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/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/fpu/internal.h>
  58 #include <asm/mce.h>
  59 #include <asm/fixmap.h>
  60 #include <asm/mach_traps.h>
  61 #include <asm/alternative.h>
  62 #include <asm/fpu/xstate.h>
  63 #include <asm/trace/mpx.h>
  64 #include <asm/mpx.h>
  65 #include <asm/vm86.h>
  66
  67 #ifdef CONFIG_X86_64
  68 #include <asm/x86_init.h>
  69 #include <asm/pgalloc.h>
  70 #include <asm/proto.h>
  71
  72 /* No need to be aligned, but done to keep all IDTs defined the same way. */
  73 gate_desc debug_idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  74 #else
  75 #include <asm/processor-flags.h>
  76 #include <asm/setup.h>
  77 #include <asm/proto.h>
  78 #endif
  79
  80 /* Must be page-aligned because the real IDT is used in a fixmap. */
  81 gate_desc idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  82
  83 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  84 EXPORT_SYMBOL_GPL(used_vectors);
  85
  86 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  87 {
  88         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  89                 local_irq_enable();
  90 }
  91
  92 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  93 {
  94         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  95                 local_irq_disable();
  96 }
  97
  98 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
  99 {
 100         if (user_mode(regs)) {
 101                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 102         } else {
 103                 /*
 104                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 105                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 106                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 107                  * but we need to notify RCU.
 108                  */
 109                 rcu_nmi_enter();
 110         }
 111
 112         /*
 113          * We are atomic because we're on the IST stack; or we're on
 114          * x86_32, in which case we still shouldn't schedule; or we're
 115          * on x86_64 and entered from user mode, in which case we're
 116          * still atomic unless ist_begin_non_atomic is called.
 117          */
 118         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 119
 120         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 121         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 122 }
 123
 124 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 125 {
 126         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 127
 128         if (!user_mode(regs))
 129                 rcu_nmi_exit();
 130 }
 131
 132 /**
 133  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 134  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 135  *
 136  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 137  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 138  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 139  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 140  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 141  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 142  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 143  * before ist_exit().
 144  */
 145 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 146 {
 147         BUG_ON(!user_mode(regs));
 148
 149         /*
 150          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 151          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 152          * from double_fault.
 153          */
 154         BUG_ON((unsigned long)(current_top_of_stack() -
 155                                current_stack_pointer()) >= THREAD_SIZE);
 156
 157         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 158 }
 159
 160 /**
 161  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 162  *
 163  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 164  */
 165 void ist_end_non_atomic(void)
 166 {
 167         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 168 }
 169
 170 static nokprobe_inline int
 171 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 172                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 173 {
 174         if (v8086_mode(regs)) {
 175                 /*
 176                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 177                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 178                  */
 179                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 180                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 181                                                 error_code, trapnr))
 182                                 return 0;
 183                 }
 184                 return -1;
 185         }
 186
 187         if (!user_mode(regs)) {
 188                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 189                         tsk->thread.error_code = error_code;
 190                         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 191                         die(str, regs, error_code);
 192                 }
 193                 return 0;
 194         }
 195
 196         return -1;
 197 }
 198
 199 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 200                                 siginfo_t *info)
 201 {
 202         unsigned long siaddr;
 203         int sicode;
 204
 205         switch (trapnr) {
 206         default:
 207                 return SEND_SIG_PRIV;
 208
 209         case X86_TRAP_DE:
 210                 sicode = FPE_INTDIV;
 211                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 212                 break;
 213         case X86_TRAP_UD:
 214                 sicode = ILL_ILLOPN;
 215                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 216                 break;
 217         case X86_TRAP_AC:
 218                 sicode = BUS_ADRALN;
 219                 siaddr = 0;
 220                 break;
 221         }
 222
 223         info->si_signo = signr;
 224         info->si_errno = 0;
 225         info->si_code = sicode;
 226         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 227         return info;
 228 }
 229
 230 static void
 231 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 232         long error_code, siginfo_t *info)
 233 {
 234         struct task_struct *tsk = current;
 235
 236
 237         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 238                 return;
 239         /*
 240          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 241          * kernelspace faults which result in die(), but not
 242          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 243          * process no chance to handle the signal and notice the
 244          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 245          * the information about previously queued, but not yet
 246          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 247          */
 248         tsk->thread.error_code = error_code;
 249         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 250
 251         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 252             printk_ratelimit()) {
 253                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 254                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 255                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 256                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 257                 pr_cont("\n");
 258         }
 259
 260         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 261 }
 262 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 263
 264 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 265                           unsigned long trapnr, int signr)
 266 {
 267         siginfo_t info;
 268
 269         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 270
 271         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 272                         NOTIFY_STOP) {
 273                 cond_local_irq_enable(regs);
 274                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 275                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 276         }
 277 }
 278
 279 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 280 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 281 {                                                                       \
 282         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 283 }
 284
 285 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 286 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 287 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 288 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 289 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 290 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 291 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 292 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 293
 294 #ifdef CONFIG_X86_64
 295 /* Runs on IST stack */
 296 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 297 {
 298         static const char str[] = "double fault";
 299         struct task_struct *tsk = current;
 300
 301 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 302         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 303
 304         /*
 305          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 306          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 307          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 308          * handler from user space, similar to bad_iret.
 309          *
 310          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 311          */
 312         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 313                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 314                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 315         {
 316                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 317
 318                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 319                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 320                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 321                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 322                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 323
 324                 return;
 325         }
 326 #endif
 327
 328         ist_enter(regs);
 329         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 330
 331         tsk->thread.error_code = error_code;
 332         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 333
 334 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 335         df_debug(regs, error_code);
 336 #endif
 337         /*
 338          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 339          * never return).
 340          */
 341         for (;;)
 342                 die(str, regs, error_code);
 343 }
 344 #endif
 345
 346 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 347 {
 348         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 349         siginfo_t *info;
 350
 351         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 352         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 353                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 354                 return;
 355         cond_local_irq_enable(regs);
 356
 357         if (!user_mode(regs))
 358                 die("bounds", regs, error_code);
 359
 360         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 361                 /* The exception is not from Intel MPX */
 362                 goto exit_trap;
 363         }
 364
 365         /*
 366          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 367          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 368          * which is all zeros which indicates MPX was not
 369          * responsible for the exception.
 370          */
 371         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 372         if (!bndcsr)
 373                 goto exit_trap;
 374
 375         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 376         /*
 377          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 378          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 379          * bound directory.
 380          */
 381         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 382         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 383                 if (mpx_handle_bd_fault())
 384                         goto exit_trap;
 385                 break; /* Success, it was handled */
 386         case 1: /* Bound violation. */
 387                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
 388                 if (IS_ERR(info)) {
 389                         /*
 390                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 391                          * the exception was not caused by MPX.
 392                          */
 393                         goto exit_trap;
 394                 }
 395                 /*
 396                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 397                  * an 'info' containing the address being accessed
 398                  * which caused the exception.  This information
 399                  * allows and application to possibly handle the
 400                  * #BR exception itself.
 401                  */
 402                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 403                 kfree(info);
 404                 break;
 405         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 406                 goto exit_trap;
 407         default:
 408                 die("bounds", regs, error_code);
 409         }
 410
 411         return;
 412
 413 exit_trap:
 414         /*
 415          * This path out is for all the cases where we could not
 416          * handle the exception in some way (like allocating a
 417          * table or telling userspace about it.  We will also end
 418          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 419          * time..
 420          */
 421         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 422 }
 423
 424 dotraplinkage void
 425 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 426 {
 427         struct task_struct *tsk;
 428
 429         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 430         cond_local_irq_enable(regs);
 431
 432         if (v8086_mode(regs)) {
 433                 local_irq_enable();
 434                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 435                 return;
 436         }
 437
 438         tsk = current;
 439         if (!user_mode(regs)) {
 440                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 441                         return;
 442
 443                 tsk->thread.error_code = error_code;
 444                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 445                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 446                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 447                         die("general protection fault", regs, error_code);
 448                 return;
 449         }
 450
 451         tsk->thread.error_code = error_code;
 452         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 453
 454         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 455                         printk_ratelimit()) {
 456                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 457                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 458                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 459                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 460                 pr_cont("\n");
 461         }
 462
 463         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 464 }
 465 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 466
 467 /* May run on IST stack. */
 468 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 469 {
 470 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 471         /*
 472          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 473          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 474          */
 475         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 476             ftrace_int3_handler(regs))
 477                 return;
 478 #endif
 479         if (poke_int3_handler(regs))
 480                 return;
 481
 482         ist_enter(regs);
 483         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 484 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 485         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 486                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 487                 goto exit;
 488 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 489
 490 #ifdef CONFIG_KPROBES
 491         if (kprobe_int3_handler(regs))
 492                 goto exit;
 493 #endif
 494
 495         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 496                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 497                 goto exit;
 498
 499         /*
 500          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 501          * as we may switch to the interrupt stack.
 502          */
 503         debug_stack_usage_inc();
 504         preempt_disable();
 505         cond_local_irq_enable(regs);
 506         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 507         cond_local_irq_disable(regs);
 508         preempt_enable_no_resched();
 509         debug_stack_usage_dec();
 510 exit:
 511         ist_exit(regs);
 512 }
 513 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 514
 515 #ifdef CONFIG_X86_64
 516 /*
 517  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 518  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 519  * entry_64.S
 520  */
 521 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 522 {
 523         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 524         *regs = *eregs;
 525         return regs;
 526 }
 527 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 528
 529 struct bad_iret_stack {
 530         void *error_entry_ret;
 531         struct pt_regs regs;
 532 };
 533
 534 asmlinkage __visible notrace
 535 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 536 {
 537         /*
 538          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 539          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 540          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 541          * and we want to pretend that the exception came from the
 542          * iret target.
 543          */
 544         struct bad_iret_stack *new_stack =
 545                 container_of(task_pt_regs(current),
 546                              struct bad_iret_stack, regs);
 547
 548         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 549         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 550
 551         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 552         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 553
 554         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 555         return new_stack;
 556 }
 557 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 558 #endif
 559
 560 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 561 {
 562         /*
 563          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 564          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 565          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 566          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 567          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 568          * be set.)
 569          */
 570 #ifdef CONFIG_X86_32
 571         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 572                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 573                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 574 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 575         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 576                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 577                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 578 #else
 579         return false;
 580 #endif
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 585  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 586  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 587  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 588  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 589  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 590  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 591  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 592  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 593  *
 594  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 595  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 596  * user code runs with the correct debug control register even though
 597  * we clear it here.
 598  *
 599  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 600  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 601  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 602  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 603  * by user code)
 604  *
 605  * May run on IST stack.
 606  */
 607 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 608 {
 609         struct task_struct *tsk = current;
 610         int user_icebp = 0;
 611         unsigned long dr6;
 612         int si_code;
 613
 614         ist_enter(regs);
 615
 616         get_debugreg(dr6, 6);
 617         /*
 618          * The Intel SDM says:
 619          *
 620          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 621          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 622          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 623          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 624          *   returning to the interrupted task.
 625          *
 626          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 627          */
 628         set_debugreg(0, 6);
 629
 630         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 631         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 632
 633         /*
 634          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 635          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 636          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 637          */
 638         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 639
 640         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 641                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 642                 dr6 &= ~DR_STEP;
 643                 if (!dr6)
 644                         goto exit;
 645                 /*
 646                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 647                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 648                  * through and handle the watchpoint.
 649                  */
 650         }
 651
 652         /*
 653          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 654          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 655          * User wants a sigtrap for that.
 656          */
 657         if (!dr6 && user_mode(regs))
 658                 user_icebp = 1;
 659
 660         /* Catch kmemcheck conditions! */
 661         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 662                 goto exit;
 663
 664         /* Store the virtualized DR6 value */
 665         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 666
 667 #ifdef CONFIG_KPROBES
 668         if (kprobe_debug_handler(regs))
 669                 goto exit;
 670 #endif
 671
 672         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 673                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 674                 goto exit;
 675
 676         /*
 677          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 678          * as we may switch to the interrupt stack.
 679          */
 680         debug_stack_usage_inc();
 681
 682         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 683         preempt_disable();
 684         cond_local_irq_enable(regs);
 685
 686         if (v8086_mode(regs)) {
 687                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 688                                         X86_TRAP_DB);
 689                 cond_local_irq_disable(regs);
 690                 preempt_enable_no_resched();
 691                 debug_stack_usage_dec();
 692                 goto exit;
 693         }
 694
 695         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 696                 /*
 697                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 698                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 699                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 700                  * an oops.
 701                  */
 702                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 703                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 704                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 705         }
 706         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 707         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 708                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 709         cond_local_irq_disable(regs);
 710         preempt_enable_no_resched();
 711         debug_stack_usage_dec();
 712
 713 exit:
 714 #if defined(CONFIG_X86_32)
 715         /*
 716          * This is the most likely code path that involves non-trivial use
 717          * of the SYSENTER stack.  Check that we haven't overrun it.
 718          */
 719         WARN(this_cpu_read(cpu_tss.SYSENTER_stack_canary) != STACK_END_MAGIC,
 720              "Overran or corrupted SYSENTER stack\n");
 721 #endif
 722         ist_exit(regs);
 723 }
 724 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 725
 726 /*
 727  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 728  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 729  * IRQ13 behaviour
 730  */
 731 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 732 {
 733         struct task_struct *task = current;
 734         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 735         siginfo_t info;
 736         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 737                                                 "simd exception";
 738
 739         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 740                 return;
 741         cond_local_irq_enable(regs);
 742
 743         if (!user_mode(regs)) {
 744                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 745                         task->thread.error_code = error_code;
 746                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 747                         die(str, regs, error_code);
 748                 }
 749                 return;
 750         }
 751
 752         /*
 753          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 754          */
 755         fpu__save(fpu);
 756
 757         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 758         task->thread.error_code = error_code;
 759         info.si_signo           = SIGFPE;
 760         info.si_errno           = 0;
 761         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 762
 763         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 764
 765         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 766         if (!info.si_code)
 767                 return;
 768
 769         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 770 }
 771
 772 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 773 {
 774         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 775         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 776 }
 777
 778 dotraplinkage void
 779 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 780 {
 781         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 782         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 783 }
 784
 785 dotraplinkage void
 786 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 787 {
 788         cond_local_irq_enable(regs);
 789 }
 790
 791 dotraplinkage void
 792 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 793 {
 794         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 795
 796 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 797         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 798                 struct math_emu_info info = { };
 799
 800                 cond_local_irq_enable(regs);
 801
 802                 info.regs = regs;
 803                 math_emulate(&info);
 804                 return;
 805         }
 806 #endif
 807         fpu__restore(&current->thread.fpu); /* interrupts still off */
 808 #ifdef CONFIG_X86_32
 809         cond_local_irq_enable(regs);
 810 #endif
 811 }
 812 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 813
 814 #ifdef CONFIG_X86_32
 815 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 816 {
 817         siginfo_t info;
 818
 819         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 820         local_irq_enable();
 821
 822         info.si_signo = SIGILL;
 823         info.si_errno = 0;
 824         info.si_code = ILL_BADSTK;
 825         info.si_addr = NULL;
 826         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 827                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 828                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 829                         &info);
 830         }
 831 }
 832 #endif
 833
 834 /* Set of traps needed for early debugging. */
 835 void __init early_trap_init(void)
 836 {
 837         /*
 838          * Don't use IST to set DEBUG_STACK as it doesn't work until TSS
 839          * is ready in cpu_init() <-- trap_init(). Before trap_init(),
 840          * CPU runs at ring 0 so it is impossible to hit an invalid
 841          * stack.  Using the original stack works well enough at this
 842          * early stage. DEBUG_STACK will be equipped after cpu_init() in
 843          * trap_init().
 844          *
 845          * We don't need to set trace_idt_table like set_intr_gate(),
 846          * since we don't have trace_debug and it will be reset to
 847          * 'debug' in trap_init() by set_intr_gate_ist().
 848          */
 849         set_intr_gate_notrace(X86_TRAP_DB, debug);
 850         /* int3 can be called from all */
 851         set_system_intr_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
 852 #ifdef CONFIG_X86_32
 853         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 854 #endif
 855         load_idt(&idt_descr);
 856 }
 857
 858 void __init early_trap_pf_init(void)
 859 {
 860 #ifdef CONFIG_X86_64
 861         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 862 #endif
 863 }
 864
 865 void __init trap_init(void)
 866 {
 867         int i;
 868
 869 #ifdef CONFIG_EISA
 870         void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
 871
 872         if (readl(p) == 'E' + ('I'<<8) + ('S'<<16) + ('A'<<24))
 873                 EISA_bus = 1;
 874         early_iounmap(p, 4);
 875 #endif
 876
 877         set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
 878         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
 879         /* int4 can be called from all */
 880         set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
 881         set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
 882         set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
 883         set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
 884 #ifdef CONFIG_X86_32
 885         set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
 886 #else
 887         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
 888 #endif
 889         set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
 890         set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
 891         set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
 892         set_intr_gate(X86_TRAP_SS, stack_segment);
 893         set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
 894         set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
 895         set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
 896         set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
 897 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 898         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
 899 #endif
 900         set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
 901
 902         /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
 903         for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
 904                 set_bit(i, used_vectors);
 905
 906 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 907         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_compat);
 908         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 909 #endif
 910
 911 #ifdef CONFIG_X86_32
 912         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_32);
 913         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 914 #endif
 915
 916         /*
 917          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 918          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 919          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 920          * It will be reloaded in cpu_init() */
 921         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
 922         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
 923
 924         /*
 925          * Should be a barrier for any external CPU state:
 926          */
 927         cpu_init();
 928
 929         /*
 930          * X86_TRAP_DB and X86_TRAP_BP have been set
 931          * in early_trap_init(). However, ITS works only after
 932          * cpu_init() loads TSS. See comments in early_trap_init().
 933          */
 934         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DB, &debug, DEBUG_STACK);
 935         /* int3 can be called from all */
 936         set_system_intr_gate_ist(X86_TRAP_BP, &int3, DEBUG_STACK);
 937
 938         x86_init.irqs.trap_init();
 939
 940 #ifdef CONFIG_X86_64
 941         memcpy(&debug_idt_table, &idt_table, IDT_ENTRIES * 16);
 942         set_nmi_gate(X86_TRAP_DB, &debug);
 943         set_nmi_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
 944 #endif
 945 }