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/module.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/timer.h>
  33 #include <linux/init.h>
  34 #include <linux/bug.h>
  35 #include <linux/nmi.h>
  36 #include <linux/mm.h>
  37 #include <linux/smp.h>
  38 #include <linux/io.h>
  39
  40 #ifdef CONFIG_EISA
  41 #include <linux/ioport.h>
  42 #include <linux/eisa.h>
  43 #endif
  44
  45 #if defined(CONFIG_EDAC)
  46 #include <linux/edac.h>
  47 #endif
  48
  49 #include <asm/kmemcheck.h>
  50 #include <asm/stacktrace.h>
  51 #include <asm/processor.h>
  52 #include <asm/debugreg.h>
  53 #include <linux/atomic.h>
  54 #include <asm/ftrace.h>
  55 #include <asm/traps.h>
  56 #include <asm/desc.h>
  57 #include <asm/i387.h>
  58 #include <asm/fpu-internal.h>
  59 #include <asm/mce.h>
  60 #include <asm/fixmap.h>
  61 #include <asm/mach_traps.h>
  62 #include <asm/alternative.h>
  63 #include <asm/mpx.h>
  64
  65 #ifdef CONFIG_X86_64
  66 #include <asm/x86_init.h>
  67 #include <asm/pgalloc.h>
  68 #include <asm/proto.h>
  69
  70 /* No need to be aligned, but done to keep all IDTs defined the same way. */
  71 gate_desc debug_idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  72 #else
  73 #include <asm/processor-flags.h>
  74 #include <asm/setup.h>
  75
  76 asmlinkage int system_call(void);
  77 #endif
  78
  79 /* Must be page-aligned because the real IDT is used in a fixmap. */
  80 gate_desc idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  81
  82 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  83 EXPORT_SYMBOL_GPL(used_vectors);
  84
  85 static inline void conditional_sti(struct pt_regs *regs)
  86 {
  87         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  88                 local_irq_enable();
  89 }
  90
  91 static inline void preempt_conditional_sti(struct pt_regs *regs)
  92 {
  93         preempt_count_inc();
  94         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  95                 local_irq_enable();
  96 }
  97
  98 static inline void conditional_cli(struct pt_regs *regs)
  99 {
 100         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
 101                 local_irq_disable();
 102 }
 103
 104 static inline void preempt_conditional_cli(struct pt_regs *regs)
 105 {
 106         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
 107                 local_irq_disable();
 108         preempt_count_dec();
 109 }
 110
 111 enum ctx_state ist_enter(struct pt_regs *regs)
 112 {
 113         enum ctx_state prev_state;
 114
 115         if (user_mode_vm(regs)) {
 116                 /* Other than that, we're just an exception. */
 117                 prev_state = exception_enter();
 118         } else {
 119                 /*
 120                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 121                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 122                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 123                  * but we need to notify RCU.
 124                  */
 125                 rcu_nmi_enter();
 126                 prev_state = IN_KERNEL;  /* the value is irrelevant. */
 127         }
 128
 129         /*
 130          * We are atomic because we're on the IST stack (or we're on x86_32,
 131          * in which case we still shouldn't schedule).
 132          *
 133          * This must be after exception_enter(), because exception_enter()
 134          * won't do anything if in_interrupt() returns true.
 135          */
 136         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 137
 138         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 139         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 140
 141         return prev_state;
 142 }
 143
 144 void ist_exit(struct pt_regs *regs, enum ctx_state prev_state)
 145 {
 146         /* Must be before exception_exit. */
 147         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 148
 149         if (user_mode_vm(regs))
 150                 return exception_exit(prev_state);
 151         else
 152                 rcu_nmi_exit();
 153 }
 154
 155 /**
 156  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 157  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 158  *
 159  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 160  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 161  * user_mode_vm(regs) would return true) and the exception was not
 162  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 163  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 164  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 165  * the non-atomic section, and callers must call is_end_non_atomic()
 166  * before ist_exit().
 167  */
 168 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 169 {
 170         BUG_ON(!user_mode_vm(regs));
 171
 172         /*
 173          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 174          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 175          * from double_fault.
 176          */
 177         BUG_ON(((current_stack_pointer() ^ this_cpu_read_stable(kernel_stack))
 178                 & ~(THREAD_SIZE - 1)) != 0);
 179
 180         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 181 }
 182
 183 /**
 184  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 185  *
 186  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 187  */
 188 void ist_end_non_atomic(void)
 189 {
 190         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 191 }
 192
 193 static nokprobe_inline int
 194 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 195                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 196 {
 197 #ifdef CONFIG_X86_32
 198         if (regs->flags & X86_VM_MASK) {
 199                 /*
 200                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 201                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 202                  */
 203                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 204                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 205                                                 error_code, trapnr))
 206                                 return 0;
 207                 }
 208                 return -1;
 209         }
 210 #endif
 211         if (!user_mode(regs)) {
 212                 if (!fixup_exception(regs)) {
 213                         tsk->thread.error_code = error_code;
 214                         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 215                         die(str, regs, error_code);
 216                 }
 217                 return 0;
 218         }
 219
 220         return -1;
 221 }
 222
 223 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 224                                 siginfo_t *info)
 225 {
 226         unsigned long siaddr;
 227         int sicode;
 228
 229         switch (trapnr) {
 230         default:
 231                 return SEND_SIG_PRIV;
 232
 233         case X86_TRAP_DE:
 234                 sicode = FPE_INTDIV;
 235                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 236                 break;
 237         case X86_TRAP_UD:
 238                 sicode = ILL_ILLOPN;
 239                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 240                 break;
 241         case X86_TRAP_AC:
 242                 sicode = BUS_ADRALN;
 243                 siaddr = 0;
 244                 break;
 245         }
 246
 247         info->si_signo = signr;
 248         info->si_errno = 0;
 249         info->si_code = sicode;
 250         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 251         return info;
 252 }
 253
 254 static void
 255 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 256         long error_code, siginfo_t *info)
 257 {
 258         struct task_struct *tsk = current;
 259
 260
 261         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 262                 return;
 263         /*
 264          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 265          * kernelspace faults which result in die(), but not
 266          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 267          * process no chance to handle the signal and notice the
 268          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 269          * the information about previously queued, but not yet
 270          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 271          */
 272         tsk->thread.error_code = error_code;
 273         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 274
 275 #ifdef CONFIG_X86_64
 276         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 277             printk_ratelimit()) {
 278                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 279                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 280                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 281                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 282                 pr_cont("\n");
 283         }
 284 #endif
 285
 286         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 287 }
 288 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 289
 290 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 291                           unsigned long trapnr, int signr)
 292 {
 293         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
 294         siginfo_t info;
 295
 296         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 297                         NOTIFY_STOP) {
 298                 conditional_sti(regs);
 299                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 300                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 301         }
 302
 303         exception_exit(prev_state);
 304 }
 305
 306 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 307 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 308 {                                                                       \
 309         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 310 }
 311
 312 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 313 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 314 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 315 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 316 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 317 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 318 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 319 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 320
 321 #ifdef CONFIG_X86_64
 322 /* Runs on IST stack */
 323 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 324 {
 325         static const char str[] = "double fault";
 326         struct task_struct *tsk = current;
 327
 328 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 329         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 330
 331         /*
 332          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 333          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 334          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 335          * handler from user space, similar to bad_iret.
 336          *
 337          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 338          */
 339         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 340                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 341                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 342         {
 343                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 344
 345                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 346                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 347                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 348                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 349                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 350
 351                 return;
 352         }
 353 #endif
 354
 355         ist_enter(regs);  /* Discard prev_state because we won't return. */
 356         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 357
 358         tsk->thread.error_code = error_code;
 359         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 360
 361 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 362         df_debug(regs, error_code);
 363 #endif
 364         /*
 365          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 366          * never return).
 367          */
 368         for (;;)
 369                 die(str, regs, error_code);
 370 }
 371 #endif
 372
 373 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 374 {
 375         struct task_struct *tsk = current;
 376         struct xsave_struct *xsave_buf;
 377         enum ctx_state prev_state;
 378         struct bndcsr *bndcsr;
 379         siginfo_t *info;
 380
 381         prev_state = exception_enter();
 382         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 383                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 384                 goto exit;
 385         conditional_sti(regs);
 386
 387         if (!user_mode_vm(regs))
 388                 die("bounds", regs, error_code);
 389
 390         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 391                 /* The exception is not from Intel MPX */
 392                 goto exit_trap;
 393         }
 394
 395         /*
 396          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 397          * It is not directly accessible, though, so we need to
 398          * do an xsave and then pull it out of the xsave buffer.
 399          */
 400         fpu_save_init(&tsk->thread.fpu);
 401         xsave_buf = &(tsk->thread.fpu.state->xsave);
 402         bndcsr = get_xsave_addr(xsave_buf, XSTATE_BNDCSR);
 403         if (!bndcsr)
 404                 goto exit_trap;
 405
 406         /*
 407          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 408          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 409          * bound directory.
 410          */
 411         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 412         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 413                 if (mpx_handle_bd_fault(xsave_buf))
 414                         goto exit_trap;
 415                 break; /* Success, it was handled */
 416         case 1: /* Bound violation. */
 417                 info = mpx_generate_siginfo(regs, xsave_buf);
 418                 if (IS_ERR(info)) {
 419                         /*
 420                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 421                          * the exception was not caused by MPX.
 422                          */
 423                         goto exit_trap;
 424                 }
 425                 /*
 426                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 427                  * an 'info' containing the address being accessed
 428                  * which caused the exception.  This information
 429                  * allows and application to possibly handle the
 430                  * #BR exception itself.
 431                  */
 432                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 433                 kfree(info);
 434                 break;
 435         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 436                 goto exit_trap;
 437         default:
 438                 die("bounds", regs, error_code);
 439         }
 440
 441 exit:
 442         exception_exit(prev_state);
 443         return;
 444 exit_trap:
 445         /*
 446          * This path out is for all the cases where we could not
 447          * handle the exception in some way (like allocating a
 448          * table or telling userspace about it.  We will also end
 449          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 450          * time..
 451          */
 452         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 453         exception_exit(prev_state);
 454 }
 455
 456 dotraplinkage void
 457 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 458 {
 459         struct task_struct *tsk;
 460         enum ctx_state prev_state;
 461
 462         prev_state = exception_enter();
 463         conditional_sti(regs);
 464
 465 #ifdef CONFIG_X86_32
 466         if (regs->flags & X86_VM_MASK) {
 467                 local_irq_enable();
 468                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 469                 goto exit;
 470         }
 471 #endif
 472
 473         tsk = current;
 474         if (!user_mode(regs)) {
 475                 if (fixup_exception(regs))
 476                         goto exit;
 477
 478                 tsk->thread.error_code = error_code;
 479                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 480                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 481                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 482                         die("general protection fault", regs, error_code);
 483                 goto exit;
 484         }
 485
 486         tsk->thread.error_code = error_code;
 487         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 488
 489         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 490                         printk_ratelimit()) {
 491                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 492                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 493                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 494                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 495                 pr_cont("\n");
 496         }
 497
 498         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 499 exit:
 500         exception_exit(prev_state);
 501 }
 502 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 503
 504 /* May run on IST stack. */
 505 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 506 {
 507         enum ctx_state prev_state;
 508
 509 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 510         /*
 511          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 512          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 513          */
 514         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 515             ftrace_int3_handler(regs))
 516                 return;
 517 #endif
 518         if (poke_int3_handler(regs))
 519                 return;
 520
 521         prev_state = ist_enter(regs);
 522 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 523         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 524                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 525                 goto exit;
 526 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 527
 528 #ifdef CONFIG_KPROBES
 529         if (kprobe_int3_handler(regs))
 530                 goto exit;
 531 #endif
 532
 533         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 534                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 535                 goto exit;
 536
 537         /*
 538          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 539          * as we may switch to the interrupt stack.
 540          */
 541         debug_stack_usage_inc();
 542         preempt_conditional_sti(regs);
 543         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 544         preempt_conditional_cli(regs);
 545         debug_stack_usage_dec();
 546 exit:
 547         ist_exit(regs, prev_state);
 548 }
 549 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 550
 551 #ifdef CONFIG_X86_64
 552 /*
 553  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 554  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 555  * entry_64.S
 556  */
 557 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 558 {
 559         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 560         *regs = *eregs;
 561         return regs;
 562 }
 563 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 564
 565 struct bad_iret_stack {
 566         void *error_entry_ret;
 567         struct pt_regs regs;
 568 };
 569
 570 asmlinkage __visible notrace
 571 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 572 {
 573         /*
 574          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 575          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 576          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 577          * and we want to pretend that the exception came from the
 578          * iret target.
 579          */
 580         struct bad_iret_stack *new_stack =
 581                 container_of(task_pt_regs(current),
 582                              struct bad_iret_stack, regs);
 583
 584         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 585         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 586
 587         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 588         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 589
 590         BUG_ON(!user_mode_vm(&new_stack->regs));
 591         return new_stack;
 592 }
 593 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 594 #endif
 595
 596 /*
 597  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 598  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 599  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 600  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 601  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 602  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 603  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 604  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 605  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 606  *
 607  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 608  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 609  * user code runs with the correct debug control register even though
 610  * we clear it here.
 611  *
 612  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 613  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 614  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 615  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 616  * by user code)
 617  *
 618  * May run on IST stack.
 619  */
 620 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 621 {
 622         struct task_struct *tsk = current;
 623         enum ctx_state prev_state;
 624         int user_icebp = 0;
 625         unsigned long dr6;
 626         int si_code;
 627
 628         prev_state = ist_enter(regs);
 629
 630         get_debugreg(dr6, 6);
 631
 632         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 633         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 634
 635         /*
 636          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 637          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 638          * User wants a sigtrap for that.
 639          */
 640         if (!dr6 && user_mode_vm(regs))
 641                 user_icebp = 1;
 642
 643         /* Catch kmemcheck conditions first of all! */
 644         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 645                 goto exit;
 646
 647         /* DR6 may or may not be cleared by the CPU */
 648         set_debugreg(0, 6);
 649
 650         /*
 651          * The processor cleared BTF, so don't mark that we need it set.
 652          */
 653         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 654
 655         /* Store the virtualized DR6 value */
 656         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 657
 658 #ifdef CONFIG_KPROBES
 659         if (kprobe_debug_handler(regs))
 660                 goto exit;
 661 #endif
 662
 663         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 664                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 665                 goto exit;
 666
 667         /*
 668          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 669          * as we may switch to the interrupt stack.
 670          */
 671         debug_stack_usage_inc();
 672
 673         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 674         preempt_conditional_sti(regs);
 675
 676         if (regs->flags & X86_VM_MASK) {
 677                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 678                                         X86_TRAP_DB);
 679                 preempt_conditional_cli(regs);
 680                 debug_stack_usage_dec();
 681                 goto exit;
 682         }
 683
 684         /*
 685          * Single-stepping through system calls: ignore any exceptions in
 686          * kernel space, but re-enable TF when returning to user mode.
 687          *
 688          * We already checked v86 mode above, so we can check for kernel mode
 689          * by just checking the CPL of CS.
 690          */
 691         if ((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs)) {
 692                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 693                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 694                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 695         }
 696         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 697         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 698                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 699         preempt_conditional_cli(regs);
 700         debug_stack_usage_dec();
 701
 702 exit:
 703         ist_exit(regs, prev_state);
 704 }
 705 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 706
 707 /*
 708  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 709  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 710  * IRQ13 behaviour
 711  */
 712 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 713 {
 714         struct task_struct *task = current;
 715         siginfo_t info;
 716         unsigned short err;
 717         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 718                                                 "simd exception";
 719
 720         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 721                 return;
 722         conditional_sti(regs);
 723
 724         if (!user_mode_vm(regs))
 725         {
 726                 if (!fixup_exception(regs)) {
 727                         task->thread.error_code = error_code;
 728                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 729                         die(str, regs, error_code);
 730                 }
 731                 return;
 732         }
 733
 734         /*
 735          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 736          */
 737         unlazy_fpu(task);
 738         task->thread.trap_nr = trapnr;
 739         task->thread.error_code = error_code;
 740         info.si_signo = SIGFPE;
 741         info.si_errno = 0;
 742         info.si_addr = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 743         if (trapnr == X86_TRAP_MF) {
 744                 unsigned short cwd, swd;
 745                 /*
 746                  * (~cwd & swd) will mask out exceptions that are not set to unmasked
 747                  * status.  0x3f is the exception bits in these regs, 0x200 is the
 748                  * C1 reg you need in case of a stack fault, 0x040 is the stack
 749                  * fault bit.  We should only be taking one exception at a time,
 750                  * so if this combination doesn't produce any single exception,
 751                  * then we have a bad program that isn't synchronizing its FPU usage
 752                  * and it will suffer the consequences since we won't be able to
 753                  * fully reproduce the context of the exception
 754                  */
 755                 cwd = get_fpu_cwd(task);
 756                 swd = get_fpu_swd(task);
 757
 758                 err = swd & ~cwd;
 759         } else {
 760                 /*
 761                  * The SIMD FPU exceptions are handled a little differently, as there
 762                  * is only a single status/control register.  Thus, to determine which
 763                  * unmasked exception was caught we must mask the exception mask bits
 764                  * at 0x1f80, and then use these to mask the exception bits at 0x3f.
 765                  */
 766                 unsigned short mxcsr = get_fpu_mxcsr(task);
 767                 err = ~(mxcsr >> 7) & mxcsr;
 768         }
 769
 770         if (err & 0x001) {      /* Invalid op */
 771                 /*
 772                  * swd & 0x240 == 0x040: Stack Underflow
 773                  * swd & 0x240 == 0x240: Stack Overflow
 774                  * User must clear the SF bit (0x40) if set
 775                  */
 776                 info.si_code = FPE_FLTINV;
 777         } else if (err & 0x004) { /* Divide by Zero */
 778                 info.si_code = FPE_FLTDIV;
 779         } else if (err & 0x008) { /* Overflow */
 780                 info.si_code = FPE_FLTOVF;
 781         } else if (err & 0x012) { /* Denormal, Underflow */
 782                 info.si_code = FPE_FLTUND;
 783         } else if (err & 0x020) { /* Precision */
 784                 info.si_code = FPE_FLTRES;
 785         } else {
 786                 /*
 787                  * If we're using IRQ 13, or supposedly even some trap
 788                  * X86_TRAP_MF implementations, it's possible
 789                  * we get a spurious trap, which is not an error.
 790                  */
 791                 return;
 792         }
 793         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 794 }
 795
 796 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 797 {
 798         enum ctx_state prev_state;
 799
 800         prev_state = exception_enter();
 801         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 802         exception_exit(prev_state);
 803 }
 804
 805 dotraplinkage void
 806 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 807 {
 808         enum ctx_state prev_state;
 809
 810         prev_state = exception_enter();
 811         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 812         exception_exit(prev_state);
 813 }
 814
 815 dotraplinkage void
 816 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 817 {
 818         conditional_sti(regs);
 819 #if 0
 820         /* No need to warn about this any longer. */
 821         pr_info("Ignoring P6 Local APIC Spurious Interrupt Bug...\n");
 822 #endif
 823 }
 824
 825 asmlinkage __visible void __attribute__((weak)) smp_thermal_interrupt(void)
 826 {
 827 }
 828
 829 asmlinkage __visible void __attribute__((weak)) smp_threshold_interrupt(void)
 830 {
 831 }
 832
 833 /*
 834  * 'math_state_restore()' saves the current math information in the
 835  * old math state array, and gets the new ones from the current task
 836  *
 837  * Careful.. There are problems with IBM-designed IRQ13 behaviour.
 838  * Don't touch unless you *really* know how it works.
 839  *
 840  * Must be called with kernel preemption disabled (eg with local
 841  * local interrupts as in the case of do_device_not_available).
 842  */
 843 void math_state_restore(void)
 844 {
 845         struct task_struct *tsk = current;
 846
 847         if (!tsk_used_math(tsk)) {
 848                 local_irq_enable();
 849                 /*
 850                  * does a slab alloc which can sleep
 851                  */
 852                 if (init_fpu(tsk)) {
 853                         /*
 854                          * ran out of memory!
 855                          */
 856                         do_group_exit(SIGKILL);
 857                         return;
 858                 }
 859                 local_irq_disable();
 860         }
 861
 862         /* Avoid __kernel_fpu_begin() right after __thread_fpu_begin() */
 863         kernel_fpu_disable();
 864         __thread_fpu_begin(tsk);
 865         if (unlikely(restore_fpu_checking(tsk))) {
 866                 drop_init_fpu(tsk);
 867                 force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 868         } else {
 869                 tsk->thread.fpu_counter++;
 870         }
 871         kernel_fpu_enable();
 872 }
 873 EXPORT_SYMBOL_GPL(math_state_restore);
 874
 875 dotraplinkage void
 876 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 877 {
 878         enum ctx_state prev_state;
 879
 880         prev_state = exception_enter();
 881         BUG_ON(use_eager_fpu());
 882
 883 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 884         if (read_cr0() & X86_CR0_EM) {
 885                 struct math_emu_info info = { };
 886
 887                 conditional_sti(regs);
 888
 889                 info.regs = regs;
 890                 math_emulate(&info);
 891                 exception_exit(prev_state);
 892                 return;
 893         }
 894 #endif
 895         math_state_restore(); /* interrupts still off */
 896 #ifdef CONFIG_X86_32
 897         conditional_sti(regs);
 898 #endif
 899         exception_exit(prev_state);
 900 }
 901 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 902
 903 #ifdef CONFIG_X86_32
 904 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 905 {
 906         siginfo_t info;
 907         enum ctx_state prev_state;
 908
 909         prev_state = exception_enter();
 910         local_irq_enable();
 911
 912         info.si_signo = SIGILL;
 913         info.si_errno = 0;
 914         info.si_code = ILL_BADSTK;
 915         info.si_addr = NULL;
 916         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 917                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 918                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 919                         &info);
 920         }
 921         exception_exit(prev_state);
 922 }
 923 #endif
 924
 925 /* Set of traps needed for early debugging. */
 926 void __init early_trap_init(void)
 927 {
 928         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DB, &debug, DEBUG_STACK);
 929         /* int3 can be called from all */
 930         set_system_intr_gate_ist(X86_TRAP_BP, &int3, DEBUG_STACK);
 931 #ifdef CONFIG_X86_32
 932         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 933 #endif
 934         load_idt(&idt_descr);
 935 }
 936
 937 void __init early_trap_pf_init(void)
 938 {
 939 #ifdef CONFIG_X86_64
 940         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 941 #endif
 942 }
 943
 944 void __init trap_init(void)
 945 {
 946         int i;
 947
 948 #ifdef CONFIG_EISA
 949         void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
 950
 951         if (readl(p) == 'E' + ('I'<<8) + ('S'<<16) + ('A'<<24))
 952                 EISA_bus = 1;
 953         early_iounmap(p, 4);
 954 #endif
 955
 956         set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
 957         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
 958         /* int4 can be called from all */
 959         set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
 960         set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
 961         set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
 962         set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
 963 #ifdef CONFIG_X86_32
 964         set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
 965 #else
 966         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
 967 #endif
 968         set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
 969         set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
 970         set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
 971         set_intr_gate(X86_TRAP_SS, stack_segment);
 972         set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
 973         set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
 974         set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
 975         set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
 976 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 977         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
 978 #endif
 979         set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
 980
 981         /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
 982         for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
 983                 set_bit(i, used_vectors);
 984
 985 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 986         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, ia32_syscall);
 987         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 988 #endif
 989
 990 #ifdef CONFIG_X86_32
 991         set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call);
 992         set_bit(SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 993 #endif
 994
 995         /*
 996          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 997          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 998          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 999          * It will be reloaded in cpu_init() */
1000         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
1001         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
1002
1003         /*
1004          * Should be a barrier for any external CPU state:
1005          */
1006         cpu_init();
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 }