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/module.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/timer.h>
  33 #include <linux/init.h>
  34 #include <linux/bug.h>
  35 #include <linux/nmi.h>
  36 #include <linux/mm.h>
  37 #include <linux/smp.h>
  38 #include <linux/io.h>
  39
  40 #ifdef CONFIG_EISA
  41 #include <linux/ioport.h>
  42 #include <linux/eisa.h>
  43 #endif
  44
  45 #if defined(CONFIG_EDAC)
  46 #include <linux/edac.h>
  47 #endif
  48
  49 #include <asm/kmemcheck.h>
  50 #include <asm/stacktrace.h>
  51 #include <asm/processor.h>
  52 #include <asm/debugreg.h>
  53 #include <linux/atomic.h>
  54 #include <asm/ftrace.h>
  55 #include <asm/traps.h>
  56 #include <asm/desc.h>
  57 #include <asm/i387.h>
  58 #include <asm/fpu-internal.h>
  59 #include <asm/mce.h>
  60 #include <asm/fixmap.h>
  61 #include <asm/mach_traps.h>
  62 #include <asm/alternative.h>
  63 #include <asm/mpx.h>
  64
  65 #ifdef CONFIG_X86_64
  66 #include <asm/x86_init.h>
  67 #include <asm/pgalloc.h>
  68 #include <asm/proto.h>
  69
  70 /* No need to be aligned, but done to keep all IDTs defined the same way. */
  71 gate_desc debug_idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  72 #else
  73 #include <asm/processor-flags.h>
  74 #include <asm/setup.h>
  75 #include <asm/proto.h>
  76 #endif
  77
  78 /* Must be page-aligned because the real IDT is used in a fixmap. */
  79 gate_desc idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  80
  81 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  82 EXPORT_SYMBOL_GPL(used_vectors);
  83
  84 static inline void conditional_sti(struct pt_regs *regs)
  85 {
  86         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  87                 local_irq_enable();
  88 }
  89
  90 static inline void preempt_conditional_sti(struct pt_regs *regs)
  91 {
  92         preempt_count_inc();
  93         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  94                 local_irq_enable();
  95 }
  96
  97 static inline void conditional_cli(struct pt_regs *regs)
  98 {
  99         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
 100                 local_irq_disable();
 101 }
 102
 103 static inline void preempt_conditional_cli(struct pt_regs *regs)
 104 {
 105         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
 106                 local_irq_disable();
 107         preempt_count_dec();
 108 }
 109
 110 enum ctx_state ist_enter(struct pt_regs *regs)
 111 {
 112         enum ctx_state prev_state;
 113
 114         if (user_mode(regs)) {
 115                 /* Other than that, we're just an exception. */
 116                 prev_state = exception_enter();
 117         } else {
 118                 /*
 119                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 120                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 121                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 122                  * but we need to notify RCU.
 123                  */
 124                 rcu_nmi_enter();
 125                 prev_state = CONTEXT_KERNEL;  /* the value is irrelevant. */
 126         }
 127
 128         /*
 129          * We are atomic because we're on the IST stack (or we're on x86_32,
 130          * in which case we still shouldn't schedule).
 131          *
 132          * This must be after exception_enter(), because exception_enter()
 133          * won't do anything if in_interrupt() returns true.
 134          */
 135         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 136
 137         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 138         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 139
 140         return prev_state;
 141 }
 142
 143 void ist_exit(struct pt_regs *regs, enum ctx_state prev_state)
 144 {
 145         /* Must be before exception_exit. */
 146         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 147
 148         if (user_mode(regs))
 149                 return exception_exit(prev_state);
 150         else
 151                 rcu_nmi_exit();
 152 }
 153
 154 /**
 155  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 156  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 157  *
 158  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 159  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 160  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 161  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 162  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 163  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 164  * the non-atomic section, and callers must call is_end_non_atomic()
 165  * before ist_exit().
 166  */
 167 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 168 {
 169         BUG_ON(!user_mode(regs));
 170
 171         /*
 172          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 173          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 174          * from double_fault.
 175          */
 176         BUG_ON((unsigned long)(current_top_of_stack() -
 177                                current_stack_pointer()) >= THREAD_SIZE);
 178
 179         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 180 }
 181
 182 /**
 183  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 184  *
 185  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 186  */
 187 void ist_end_non_atomic(void)
 188 {
 189         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 190 }
 191
 192 static nokprobe_inline int
 193 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 194                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 195 {
 196         if (v8086_mode(regs)) {
 197                 /*
 198                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 199                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 200                  */
 201                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 202                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 203                                                 error_code, trapnr))
 204                                 return 0;
 205                 }
 206                 return -1;
 207         }
 208
 209         if (!user_mode(regs)) {
 210                 if (!fixup_exception(regs)) {
 211                         tsk->thread.error_code = error_code;
 212                         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 213                         die(str, regs, error_code);
 214                 }
 215                 return 0;
 216         }
 217
 218         return -1;
 219 }
 220
 221 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 222                                 siginfo_t *info)
 223 {
 224         unsigned long siaddr;
 225         int sicode;
 226
 227         switch (trapnr) {
 228         default:
 229                 return SEND_SIG_PRIV;
 230
 231         case X86_TRAP_DE:
 232                 sicode = FPE_INTDIV;
 233                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 234                 break;
 235         case X86_TRAP_UD:
 236                 sicode = ILL_ILLOPN;
 237                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 238                 break;
 239         case X86_TRAP_AC:
 240                 sicode = BUS_ADRALN;
 241                 siaddr = 0;
 242                 break;
 243         }
 244
 245         info->si_signo = signr;
 246         info->si_errno = 0;
 247         info->si_code = sicode;
 248         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 249         return info;
 250 }
 251
 252 static void
 253 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 254         long error_code, siginfo_t *info)
 255 {
 256         struct task_struct *tsk = current;
 257
 258
 259         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 260                 return;
 261         /*
 262          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 263          * kernelspace faults which result in die(), but not
 264          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 265          * process no chance to handle the signal and notice the
 266          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 267          * the information about previously queued, but not yet
 268          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 269          */
 270         tsk->thread.error_code = error_code;
 271         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 272
 273 #ifdef CONFIG_X86_64
 274         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 275             printk_ratelimit()) {
 276                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 277                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 278                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 279                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 280                 pr_cont("\n");
 281         }
 282 #endif
 283
 284         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 285 }
 286 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 287
 288 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 289                           unsigned long trapnr, int signr)
 290 {
 291         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
 292         siginfo_t info;
 293
 294         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 295                         NOTIFY_STOP) {
 296                 conditional_sti(regs);
 297                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 298                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 299         }
 300
 301         exception_exit(prev_state);
 302 }
 303
 304 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 305 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 306 {                                                                       \
 307         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 308 }
 309
 310 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 311 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 312 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 313 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 314 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 315 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 316 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 317 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 318
 319 #ifdef CONFIG_X86_64
 320 /* Runs on IST stack */
 321 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 322 {
 323         static const char str[] = "double fault";
 324         struct task_struct *tsk = current;
 325
 326 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 327         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 328
 329         /*
 330          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 331          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 332          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 333          * handler from user space, similar to bad_iret.
 334          *
 335          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 336          */
 337         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 338                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 339                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 340         {
 341                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 342
 343                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 344                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 345                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 346                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 347                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 348
 349                 return;
 350         }
 351 #endif
 352
 353         ist_enter(regs);  /* Discard prev_state because we won't return. */
 354         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 355
 356         tsk->thread.error_code = error_code;
 357         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 358
 359 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 360         df_debug(regs, error_code);
 361 #endif
 362         /*
 363          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 364          * never return).
 365          */
 366         for (;;)
 367                 die(str, regs, error_code);
 368 }
 369 #endif
 370
 371 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 372 {
 373         struct task_struct *tsk = current;
 374         struct xsave_struct *xsave_buf;
 375         enum ctx_state prev_state;
 376         struct bndcsr *bndcsr;
 377         siginfo_t *info;
 378
 379         prev_state = exception_enter();
 380         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 381                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 382                 goto exit;
 383         conditional_sti(regs);
 384
 385         if (!user_mode(regs))
 386                 die("bounds", regs, error_code);
 387
 388         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 389                 /* The exception is not from Intel MPX */
 390                 goto exit_trap;
 391         }
 392
 393         /*
 394          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 395          * It is not directly accessible, though, so we need to
 396          * do an xsave and then pull it out of the xsave buffer.
 397          */
 398         fpu_save_init(&tsk->thread.fpu);
 399         xsave_buf = &(tsk->thread.fpu.state->xsave);
 400         bndcsr = get_xsave_addr(xsave_buf, XSTATE_BNDCSR);
 401         if (!bndcsr)
 402                 goto exit_trap;
 403
 404         /*
 405          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 406          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 407          * bound directory.
 408          */
 409         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 410         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 411                 if (mpx_handle_bd_fault(xsave_buf))
 412                         goto exit_trap;
 413                 break; /* Success, it was handled */
 414         case 1: /* Bound violation. */
 415                 info = mpx_generate_siginfo(regs, xsave_buf);
 416                 if (IS_ERR(info)) {
 417                         /*
 418                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 419                          * the exception was not caused by MPX.
 420                          */
 421                         goto exit_trap;
 422                 }
 423                 /*
 424                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 425                  * an 'info' containing the address being accessed
 426                  * which caused the exception.  This information
 427                  * allows and application to possibly handle the
 428                  * #BR exception itself.
 429                  */
 430                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 431                 kfree(info);
 432                 break;
 433         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 434                 goto exit_trap;
 435         default:
 436                 die("bounds", regs, error_code);
 437         }
 438
 439 exit:
 440         exception_exit(prev_state);
 441         return;
 442 exit_trap:
 443         /*
 444          * This path out is for all the cases where we could not
 445          * handle the exception in some way (like allocating a
 446          * table or telling userspace about it.  We will also end
 447          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 448          * time..
 449          */
 450         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 451         exception_exit(prev_state);
 452 }
 453
 454 dotraplinkage void
 455 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 456 {
 457         struct task_struct *tsk;
 458         enum ctx_state prev_state;
 459
 460         prev_state = exception_enter();
 461         conditional_sti(regs);
 462
 463         if (v8086_mode(regs)) {
 464                 local_irq_enable();
 465                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 466                 goto exit;
 467         }
 468
 469         tsk = current;
 470         if (!user_mode(regs)) {
 471                 if (fixup_exception(regs))
 472                         goto exit;
 473
 474                 tsk->thread.error_code = error_code;
 475                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 476                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 477                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 478                         die("general protection fault", regs, error_code);
 479                 goto exit;
 480         }
 481
 482         tsk->thread.error_code = error_code;
 483         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 484
 485         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 486                         printk_ratelimit()) {
 487                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 488                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 489                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 490                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 491                 pr_cont("\n");
 492         }
 493
 494         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 495 exit:
 496         exception_exit(prev_state);
 497 }
 498 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 499
 500 /* May run on IST stack. */
 501 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 502 {
 503         enum ctx_state prev_state;
 504
 505 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 506         /*
 507          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 508          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 509          */
 510         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 511             ftrace_int3_handler(regs))
 512                 return;
 513 #endif
 514         if (poke_int3_handler(regs))
 515                 return;
 516
 517         prev_state = ist_enter(regs);
 518 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 519         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 520                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 521                 goto exit;
 522 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 523
 524 #ifdef CONFIG_KPROBES
 525         if (kprobe_int3_handler(regs))
 526                 goto exit;
 527 #endif
 528
 529         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 530                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 531                 goto exit;
 532
 533         /*
 534          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 535          * as we may switch to the interrupt stack.
 536          */
 537         debug_stack_usage_inc();
 538         preempt_conditional_sti(regs);
 539         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 540         preempt_conditional_cli(regs);
 541         debug_stack_usage_dec();
 542 exit:
 543         ist_exit(regs, prev_state);
 544 }
 545 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 546
 547 #ifdef CONFIG_X86_64
 548 /*
 549  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 550  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 551  * entry_64.S
 552  */
 553 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 554 {
 555         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 556         *regs = *eregs;
 557         return regs;
 558 }
 559 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 560
 561 struct bad_iret_stack {
 562         void *error_entry_ret;
 563         struct pt_regs regs;
 564 };
 565
 566 asmlinkage __visible notrace
 567 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 568 {
 569         /*
 570          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 571          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 572          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 573          * and we want to pretend that the exception came from the
 574          * iret target.
 575          */
 576         struct bad_iret_stack *new_stack =
 577                 container_of(task_pt_regs(current),
 578                              struct bad_iret_stack, regs);
 579
 580         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 581         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 582
 583         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 584         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 585
 586         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 587         return new_stack;
 588 }
 589 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 590 #endif
 591
 592 /*
 593  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 594  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 595  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 596  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 597  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 598  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 599  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 600  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 601  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 602  *
 603  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 604  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 605  * user code runs with the correct debug control register even though
 606  * we clear it here.
 607  *
 608  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 609  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 610  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 611  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 612  * by user code)
 613  *
 614  * May run on IST stack.
 615  */
 616 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 617 {
 618         struct task_struct *tsk = current;
 619         enum ctx_state prev_state;
 620         int user_icebp = 0;
 621         unsigned long dr6;
 622         int si_code;
 623
 624         prev_state = ist_enter(regs);
 625
 626         get_debugreg(dr6, 6);
 627
 628         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 629         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 630
 631         /*
 632          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 633          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 634          * User wants a sigtrap for that.
 635          */
 636         if (!dr6 && user_mode(regs))
 637                 user_icebp = 1;
 638
 639         /* Catch kmemcheck conditions first of all! */
 640         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 641                 goto exit;
 642
 643         /* DR6 may or may not be cleared by the CPU */
 644         set_debugreg(0, 6);
 645
 646         /*
 647          * The processor cleared BTF, so don't mark that we need it set.
 648          */
 649         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 650
 651         /* Store the virtualized DR6 value */
 652         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 653
 654 #ifdef CONFIG_KPROBES
 655         if (kprobe_debug_handler(regs))
 656                 goto exit;
 657 #endif
 658
 659         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 660                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 661                 goto exit;
 662
 663         /*
 664          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 665          * as we may switch to the interrupt stack.
 666          */
 667         debug_stack_usage_inc();
 668
 669         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 670         preempt_conditional_sti(regs);
 671
 672         if (v8086_mode(regs)) {
 673                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 674                                         X86_TRAP_DB);
 675                 preempt_conditional_cli(regs);
 676                 debug_stack_usage_dec();
 677                 goto exit;
 678         }
 679
 680         /*
 681          * Single-stepping through system calls: ignore any exceptions in
 682          * kernel space, but re-enable TF when returning to user mode.
 683          *
 684          * We already checked v86 mode above, so we can check for kernel mode
 685          * by just checking the CPL of CS.
 686          */
 687         if ((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs)) {
 688                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 689                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 690                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 691         }
 692         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 693         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 694                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 695         preempt_conditional_cli(regs);
 696         debug_stack_usage_dec();
 697
 698 exit:
 699         ist_exit(regs, prev_state);
 700 }
 701 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 702
 703 /*
 704  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 705  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 706  * IRQ13 behaviour
 707  */
 708 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 709 {
 710         struct task_struct *task = current;
 711         siginfo_t info;
 712         unsigned short err;
 713         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 714                                                 "simd exception";
 715
 716         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 717                 return;
 718         conditional_sti(regs);
 719
 720         if (!user_mode(regs))
 721         {
 722                 if (!fixup_exception(regs)) {
 723                         task->thread.error_code = error_code;
 724                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 725                         die(str, regs, error_code);
 726                 }
 727                 return;
 728         }
 729
 730         /*
 731          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 732          */
 733         unlazy_fpu(task);
 734         task->thread.trap_nr = trapnr;
 735         task->thread.error_code = error_code;
 736         info.si_signo = SIGFPE;
 737         info.si_errno = 0;
 738         info.si_addr = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 739         if (trapnr == X86_TRAP_MF) {
 740                 unsigned short cwd, swd;
 741                 /*
 742                  * (~cwd & swd) will mask out exceptions that are not set to unmasked
 743                  * status.  0x3f is the exception bits in these regs, 0x200 is the
 744                  * C1 reg you need in case of a stack fault, 0x040 is the stack
 745                  * fault bit.  We should only be taking one exception at a time,
 746                  * so if this combination doesn't produce any single exception,
 747                  * then we have a bad program that isn't synchronizing its FPU usage
 748                  * and it will suffer the consequences since we won't be able to
 749                  * fully reproduce the context of the exception
 750                  */
 751                 cwd = get_fpu_cwd(task);
 752                 swd = get_fpu_swd(task);
 753
 754                 err = swd & ~cwd;
 755         } else {
 756                 /*
 757                  * The SIMD FPU exceptions are handled a little differently, as there
 758                  * is only a single status/control register.  Thus, to determine which
 759                  * unmasked exception was caught we must mask the exception mask bits
 760                  * at 0x1f80, and then use these to mask the exception bits at 0x3f.
 761                  */
 762                 unsigned short mxcsr = get_fpu_mxcsr(task);
 763                 err = ~(mxcsr >> 7) & mxcsr;
 764         }
 765
 766         if (err & 0x001) {      /* Invalid op */
 767                 /*
 768                  * swd & 0x240 == 0x040: Stack Underflow
 769                  * swd & 0x240 == 0x240: Stack Overflow
 770                  * User must clear the SF bit (0x40) if set
 771                  */
 772                 info.si_code = FPE_FLTINV;
 773         } else if (err & 0x004) { /* Divide by Zero */
 774                 info.si_code = FPE_FLTDIV;
 775         } else if (err & 0x008) { /* Overflow */
 776                 info.si_code = FPE_FLTOVF;
 777         } else if (err & 0x012) { /* Denormal, Underflow */
 778                 info.si_code = FPE_FLTUND;
 779         } else if (err & 0x020) { /* Precision */
 780                 info.si_code = FPE_FLTRES;
 781         } else {
 782                 /*
 783                  * If we're using IRQ 13, or supposedly even some trap
 784                  * X86_TRAP_MF implementations, it's possible
 785                  * we get a spurious trap, which is not an error.
 786                  */
 787                 return;
 788         }
 789         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 790 }
 791
 792 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 793 {
 794         enum ctx_state prev_state;
 795
 796         prev_state = exception_enter();
 797         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 798         exception_exit(prev_state);
 799 }
 800
 801 dotraplinkage void
 802 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 803 {
 804         enum ctx_state prev_state;
 805
 806         prev_state = exception_enter();
 807         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 808         exception_exit(prev_state);
 809 }
 810
 811 dotraplinkage void
 812 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 813 {
 814         conditional_sti(regs);
 815 }
 816
 817 /*
 818  * 'math_state_restore()' saves the current math information in the
 819  * old math state array, and gets the new ones from the current task
 820  *
 821  * Careful.. There are problems with IBM-designed IRQ13 behaviour.
 822  * Don't touch unless you *really* know how it works.
 823  *
 824  * Must be called with kernel preemption disabled (eg with local
 825  * local interrupts as in the case of do_device_not_available).
 826  */
 827 void math_state_restore(void)
 828 {
 829         struct task_struct *tsk = current;
 830
 831         if (!tsk_used_math(tsk)) {
 832                 local_irq_enable();
 833                 /*
 834                  * does a slab alloc which can sleep
 835                  */
 836                 if (init_fpu(tsk)) {
 837                         /*
 838                          * ran out of memory!
 839                          */
 840                         do_group_exit(SIGKILL);
 841                         return;
 842                 }
 843                 local_irq_disable();
 844         }
 845
 846         /* Avoid __kernel_fpu_begin() right after __thread_fpu_begin() */
 847         kernel_fpu_disable();
 848         __thread_fpu_begin(tsk);
 849         if (unlikely(restore_fpu_checking(tsk))) {
 850                 fpu_reset_state(tsk);
 851                 force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 852         } else {
 853                 tsk->thread.fpu_counter++;
 854         }
 855         kernel_fpu_enable();
 856 }
 857 EXPORT_SYMBOL_GPL(math_state_restore);
 858
 859 dotraplinkage void
 860 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 861 {
 862         enum ctx_state prev_state;
 863
 864         prev_state = exception_enter();
 865         BUG_ON(use_eager_fpu());
 866
 867 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 868         if (read_cr0() & X86_CR0_EM) {
 869                 struct math_emu_info info = { };
 870
 871                 conditional_sti(regs);
 872
 873                 info.regs = regs;
 874                 math_emulate(&info);
 875                 exception_exit(prev_state);
 876                 return;
 877         }
 878 #endif
 879         math_state_restore(); /* interrupts still off */
 880 #ifdef CONFIG_X86_32
 881         conditional_sti(regs);
 882 #endif
 883         exception_exit(prev_state);
 884 }
 885 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 886
 887 #ifdef CONFIG_X86_32
 888 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 889 {
 890         siginfo_t info;
 891         enum ctx_state prev_state;
 892
 893         prev_state = exception_enter();
 894         local_irq_enable();
 895
 896         info.si_signo = SIGILL;
 897         info.si_errno = 0;
 898         info.si_code = ILL_BADSTK;
 899         info.si_addr = NULL;
 900         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 901                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 902                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 903                         &info);
 904         }
 905         exception_exit(prev_state);
 906 }
 907 #endif
 908
 909 /* Set of traps needed for early debugging. */
 910 void __init early_trap_init(void)
 911 {
 912         /*
 913          * Don't use IST to set DEBUG_STACK as it doesn't work until TSS
 914          * is ready in cpu_init() <-- trap_init(). Before trap_init(),
 915          * CPU runs at ring 0 so it is impossible to hit an invalid
 916          * stack.  Using the original stack works well enough at this
 917          * early stage. DEBUG_STACK will be equipped after cpu_init() in
 918          * trap_init().
 919          *
 920          * We don't need to set trace_idt_table like set_intr_gate(),
 921          * since we don't have trace_debug and it will be reset to
 922          * 'debug' in trap_init() by set_intr_gate_ist().
 923          */
 924         set_intr_gate_notrace(X86_TRAP_DB, debug);
 925         /* int3 can be called from all */
 926         set_system_intr_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
 927 #ifdef CONFIG_X86_32
 928         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 929 #endif
 930         load_idt(&idt_descr);
 931 }
 932
 933 void __init early_trap_pf_init(void)
 934 {
 935 #ifdef CONFIG_X86_64
 936         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 937 #endif
 938 }
 939
 940 void __init trap_init(void)
 941 {
 942         int i;
 943
 944 #ifdef CONFIG_EISA
 945         void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
 946
 947         if (readl(p) == 'E' + ('I'<<8) + ('S'<<16) + ('A'<<24))
 948                 EISA_bus = 1;
 949         early_iounmap(p, 4);
 950 #endif
 951
 952         set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
 953         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
 954         /* int4 can be called from all */
 955         set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
 956         set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
 957         set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
 958         set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
 959 #ifdef CONFIG_X86_32
 960         set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
 961 #else
 962         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
 963 #endif
 964         set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
 965         set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
 966         set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
 967         set_intr_gate(X86_TRAP_SS, stack_segment);
 968         set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
 969         set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
 970         set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
 971         set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
 972 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 973         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
 974 #endif
 975         set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
 976
 977         /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
 978         for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
 979                 set_bit(i, used_vectors);
 980
 981 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 982         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_compat);
 983         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 984 #endif
 985
 986 #ifdef CONFIG_X86_32
 987         set_system_trap_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, entry_INT80_32);
 988         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 989 #endif
 990
 991         /*
 992          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 993          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 994          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 995          * It will be reloaded in cpu_init() */
 996         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
 997         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
 998
 999         /*
1000          * Should be a barrier for any external CPU state:
1001          */
1002         cpu_init();
1003
1004         /*
1005          * X86_TRAP_DB and X86_TRAP_BP have been set
1006          * in early_trap_init(). However, ITS works only after
1007          * cpu_init() loads TSS. See comments in early_trap_init().
1008          */
1009         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DB, &debug, DEBUG_STACK);
1010         /* int3 can be called from all */
1011         set_system_intr_gate_ist(X86_TRAP_BP, &int3, DEBUG_STACK);
1012
1013         x86_init.irqs.trap_init();
1014
1015 #ifdef CONFIG_X86_64
1016         memcpy(&debug_idt_table, &idt_table, IDT_ENTRIES * 16);
1017         set_nmi_gate(X86_TRAP_DB, &debug);
1018         set_nmi_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
1019 #endif
1020 }