
 751                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 752                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 753                  * through and handle the watchpoint.
 754                  */
 755         }
 756
 757         /*
 758          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 759          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 760          * User wants a sigtrap for that.
 761          */
 762         if (!dr6 && user_mode(regs))
 763                 user_icebp = 1;
 764
 765         /* Store the virtualized DR6 value */
 766         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 767
 768 #ifdef CONFIG_KPROBES
 769         if (kprobe_debug_handler(regs))
 770                 goto exit;
 771 #endif
 772
 773         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 774                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 775                 goto exit;
 776
 777         /*
 778          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 779          * as we may switch to the interrupt stack.
 780          */
 781         debug_stack_usage_inc();
 782
 783         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 784         cond_local_irq_enable(regs);
 785
 786         if (v8086_mode(regs)) {
 787                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 788                                         X86_TRAP_DB);
 789                 cond_local_irq_disable(regs);
 790                 debug_stack_usage_dec();
 791                 goto exit;
 792         }
 793
 794         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 795                 /*
 796                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 797                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 798                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 799                  * an oops.
 800                  */
 801                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 802                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 803                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 804         }
 805         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 806         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 807                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 808         cond_local_irq_disable(regs);
 809         debug_stack_usage_dec();
 810
 811 exit:
 812         ist_exit(regs);
 813 }
 814 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 815
 816 /*
 817  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 818  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 819  * IRQ13 behaviour
 820  */
 821 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 822 {
 823         struct task_struct *task = current;
 824         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 825         int si_code;
 826         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 827                                                 "simd exception";
 828
 829         cond_local_irq_enable(regs);
 830
 831         if (!user_mode(regs)) {
 832                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
 833                         return;
 834
 835                 task->thread.error_code = error_code;
 836                 task->thread.trap_nr = trapnr;
 837
 838                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code,
 839                                         trapnr, SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
 840                         die(str, regs, error_code);
 841                 return;
 842         }
 843
 844         /*
 845          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 846          */
 847         fpu__save(fpu);
 848
 849         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 850         task->thread.error_code = error_code;
 851
 852         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 853         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 854         if (!si_code)
 855                 return;
 856
 857         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
 858                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs), task);
 859 }
 860
 861 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 862 {
 863         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 864         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 865 }
 866
 867 dotraplinkage void
 868 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 869 {
 870         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 871         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 872 }
 873
 874 dotraplinkage void
 875 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 876 {
 877         cond_local_irq_enable(regs);
 878 }
 879
 880 dotraplinkage void
 881 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 882 {
 883         unsigned long cr0;
 884
 885         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 886
 887 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 888         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 889                 struct math_emu_info info = { };
 890
 891                 cond_local_irq_enable(regs);
 892
 893                 info.regs = regs;
 894                 math_emulate(&info);
 895                 return;
 896         }
 897 #endif
 898
 899         /* This should not happen. */
 900         cr0 = read_cr0();
 901         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 902                 /* Try to fix it up and carry on. */
 903                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 904         } else {
 905                 /*
 906                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 907                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 908                  * loop of #NM faults.
 909                  */
 910                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 911         }
 912 }
 913 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 914
 915 #ifdef CONFIG_X86_32
 916 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 917 {
 918         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 919         local_irq_enable();
 920
 921         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 922                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 923                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 924                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
 925         }
 926 }
 927 #endif
 928
 929 void __init trap_init(void)
 930 {
 931         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
 932         setup_cpu_entry_areas();
 933
 934         idt_setup_traps();
 935
 936         /*
 937          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 938          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 939          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 940          * It will be reloaded in cpu_init() */
 941         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
 942                     PAGE_KERNEL_RO);
 943         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
 944
 945         /*
 946          * Should be a barrier for any external CPU state:
 947          */
 948         cpu_init();
 949
 950         idt_setup_ist_traps();
 951
 952         x86_init.irqs.trap_init();
 953
 954         idt_setup_debugidt_traps();
 955 }