arch/x86/kernel/traps.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
   4  *
   5  *  Pentium III FXSR, SSE support
   6  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   7  */
   8
   9 /*
  10  * Handle hardware traps and faults.
  11  */
  12
  13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  14
  15 #include <linux/context_tracking.h>
  16 #include <linux/interrupt.h>
  17 #include <linux/kallsyms.h>
  18 #include <linux/spinlock.h>
  19 #include <linux/kprobes.h>
  20 #include <linux/uaccess.h>
  21 #include <linux/kdebug.h>
  22 #include <linux/kgdb.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/export.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/uprobes.h>
  27 #include <linux/string.h>
  28 #include <linux/delay.h>
  29 #include <linux/errno.h>
  30 #include <linux/kexec.h>
  31 #include <linux/sched.h>
  32 #include <linux/sched/task_stack.h>
  33 #include <linux/timer.h>
  34 #include <linux/init.h>
  35 #include <linux/bug.h>
  36 #include <linux/nmi.h>
  37 #include <linux/mm.h>
  38 #include <linux/smp.h>
  39 #include <linux/io.h>
  40
  41 #if defined(CONFIG_EDAC)
  42 #include <linux/edac.h>
  43 #endif
  44
  45 #include <asm/stacktrace.h>
  46 #include <asm/processor.h>
  47 #include <asm/debugreg.h>
  48 #include <linux/atomic.h>
  49 #include <asm/text-patching.h>
  50 #include <asm/ftrace.h>
  51 #include <asm/traps.h>
  52 #include <asm/desc.h>
  53 #include <asm/fpu/internal.h>
  54 #include <asm/mce.h>
  55 #include <asm/fixmap.h>
  56 #include <asm/mach_traps.h>
  57 #include <asm/alternative.h>
  58 #include <asm/fpu/xstate.h>
  59 #include <asm/trace/mpx.h>
  60 #include <asm/mpx.h>
  61 #include <asm/vm86.h>
  62 #include <asm/umip.h>
  63
  64 #ifdef CONFIG_X86_64
  65 #include <asm/x86_init.h>
  66 #include <asm/pgalloc.h>
  67 #include <asm/proto.h>
  68 #else
  69 #include <asm/processor-flags.h>
  70 #include <asm/setup.h>
  71 #include <asm/proto.h>
  72 #endif
  73
  74 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
  75
  76 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  77 {
  78         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  79                 local_irq_enable();
  80 }
  81
  82 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  83 {
  84         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  85                 local_irq_disable();
  86 }
  87
  88 /*
  89  * In IST context, we explicitly disable preemption.  This serves two
  90  * purposes: it makes it much less likely that we would accidentally
  91  * schedule in IST context and it will force a warning if we somehow
  92  * manage to schedule by accident.
  93  */
  94 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
  95 {
  96         if (user_mode(regs)) {
  97                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
  98         } else {
  99                 /*
 100                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 101                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 102                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 103                  * but we need to notify RCU.
 104                  */
 105                 rcu_nmi_enter();
 106         }
 107
 108         preempt_disable();
 109
 110         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 111         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 112 }
 113
 114 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 115 {
 116         preempt_enable_no_resched();
 117
 118         if (!user_mode(regs))
 119                 rcu_nmi_exit();
 120 }
 121
 122 /**
 123  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 124  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 125  *
 126  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 127  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 128  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 129  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 130  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 131  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 132  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 133  * before ist_exit().
 134  */
 135 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 136 {
 137         BUG_ON(!user_mode(regs));
 138
 139         /*
 140          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 141          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 142          * from double_fault.
 143          */
 144         BUG_ON(!on_thread_stack());
 145
 146         preempt_enable_no_resched();
 147 }
 148
 149 /**
 150  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 151  *
 152  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 153  */
 154 void ist_end_non_atomic(void)
 155 {
 156         preempt_disable();
 157 }
 158
 159 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
 160 {
 161         unsigned short ud;
 162
 163         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
 164                 return 0;
 165
 166         if (probe_kernel_address((unsigned short *)addr, ud))
 167                 return 0;
 168
 169         return ud == INSN_UD0 || ud == INSN_UD2;
 170 }
 171
 172 int fixup_bug(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 173 {
 174         if (trapnr != X86_TRAP_UD)
 175                 return 0;
 176
 177         switch (report_bug(regs->ip, regs)) {
 178         case BUG_TRAP_TYPE_NONE:
 179         case BUG_TRAP_TYPE_BUG:
 180                 break;
 181
 182         case BUG_TRAP_TYPE_WARN:
 183                 regs->ip += LEN_UD0;
 184                 return 1;
 185         }
 186
 187         return 0;
 188 }
 189
 190 static nokprobe_inline int
 191 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 192                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 193 {
 194         if (v8086_mode(regs)) {
 195                 /*
 196                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 197                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 198                  */
 199                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 200                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 201                                                 error_code, trapnr))
 202                                 return 0;
 203                 }
 204                 return -1;
 205         }
 206
 207         if (!user_mode(regs)) {
 208                 if (fixup_exception(regs, trapnr))
 209                         return 0;
 210
 211                 tsk->thread.error_code = error_code;
 212                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 213                 die(str, regs, error_code);
 214         }
 215
 216         return -1;
 217 }
 218
 219 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 220                                 siginfo_t *info)
 221 {
 222         unsigned long siaddr;
 223         int sicode;
 224
 225         switch (trapnr) {
 226         default:
 227                 return SEND_SIG_PRIV;
 228
 229         case X86_TRAP_DE:
 230                 sicode = FPE_INTDIV;
 231                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 232                 break;
 233         case X86_TRAP_UD:
 234                 sicode = ILL_ILLOPN;
 235                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 236                 break;
 237         case X86_TRAP_AC:
 238                 sicode = BUS_ADRALN;
 239                 siaddr = 0;
 240                 break;
 241         }
 242
 243         info->si_signo = signr;
 244         info->si_errno = 0;
 245         info->si_code = sicode;
 246         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 247         return info;
 248 }
 249
 250 static void
 251 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 252         long error_code, siginfo_t *info)
 253 {
 254         struct task_struct *tsk = current;
 255
 256
 257         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 258                 return;
 259         /*
 260          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 261          * kernelspace faults which result in die(), but not
 262          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 263          * process no chance to handle the signal and notice the
 264          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 265          * the information about previously queued, but not yet
 266          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 267          */
 268         tsk->thread.error_code = error_code;
 269         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 270
 271         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 272             printk_ratelimit()) {
 273                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 274                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 275                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 276                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 277                 pr_cont("\n");
 278         }
 279
 280         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 281 }
 282 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 283
 284 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 285                           unsigned long trapnr, int signr)
 286 {
 287         siginfo_t info;
 288
 289         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 290
 291         /*
 292          * WARN*()s end up here; fix them up before we call the
 293          * notifier chain.
 294          */
 295         if (!user_mode(regs) && fixup_bug(regs, trapnr))
 296                 return;
 297
 298         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 299                         NOTIFY_STOP) {
 300                 cond_local_irq_enable(regs);
 301                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 302                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 303         }
 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_VMAP_STACK
 322 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 323                                                 struct pt_regs *regs,
 324                                                 unsigned long fault_address)
 325 {
 326         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 327                  (void *)fault_address, current->stack,
 328                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 329         die(message, regs, 0);
 330
 331         /* Be absolutely certain we don't return. */
 332         panic(message);
 333 }
 334 #endif
 335
 336 #ifdef CONFIG_X86_64
 337 /* Runs on IST stack */
 338 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 339 {
 340         static const char str[] = "double fault";
 341         struct task_struct *tsk = current;
 342 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 343         unsigned long cr2;
 344 #endif
 345
 346 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 347         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 348
 349         /*
 350          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 351          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
 352          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
 353          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
 354          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
 355          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
 356          * set up according to its expectations.
 357          *
 358          * The net result is that our #GP handler will think that we
 359          * entered from usermode with the bad user context.
 360          *
 361          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 362          */
 363         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 364                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 365                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 366         {
 367                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 368
 369                 /*
 370                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
 371                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
 372                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
 373                  *
 374                  */
 375                 memmove(&gpregs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 376                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 377
 378                 /*
 379                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
 380                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
 381                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
 382                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
 383                  * frame we just set up.
 384                  */
 385                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 386                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
 387
 388                 return;
 389         }
 390 #endif
 391
 392         ist_enter(regs);
 393         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 394
 395         tsk->thread.error_code = error_code;
 396         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 397
 398 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 399         /*
 400          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 401          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 402          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 403          * the stack, the processor will get a page fault while
 404          * delivering the exception and will generate a double fault.
 405          *
 406          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 407          * Page-Fault Exception (#PF):
 408          *
 409          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 410          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 411          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
 412          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 413          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 414          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 415          *   double fault.
 416          *
 417          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 418          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 419          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 420          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 421          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 422          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 423          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 424          *
 425          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 426          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 427          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 428          * take an exception, the stack is already aligned and there
 429          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 430          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 431          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 432          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 433          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 434          * something else.
 435          */
 436         cr2 = read_cr2();
 437         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 438                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 439 #endif
 440
 441 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 442         df_debug(regs, error_code);
 443 #endif
 444         /*
 445          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 446          * never return).
 447          */
 448         for (;;)
 449                 die(str, regs, error_code);
 450 }
 451 #endif
 452
 453 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 454 {
 455         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 456         siginfo_t *info;
 457
 458         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 459         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 460                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 461                 return;
 462         cond_local_irq_enable(regs);
 463
 464         if (!user_mode(regs))
 465                 die("bounds", regs, error_code);
 466
 467         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 468                 /* The exception is not from Intel MPX */
 469                 goto exit_trap;
 470         }
 471
 472         /*
 473          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 474          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 475          * which is all zeros which indicates MPX was not
 476          * responsible for the exception.
 477          */
 478         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 479         if (!bndcsr)
 480                 goto exit_trap;
 481
 482         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 483         /*
 484          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 485          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 486          * bound directory.
 487          */
 488         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 489         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 490                 if (mpx_handle_bd_fault())
 491                         goto exit_trap;
 492                 break; /* Success, it was handled */
 493         case 1: /* Bound violation. */
 494                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
 495                 if (IS_ERR(info)) {
 496                         /*
 497                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 498                          * the exception was not caused by MPX.
 499                          */
 500                         goto exit_trap;
 501                 }
 502                 /*
 503                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 504                  * an 'info' containing the address being accessed
 505                  * which caused the exception.  This information
 506                  * allows and application to possibly handle the
 507                  * #BR exception itself.
 508                  */
 509                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 510                 kfree(info);
 511                 break;
 512         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 513                 goto exit_trap;
 514         default:
 515                 die("bounds", regs, error_code);
 516         }
 517
 518         return;
 519
 520 exit_trap:
 521         /*
 522          * This path out is for all the cases where we could not
 523          * handle the exception in some way (like allocating a
 524          * table or telling userspace about it.  We will also end
 525          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 526          * time..
 527          */
 528         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 529 }
 530
 531 dotraplinkage void
 532 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 533 {
 534         struct task_struct *tsk;
 535
 536         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 537         cond_local_irq_enable(regs);
 538
 539         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 540                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 541                         return;
 542         }
 543
 544         if (v8086_mode(regs)) {
 545                 local_irq_enable();
 546                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 547                 return;
 548         }
 549
 550         tsk = current;
 551         if (!user_mode(regs)) {
 552                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 553                         return;
 554
 555                 tsk->thread.error_code = error_code;
 556                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 557                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 558                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 559                         die("general protection fault", regs, error_code);
 560                 return;
 561         }
 562
 563         tsk->thread.error_code = error_code;
 564         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 565
 566         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 567                         printk_ratelimit()) {
 568                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 569                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 570                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 571                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 572                 pr_cont("\n");
 573         }
 574
 575         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 576 }
 577 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 578
 579 /* May run on IST stack. */
 580 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 581 {
 582 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 583         /*
 584          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 585          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 586          */
 587         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 588             ftrace_int3_handler(regs))
 589                 return;
 590 #endif
 591         if (poke_int3_handler(regs))
 592                 return;
 593
 594         ist_enter(regs);
 595         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 596 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 597         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 598                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 599                 goto exit;
 600 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 601
 602 #ifdef CONFIG_KPROBES
 603         if (kprobe_int3_handler(regs))
 604                 goto exit;
 605 #endif
 606
 607         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 608                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 609                 goto exit;
 610
 611         /*
 612          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 613          * as we may switch to the interrupt stack.
 614          */
 615         debug_stack_usage_inc();
 616         cond_local_irq_enable(regs);
 617         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 618         cond_local_irq_disable(regs);
 619         debug_stack_usage_dec();
 620 exit:
 621         ist_exit(regs);
 622 }
 623 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 624
 625 #ifdef CONFIG_X86_64
 626 /*
 627  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
 628  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
 629  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
 630  */
 631 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 632 {
 633         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
 634         if (regs != eregs)
 635                 *regs = *eregs;
 636         return regs;
 637 }
 638 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 639
 640 struct bad_iret_stack {
 641         void *error_entry_ret;
 642         struct pt_regs regs;
 643 };
 644
 645 asmlinkage __visible notrace
 646 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 647 {
 648         /*
 649          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 650          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 651          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
 652          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
 653          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
 654          * exception came from the IRET target.
 655          */
 656         struct bad_iret_stack *new_stack =
 657                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
 658
 659         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 660         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 661
 662         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 663         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 664
 665         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 666         return new_stack;
 667 }
 668 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 669 #endif
 670
 671 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 672 {
 673         /*
 674          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 675          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 676          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 677          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 678          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 679          * be set.)
 680          */
 681 #ifdef CONFIG_X86_32
 682         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 683                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 684                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 685 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 686         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 687                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 688                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 689 #else
 690         return false;
 691 #endif
 692 }
 693
 694 /*
 695  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 696  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 697  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 698  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 699  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 700  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 701  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 702  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 703  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 704  *
 705  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 706  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 707  * user code runs with the correct debug control register even though
 708  * we clear it here.
 709  *
 710  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 711  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 712  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 713  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 714  * by user code)
 715  *
 716  * May run on IST stack.
 717  */
 718 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 719 {
 720         struct task_struct *tsk = current;
 721         int user_icebp = 0;
 722         unsigned long dr6;
 723         int si_code;
 724
 725         ist_enter(regs);
 726
 727         get_debugreg(dr6, 6);
 728         /*
 729          * The Intel SDM says:
 730          *
 731          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 732          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 733          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 734          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 735          *   returning to the interrupted task.
 736          *
 737          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 738          */
 739         set_debugreg(0, 6);
 740
 741         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 742         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 743
 744         /*
 745          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 746          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 747          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 748          */
 749         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 750
 751         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 752                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 753                 dr6 &= ~DR_STEP;
 754                 if (!dr6)
 755                         goto exit;
 756                 /*
 757                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 758                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 759                  * through and handle the watchpoint.
 760                  */
 761         }
 762
 763         /*
 764          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 765          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 766          * User wants a sigtrap for that.
 767          */
 768         if (!dr6 && user_mode(regs))
 769                 user_icebp = 1;
 770
 771         /* Store the virtualized DR6 value */
 772         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 773
 774 #ifdef CONFIG_KPROBES
 775         if (kprobe_debug_handler(regs))
 776                 goto exit;
 777 #endif
 778
 779         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 780                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 781                 goto exit;
 782
 783         /*
 784          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 785          * as we may switch to the interrupt stack.
 786          */
 787         debug_stack_usage_inc();
 788
 789         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 790         cond_local_irq_enable(regs);
 791
 792         if (v8086_mode(regs)) {
 793                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 794                                         X86_TRAP_DB);
 795                 cond_local_irq_disable(regs);
 796                 debug_stack_usage_dec();
 797                 goto exit;
 798         }
 799
 800         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 801                 /*
 802                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 803                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 804                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 805                  * an oops.
 806                  */
 807                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 808                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 809                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 810         }
 811         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 812         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 813                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 814         cond_local_irq_disable(regs);
 815         debug_stack_usage_dec();
 816
 817 exit:
 818         ist_exit(regs);
 819 }
 820 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 821
 822 /*
 823  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 824  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 825  * IRQ13 behaviour
 826  */
 827 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 828 {
 829         struct task_struct *task = current;
 830         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 831         siginfo_t info;
 832         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 833                                                 "simd exception";
 834
 835         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 836                 return;
 837         cond_local_irq_enable(regs);
 838
 839         if (!user_mode(regs)) {
 840                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 841                         task->thread.error_code = error_code;
 842                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 843                         die(str, regs, error_code);
 844                 }
 845                 return;
 846         }
 847
 848         /*
 849          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 850          */
 851         fpu__save(fpu);
 852
 853         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 854         task->thread.error_code = error_code;
 855         info.si_signo           = SIGFPE;
 856         info.si_errno           = 0;
 857         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 858
 859         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 860
 861         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 862         if (!info.si_code)
 863                 return;
 864
 865         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 866 }
 867
 868 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 869 {
 870         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 871         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 872 }
 873
 874 dotraplinkage void
 875 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 876 {
 877         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 878         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 879 }
 880
 881 dotraplinkage void
 882 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 883 {
 884         cond_local_irq_enable(regs);
 885 }
 886
 887 dotraplinkage void
 888 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 889 {
 890         unsigned long cr0;
 891
 892         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 893
 894 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 895         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 896                 struct math_emu_info info = { };
 897
 898                 cond_local_irq_enable(regs);
 899
 900                 info.regs = regs;
 901                 math_emulate(&info);
 902                 return;
 903         }
 904 #endif
 905
 906         /* This should not happen. */
 907         cr0 = read_cr0();
 908         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 909                 /* Try to fix it up and carry on. */
 910                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 911         } else {
 912                 /*
 913                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 914                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 915                  * loop of #NM faults.
 916                  */
 917                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 918         }
 919 }
 920 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 921
 922 #ifdef CONFIG_X86_32
 923 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 924 {
 925         siginfo_t info;
 926
 927         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 928         local_irq_enable();
 929
 930         info.si_signo = SIGILL;
 931         info.si_errno = 0;
 932         info.si_code = ILL_BADSTK;
 933         info.si_addr = NULL;
 934         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 935                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 936                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 937                         &info);
 938         }
 939 }
 940 #endif
 941
 942 void __init trap_init(void)
 943 {
 944         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
 945         setup_cpu_entry_areas();
 946
 947         idt_setup_traps();
 948
 949         /*
 950          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 951          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 952          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 953          * It will be reloaded in cpu_init() */
 954         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
 955         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
 956
 957         /*
 958          * Should be a barrier for any external CPU state:
 959          */
 960         cpu_init();
 961
 962         idt_setup_ist_traps();
 963
 964         x86_init.irqs.trap_init();
 965
 966         idt_setup_debugidt_traps();
 967 }