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%pBb\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         /* The user space code from other tasks cannot be accessed. */
  82         if (regs != task_pt_regs(current))
  83                 return -EPERM;
  84         /*
  85          * Make sure userspace isn't trying to trick us into dumping kernel
  86          * memory by pointing the userspace instruction pointer at it.
  87          */
  88         if (__chk_range_not_ok(src, nbytes, TASK_SIZE_MAX))
  89                 return -EINVAL;
  90
  91         /*
  92          * Even if named copy_from_user_nmi() this can be invoked from
  93          * other contexts and will not try to resolve a pagefault, which is
  94          * the correct thing to do here as this code can be called from any
  95          * context.
  96          */
  97         return copy_from_user_nmi(buf, (void __user *)src, nbytes);
  98 }
  99
 100 /*
 101  * There are a couple of reasons for the 2/3rd prologue, courtesy of Linus:
 102  *
 103  * In case where we don't have the exact kernel image (which, if we did, we can
 104  * simply disassemble and navigate to the RIP), the purpose of the bigger
 105  * prologue is to have more context and to be able to correlate the code from
 106  * the different toolchains better.
 107  *
 108  * In addition, it helps in recreating the register allocation of the failing
 109  * kernel and thus make sense of the register dump.
 110  *
 111  * What is more, the additional complication of a variable length insn arch like
 112  * x86 warrants having longer byte sequence before rIP so that the disassembler
 113  * can "sync" up properly and find instruction boundaries when decoding the
 114  * opcode bytes.
 115  *
 116  * Thus, the 2/3rds prologue and 64 byte OPCODE_BUFSIZE is just a random
 117  * guesstimate in attempt to achieve all of the above.
 118  */
 119 void show_opcodes(struct pt_regs *regs, const char *loglvl)
 120 {
 121 #define PROLOGUE_SIZE 42
 122 #define EPILOGUE_SIZE 21
 123 #define OPCODE_BUFSIZE (PROLOGUE_SIZE + 1 + EPILOGUE_SIZE)
 124         u8 opcodes[OPCODE_BUFSIZE];
 125         unsigned long prologue = regs->ip - PROLOGUE_SIZE;
 126
 127         switch (copy_code(regs, opcodes, prologue, sizeof(opcodes))) {
 128         case 0:
 129                 printk("%sCode: %" __stringify(PROLOGUE_SIZE) "ph <%02x> %"
 130                        __stringify(EPILOGUE_SIZE) "ph\n", loglvl, opcodes,
 131                        opcodes[PROLOGUE_SIZE], opcodes + PROLOGUE_SIZE + 1);
 132                 break;
 133         case -EPERM:
 134                 /* No access to the user space stack of other tasks. Ignore. */
 135                 break;
 136         default:
 137                 printk("%sCode: Unable to access opcode bytes at RIP 0x%lx.\n",
 138                        loglvl, prologue);
 139                 break;
 140         }
 141 }
 142
 143 void show_ip(struct pt_regs *regs, const char *loglvl)
 144 {
 145 #ifdef CONFIG_X86_32
 146         printk("%sEIP: %pS\n", loglvl, (void *)regs->ip);
 147 #else
 148         printk("%sRIP: %04x:%pS\n", loglvl, (int)regs->cs, (void *)regs->ip);
 149 #endif
 150         show_opcodes(regs, loglvl);
 151 }
 152
 153 void show_iret_regs(struct pt_regs *regs, const char *log_lvl)
 154 {
 155         show_ip(regs, log_lvl);
 156         printk("%sRSP: %04x:%016lx EFLAGS: %08lx", log_lvl, (int)regs->ss,
 157                 regs->sp, regs->flags);
 158 }
 159
 160 static void show_regs_if_on_stack(struct stack_info *info, struct pt_regs *regs,
 161                                   bool partial, const char *log_lvl)
 162 {
 163         /*
 164          * These on_stack() checks aren't strictly necessary: the unwind code
 165          * has already validated the 'regs' pointer.  The checks are done for
 166          * ordering reasons: if the registers are on the next stack, we don't
 167          * want to print them out yet.  Otherwise they'll be shown as part of
 168          * the wrong stack.  Later, when show_trace_log_lvl() switches to the
 169          * next stack, this function will be called again with the same regs so
 170          * they can be printed in the right context.
 171          */
 172         if (!partial && on_stack(info, regs, sizeof(*regs))) {
 173                 __show_regs(regs, SHOW_REGS_SHORT, log_lvl);
 174
 175         } else if (partial && on_stack(info, (void *)regs + IRET_FRAME_OFFSET,
 176                                        IRET_FRAME_SIZE)) {
 177                 /*
 178                  * When an interrupt or exception occurs in entry code, the
 179                  * full pt_regs might not have been saved yet.  In that case
 180                  * just print the iret frame.
 181                  */
 182                 show_iret_regs(regs, log_lvl);
 183         }
 184 }
 185
 186 static void show_trace_log_lvl(struct task_struct *task, struct pt_regs *regs,
 187                         unsigned long *stack, const char *log_lvl)
 188 {
 189         struct unwind_state state;
 190         struct stack_info stack_info = {0};
 191         unsigned long visit_mask = 0;
 192         int graph_idx = 0;
 193         bool partial = false;
 194
 195         printk("%sCall Trace:\n", log_lvl);
 196
 197         unwind_start(&state, task, regs, stack);
 198         stack = stack ? : get_stack_pointer(task, regs);
 199         regs = unwind_get_entry_regs(&state, &partial);
 200
 201         /*
 202          * Iterate through the stacks, starting with the current stack pointer.
 203          * Each stack has a pointer to the next one.
 204          *
 205          * x86-64 can have several stacks:
 206          * - task stack
 207          * - interrupt stack
 208          * - HW exception stacks (double fault, nmi, debug, mce)
 209          * - entry stack
 210          *
 211          * x86-32 can have up to four stacks:
 212          * - task stack
 213          * - softirq stack
 214          * - hardirq stack
 215          * - entry stack
 216          */
 217         for ( ; stack; stack = PTR_ALIGN(stack_info.next_sp, sizeof(long))) {
 218                 const char *stack_name;
 219
 220                 if (get_stack_info(stack, task, &stack_info, &visit_mask)) {
 221                         /*
 222                          * We weren't on a valid stack.  It's possible that
 223                          * we overflowed a valid stack into a guard page.
 224                          * See if the next page up is valid so that we can
 225                          * generate some kind of backtrace if this happens.
 226                          */
 227                         stack = (unsigned long *)PAGE_ALIGN((unsigned long)stack);
 228                         if (get_stack_info(stack, task, &stack_info, &visit_mask))
 229                                 break;
 230                 }
 231
 232                 stack_name = stack_type_name(stack_info.type);
 233                 if (stack_name)
 234                         printk("%s <%s>\n", log_lvl, stack_name);
 235
 236                 if (regs)
 237                         show_regs_if_on_stack(&stack_info, regs, partial, log_lvl);
 238
 239                 /*
 240                  * Scan the stack, printing any text addresses we find.  At the
 241                  * same time, follow proper stack frames with the unwinder.
 242                  *
 243                  * Addresses found during the scan which are not reported by
 244                  * the unwinder are considered to be additional clues which are
 245                  * sometimes useful for debugging and are prefixed with '?'.
 246                  * This also serves as a failsafe option in case the unwinder
 247                  * goes off in the weeds.
 248                  */
 249                 for (; stack < stack_info.end; stack++) {
 250                         unsigned long real_addr;
 251                         int reliable = 0;
 252                         unsigned long addr = READ_ONCE_NOCHECK(*stack);
 253                         unsigned long *ret_addr_p =
 254                                 unwind_get_return_address_ptr(&state);
 255
 256                         if (!__kernel_text_address(addr))
 257                                 continue;
 258
 259                         /*
 260                          * Don't print regs->ip again if it was already printed
 261                          * by show_regs_if_on_stack().
 262                          */
 263                         if (regs && stack == &regs->ip)
 264                                 goto next;
 265
 266                         if (stack == ret_addr_p)
 267                                 reliable = 1;
 268
 269                         /*
 270                          * When function graph tracing is enabled for a
 271                          * function, its return address on the stack is
 272                          * replaced with the address of an ftrace handler
 273                          * (return_to_handler).  In that case, before printing
 274                          * the "real" address, we want to print the handler
 275                          * address as an "unreliable" hint that function graph
 276                          * tracing was involved.
 277                          */
 278                         real_addr = ftrace_graph_ret_addr(task, &graph_idx,
 279                                                           addr, stack);
 280                         if (real_addr != addr)
 281                                 printk_stack_address(addr, 0, log_lvl);
 282                         printk_stack_address(real_addr, reliable, log_lvl);
 283
 284                         if (!reliable)
 285                                 continue;
 286
 287 next:
 288                         /*
 289                          * Get the next frame from the unwinder.  No need to
 290                          * check for an error: if anything goes wrong, the rest
 291                          * of the addresses will just be printed as unreliable.
 292                          */
 293                         unwind_next_frame(&state);
 294
 295                         /* if the frame has entry regs, print them */
 296                         regs = unwind_get_entry_regs(&state, &partial);
 297                         if (regs)
 298                                 show_regs_if_on_stack(&stack_info, regs, partial, log_lvl);
 299                 }
 300
 301                 if (stack_name)
 302                         printk("%s </%s>\n", log_lvl, stack_name);
 303         }
 304 }
 305
 306 void show_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
 307                        const char *loglvl)
 308 {
 309         task = task ? : current;
 310
 311         /*
 312          * Stack frames below this one aren't interesting.  Don't show them
 313          * if we're printing for %current.
 314          */
 315         if (!sp && task == current)
 316                 sp = get_stack_pointer(current, NULL);
 317
 318         show_trace_log_lvl(task, NULL, sp, loglvl);
 319 }
 320
 321 void show_stack_regs(struct pt_regs *regs)
 322 {
 323         show_trace_log_lvl(current, regs, NULL, KERN_DEFAULT);
 324 }
 325
 326 static arch_spinlock_t die_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 327 static int die_owner = -1;
 328 static unsigned int die_nest_count;
 329
 330 unsigned long oops_begin(void)
 331 {
 332         int cpu;
 333         unsigned long flags;
 334
 335         oops_enter();
 336
 337         /* racy, but better than risking deadlock. */
 338         raw_local_irq_save(flags);
 339         cpu = smp_processor_id();
 340         if (!arch_spin_trylock(&die_lock)) {
 341                 if (cpu == die_owner)
 342                         /* nested oops. should stop eventually */;
 343                 else
 344                         arch_spin_lock(&die_lock);
 345         }
 346         die_nest_count++;
 347         die_owner = cpu;
 348         console_verbose();
 349         bust_spinlocks(1);
 350         return flags;
 351 }
 352 NOKPROBE_SYMBOL(oops_begin);
 353
 354 void __noreturn rewind_stack_do_exit(int signr);
 355
 356 void oops_end(unsigned long flags, struct pt_regs *regs, int signr)
 357 {
 358         if (regs && kexec_should_crash(current))
 359                 crash_kexec(regs);
 360
 361         bust_spinlocks(0);
 362         die_owner = -1;
 363         add_taint(TAINT_DIE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
 364         die_nest_count--;
 365         if (!die_nest_count)
 366                 /* Nest count reaches zero, release the lock. */
 367                 arch_spin_unlock(&die_lock);
 368         raw_local_irq_restore(flags);
 369         oops_exit();
 370
 371         /* Executive summary in case the oops scrolled away */
 372         __show_regs(&exec_summary_regs, SHOW_REGS_ALL, KERN_DEFAULT);
 373
 374         if (!signr)
 375                 return;
 376         if (in_interrupt())
 377                 panic("Fatal exception in interrupt");
 378         if (panic_on_oops)
 379                 panic("Fatal exception");
 380
 381         /*
 382          * We're not going to return, but we might be on an IST stack or
 383          * have very little stack space left.  Rewind the stack and kill
 384          * the task.
 385          * Before we rewind the stack, we have to tell KASAN that we're going to
 386          * reuse the task stack and that existing poisons are invalid.
 387          */
 388         kasan_unpoison_task_stack(current);
 389         rewind_stack_do_exit(signr);
 390 }
 391 NOKPROBE_SYMBOL(oops_end);
 392
 393 static void __die_header(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 394 {
 395         const char *pr = "";
 396
 397         /* Save the regs of the first oops for the executive summary later. */
 398         if (!die_counter)
 399                 exec_summary_regs = *regs;
 400
 401         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
 402                 pr = IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ? " PREEMPT_RT" : " PREEMPT";
 403
 404         printk(KERN_DEFAULT
 405                "%s: %04lx [#%d]%s%s%s%s%s\n", str, err & 0xffff, ++die_counter,
 406                pr,
 407                IS_ENABLED(CONFIG_SMP)     ? " SMP"             : "",
 408                debug_pagealloc_enabled()  ? " DEBUG_PAGEALLOC" : "",
 409                IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)   ? " KASAN"           : "",
 410                IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION) ?
 411                (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PTI) ? " PTI" : " NOPTI") : "");
 412 }
 413 NOKPROBE_SYMBOL(__die_header);
 414
 415 static int __die_body(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 416 {
 417         show_regs(regs);
 418         print_modules();
 419
 420         if (notify_die(DIE_OOPS, str, regs, err,
 421                         current->thread.trap_nr, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 422                 return 1;
 423
 424         return 0;
 425 }
 426 NOKPROBE_SYMBOL(__die_body);
 427
 428 int __die(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 429 {
 430         __die_header(str, regs, err);
 431         return __die_body(str, regs, err);
 432 }
 433 NOKPROBE_SYMBOL(__die);
 434
 435 /*
 436  * This is gone through when something in the kernel has done something bad
 437  * and is about to be terminated:
 438  */
 439 void die(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 440 {
 441         unsigned long flags = oops_begin();
 442         int sig = SIGSEGV;
 443
 444         if (__die(str, regs, err))
 445                 sig = 0;
 446         oops_end(flags, regs, sig);
 447 }
 448
 449 void die_addr(const char *str, struct pt_regs *regs, long err, long gp_addr)
 450 {
 451         unsigned long flags = oops_begin();
 452         int sig = SIGSEGV;
 453
 454         __die_header(str, regs, err);
 455         if (gp_addr)
 456                 kasan_non_canonical_hook(gp_addr);
 457         if (__die_body(str, regs, err))
 458                 sig = 0;
 459         oops_end(flags, regs, sig);
 460 }
 461
 462 void show_regs(struct pt_regs *regs)
 463 {
 464         enum show_regs_mode print_kernel_regs;
 465
 466         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 467
 468         print_kernel_regs = user_mode(regs) ? SHOW_REGS_USER : SHOW_REGS_ALL;
 469         __show_regs(regs, print_kernel_regs, KERN_DEFAULT);
 470
 471         /*
 472          * When in-kernel, we also print out the stack at the time of the fault..
 473          */
 474         if (!user_mode(regs))
 475                 show_trace_log_lvl(current, regs, NULL, KERN_DEFAULT);
 476 }