x86/fault: Plumb error code and fault address through to fault handlers
[muen/linux.git] / 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/cpu_entry_area.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(system_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_UD2;
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, error_code, 0))
210                         return 0;
211
212                 tsk->thread.error_code = error_code;
213                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
214                 die(str, regs, error_code);
215         }
216
217         return -1;
218 }
219
220 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
221                                 siginfo_t *info)
222 {
223         unsigned long siaddr;
224         int sicode;
225
226         switch (trapnr) {
227         default:
228                 return SEND_SIG_PRIV;
229
230         case X86_TRAP_DE:
231                 sicode = FPE_INTDIV;
232                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
233                 break;
234         case X86_TRAP_UD:
235                 sicode = ILL_ILLOPN;
236                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
237                 break;
238         case X86_TRAP_AC:
239                 sicode = BUS_ADRALN;
240                 siaddr = 0;
241                 break;
242         }
243
244         info->si_signo = signr;
245         info->si_errno = 0;
246         info->si_code = sicode;
247         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
248         return info;
249 }
250
251 static void
252 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
253         long error_code, siginfo_t *info)
254 {
255         struct task_struct *tsk = current;
256
257
258         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
259                 return;
260         /*
261          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
262          * kernelspace faults which result in die(), but not
263          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
264          * process no chance to handle the signal and notice the
265          * kernel fault information, so that won't result in polluting
266          * the information about previously queued, but not yet
267          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
268          */
269         tsk->thread.error_code = error_code;
270         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
271
272         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
273             printk_ratelimit()) {
274                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
275                         tsk->comm, tsk->pid, str,
276                         regs->ip, regs->sp, error_code);
277                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
278                 pr_cont("\n");
279         }
280
281         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
282 }
283 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
284
285 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
286                           unsigned long trapnr, int signr)
287 {
288         siginfo_t info;
289
290         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
291
292         /*
293          * WARN*()s end up here; fix them up before we call the
294          * notifier chain.
295          */
296         if (!user_mode(regs) && fixup_bug(regs, trapnr))
297                 return;
298
299         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
300                         NOTIFY_STOP) {
301                 cond_local_irq_enable(regs);
302                 clear_siginfo(&info);
303                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
304                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
305         }
306 }
307
308 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
309 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
310 {                                                                       \
311         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
312 }
313
314 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
315 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
316 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
317 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
318 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
319 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
320 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
321 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
322
323 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
324 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
325                                                 struct pt_regs *regs,
326                                                 unsigned long fault_address)
327 {
328         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
329                  (void *)fault_address, current->stack,
330                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
331         die(message, regs, 0);
332
333         /* Be absolutely certain we don't return. */
334         panic(message);
335 }
336 #endif
337
338 #ifdef CONFIG_X86_64
339 /* Runs on IST stack */
340 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
341 {
342         static const char str[] = "double fault";
343         struct task_struct *tsk = current;
344 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
345         unsigned long cr2;
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
349         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
350
351         /*
352          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
353          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
354          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
355          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
356          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
357          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
358          * set up according to its expectations.
359          *
360          * The net result is that our #GP handler will think that we
361          * entered from usermode with the bad user context.
362          *
363          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
364          */
365         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
366                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
367                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
368         {
369                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
370
371                 /*
372                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
373                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
374                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
375                  *
376                  */
377                 memmove(&gpregs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
378                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
379
380                 /*
381                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
382                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
383                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
384                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
385                  * frame we just set up.
386                  */
387                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
388                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
389
390                 return;
391         }
392 #endif
393
394         ist_enter(regs);
395         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
396
397         tsk->thread.error_code = error_code;
398         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
399
400 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
401         /*
402          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
403          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
404          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
405          * the stack, the processor will get a page fault while
406          * delivering the exception and will generate a double fault.
407          *
408          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
409          * Page-Fault Exception (#PF):
410          *
411          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
412          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
413          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
414          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
415          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
416          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
417          *   double fault.
418          *
419          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
420          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
421          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
422          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
423          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
424          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
425          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
426          *
427          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
428          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
429          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
430          * take an exception, the stack is already aligned and there
431          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
432          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
433          * fault.  With any less space left, exception delivery could
434          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
435          * stack even if the actual trigger for the double fault was
436          * something else.
437          */
438         cr2 = read_cr2();
439         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - cr2 < PAGE_SIZE)
440                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)", regs, cr2);
441 #endif
442
443 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
444         df_debug(regs, error_code);
445 #endif
446         /*
447          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
448          * never return).
449          */
450         for (;;)
451                 die(str, regs, error_code);
452 }
453 #endif
454
455 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
456 {
457         const struct mpx_bndcsr *bndcsr;
458         siginfo_t *info;
459
460         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
461         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
462                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
463                 return;
464         cond_local_irq_enable(regs);
465
466         if (!user_mode(regs))
467                 die("bounds", regs, error_code);
468
469         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
470                 /* The exception is not from Intel MPX */
471                 goto exit_trap;
472         }
473
474         /*
475          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
476          * A NULL here might mean that it is in its 'init state',
477          * which is all zeros which indicates MPX was not
478          * responsible for the exception.
479          */
480         bndcsr = get_xsave_field_ptr(XFEATURE_MASK_BNDCSR);
481         if (!bndcsr)
482                 goto exit_trap;
483
484         trace_bounds_exception_mpx(bndcsr);
485         /*
486          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
487          * information of a bound range exception #BR or operation involving
488          * bound directory.
489          */
490         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
491         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
492                 if (mpx_handle_bd_fault())
493                         goto exit_trap;
494                 break; /* Success, it was handled */
495         case 1: /* Bound violation. */
496                 info = mpx_generate_siginfo(regs);
497                 if (IS_ERR(info)) {
498                         /*
499                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
500                          * the exception was not caused by MPX.
501                          */
502                         goto exit_trap;
503                 }
504                 /*
505                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
506                  * an 'info' containing the address being accessed
507                  * which caused the exception.  This information
508                  * allows and application to possibly handle the
509                  * #BR exception itself.
510                  */
511                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
512                 kfree(info);
513                 break;
514         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
515                 goto exit_trap;
516         default:
517                 die("bounds", regs, error_code);
518         }
519
520         return;
521
522 exit_trap:
523         /*
524          * This path out is for all the cases where we could not
525          * handle the exception in some way (like allocating a
526          * table or telling userspace about it.  We will also end
527          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
528          * time..
529          */
530         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
531 }
532
533 dotraplinkage void
534 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
535 {
536         struct task_struct *tsk;
537
538         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
539         cond_local_irq_enable(regs);
540
541         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
542                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
543                         return;
544         }
545
546         if (v8086_mode(regs)) {
547                 local_irq_enable();
548                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
549                 return;
550         }
551
552         tsk = current;
553         if (!user_mode(regs)) {
554                 if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
555                         return;
556
557                 tsk->thread.error_code = error_code;
558                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
559
560                 /*
561                  * To be potentially processing a kprobe fault and to
562                  * trust the result from kprobe_running(), we have to
563                  * be non-preemptible.
564                  */
565                 if (!preemptible() && kprobe_running() &&
566                     kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
567                         return;
568
569                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
570                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
571                         die("general protection fault", regs, error_code);
572                 return;
573         }
574
575         tsk->thread.error_code = error_code;
576         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
577
578         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
579                         printk_ratelimit()) {
580                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
581                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
582                         regs->ip, regs->sp, error_code);
583                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
584                 pr_cont("\n");
585         }
586
587         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
588 }
589 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
590
591 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
592 {
593 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
594         /*
595          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
596          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
597          */
598         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
599             ftrace_int3_handler(regs))
600                 return;
601 #endif
602         if (poke_int3_handler(regs))
603                 return;
604
605         /*
606          * Use ist_enter despite the fact that we don't use an IST stack.
607          * We can be called from a kprobe in non-CONTEXT_KERNEL kernel
608          * mode or even during context tracking state changes.
609          *
610          * This means that we can't schedule.  That's okay.
611          */
612         ist_enter(regs);
613         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
614 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
615         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
616                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
617                 goto exit;
618 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
619
620 #ifdef CONFIG_KPROBES
621         if (kprobe_int3_handler(regs))
622                 goto exit;
623 #endif
624
625         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
626                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
627                 goto exit;
628
629         cond_local_irq_enable(regs);
630         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
631         cond_local_irq_disable(regs);
632
633 exit:
634         ist_exit(regs);
635 }
636 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
637
638 #ifdef CONFIG_X86_64
639 /*
640  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
641  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
642  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
643  */
644 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
645 {
646         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
647         if (regs != eregs)
648                 *regs = *eregs;
649         return regs;
650 }
651 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
652
653 struct bad_iret_stack {
654         void *error_entry_ret;
655         struct pt_regs regs;
656 };
657
658 asmlinkage __visible notrace
659 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
660 {
661         /*
662          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
663          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
664          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
665          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
666          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
667          * exception came from the IRET target.
668          */
669         struct bad_iret_stack *new_stack =
670                 (struct bad_iret_stack *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
671
672         /* Copy the IRET target to the new stack. */
673         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
674
675         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
676         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
677
678         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
679         return new_stack;
680 }
681 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
682 #endif
683
684 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
685 {
686         /*
687          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
688          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
689          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
690          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
691          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
692          * be set.)
693          */
694 #ifdef CONFIG_X86_32
695         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
696                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
697                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
698 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
699         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
700                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
701                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
702 #else
703         return false;
704 #endif
705 }
706
707 /*
708  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
709  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
710  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
711  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
712  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
713  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
714  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
715  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
716  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
717  *
718  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
719  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
720  * user code runs with the correct debug control register even though
721  * we clear it here.
722  *
723  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
724  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
725  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
726  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
727  * by user code)
728  *
729  * May run on IST stack.
730  */
731 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
732 {
733         struct task_struct *tsk = current;
734         int user_icebp = 0;
735         unsigned long dr6;
736         int si_code;
737
738         ist_enter(regs);
739
740         get_debugreg(dr6, 6);
741         /*
742          * The Intel SDM says:
743          *
744          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
745          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
746          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
747          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
748          *   returning to the interrupted task.
749          *
750          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
751          */
752         set_debugreg(0, 6);
753
754         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
755         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
756
757         /*
758          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
759          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
760          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
761          */
762         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
763
764         if (unlikely(!user_mode(regs) && (dr6 & DR_STEP) &&
765                      is_sysenter_singlestep(regs))) {
766                 dr6 &= ~DR_STEP;
767                 if (!dr6)
768                         goto exit;
769                 /*
770                  * else we might have gotten a single-step trap and hit a
771                  * watchpoint at the same time, in which case we should fall
772                  * through and handle the watchpoint.
773                  */
774         }
775
776         /*
777          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
778          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
779          * User wants a sigtrap for that.
780          */
781         if (!dr6 && user_mode(regs))
782                 user_icebp = 1;
783
784         /* Store the virtualized DR6 value */
785         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
786
787 #ifdef CONFIG_KPROBES
788         if (kprobe_debug_handler(regs))
789                 goto exit;
790 #endif
791
792         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
793                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
794                 goto exit;
795
796         /*
797          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
798          * as we may switch to the interrupt stack.
799          */
800         debug_stack_usage_inc();
801
802         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
803         cond_local_irq_enable(regs);
804
805         if (v8086_mode(regs)) {
806                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
807                                         X86_TRAP_DB);
808                 cond_local_irq_disable(regs);
809                 debug_stack_usage_dec();
810                 goto exit;
811         }
812
813         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
814                 /*
815                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
816                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
817                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
818                  * an oops.
819                  */
820                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
821                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
822                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
823         }
824         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
825         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
826                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
827         cond_local_irq_disable(regs);
828         debug_stack_usage_dec();
829
830 exit:
831         ist_exit(regs);
832 }
833 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
834
835 /*
836  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
837  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
838  * IRQ13 behaviour
839  */
840 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
841 {
842         struct task_struct *task = current;
843         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
844         siginfo_t info;
845         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
846                                                 "simd exception";
847
848         cond_local_irq_enable(regs);
849
850         if (!user_mode(regs)) {
851                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
852                         return;
853
854                 task->thread.error_code = error_code;
855                 task->thread.trap_nr = trapnr;
856
857                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code,
858                                         trapnr, SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
859                         die(str, regs, error_code);
860                 return;
861         }
862
863         /*
864          * Save the info for the exception handler and clear the error.
865          */
866         fpu__save(fpu);
867
868         task->thread.trap_nr    = trapnr;
869         task->thread.error_code = error_code;
870         clear_siginfo(&info);
871         info.si_signo           = SIGFPE;
872         info.si_errno           = 0;
873         info.si_addr            = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
874
875         info.si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
876
877         /* Retry when we get spurious exceptions: */
878         if (!info.si_code)
879                 return;
880
881         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
882 }
883
884 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
885 {
886         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
887         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
888 }
889
890 dotraplinkage void
891 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
892 {
893         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
894         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
895 }
896
897 dotraplinkage void
898 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
899 {
900         cond_local_irq_enable(regs);
901 }
902
903 dotraplinkage void
904 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
905 {
906         unsigned long cr0;
907
908         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
909
910 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
911         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (read_cr0() & X86_CR0_EM)) {
912                 struct math_emu_info info = { };
913
914                 cond_local_irq_enable(regs);
915
916                 info.regs = regs;
917                 math_emulate(&info);
918                 return;
919         }
920 #endif
921
922         /* This should not happen. */
923         cr0 = read_cr0();
924         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
925                 /* Try to fix it up and carry on. */
926                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
927         } else {
928                 /*
929                  * Something terrible happened, and we're better off trying
930                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
931                  * loop of #NM faults.
932                  */
933                 die("unexpected #NM exception", regs, error_code);
934         }
935 }
936 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
937
938 #ifdef CONFIG_X86_32
939 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
940 {
941         siginfo_t info;
942
943         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
944         local_irq_enable();
945
946         clear_siginfo(&info);
947         info.si_signo = SIGILL;
948         info.si_errno = 0;
949         info.si_code = ILL_BADSTK;
950         info.si_addr = NULL;
951         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
952                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
953                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
954                         &info);
955         }
956 }
957 #endif
958
959 void __init trap_init(void)
960 {
961         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
962         setup_cpu_entry_areas();
963
964         idt_setup_traps();
965
966         /*
967          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
968          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
969          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
970          * It will be reloaded in cpu_init() */
971         cea_set_pte(CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT_VADDR, __pa_symbol(idt_table),
972                     PAGE_KERNEL_RO);
973         idt_descr.address = CPU_ENTRY_AREA_RO_IDT;
974
975         /*
976          * Should be a barrier for any external CPU state:
977          */
978         cpu_init();
979
980         idt_setup_ist_traps();
981
982         x86_init.irqs.trap_init();
983
984         idt_setup_debugidt_traps();
985 }