arch/x86/kernel/dumpstack.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
   4  */
   5 #include <linux/kallsyms.h>
   6 #include <linux/kprobes.h>
   7 #include <linux/uaccess.h>
   8 #include <linux/utsname.h>
   9 #include <linux/hardirq.h>
  10 #include <linux/kdebug.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/ptrace.h>
  13 #include <linux/sched/debug.h>
  14 #include <linux/sched/task_stack.h>
  15 #include <linux/ftrace.h>
  16 #include <linux/kexec.h>
  17 #include <linux/bug.h>
  18 #include <linux/nmi.h>
  19 #include <linux/sysfs.h>
  20 #include <linux/kasan.h>
  21
  22 #include <asm/cpu_entry_area.h>
  23 #include <asm/stacktrace.h>
  24 #include <asm/unwind.h>
  25
  26 int panic_on_unrecovered_nmi;
  27 int panic_on_io_nmi;
  28 static int die_counter;
  29
  30 static struct pt_regs exec_summary_regs;
  31
  32 bool noinstr in_task_stack(unsigned long *stack, struct task_struct *task,
  33                            struct stack_info *info)
  34 {
  35         unsigned long *begin = task_stack_page(task);
  36         unsigned long *end   = task_stack_page(task) + THREAD_SIZE;
  37
  38         if (stack < begin || stack >= end)
  39                 return false;
  40
  41         info->type      = STACK_TYPE_TASK;
  42         info->begin     = begin;
  43         info->end       = end;
  44         info->next_sp   = NULL;
  45
  46         return true;
  47 }
  48
  49 /* Called from get_stack_info_noinstr - so must be noinstr too */
  50 bool noinstr in_entry_stack(unsigned long *stack, struct stack_info *info)
  51 {
  52         struct entry_stack *ss = cpu_entry_stack(smp_processor_id());
  53
  54         void *begin = ss;
  55         void *end = ss + 1;
  56
  57         if ((void *)stack < begin || (void *)stack >= end)
  58                 return false;
  59
  60         info->type      = STACK_TYPE_ENTRY;
  61         info->begin     = begin;
  62         info->end       = end;
  63         info->next_sp   = NULL;
  64
  65         return true;
  66 }
  67
  68 static void printk_stack_address(unsigned long address, int reliable,
  69                                  const char *log_lvl)
  70 {
  71         touch_nmi_watchdog();
  72         printk("%s %s%pB\n", log_lvl, reliable ? "" : "? ", (void *)address);
  73 }
  74
  75 static int copy_code(struct pt_regs *regs, u8 *buf, unsigned long src,
  76                      unsigned int nbytes)
  77 {
  78         if (!user_mode(regs))
  79                 return copy_from_kernel_nofault(buf, (u8 *)src, nbytes);
  80
  81         /*
  82          * Make sure userspace isn't trying to trick us into dumping kernel
  83          * memory by pointing the userspace instruction pointer at it.
  84          */
  85         if (__chk_range_not_ok(src, nbytes, TASK_SIZE_MAX))
  86                 return -EINVAL;
  87
  88         return copy_from_user_nmi(buf, (void __user *)src, nbytes);
  89 }
  90
  91 /*
  92  * There are a couple of reasons for the 2/3rd prologue, courtesy of Linus:
  93  *
  94  * In case where we don't have the exact kernel image (which, if we did, we can
  95  * simply disassemble and navigate to the RIP), the purpose of the bigger
  96  * prologue is to have more context and to be able to correlate the code from
  97  * the different toolchains better.
  98  *
  99  * In addition, it helps in recreating the register allocation of the failing
 100  * kernel and thus make sense of the register dump.
 101  *
 102  * What is more, the additional complication of a variable length insn arch like
 103  * x86 warrants having longer byte sequence before rIP so that the disassembler
 104  * can "sync" up properly and find instruction boundaries when decoding the
 105  * opcode bytes.
 106  *
 107  * Thus, the 2/3rds prologue and 64 byte OPCODE_BUFSIZE is just a random
 108  * guesstimate in attempt to achieve all of the above.
 109  */
 110 void show_opcodes(struct pt_regs *regs, const char *loglvl)
 111 {
 112 #define PROLOGUE_SIZE 42
 113 #define EPILOGUE_SIZE 21
 114 #define OPCODE_BUFSIZE (PROLOGUE_SIZE + 1 + EPILOGUE_SIZE)
 115         u8 opcodes[OPCODE_BUFSIZE];
 116         unsigned long prologue = regs->ip - PROLOGUE_SIZE;
 117
 118         if (copy_code(regs, opcodes, prologue, sizeof(opcodes))) {
 119                 printk("%sCode: Unable to access opcode bytes at RIP 0x%lx.\n",
 120                        loglvl, prologue);
 121         } else {
 122                 printk("%sCode: %" __stringify(PROLOGUE_SIZE) "ph <%02x> %"
 123                        __stringify(EPILOGUE_SIZE) "ph\n", loglvl, opcodes,
 124                        opcodes[PROLOGUE_SIZE], opcodes + PROLOGUE_SIZE + 1);
 125         }
 126 }
 127
 128 void show_ip(struct pt_regs *regs, const char *loglvl)
 129 {
 130 #ifdef CONFIG_X86_32
 131         printk("%sEIP: %pS\n", loglvl, (void *)regs->ip);
 132 #else
 133         printk("%sRIP: %04x:%pS\n", loglvl, (int)regs->cs, (void *)regs->ip);
 134 #endif
 135         show_opcodes(regs, loglvl);
 136 }
 137
 138 void show_iret_regs(struct pt_regs *regs, const char *log_lvl)
 139 {
 140         show_ip(regs, log_lvl);
 141         printk("%sRSP: %04x:%016lx EFLAGS: %08lx", log_lvl, (int)regs->ss,
 142                 regs->sp, regs->flags);
 143 }
 144
 145 static void show_regs_if_on_stack(struct stack_info *info, struct pt_regs *regs,
 146                                   bool partial, const char *log_lvl)
 147 {
 148         /*
 149          * These on_stack() checks aren't strictly necessary: the unwind code
 150          * has already validated the 'regs' pointer.  The checks are done for
 151          * ordering reasons: if the registers are on the next stack, we don't
 152          * want to print them out yet.  Otherwise they'll be shown as part of
 153          * the wrong stack.  Later, when show_trace_log_lvl() switches to the
 154          * next stack, this function will be called again with the same regs so
 155          * they can be printed in the right context.
 156          */
 157         if (!partial && on_stack(info, regs, sizeof(*regs))) {
 158                 __show_regs(regs, SHOW_REGS_SHORT, log_lvl);
 159
 160         } else if (partial && on_stack(info, (void *)regs + IRET_FRAME_OFFSET,
 161                                        IRET_FRAME_SIZE)) {
 162                 /*
 163                  * When an interrupt or exception occurs in entry code, the
 164                  * full pt_regs might not have been saved yet.  In that case
 165                  * just print the iret frame.
 166                  */
 167                 show_iret_regs(regs, log_lvl);
 168         }
 169 }
 170
 171 void show_trace_log_lvl(struct task_struct *task, struct pt_regs *regs,
 172                         unsigned long *stack, const char *log_lvl)
 173 {
 174         struct unwind_state state;
 175         struct stack_info stack_info = {0};
 176         unsigned long visit_mask = 0;
 177         int graph_idx = 0;
 178         bool partial = false;
 179
 180         printk("%sCall Trace:\n", log_lvl);
 181
 182         unwind_start(&state, task, regs, stack);
 183         stack = stack ? : get_stack_pointer(task, regs);
 184         regs = unwind_get_entry_regs(&state, &partial);
 185
 186         /*
 187          * Iterate through the stacks, starting with the current stack pointer.
 188          * Each stack has a pointer to the next one.
 189          *
 190          * x86-64 can have several stacks:
 191          * - task stack
 192          * - interrupt stack
 193          * - HW exception stacks (double fault, nmi, debug, mce)
 194          * - entry stack
 195          *
 196          * x86-32 can have up to four stacks:
 197          * - task stack
 198          * - softirq stack
 199          * - hardirq stack
 200          * - entry stack
 201          */
 202         for ( ; stack; stack = PTR_ALIGN(stack_info.next_sp, sizeof(long))) {
 203                 const char *stack_name;
 204
 205                 if (get_stack_info(stack, task, &stack_info, &visit_mask)) {
 206                         /*
 207                          * We weren't on a valid stack.  It's possible that
 208                          * we overflowed a valid stack into a guard page.
 209                          * See if the next page up is valid so that we can
 210                          * generate some kind of backtrace if this happens.
 211                          */
 212                         stack = (unsigned long *)PAGE_ALIGN((unsigned long)stack);
 213                         if (get_stack_info(stack, task, &stack_info, &visit_mask))
 214                                 break;
 215                 }
 216
 217                 stack_name = stack_type_name(stack_info.type);
 218                 if (stack_name)
 219                         printk("%s <%s>\n", log_lvl, stack_name);
 220
 221                 if (regs)
 222                         show_regs_if_on_stack(&stack_info, regs, partial, log_lvl);
 223
 224                 /*
 225                  * Scan the stack, printing any text addresses we find.  At the
 226                  * same time, follow proper stack frames with the unwinder.
 227                  *
 228                  * Addresses found during the scan which are not reported by
 229                  * the unwinder are considered to be additional clues which are
 230                  * sometimes useful for debugging and are prefixed with '?'.
 231                  * This also serves as a failsafe option in case the unwinder
 232                  * goes off in the weeds.
 233                  */
 234                 for (; stack < stack_info.end; stack++) {
 235                         unsigned long real_addr;
 236                         int reliable = 0;
 237                         unsigned long addr = READ_ONCE_NOCHECK(*stack);
 238                         unsigned long *ret_addr_p =
 239                                 unwind_get_return_address_ptr(&state);
 240
 241                         if (!__kernel_text_address(addr))
 242                                 continue;
 243
 244                         /*
 245                          * Don't print regs->ip again if it was already printed
 246                          * by show_regs_if_on_stack().
 247                          */
 248                         if (regs && stack == &regs->ip)
 249                                 goto next;
 250
 251                         if (stack == ret_addr_p)
 252                                 reliable = 1;
 253
 254                         /*
 255                          * When function graph tracing is enabled for a
 256                          * function, its return address on the stack is
 257                          * replaced with the address of an ftrace handler
 258                          * (return_to_handler).  In that case, before printing
 259                          * the "real" address, we want to print the handler
 260                          * address as an "unreliable" hint that function graph
 261                          * tracing was involved.
 262                          */
 263                         real_addr = ftrace_graph_ret_addr(task, &graph_idx,
 264                                                           addr, stack);
 265                         if (real_addr != addr)
 266                                 printk_stack_address(addr, 0, log_lvl);
 267                         printk_stack_address(real_addr, reliable, log_lvl);
 268
 269                         if (!reliable)
 270                                 continue;
 271
 272 next:
 273                         /*
 274                          * Get the next frame from the unwinder.  No need to
 275                          * check for an error: if anything goes wrong, the rest
 276                          * of the addresses will just be printed as unreliable.
 277                          */
 278                         unwind_next_frame(&state);
 279
 280                         /* if the frame has entry regs, print them */
 281                         regs = unwind_get_entry_regs(&state, &partial);
 282                         if (regs)
 283                                 show_regs_if_on_stack(&stack_info, regs, partial, log_lvl);
 284                 }
 285
 286                 if (stack_name)
 287                         printk("%s </%s>\n", log_lvl, stack_name);
 288         }
 289 }
 290
 291 void show_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
 292                        const char *loglvl)
 293 {
 294         task = task ? : current;
 295
 296         /*
 297          * Stack frames below this one aren't interesting.  Don't show them
 298          * if we're printing for %current.
 299          */
 300         if (!sp && task == current)
 301                 sp = get_stack_pointer(current, NULL);
 302
 303         show_trace_log_lvl(task, NULL, sp, loglvl);
 304 }
 305
 306 void show_stack_regs(struct pt_regs *regs)
 307 {
 308         show_trace_log_lvl(current, regs, NULL, KERN_DEFAULT);
 309 }
 310
 311 static arch_spinlock_t die_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 312 static int die_owner = -1;
 313 static unsigned int die_nest_count;
 314
 315 unsigned long oops_begin(void)
 316 {
 317         int cpu;
 318         unsigned long flags;
 319
 320         oops_enter();
 321
 322         /* racy, but better than risking deadlock. */
 323         raw_local_irq_save(flags);
 324         cpu = smp_processor_id();
 325         if (!arch_spin_trylock(&die_lock)) {
 326                 if (cpu == die_owner)
 327                         /* nested oops. should stop eventually */;
 328                 else
 329                         arch_spin_lock(&die_lock);
 330         }
 331         die_nest_count++;
 332         die_owner = cpu;
 333         console_verbose();
 334         bust_spinlocks(1);
 335         return flags;
 336 }
 337 NOKPROBE_SYMBOL(oops_begin);
 338
 339 void __noreturn rewind_stack_do_exit(int signr);
 340
 341 void oops_end(unsigned long flags, struct pt_regs *regs, int signr)
 342 {
 343         if (regs && kexec_should_crash(current))
 344                 crash_kexec(regs);
 345
 346         bust_spinlocks(0);
 347         die_owner = -1;
 348         add_taint(TAINT_DIE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
 349         die_nest_count--;
 350         if (!die_nest_count)
 351                 /* Nest count reaches zero, release the lock. */
 352                 arch_spin_unlock(&die_lock);
 353         raw_local_irq_restore(flags);
 354         oops_exit();
 355
 356         /* Executive summary in case the oops scrolled away */
 357         __show_regs(&exec_summary_regs, SHOW_REGS_ALL, KERN_DEFAULT);
 358
 359         if (!signr)
 360                 return;
 361         if (in_interrupt())
 362                 panic("Fatal exception in interrupt");
 363         if (panic_on_oops)
 364                 panic("Fatal exception");
 365
 366         /*
 367          * We're not going to return, but we might be on an IST stack or
 368          * have very little stack space left.  Rewind the stack and kill
 369          * the task.
 370          * Before we rewind the stack, we have to tell KASAN that we're going to
 371          * reuse the task stack and that existing poisons are invalid.
 372          */
 373         kasan_unpoison_task_stack(current);
 374         rewind_stack_do_exit(signr);
 375 }
 376 NOKPROBE_SYMBOL(oops_end);
 377
 378 static void __die_header(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 379 {
 380         const char *pr = "";
 381
 382         /* Save the regs of the first oops for the executive summary later. */
 383         if (!die_counter)
 384                 exec_summary_regs = *regs;
 385
 386         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
 387                 pr = IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ? " PREEMPT_RT" : " PREEMPT";
 388
 389         printk(KERN_DEFAULT
 390                "%s: %04lx [#%d]%s%s%s%s%s\n", str, err & 0xffff, ++die_counter,
 391                pr,
 392                IS_ENABLED(CONFIG_SMP)     ? " SMP"             : "",
 393                debug_pagealloc_enabled()  ? " DEBUG_PAGEALLOC" : "",
 394                IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)   ? " KASAN"           : "",
 395                IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION) ?
 396                (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PTI) ? " PTI" : " NOPTI") : "");
 397 }
 398 NOKPROBE_SYMBOL(__die_header);
 399
 400 static int __die_body(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 401 {
 402         show_regs(regs);
 403         print_modules();
 404
 405         if (notify_die(DIE_OOPS, str, regs, err,
 406                         current->thread.trap_nr, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 407                 return 1;
 408
 409         return 0;
 410 }
 411 NOKPROBE_SYMBOL(__die_body);
 412
 413 int __die(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 414 {
 415         __die_header(str, regs, err);
 416         return __die_body(str, regs, err);
 417 }
 418 NOKPROBE_SYMBOL(__die);
 419
 420 /*
 421  * This is gone through when something in the kernel has done something bad
 422  * and is about to be terminated:
 423  */
 424 void die(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 425 {
 426         unsigned long flags = oops_begin();
 427         int sig = SIGSEGV;
 428
 429         if (__die(str, regs, err))
 430                 sig = 0;
 431         oops_end(flags, regs, sig);
 432 }
 433
 434 void die_addr(const char *str, struct pt_regs *regs, long err, long gp_addr)
 435 {
 436         unsigned long flags = oops_begin();
 437         int sig = SIGSEGV;
 438
 439         __die_header(str, regs, err);
 440         if (gp_addr)
 441                 kasan_non_canonical_hook(gp_addr);
 442         if (__die_body(str, regs, err))
 443                 sig = 0;
 444         oops_end(flags, regs, sig);
 445 }
 446
 447 void show_regs(struct pt_regs *regs)
 448 {
 449         enum show_regs_mode print_kernel_regs;
 450
 451         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 452
 453         print_kernel_regs = user_mode(regs) ? SHOW_REGS_USER : SHOW_REGS_ALL;
 454         __show_regs(regs, print_kernel_regs, KERN_DEFAULT);
 455
 456         /*
 457          * When in-kernel, we also print out the stack at the time of the fault..
 458          */
 459         if (!user_mode(regs))
 460                 show_trace_log_lvl(current, regs, NULL, KERN_DEFAULT);
 461 }