arch/x86/kernel/traps.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
   4  *
   5  *  Pentium III FXSR, SSE support
   6  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   7  */
   8
   9 /*
  10  * Handle hardware traps and faults.
  11  */
  12
  13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  14
  15 #include <linux/context_tracking.h>
  16 #include <linux/interrupt.h>
  17 #include <linux/kallsyms.h>
  18 #include <linux/spinlock.h>
  19 #include <linux/kprobes.h>
  20 #include <linux/uaccess.h>
  21 #include <linux/kdebug.h>
  22 #include <linux/kgdb.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/export.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/uprobes.h>
  27 #include <linux/string.h>
  28 #include <linux/delay.h>
  29 #include <linux/errno.h>
  30 #include <linux/kexec.h>
  31 #include <linux/sched.h>
  32 #include <linux/sched/task_stack.h>
  33 #include <linux/timer.h>
  34 #include <linux/init.h>
  35 #include <linux/bug.h>
  36 #include <linux/nmi.h>
  37 #include <linux/mm.h>
  38 #include <linux/smp.h>
  39 #include <linux/io.h>
  40
  41 #ifdef CONFIG_EISA
  42 #include <linux/ioport.h>
  43 #include <linux/eisa.h>
  44 #endif
  45
  46 #if defined(CONFIG_EDAC)
  47 #include <linux/edac.h>
  48 #endif
  49
  50 #include <asm/kmemcheck.h>
  51 #include <asm/stacktrace.h>
  52 #include <asm/processor.h>
  53 #include <asm/debugreg.h>
  54 #include <linux/atomic.h>
  55 #include <asm/text-patching.h>
  56 #include <asm/ftrace.h>
  57 #include <asm/traps.h>
  58 #include <asm/desc.h>
  59 #include <asm/fpu/internal.h>
  60 #include <asm/mce.h>
  61 #include <asm/fixmap.h>
  62 #include <asm/mach_traps.h>
  63 #include <asm/alternative.h>
  64 #include <asm/fpu/xstate.h>
  65 #include <asm/trace/mpx.h>
  66 #include <asm/mpx.h>
  67 #include <asm/vm86.h>
  68
  69 #ifdef CONFIG_X86_64
  70 #include <asm/x86_init.h>
  71 #include <asm/pgalloc.h>
  72 #include <asm/proto.h>
  73
  74 /* No need to be aligned, but done to keep all IDTs defined the same way. */
  75 gate_desc debug_idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  76 #else
  77 #include <asm/processor-flags.h>
  78 #include <asm/setup.h>
  79 #include <asm/proto.h>
  80 #endif
  81
  82 /* Must be page-aligned because the real IDT is used in a fixmap. */
  83 gate_desc idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  84
  85 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  86 EXPORT_SYMBOL_GPL(used_vectors);
  87
  88 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  89 {
  90         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  91                 local_irq_enable();
  92 }
  93
  94 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  95 {
  96         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  97                 local_irq_disable();
  98 }
  99
 100 /*
 101  * In IST context, we explicitly disable preemption.  This serves two
 102  * purposes: it makes it much less likely that we would accidentally
 103  * schedule in IST context and it will force a warning if we somehow
 104  * manage to schedule by accident.
 105  */
 106 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
 107 {
 108         if (user_mode(regs)) {
 109                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 110         } else {
 111                 /*
 112                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 113                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 114                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 115                  * but we need to notify RCU.
 116                  */
 117                 rcu_nmi_enter();
 118         }
 119
 120         preempt_disable();
 121
 122         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 123         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 124 }
 125
 126 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 127 {
 128         preempt_enable_no_resched();
 129
 130         if (!user_mode(regs))
 131                 rcu_nmi_exit();
 132 }
 133
 134 /**
 135  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 136  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 137  *
 138  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 139  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 140  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 141  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 142  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 143  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 144  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 145  * before ist_exit().
 146  */
 147 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 148 {
 149         BUG_ON(!user_mode(regs));
 150
 151         /*
 152          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 153          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 154          * from double_fault.
 155          */
 156         BUG_ON((unsigned long)(current_top_of_stack() -
 157                                current_stack_pointer()) >= THREAD_SIZE);
 158
 159         preempt_enable_no_resched();
 160 }
 161
 162 /**
 163  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 164  *
 165  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 166  */
 167 void ist_end_non_atomic(void)
 168 {
 169         preempt_disable();
 170 }
 171
 172 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
 173 {
 174         unsigned short ud;
 175
 176         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
 177                 return 0;
 178
 179         if (probe_kernel_address((unsigned short *)addr, ud))
 180                 return 0;
 181
 182         return ud == INSN_UD0 || ud == INSN_UD2;
 183 }
 184
 185 int fixup_bug(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 186 {
 187         if (trapnr != X86_TRAP_UD)
 188                 return 0;
 189
 190         switch (report_bug(regs->ip, regs)) {
 191         case BUG_TRAP_TYPE_NONE:
 192         case BUG_TRAP_TYPE_BUG:
 193                 break;
 194
 195         case BUG_TRAP_TYPE_WARN:
 196                 regs->ip += LEN_UD0;
 197                 return 1;
 198         }
 199
 200         return 0;
 201 }
 202
 203 static nokprobe_inline int
 204 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 205                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 206 {
 207         if (v8086_mode(regs)) {
 208                 /*
 209                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 210                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 211                  */
 212                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 213                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 214                                                 error_code, trapnr))
 215                                 return 0;
 216                 }
 217                 return -1;
 218         }
 219
 220         if (!user_mode(regs)) {
 221                 if (fixup_exception(regs, trapnr))
 222                         return 0;
 223
 224                 if (fixup_bug(regs, trapnr))
 225                         return 0;
 226
 227                 tsk->thread.error_code = error_code;
 228                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 229                 die(str, regs, error_code);
 230         }
 231
 232         return -1;
 233 }
 234
 235 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 236                                 siginfo_t *info)
 237 {
 238         unsigned long siaddr;
 239         int sicode;
 240
 241         switch (trapnr) {
 242         default:
 243                 return SEND_SIG_PRIV;
 244
 245         case X86_TRAP_DE:
 246                 sicode = FPE_INTDIV;
 247                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 248                 break;
 249         case X86_TRAP_UD:
 250                 sicode = ILL_ILLOPN;
 251                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 252                 break;
 253         case X86_TRAP_AC:
 254                 sicode = BUS_ADRALN;
 255                 siaddr = 0;
 256                 break;
 257         }
 258
 259         info->si_signo = signr;
 260         info->si_errno = 0;
 261         info->si_code = sicode;
 262         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 263         return info;
 264 }
 265
 266 static void
 267 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 268         long error_code, siginfo_t *info)
 269 {
 270         struct task_struct *tsk = current;
 271
 272
 273         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 274                 return;
 275         /*
 276          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 277          * kernelspace faults which result in die(), but not
 278          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 279          * process no chance to handle the signal and notice the
 280          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 281          * the information about previously queued, but not yet
 282          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 283          */
 284         tsk->thread.error_code = error_code;
 285         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 286
 287         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 288             printk_ratelimit()) {
 289                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 290                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 291                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 292                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 293                 pr_cont("\n");
 294         }
 295
 296         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 297 }
 298 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 299
 300 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 301                           unsigned long trapnr, int signr)
 302 {
 303         siginfo_t info;
 304
 305         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 306
 307         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 308                         NOTIFY_STOP) {
 309                 cond_local_irq_enable(regs);
 310                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 311                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 312         }
 313 }
 314
 315 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 316 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 317 {                                                                       \
 318         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 319 }
 320
 321 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 322 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 323 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 324 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 325 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 326 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 327 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 328 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 329
 330 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 331 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 332                                                 struct pt_regs *regs,
 333                                                 unsigned long fault_address)
 334 {
 335         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 336                  (void *)fault_address, current->stack,
 337                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 338         die(message, regs, 0);
 339
 340         /* Be absolutely certain we don't return. */
 341         panic(message);
 342 }
 343 #endif
 344
 345 #ifdef CONFIG_X86_64
 346 /* Runs on IST stack */
 347 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 348 {
 349         static const char str[] = "double fault";
 350         struct task_struct *tsk = current;
 351 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 352         unsigned long cr2;
 353 #endif
 354
 355 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 356         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 357
 358         /*
 359          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 360          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 361          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 362          * handler from user space, similar to bad_iret.
 363          *
 364          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 365          */
 366         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 367                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 368                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 369         {
 370                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 371
 372                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 373                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 374                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 375                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 376                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 377
 378                 return;
 379         }
 380 #endif
 381
 382         ist_enter(regs);
 383         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 384
 385         tsk->thread.error_code = error_code;
 386         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 387
 388 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 389         /*
 390          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 391          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 392          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 393          * the stack, the processor will get a page fault while
 394          * delivering the exception and will generate a double fault.
 395          *
 396          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 397          * Page-Fault Exception (#PF):
 398          *
 399          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 400          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 401          *   deliv- ered, the faulting linear address of the second fault will
 402          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 403          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 404          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 405          *   double fault.
 406          *
 407          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 408          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 409          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 410          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 411          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 412          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 413          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 414          *
 415          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 416          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 417          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 418          * take an exception, the stack is already aligned and there
 419          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 420          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 421          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 422          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 423          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 424          * something else.
 425          */
 426         cr2 = read_cr2();
 427         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 428                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 429 #endif
 430
 431 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 432         df_debug(regs, error_code);
 433 #endif
 434         /*
 435          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 436          * never return).
 437          */
 438         for (;;)
 439                 die(str, regs, error_code);
 440 }
 441 #endif
 442
 443 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 444 {
 445         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 446         siginfo_t *info;
 447
 448         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 449         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 450                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 451                 return;
 452         cond_local_irq_enable(regs);
 453
 454         if (!user_mode(regs))
 455                 die("bounds", regs, error_code);
 456
 457         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 458                 /* The exception is not from Intel MPX */
 459                 goto exit_trap;
 460         }
 461
 462         /*
 463          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 464          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 465          * which is all zeros which indicates MPX was not
 466          * responsible for the exception.
 467          */
 468         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 469         if (!bndcsr)
 470                 goto exit_trap;
 471
 472         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 473         /*
 474          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 475          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 476          * bound directory.
 477          */
 478         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 479         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 480                 if (mpx_handle_bd_fault())
 481                         goto exit_trap;
 482                 break; /* Success, it was handled */
 483         case 1: /* Bound violation. */
 484                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
 485                 if (IS_ERR(info)) {
 486                         /*
 487                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 488                          * the exception was not caused by MPX.
 489                          */
 490                         goto exit_trap;
 491                 }
 492                 /*
 493                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 494                  * an 'info' containing the address being accessed
 495                  * which caused the exception.  This information
 496                  * allows and application to possibly handle the
 497                  * #BR exception itself.
 498                  */
 499                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 500                 kfree(info);
 501                 break;
 502         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 503                 goto exit_trap;
 504         default:
 505                 die("bounds", regs, error_code);
 506         }
 507
 508         return;
 509
 510 exit_trap:
 511         /*
 512          * This path out is for all the cases where we could not
 513          * handle the exception in some way (like allocating a
 514          * table or telling userspace about it.  We will also end
 515          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 516          * time..
 517          */
 518         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 519 }
 520
 521 dotraplinkage void
 522 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 523 {
 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 (v8086_mode(regs)) {
 530                 local_irq_enable();
 531                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 532                 return;
 533         }
 534
 535         tsk = current;
 536         if (!user_mode(regs)) {
 537                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 538                         return;
 539
 540                 tsk->thread.error_code = error_code;
 541                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 542                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 543                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 544                         die("general protection fault", regs, error_code);
 545                 return;
 546         }
 547
 548         tsk->thread.error_code = error_code;
 549         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 550
 551         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 552                         printk_ratelimit()) {
 553                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 554                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 555                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 556                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 557                 pr_cont("\n");
 558         }
 559
 560         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 561 }
 562 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 563
 564 /* May run on IST stack. */
 565 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 566 {
 567 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 568         /*
 569          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 570          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 571          */
 572         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 573             ftrace_int3_handler(regs))
 574                 return;
 575 #endif
 576         if (poke_int3_handler(regs))
 577                 return;
 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         /*
 597          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 598          * as we may switch to the interrupt stack.
 599          */
 600         debug_stack_usage_inc();
 601         cond_local_irq_enable(regs);
 602         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 603         cond_local_irq_disable(regs);
 604         debug_stack_usage_dec();
 605 exit:
 606         ist_exit(regs);
 607 }
 608 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 609
 610 #ifdef CONFIG_X86_64
 611 /*
 612  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 613  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 614  * entry_64.S
 615  */
 616 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 617 {
 618         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 619         *regs = *eregs;
 620         return regs;
 621 }
 622 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 623
 624 struct bad_iret_stack {
 625         void *error_entry_ret;
 626         struct pt_regs regs;
 627 };
 628
 629 asmlinkage __visible notrace
 630 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 631 {
 632         /*
 633          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 634          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 635          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 636          * and we want to pretend that the exception came from the
 637          * iret target.
 638          */
 639         struct bad_iret_stack *new_stack =
 640                 container_of(task_pt_regs(current),
 641                              struct bad_iret_stack, regs);
 642
 643         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 644         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 645
 646         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 647         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 648
 649         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 650         return new_stack;
 651 }
 652 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 653 #endif
 654
 655 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 656 {
 657         /*
 658          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 659          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 660          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 661          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 662          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 663          * be set.)
 664          */
 665 #ifdef CONFIG_X86_32
 666         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 667                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 668                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 669 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 670         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 671                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 672                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 673 #else
 674         return false;
 675 #endif
 676 }
 677
 678 /*
 679  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 680  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 681  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 682  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 683  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 684  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 685  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 686  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 687  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 688  *
 689  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 690  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 691  * user code runs with the correct debug control register even though
 692  * we clear it here.
 693  *
 694  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 695  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 696  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 697  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 698  * by user code)
 699  *
 700  * May run on IST stack.
 701  */
 702 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 703 {
 704         struct task_struct *tsk = current;
 705         int user_icebp = 0;
 706         unsigned long dr6;
 707         int si_code;
 708
 709         ist_enter(regs);
 710
 711         get_debugreg(dr6, 6);
 712         /*
 713          * The Intel SDM says:
 714          *
 715          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 716          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 717          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 718          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 719          *   returning to the interrupted task.
 720          *
 721          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 722          */
 723         set_debugreg(0, 6);
 724
 725         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 726         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 727
 728         /*
 729          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 730          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 731          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 732          */
 733         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 734
 735         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 736                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 737                 dr6 &= ~DR_STEP;
 738                 if (!dr6)
 739                         goto exit;
 740                 /*
 741                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 742                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 743                  * through and handle the watchpoint.
 744                  */
 745         }
 746
 747         /*
 748          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 749          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 750          * User wants a sigtrap for that.
 751          */
 752         if (!dr6 && user_mode(regs))
 753                 user_icebp = 1;
 754
 755         /* Catch kmemcheck conditions! */
 756         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 757                 goto exit;
 758
 759         /* Store the virtualized DR6 value */
 760         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 761
 762 #ifdef CONFIG_KPROBES
 763         if (kprobe_debug_handler(regs))
 764                 goto exit;
 765 #endif
 766
 767         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 768                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 769                 goto exit;
 770
 771         /*
 772          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 773          * as we may switch to the interrupt stack.
 774          */
 775         debug_stack_usage_inc();
 776
 777         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 778         cond_local_irq_enable(regs);
 779
 780         if (v8086_mode(regs)) {
 781                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 782                                         X86_TRAP_DB);
 783                 cond_local_irq_disable(regs);
 784                 debug_stack_usage_dec();
 785                 goto exit;
 786         }
 787
 788         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 789                 /*
 790                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 791                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 792                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 793                  * an oops.
 794                  */
 795                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 796                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 797                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 798         }
 799         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 800         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 801                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 802         cond_local_irq_disable(regs);
 803         debug_stack_usage_dec();
 804
 805 exit:
 806 #if defined(CONFIG_X86_32)
 807         /*
 808          * This is the most likely code path that involves non-trivial use
 809          * of the SYSENTER stack.  Check that we haven't overrun it.
 810          */
 811         WARN(this_cpu_read(cpu_tss.SYSENTER_stack_canary) != STACK_END_MAGIC,
 812              "Overran or corrupted SYSENTER stack\n");
 813 #endif
 814         ist_exit(regs);
 815 }
 816 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 817
 818 /*
 819  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 820  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 821  * IRQ13 behaviour
 822  */
 823 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 824 {
 825         struct task_struct *task = current;
 826         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 827         siginfo_t info;
 828         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 829                                                 "simd exception";
 830
 831         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 832                 return;
 833         cond_local_irq_enable(regs);
 834
 835         if (!user_mode(regs)) {
 836                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 837                         task->thread.error_code = error_code;
 838                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 839                         die(str, regs, error_code);
 840                 }
 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         info.si_signo           = SIGFPE;
 852         info.si_errno           = 0;
 853         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 854
 855         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 856
 857         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 858         if (!info.si_code)
 859                 return;
 860
 861         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 862 }
 863
 864 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 865 {
 866         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 867         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 868 }
 869
 870 dotraplinkage void
 871 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 872 {
 873         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 874         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 875 }
 876
 877 dotraplinkage void
 878 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 879 {
 880         cond_local_irq_enable(regs);
 881 }
 882
 883 dotraplinkage void
 884 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 885 {
 886         unsigned long cr0;
 887
 888         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 889
 890 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 891         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 892                 struct math_emu_info info = { };
 893
 894                 cond_local_irq_enable(regs);
 895
 896                 info.regs = regs;
 897                 math_emulate(&info);
 898                 return;
 899         }
 900 #endif
 901
 902         /* This should not happen. */
 903         cr0 = read_cr0();
 904         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 905                 /* Try to fix it up and carry on. */
 906                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 907         } else {
 908                 /*
 909                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 910                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 911                  * loop of #NM faults.
 912                  */
 913                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 914         }
 915 }
 916 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 917
 918 #ifdef CONFIG_X86_32
 919 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 920 {
 921         siginfo_t info;
 922
 923         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 924         local_irq_enable();
 925
 926         info.si_signo = SIGILL;
 927         info.si_errno = 0;
 928         info.si_code = ILL_BADSTK;
 929         info.si_addr = NULL;
 930         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 931                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 932                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 933                         &info);
 934         }
 935 }
 936 #endif
 937
 938 /* Set of traps needed for early debugging. */
 939 void __init early_trap_init(void)
 940 {
 941         /*
 942          * Don't use IST to set DEBUG_STACK as it doesn't work until TSS
 943          * is ready in cpu_init() <-- trap_init(). Before trap_init(),
 944          * CPU runs at ring 0 so it is impossible to hit an invalid
 945          * stack.  Using the original stack works well enough at this
 946          * early stage. DEBUG_STACK will be equipped after cpu_init() in
 947          * trap_init().
 948          *
 949          * We don't need to set trace_idt_table like set_intr_gate(),
 950          * since we don't have trace_debug and it will be reset to
 951          * 'debug' in trap_init() by set_intr_gate_ist().
 952          */
 953         set_intr_gate_notrace(X86_TRAP_DB, debug);
 954         /* int3 can be called from all */
 955         set_system_intr_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
 956 #ifdef CONFIG_X86_32
 957         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 958 #endif
 959         load_idt(&idt_descr);
 960 }
 961
 962 void __init early_trap_pf_init(void)
 963 {
 964 #ifdef CONFIG_X86_64
 965         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 966 #endif
 967 }
 968
 969 void __init trap_init(void)
 970 {
 971         int i;
 972
 973 #ifdef CONFIG_EISA
 974         void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
 975
 976         if (readl(p) == 'E' + ('I'<<8) + ('S'<<16) + ('A'<<24))
 977                 EISA_bus = 1;
 978         early_iounmap(p, 4);
 979 #endif
 980
 981         set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
 982         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
 983         /* int4 can be called from all */
 984         set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
 985         set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
 986         set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
 987         set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
 988 #ifdef CONFIG_X86_32
 989         set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
 990 #else
 991         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
 992 #endif
 993         set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
 994         set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
 995         set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
 996         set_intr_gate(X86_TRAP_SS, stack_segment);
 997         set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
 998         set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
 999         set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
1000         set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
1001 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1002         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
1003 #endif
1004         set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
1005
1006         /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
1007         for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
1008                 set_bit(i, used_vectors);
1009
1010 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1011         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_compat);
1012         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
1013 #endif
1014
1015 #ifdef CONFIG_X86_32
1016         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_32);
1017         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
1018 #endif
1019
1020         /*
1021          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
1022          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
1023          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
1024          * It will be reloaded in cpu_init() */
1025         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
1026         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
1027
1028         /*
1029          * Should be a barrier for any external CPU state:
1030          */
1031         cpu_init();
1032
1033         /*
1034          * X86_TRAP_DB and X86_TRAP_BP have been set
1035          * in early_trap_init(). However, ITS works only after
1036          * cpu_init() loads TSS. See comments in early_trap_init().
1037          */
1038         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DB, &debug, DEBUG_STACK);
1039         /* int3 can be called from all */
1040         set_system_intr_gate_ist(X86_TRAP_BP, &int3, DEBUG_STACK);
1041
1042         x86_init.irqs.trap_init();
1043
1044 #ifdef CONFIG_X86_64
1045         memcpy(&debug_idt_table, &idt_table, IDT_ENTRIES * 16);
1046         set_nmi_gate(X86_TRAP_DB, &debug);
1047         set_nmi_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
1048 #endif
1049 }