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/kmemcheck.h>
  46 #include <asm/stacktrace.h>
  47 #include <asm/processor.h>
  48 #include <asm/debugreg.h>
  49 #include <linux/atomic.h>
  50 #include <asm/text-patching.h>
  51 #include <asm/ftrace.h>
  52 #include <asm/traps.h>
  53 #include <asm/desc.h>
  54 #include <asm/fpu/internal.h>
  55 #include <asm/mce.h>
  56 #include <asm/fixmap.h>
  57 #include <asm/mach_traps.h>
  58 #include <asm/alternative.h>
  59 #include <asm/fpu/xstate.h>
  60 #include <asm/trace/mpx.h>
  61 #include <asm/mpx.h>
  62 #include <asm/vm86.h>
  63 #include <asm/umip.h>
  64
  65 #ifdef CONFIG_X86_64
  66 #include <asm/x86_init.h>
  67 #include <asm/pgalloc.h>
  68 #include <asm/proto.h>
  69 #else
  70 #include <asm/processor-flags.h>
  71 #include <asm/setup.h>
  72 #include <asm/proto.h>
  73 #endif
  74
  75 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  76
  77 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
  78 {
  79         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  80                 local_irq_enable();
  81 }
  82
  83 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
  84 {
  85         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  86                 local_irq_disable();
  87 }
  88
  89 /*
  90  * In IST context, we explicitly disable preemption.  This serves two
  91  * purposes: it makes it much less likely that we would accidentally
  92  * schedule in IST context and it will force a warning if we somehow
  93  * manage to schedule by accident.
  94  */
  95 void ist_enter(struct pt_regs *regs)
  96 {
  97         if (user_mode(regs)) {
  98                 RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
  99         } else {
 100                 /*
 101                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 102                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 103                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 104                  * but we need to notify RCU.
 105                  */
 106                 rcu_nmi_enter();
 107         }
 108
 109         preempt_disable();
 110
 111         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 112         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 113 }
 114
 115 void ist_exit(struct pt_regs *regs)
 116 {
 117         preempt_enable_no_resched();
 118
 119         if (!user_mode(regs))
 120                 rcu_nmi_exit();
 121 }
 122
 123 /**
 124  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 125  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 126  *
 127  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 128  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 129  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 130  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 131  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 132  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 133  * the non-atomic section, and callers must call ist_end_non_atomic()
 134  * before ist_exit().
 135  */
 136 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 137 {
 138         BUG_ON(!user_mode(regs));
 139
 140         /*
 141          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 142          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 143          * from double_fault.
 144          */
 145         BUG_ON(!on_thread_stack());
 146
 147         preempt_enable_no_resched();
 148 }
 149
 150 /**
 151  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 152  *
 153  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 154  */
 155 void ist_end_non_atomic(void)
 156 {
 157         preempt_disable();
 158 }
 159
 160 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
 161 {
 162         unsigned short ud;
 163
 164         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
 165                 return 0;
 166
 167         if (probe_kernel_address((unsigned short *)addr, ud))
 168                 return 0;
 169
 170         return ud == INSN_UD0 || ud == INSN_UD2;
 171 }
 172
 173 int fixup_bug(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 174 {
 175         if (trapnr != X86_TRAP_UD)
 176                 return 0;
 177
 178         switch (report_bug(regs->ip, regs)) {
 179         case BUG_TRAP_TYPE_NONE:
 180         case BUG_TRAP_TYPE_BUG:
 181                 break;
 182
 183         case BUG_TRAP_TYPE_WARN:
 184                 regs->ip += LEN_UD0;
 185                 return 1;
 186         }
 187
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 static nokprobe_inline int
 192 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 193                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 194 {
 195         if (v8086_mode(regs)) {
 196                 /*
 197                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 198                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 199                  */
 200                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 201                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 202                                                 error_code, trapnr))
 203                                 return 0;
 204                 }
 205                 return -1;
 206         }
 207
 208         if (!user_mode(regs)) {
 209                 if (fixup_exception(regs, trapnr))
 210                         return 0;
 211
 212                 if (fixup_bug(regs, trapnr))
 213                         return 0;
 214
 215                 tsk->thread.error_code = error_code;
 216                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 217                 die(str, regs, error_code);
 218         }
 219
 220         return -1;
 221 }
 222
 223 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 224                                 siginfo_t *info)
 225 {
 226         unsigned long siaddr;
 227         int sicode;
 228
 229         switch (trapnr) {
 230         default:
 231                 return SEND_SIG_PRIV;
 232
 233         case X86_TRAP_DE:
 234                 sicode = FPE_INTDIV;
 235                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 236                 break;
 237         case X86_TRAP_UD:
 238                 sicode = ILL_ILLOPN;
 239                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 240                 break;
 241         case X86_TRAP_AC:
 242                 sicode = BUS_ADRALN;
 243                 siaddr = 0;
 244                 break;
 245         }
 246
 247         info->si_signo = signr;
 248         info->si_errno = 0;
 249         info->si_code = sicode;
 250         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 251         return info;
 252 }
 253
 254 static void
 255 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 256         long error_code, siginfo_t *info)
 257 {
 258         struct task_struct *tsk = current;
 259
 260
 261         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 262                 return;
 263         /*
 264          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 265          * kernelspace faults which result in die(), but not
 266          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 267          * process no chance to handle the signal and notice the
 268          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 269          * the information about previously queued, but not yet
 270          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 271          */
 272         tsk->thread.error_code = error_code;
 273         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 274
 275         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 276             printk_ratelimit()) {
 277                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 278                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 279                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 280                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 281                 pr_cont("\n");
 282         }
 283
 284         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 285 }
 286 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 287
 288 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 289                           unsigned long trapnr, int signr)
 290 {
 291         siginfo_t info;
 292
 293         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 294
 295         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 296                         NOTIFY_STOP) {
 297                 cond_local_irq_enable(regs);
 298                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 299                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 300         }
 301 }
 302
 303 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 304 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 305 {                                                                       \
 306         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 307 }
 308
 309 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 310 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 311 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 312 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 313 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 314 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 315 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 316 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 317
 318 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 319 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
 320                                                 struct pt_regs *regs,
 321                                                 unsigned long fault_address)
 322 {
 323         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
 324                  (void *)fault_address, current->stack,
 325                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
 326         die(message, regs, 0);
 327
 328         /* Be absolutely certain we don't return. */
 329         panic(message);
 330 }
 331 #endif
 332
 333 #ifdef CONFIG_X86_64
 334 /* Runs on IST stack */
 335 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 336 {
 337         static const char str[] = "double fault";
 338         struct task_struct *tsk = current;
 339 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 340         unsigned long cr2;
 341 #endif
 342
 343 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 344         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 345
 346         /*
 347          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 348          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 349          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 350          * handler from user space, similar to bad_iret.
 351          *
 352          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 353          */
 354         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 355                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 356                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 357         {
 358                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 359
 360                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 361                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 362                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 363                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 364                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 365
 366                 return;
 367         }
 368 #endif
 369
 370         ist_enter(regs);
 371         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 372
 373         tsk->thread.error_code = error_code;
 374         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 375
 376 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 377         /*
 378          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
 379          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
 380          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
 381          * the stack, the processor will get a page fault while
 382          * delivering the exception and will generate a double fault.
 383          *
 384          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
 385          * Page-Fault Exception (#PF):
 386          *
 387          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
 388          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
 389          *   deliv- ered, the faulting linear address of the second fault will
 390          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
 391          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
 392          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
 393          *   double fault.
 394          *
 395          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
 396          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
 397          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
 398          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
 399          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
 400          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
 401          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
 402          *
 403          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
 404          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
 405          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
 406          * take an exception, the stack is already aligned and there
 407          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
 408          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
 409          * fault.  With any less space left, exception delivery could
 410          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
 411          * stack even if the actual trigger for the double fault was
 412          * something else.
 413          */
 414         cr2 = read_cr2();
 415         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
 416                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
 417 #endif
 418
 419 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 420         df_debug(regs, error_code);
 421 #endif
 422         /*
 423          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 424          * never return).
 425          */
 426         for (;;)
 427                 die(str, regs, error_code);
 428 }
 429 #endif
 430
 431 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 432 {
 433         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
 434         siginfo_t *info;
 435
 436         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 437         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 438                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 439                 return;
 440         cond_local_irq_enable(regs);
 441
 442         if (!user_mode(regs))
 443                 die("bounds", regs, error_code);
 444
 445         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 446                 /* The exception is not from Intel MPX */
 447                 goto exit_trap;
 448         }
 449
 450         /*
 451          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 452          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
 453          * which is all zeros which indicates MPX was not
 454          * responsible for the exception.
 455          */
 456         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 457         if (!bndcsr)
 458                 goto exit_trap;
 459
 460         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
 461         /*
 462          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 463          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 464          * bound directory.
 465          */
 466         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 467         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 468                 if (mpx_handle_bd_fault())
 469                         goto exit_trap;
 470                 break; /* Success, it was handled */
 471         case 1: /* Bound violation. */
 472                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
 473                 if (IS_ERR(info)) {
 474                         /*
 475                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 476                          * the exception was not caused by MPX.
 477                          */
 478                         goto exit_trap;
 479                 }
 480                 /*
 481                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 482                  * an 'info' containing the address being accessed
 483                  * which caused the exception.  This information
 484                  * allows and application to possibly handle the
 485                  * #BR exception itself.
 486                  */
 487                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 488                 kfree(info);
 489                 break;
 490         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 491                 goto exit_trap;
 492         default:
 493                 die("bounds", regs, error_code);
 494         }
 495
 496         return;
 497
 498 exit_trap:
 499         /*
 500          * This path out is for all the cases where we could not
 501          * handle the exception in some way (like allocating a
 502          * table or telling userspace about it.  We will also end
 503          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 504          * time..
 505          */
 506         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 507 }
 508
 509 dotraplinkage void
 510 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 511 {
 512         struct task_struct *tsk;
 513
 514         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 515         cond_local_irq_enable(regs);
 516
 517         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
 518                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
 519                         return;
 520         }
 521
 522         if (v8086_mode(regs)) {
 523                 local_irq_enable();
 524                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 525                 return;
 526         }
 527
 528         tsk = current;
 529         if (!user_mode(regs)) {
 530                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP))
 531                         return;
 532
 533                 tsk->thread.error_code = error_code;
 534                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 535                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 536                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 537                         die("general protection fault", regs, error_code);
 538                 return;
 539         }
 540
 541         tsk->thread.error_code = error_code;
 542         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 543
 544         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 545                         printk_ratelimit()) {
 546                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 547                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 548                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 549                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
 550                 pr_cont("\n");
 551         }
 552
 553         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 554 }
 555 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 556
 557 /* May run on IST stack. */
 558 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 559 {
 560 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 561         /*
 562          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 563          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 564          */
 565         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 566             ftrace_int3_handler(regs))
 567                 return;
 568 #endif
 569         if (poke_int3_handler(regs))
 570                 return;
 571
 572         ist_enter(regs);
 573         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 574 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 575         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 576                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 577                 goto exit;
 578 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 579
 580 #ifdef CONFIG_KPROBES
 581         if (kprobe_int3_handler(regs))
 582                 goto exit;
 583 #endif
 584
 585         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 586                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 587                 goto exit;
 588
 589         /*
 590          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 591          * as we may switch to the interrupt stack.
 592          */
 593         debug_stack_usage_inc();
 594         cond_local_irq_enable(regs);
 595         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 596         cond_local_irq_disable(regs);
 597         debug_stack_usage_dec();
 598 exit:
 599         ist_exit(regs);
 600 }
 601 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 602
 603 #ifdef CONFIG_X86_64
 604 /*
 605  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 606  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 607  * entry_64.S
 608  */
 609 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 610 {
 611         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 612         *regs = *eregs;
 613         return regs;
 614 }
 615 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 616
 617 struct bad_iret_stack {
 618         void *error_entry_ret;
 619         struct pt_regs regs;
 620 };
 621
 622 asmlinkage __visible notrace
 623 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 624 {
 625         /*
 626          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 627          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 628          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 629          * and we want to pretend that the exception came from the
 630          * iret target.
 631          */
 632         struct bad_iret_stack *new_stack =
 633                 container_of(task_pt_regs(current),
 634                              struct bad_iret_stack, regs);
 635
 636         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 637         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 638
 639         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 640         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 641
 642         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 643         return new_stack;
 644 }
 645 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 646 #endif
 647
 648 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
 649 {
 650         /*
 651          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
 652          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
 653          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
 654          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
 655          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
 656          * be set.)
 657          */
 658 #ifdef CONFIG_X86_32
 659         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
 660                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
 661                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
 662 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
 663         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
 664                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
 665                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
 666 #else
 667         return false;
 668 #endif
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 673  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 674  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 675  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 676  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 677  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 678  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 679  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 680  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 681  *
 682  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 683  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 684  * user code runs with the correct debug control register even though
 685  * we clear it here.
 686  *
 687  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 688  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 689  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 690  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 691  * by user code)
 692  *
 693  * May run on IST stack.
 694  */
 695 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 696 {
 697         struct task_struct *tsk = current;
 698         int user_icebp = 0;
 699         unsigned long dr6;
 700         int si_code;
 701
 702         ist_enter(regs);
 703
 704         get_debugreg(dr6, 6);
 705         /*
 706          * The Intel SDM says:
 707          *
 708          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
 709          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
 710          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
 711          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
 712          *   returning to the interrupted task.
 713          *
 714          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
 715          */
 716         set_debugreg(0, 6);
 717
 718         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 719         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 720
 721         /*
 722          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
 723          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
 724          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
 725          */
 726         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 727
 728         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
 729                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
 730                 dr6 &= ~DR_STEP;
 731                 if (!dr6)
 732                         goto exit;
 733                 /*
 734                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
 735                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
 736                  * through and handle the watchpoint.
 737                  */
 738         }
 739
 740         /*
 741          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 742          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 743          * User wants a sigtrap for that.
 744          */
 745         if (!dr6 && user_mode(regs))
 746                 user_icebp = 1;
 747
 748         /* Catch kmemcheck conditions! */
 749         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 750                 goto exit;
 751
 752         /* Store the virtualized DR6 value */
 753         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 754
 755 #ifdef CONFIG_KPROBES
 756         if (kprobe_debug_handler(regs))
 757                 goto exit;
 758 #endif
 759
 760         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 761                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 762                 goto exit;
 763
 764         /*
 765          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 766          * as we may switch to the interrupt stack.
 767          */
 768         debug_stack_usage_inc();
 769
 770         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 771         cond_local_irq_enable(regs);
 772
 773         if (v8086_mode(regs)) {
 774                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 775                                         X86_TRAP_DB);
 776                 cond_local_irq_disable(regs);
 777                 debug_stack_usage_dec();
 778                 goto exit;
 779         }
 780
 781         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
 782                 /*
 783                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
 784                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
 785                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
 786                  * an oops.
 787                  */
 788                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 789                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 790                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 791         }
 792         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 793         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 794                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 795         cond_local_irq_disable(regs);
 796         debug_stack_usage_dec();
 797
 798 exit:
 799 #if defined(CONFIG_X86_32)
 800         /*
 801          * This is the most likely code path that involves non-trivial use
 802          * of the SYSENTER stack.  Check that we haven't overrun it.
 803          */
 804         WARN(this_cpu_read(cpu_tss.SYSENTER_stack_canary) != STACK_END_MAGIC,
 805              "Overran or corrupted SYSENTER stack\n");
 806 #endif
 807         ist_exit(regs);
 808 }
 809 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 810
 811 /*
 812  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 813  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 814  * IRQ13 behaviour
 815  */
 816 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 817 {
 818         struct task_struct *task = current;
 819         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
 820         siginfo_t info;
 821         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 822                                                 "simd exception";
 823
 824         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 825                 return;
 826         cond_local_irq_enable(regs);
 827
 828         if (!user_mode(regs)) {
 829                 if (!fixup_exception(regs, trapnr)) {
 830                         task->thread.error_code = error_code;
 831                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 832                         die(str, regs, error_code);
 833                 }
 834                 return;
 835         }
 836
 837         /*
 838          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 839          */
 840         fpu__save(fpu);
 841
 842         task->thread.trap_nr    = trapnr;
 843         task->thread.error_code = error_code;
 844         info.si_signo           = SIGFPE;
 845         info.si_errno           = 0;
 846         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 847
 848         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
 849
 850         /* Retry when we get spurious exceptions: */
 851         if (!info.si_code)
 852                 return;
 853
 854         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 855 }
 856
 857 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 858 {
 859         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 860         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 861 }
 862
 863 dotraplinkage void
 864 do_simd_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_XF);
 868 }
 869
 870 dotraplinkage void
 871 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 872 {
 873         cond_local_irq_enable(regs);
 874 }
 875
 876 dotraplinkage void
 877 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 878 {
 879         unsigned long cr0;
 880
 881         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 882
 883 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 884         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
 885                 struct math_emu_info info = { };
 886
 887                 cond_local_irq_enable(regs);
 888
 889                 info.regs = regs;
 890                 math_emulate(&info);
 891                 return;
 892         }
 893 #endif
 894
 895         /* This should not happen. */
 896         cr0 = read_cr0();
 897         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
 898                 /* Try to fix it up and carry on. */
 899                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
 900         } else {
 901                 /*
 902                  * Something terrible happened, and we're better off trying
 903                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
 904                  * loop of #NM faults.
 905                  */
 906                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
 907         }
 908 }
 909 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 910
 911 #ifdef CONFIG_X86_32
 912 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 913 {
 914         siginfo_t info;
 915
 916         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
 917         local_irq_enable();
 918
 919         info.si_signo = SIGILL;
 920         info.si_errno = 0;
 921         info.si_code = ILL_BADSTK;
 922         info.si_addr = NULL;
 923         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 924                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 925                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 926                         &info);
 927         }
 928 }
 929 #endif
 930
 931 void __init trap_init(void)
 932 {
 933         idt_setup_traps();
 934
 935         /*
 936          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 937          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 938          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 939          * It will be reloaded in cpu_init() */
 940         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
 941         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
 942
 943         /*
 944          * Should be a barrier for any external CPU state:
 945          */
 946         cpu_init();
 947
 948         idt_setup_ist_traps();
 949
 950         x86_init.irqs.trap_init();
 951
 952         idt_setup_debugidt_traps();
 953 }