Merge tag 'perf-core-2020-10-12' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.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 #include <linux/hardirq.h>
41 #include <linux/atomic.h>
42
43 #include <asm/stacktrace.h>
44 #include <asm/processor.h>
45 #include <asm/debugreg.h>
46 #include <asm/text-patching.h>
47 #include <asm/ftrace.h>
48 #include <asm/traps.h>
49 #include <asm/desc.h>
50 #include <asm/fpu/internal.h>
51 #include <asm/cpu.h>
52 #include <asm/cpu_entry_area.h>
53 #include <asm/mce.h>
54 #include <asm/fixmap.h>
55 #include <asm/mach_traps.h>
56 #include <asm/alternative.h>
57 #include <asm/fpu/xstate.h>
58 #include <asm/vm86.h>
59 #include <asm/umip.h>
60 #include <asm/insn.h>
61 #include <asm/insn-eval.h>
62
63 #ifdef CONFIG_X86_64
64 #include <asm/x86_init.h>
65 #include <asm/proto.h>
66 #else
67 #include <asm/processor-flags.h>
68 #include <asm/setup.h>
69 #include <asm/proto.h>
70 #endif
71
72 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
73
74 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
75 {
76         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
77                 local_irq_enable();
78 }
79
80 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
81 {
82         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
83                 local_irq_disable();
84 }
85
86 __always_inline int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
87 {
88         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * We got #UD, if the text isn't readable we'd have gotten
93          * a different exception.
94          */
95         return *(unsigned short *)addr == INSN_UD2;
96 }
97
98 static nokprobe_inline int
99 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, const char *str,
100                   struct pt_regs *regs, long error_code)
101 {
102         if (v8086_mode(regs)) {
103                 /*
104                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
105                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
106                  */
107                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
108                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
109                                                 error_code, trapnr))
110                                 return 0;
111                 }
112         } else if (!user_mode(regs)) {
113                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
114                         return 0;
115
116                 tsk->thread.error_code = error_code;
117                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
118                 die(str, regs, error_code);
119         }
120
121         /*
122          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
123          * kernelspace faults which result in die(), but not
124          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
125          * process no chance to handle the signal and notice the
126          * kernel fault information, so that won't result in polluting
127          * the information about previously queued, but not yet
128          * delivered, faults.  See also exc_general_protection below.
129          */
130         tsk->thread.error_code = error_code;
131         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
132
133         return -1;
134 }
135
136 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
137                         const char *type, const char *desc,
138                         struct pt_regs *regs, long error_code)
139 {
140         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
141             printk_ratelimit()) {
142                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
143                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
144                         regs->ip, regs->sp, error_code);
145                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
146                 pr_cont("\n");
147         }
148 }
149
150 static void
151 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
152         long error_code, int sicode, void __user *addr)
153 {
154         struct task_struct *tsk = current;
155
156         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
157                 return;
158
159         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
160
161         if (!sicode)
162                 force_sig(signr);
163         else
164                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
165 }
166 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
167
168 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
169         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
170 {
171         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
172
173         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
174                         NOTIFY_STOP) {
175                 cond_local_irq_enable(regs);
176                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
177                 cond_local_irq_disable(regs);
178         }
179 }
180
181 /*
182  * Posix requires to provide the address of the faulting instruction for
183  * SIGILL (#UD) and SIGFPE (#DE) in the si_addr member of siginfo_t.
184  *
185  * This address is usually regs->ip, but when an uprobe moved the code out
186  * of line then regs->ip points to the XOL code which would confuse
187  * anything which analyzes the fault address vs. the unmodified binary. If
188  * a trap happened in XOL code then uprobe maps regs->ip back to the
189  * original instruction address.
190  */
191 static __always_inline void __user *error_get_trap_addr(struct pt_regs *regs)
192 {
193         return (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
194 }
195
196 DEFINE_IDTENTRY(exc_divide_error)
197 {
198         do_error_trap(regs, 0, "divide_error", X86_TRAP_DE, SIGFPE,
199                       FPE_INTDIV, error_get_trap_addr(regs));
200 }
201
202 DEFINE_IDTENTRY(exc_overflow)
203 {
204         do_error_trap(regs, 0, "overflow", X86_TRAP_OF, SIGSEGV, 0, NULL);
205 }
206
207 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
208 void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
209 #else
210 static inline void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
211 #endif
212 {
213         do_error_trap(regs, 0, "invalid opcode", X86_TRAP_UD, SIGILL,
214                       ILL_ILLOPN, error_get_trap_addr(regs));
215 }
216
217 static noinstr bool handle_bug(struct pt_regs *regs)
218 {
219         bool handled = false;
220
221         if (!is_valid_bugaddr(regs->ip))
222                 return handled;
223
224         /*
225          * All lies, just get the WARN/BUG out.
226          */
227         instrumentation_begin();
228         /*
229          * Since we're emulating a CALL with exceptions, restore the interrupt
230          * state to what it was at the exception site.
231          */
232         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
233                 raw_local_irq_enable();
234         if (report_bug(regs->ip, regs) == BUG_TRAP_TYPE_WARN) {
235                 regs->ip += LEN_UD2;
236                 handled = true;
237         }
238         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
239                 raw_local_irq_disable();
240         instrumentation_end();
241
242         return handled;
243 }
244
245 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_invalid_op)
246 {
247         irqentry_state_t state;
248
249         /*
250          * We use UD2 as a short encoding for 'CALL __WARN', as such
251          * handle it before exception entry to avoid recursive WARN
252          * in case exception entry is the one triggering WARNs.
253          */
254         if (!user_mode(regs) && handle_bug(regs))
255                 return;
256
257         state = irqentry_enter(regs);
258         instrumentation_begin();
259         handle_invalid_op(regs);
260         instrumentation_end();
261         irqentry_exit(regs, state);
262 }
263
264 DEFINE_IDTENTRY(exc_coproc_segment_overrun)
265 {
266         do_error_trap(regs, 0, "coprocessor segment overrun",
267                       X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE, 0, NULL);
268 }
269
270 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_invalid_tss)
271 {
272         do_error_trap(regs, error_code, "invalid TSS", X86_TRAP_TS, SIGSEGV,
273                       0, NULL);
274 }
275
276 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_segment_not_present)
277 {
278         do_error_trap(regs, error_code, "segment not present", X86_TRAP_NP,
279                       SIGBUS, 0, NULL);
280 }
281
282 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_stack_segment)
283 {
284         do_error_trap(regs, error_code, "stack segment", X86_TRAP_SS, SIGBUS,
285                       0, NULL);
286 }
287
288 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_alignment_check)
289 {
290         char *str = "alignment check";
291
292         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_AC, SIGBUS) == NOTIFY_STOP)
293                 return;
294
295         if (!user_mode(regs))
296                 die("Split lock detected\n", regs, error_code);
297
298         local_irq_enable();
299
300         if (handle_user_split_lock(regs, error_code))
301                 return;
302
303         do_trap(X86_TRAP_AC, SIGBUS, "alignment check", regs,
304                 error_code, BUS_ADRALN, NULL);
305
306         local_irq_disable();
307 }
308
309 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
310 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
311                                                 struct pt_regs *regs,
312                                                 unsigned long fault_address)
313 {
314         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
315                  (void *)fault_address, current->stack,
316                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
317         die(message, regs, 0);
318
319         /* Be absolutely certain we don't return. */
320         panic("%s", message);
321 }
322 #endif
323
324 /*
325  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
326  *
327  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
328  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
329  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
330  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
331  *
332  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
333  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
334  *
335  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
336  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
337  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
338  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
339  *
340  * The 32bit #DF shim provides CR2 already as an argument. On 64bit it needs
341  * to be read before doing anything else.
342  */
343 DEFINE_IDTENTRY_DF(exc_double_fault)
344 {
345         static const char str[] = "double fault";
346         struct task_struct *tsk = current;
347
348 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
349         unsigned long address = read_cr2();
350 #endif
351
352 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
353         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
354
355         /*
356          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
357          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
358          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
359          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
360          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
361          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
362          * set up according to its expectations.
363          *
364          * The net result is that our #GP handler will think that we
365          * entered from usermode with the bad user context.
366          *
367          * No need for nmi_enter() here because we don't use RCU.
368          */
369         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
370                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
371                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
372         {
373                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
374                 unsigned long *p = (unsigned long *)regs->sp;
375
376                 /*
377                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
378                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
379                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
380                  *
381                  */
382                 gpregs->ip      = p[0];
383                 gpregs->cs      = p[1];
384                 gpregs->flags   = p[2];
385                 gpregs->sp      = p[3];
386                 gpregs->ss      = p[4];
387                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
388
389                 /*
390                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
391                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
392                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
393                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
394                  * frame we just set up.
395                  *
396                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
397                  * which is what the stub expects, given that the faulting
398                  * RIP will be the IRET instruction.
399                  */
400                 regs->ip = (unsigned long)asm_exc_general_protection;
401                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
402
403                 return;
404         }
405 #endif
406
407         idtentry_enter_nmi(regs);
408         instrumentation_begin();
409         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
410
411         tsk->thread.error_code = error_code;
412         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
413
414 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
415         /*
416          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
417          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
418          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
419          * the stack, the processor will get a page fault while
420          * delivering the exception and will generate a double fault.
421          *
422          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
423          * Page-Fault Exception (#PF):
424          *
425          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
426          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
427          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
428          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
429          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
430          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
431          *   double fault.
432          *
433          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
434          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
435          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
436          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
437          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
438          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
439          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
440          *
441          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
442          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
443          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
444          * take an exception, the stack is already aligned and there
445          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
446          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
447          * fault.  With any less space left, exception delivery could
448          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
449          * stack even if the actual trigger for the double fault was
450          * something else.
451          */
452         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - address < PAGE_SIZE) {
453                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)",
454                                       regs, address);
455         }
456 #endif
457
458         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
459         die("double fault", regs, error_code);
460         panic("Machine halted.");
461         instrumentation_end();
462 }
463
464 DEFINE_IDTENTRY(exc_bounds)
465 {
466         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, 0,
467                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
468                 return;
469         cond_local_irq_enable(regs);
470
471         if (!user_mode(regs))
472                 die("bounds", regs, 0);
473
474         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, 0, 0, NULL);
475
476         cond_local_irq_disable(regs);
477 }
478
479 enum kernel_gp_hint {
480         GP_NO_HINT,
481         GP_NON_CANONICAL,
482         GP_CANONICAL
483 };
484
485 /*
486  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
487  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
488  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
489  */
490 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
491                                                  unsigned long *addr)
492 {
493         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
494         struct insn insn;
495
496         if (copy_from_kernel_nofault(insn_buf, (void *)regs->ip,
497                         MAX_INSN_SIZE))
498                 return GP_NO_HINT;
499
500         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
501         insn_get_modrm(&insn);
502         insn_get_sib(&insn);
503
504         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
505         if (*addr == -1UL)
506                 return GP_NO_HINT;
507
508 #ifdef CONFIG_X86_64
509         /*
510          * Check that:
511          *  - the operand is not in the kernel half
512          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
513          */
514         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
515             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
516                 return GP_NON_CANONICAL;
517 #endif
518
519         return GP_CANONICAL;
520 }
521
522 #define GPFSTR "general protection fault"
523
524 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_general_protection)
525 {
526         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
527         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
528         struct task_struct *tsk;
529         unsigned long gp_addr;
530         int ret;
531
532         cond_local_irq_enable(regs);
533
534         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
535                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
536                         goto exit;
537         }
538
539         if (v8086_mode(regs)) {
540                 local_irq_enable();
541                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
542                 local_irq_disable();
543                 return;
544         }
545
546         tsk = current;
547
548         if (user_mode(regs)) {
549                 tsk->thread.error_code = error_code;
550                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
551
552                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
553                 force_sig(SIGSEGV);
554                 goto exit;
555         }
556
557         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
558                 goto exit;
559
560         tsk->thread.error_code = error_code;
561         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
562
563         /*
564          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
565          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
566          */
567         if (!preemptible() &&
568             kprobe_running() &&
569             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
570                 goto exit;
571
572         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
573         if (ret == NOTIFY_STOP)
574                 goto exit;
575
576         if (error_code)
577                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
578         else
579                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
580
581         if (hint != GP_NO_HINT)
582                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
583                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
584                                                     : "maybe for address",
585                          gp_addr);
586
587         /*
588          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
589          * otherwise.
590          */
591         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
592                 gp_addr = 0;
593
594         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
595
596 exit:
597         cond_local_irq_disable(regs);
598 }
599
600 static bool do_int3(struct pt_regs *regs)
601 {
602         int res;
603
604 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
605         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP,
606                          SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
607                 return true;
608 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
609
610 #ifdef CONFIG_KPROBES
611         if (kprobe_int3_handler(regs))
612                 return true;
613 #endif
614         res = notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP, SIGTRAP);
615
616         return res == NOTIFY_STOP;
617 }
618
619 static void do_int3_user(struct pt_regs *regs)
620 {
621         if (do_int3(regs))
622                 return;
623
624         cond_local_irq_enable(regs);
625         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, 0, 0, NULL);
626         cond_local_irq_disable(regs);
627 }
628
629 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_int3)
630 {
631         /*
632          * poke_int3_handler() is completely self contained code; it does (and
633          * must) *NOT* call out to anything, lest it hits upon yet another
634          * INT3.
635          */
636         if (poke_int3_handler(regs))
637                 return;
638
639         /*
640          * irqentry_enter_from_user_mode() uses static_branch_{,un}likely()
641          * and therefore can trigger INT3, hence poke_int3_handler() must
642          * be done before. If the entry came from kernel mode, then use
643          * nmi_enter() because the INT3 could have been hit in any context
644          * including NMI.
645          */
646         if (user_mode(regs)) {
647                 irqentry_enter_from_user_mode(regs);
648                 instrumentation_begin();
649                 do_int3_user(regs);
650                 instrumentation_end();
651                 irqentry_exit_to_user_mode(regs);
652         } else {
653                 bool irq_state = idtentry_enter_nmi(regs);
654                 instrumentation_begin();
655                 if (!do_int3(regs))
656                         die("int3", regs, 0);
657                 instrumentation_end();
658                 idtentry_exit_nmi(regs, irq_state);
659         }
660 }
661
662 #ifdef CONFIG_X86_64
663 /*
664  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
665  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
666  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
667  */
668 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
669 {
670         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
671         if (regs != eregs)
672                 *regs = *eregs;
673         return regs;
674 }
675
676 struct bad_iret_stack {
677         void *error_entry_ret;
678         struct pt_regs regs;
679 };
680
681 asmlinkage __visible noinstr
682 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
683 {
684         /*
685          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
686          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
687          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
688          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
689          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
690          * exception came from the IRET target.
691          */
692         struct bad_iret_stack tmp, *new_stack =
693                 (struct bad_iret_stack *)__this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
694
695         /* Copy the IRET target to the temporary storage. */
696         __memcpy(&tmp.regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
697
698         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
699         __memcpy(&tmp, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
700
701         /* Update the entry stack */
702         __memcpy(new_stack, &tmp, sizeof(tmp));
703
704         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
705         return new_stack;
706 }
707 #endif
708
709 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
710 {
711         /*
712          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
713          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
714          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
715          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
716          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
717          * be set.)
718          */
719 #ifdef CONFIG_X86_32
720         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
721                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
722                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
723 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
724         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
725                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
726                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
727 #else
728         return false;
729 #endif
730 }
731
732 static __always_inline unsigned long debug_read_clear_dr6(void)
733 {
734         unsigned long dr6;
735
736         /*
737          * The Intel SDM says:
738          *
739          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
740          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
741          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
742          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
743          *   returning to the interrupted task.
744          *
745          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
746          */
747         get_debugreg(dr6, 6);
748         set_debugreg(DR6_RESERVED, 6);
749         dr6 ^= DR6_RESERVED; /* Flip to positive polarity */
750
751         /*
752          * Clear the virtual DR6 value, ptrace routines will set bits here for
753          * things we want signals for.
754          */
755         current->thread.virtual_dr6 = 0;
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_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP);
763
764         return dr6;
765 }
766
767 /*
768  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
769  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
770  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
771  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
772  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
773  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
774  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
775  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
776  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
777  *
778  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
779  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
780  * user code runs with the correct debug control register even though
781  * we clear it here.
782  *
783  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
784  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
785  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
786  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
787  * by user code)
788  *
789  * May run on IST stack.
790  */
791
792 static bool notify_debug(struct pt_regs *regs, unsigned long *dr6)
793 {
794         /*
795          * Notifiers will clear bits in @dr6 to indicate the event has been
796          * consumed - hw_breakpoint_handler(), single_stop_cont().
797          *
798          * Notifiers will set bits in @virtual_dr6 to indicate the desire
799          * for signals - ptrace_triggered(), kgdb_hw_overflow_handler().
800          */
801         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)dr6, 0, SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
802                 return true;
803
804         return false;
805 }
806
807 static __always_inline void exc_debug_kernel(struct pt_regs *regs,
808                                              unsigned long dr6)
809 {
810         /*
811          * Disable breakpoints during exception handling; recursive exceptions
812          * are exceedingly 'fun'.
813          *
814          * Since this function is NOKPROBE, and that also applies to
815          * HW_BREAKPOINT_X, we can't hit a breakpoint before this (XXX except a
816          * HW_BREAKPOINT_W on our stack)
817          *
818          * Entry text is excluded for HW_BP_X and cpu_entry_area, which
819          * includes the entry stack is excluded for everything.
820          */
821         unsigned long dr7 = local_db_save();
822         bool irq_state = idtentry_enter_nmi(regs);
823         instrumentation_begin();
824
825         /*
826          * If something gets miswired and we end up here for a user mode
827          * #DB, we will malfunction.
828          */
829         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
830
831         /*
832          * Catch SYSENTER with TF set and clear DR_STEP. If this hit a
833          * watchpoint at the same time then that will still be handled.
834          */
835         if ((dr6 & DR_STEP) && is_sysenter_singlestep(regs))
836                 dr6 &= ~DR_STEP;
837
838         if (kprobe_debug_handler(regs))
839                 goto out;
840
841         /*
842          * The kernel doesn't use INT1
843          */
844         if (!dr6)
845                 goto out;
846
847         if (notify_debug(regs, &dr6))
848                 goto out;
849
850         /*
851          * The kernel doesn't use TF single-step outside of:
852          *
853          *  - Kprobes, consumed through kprobe_debug_handler()
854          *  - KGDB, consumed through notify_debug()
855          *
856          * So if we get here with DR_STEP set, something is wonky.
857          *
858          * A known way to trigger this is through QEMU's GDB stub,
859          * which leaks #DB into the guest and causes IST recursion.
860          */
861         if (WARN_ON_ONCE(dr6 & DR_STEP))
862                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
863 out:
864         instrumentation_end();
865         idtentry_exit_nmi(regs, irq_state);
866
867         local_db_restore(dr7);
868 }
869
870 static __always_inline void exc_debug_user(struct pt_regs *regs,
871                                            unsigned long dr6)
872 {
873         bool icebp;
874
875         /*
876          * If something gets miswired and we end up here for a kernel mode
877          * #DB, we will malfunction.
878          */
879         WARN_ON_ONCE(!user_mode(regs));
880
881         /*
882          * NB: We can't easily clear DR7 here because
883          * idtentry_exit_to_usermode() can invoke ptrace, schedule, access
884          * user memory, etc.  This means that a recursive #DB is possible.  If
885          * this happens, that #DB will hit exc_debug_kernel() and clear DR7.
886          * Since we're not on the IST stack right now, everything will be
887          * fine.
888          */
889
890         irqentry_enter_from_user_mode(regs);
891         instrumentation_begin();
892
893         /*
894          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
895          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
896          * User wants a sigtrap for that.
897          */
898         icebp = !dr6;
899
900         if (notify_debug(regs, &dr6))
901                 goto out;
902
903         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
904         local_irq_enable();
905
906         if (v8086_mode(regs)) {
907                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *)regs, 0, X86_TRAP_DB);
908                 goto out_irq;
909         }
910
911         /* Add the virtual_dr6 bits for signals. */
912         dr6 |= current->thread.virtual_dr6;
913         if (dr6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || icebp)
914                 send_sigtrap(regs, 0, get_si_code(dr6));
915
916 out_irq:
917         local_irq_disable();
918 out:
919         instrumentation_end();
920         irqentry_exit_to_user_mode(regs);
921 }
922
923 #ifdef CONFIG_X86_64
924 /* IST stack entry */
925 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG(exc_debug)
926 {
927         exc_debug_kernel(regs, debug_read_clear_dr6());
928 }
929
930 /* User entry, runs on regular task stack */
931 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG_USER(exc_debug)
932 {
933         exc_debug_user(regs, debug_read_clear_dr6());
934 }
935 #else
936 /* 32 bit does not have separate entry points. */
937 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_debug)
938 {
939         unsigned long dr6 = debug_read_clear_dr6();
940
941         if (user_mode(regs))
942                 exc_debug_user(regs, dr6);
943         else
944                 exc_debug_kernel(regs, dr6);
945 }
946 #endif
947
948 /*
949  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
950  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
951  * IRQ13 behaviour
952  */
953 static void math_error(struct pt_regs *regs, int trapnr)
954 {
955         struct task_struct *task = current;
956         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
957         int si_code;
958         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
959                                                 "simd exception";
960
961         cond_local_irq_enable(regs);
962
963         if (!user_mode(regs)) {
964                 if (fixup_exception(regs, trapnr, 0, 0))
965                         goto exit;
966
967                 task->thread.error_code = 0;
968                 task->thread.trap_nr = trapnr;
969
970                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, 0, trapnr,
971                                SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
972                         die(str, regs, 0);
973                 goto exit;
974         }
975
976         /*
977          * Save the info for the exception handler and clear the error.
978          */
979         fpu__save(fpu);
980
981         task->thread.trap_nr    = trapnr;
982         task->thread.error_code = 0;
983
984         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
985         /* Retry when we get spurious exceptions: */
986         if (!si_code)
987                 goto exit;
988
989         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
990                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
991 exit:
992         cond_local_irq_disable(regs);
993 }
994
995 DEFINE_IDTENTRY(exc_coprocessor_error)
996 {
997         math_error(regs, X86_TRAP_MF);
998 }
999
1000 DEFINE_IDTENTRY(exc_simd_coprocessor_error)
1001 {
1002         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_INVD_BUG)) {
1003                 /* AMD 486 bug: INVD in CPL 0 raises #XF instead of #GP */
1004                 if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_XMM)) {
1005                         __exc_general_protection(regs, 0);
1006                         return;
1007                 }
1008         }
1009         math_error(regs, X86_TRAP_XF);
1010 }
1011
1012 DEFINE_IDTENTRY(exc_spurious_interrupt_bug)
1013 {
1014         /*
1015          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
1016          *
1017          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
1018          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
1019          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
1020          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
1021          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
1022          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
1023          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
1024          *
1025          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
1026          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
1027          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
1028          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
1029          *
1030          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
1031          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
1032          */
1033 }
1034
1035 DEFINE_IDTENTRY(exc_device_not_available)
1036 {
1037         unsigned long cr0 = read_cr0();
1038
1039 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
1040         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
1041                 struct math_emu_info info = { };
1042
1043                 cond_local_irq_enable(regs);
1044
1045                 info.regs = regs;
1046                 math_emulate(&info);
1047
1048                 cond_local_irq_disable(regs);
1049                 return;
1050         }
1051 #endif
1052
1053         /* This should not happen. */
1054         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
1055                 /* Try to fix it up and carry on. */
1056                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
1057         } else {
1058                 /*
1059                  * Something terrible happened, and we're better off trying
1060                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
1061                  * loop of #NM faults.
1062                  */
1063                 die("unexpected #NM exception", regs, 0);
1064         }
1065 }
1066
1067 #ifdef CONFIG_X86_32
1068 DEFINE_IDTENTRY_SW(iret_error)
1069 {
1070         local_irq_enable();
1071         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, 0,
1072                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
1073                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, 0,
1074                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
1075         }
1076         local_irq_disable();
1077 }
1078 #endif
1079
1080 void __init trap_init(void)
1081 {
1082         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
1083         setup_cpu_entry_areas();
1084
1085         idt_setup_traps();
1086
1087         /*
1088          * Should be a barrier for any external CPU state:
1089          */
1090         cpu_init();
1091
1092         idt_setup_ist_traps();
1093 }