Merge tag 'x86-splitlock-2021-04-26' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-starfive.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/realmode.h>
47 #include <asm/text-patching.h>
48 #include <asm/ftrace.h>
49 #include <asm/traps.h>
50 #include <asm/desc.h>
51 #include <asm/fpu/internal.h>
52 #include <asm/cpu.h>
53 #include <asm/cpu_entry_area.h>
54 #include <asm/mce.h>
55 #include <asm/fixmap.h>
56 #include <asm/mach_traps.h>
57 #include <asm/alternative.h>
58 #include <asm/fpu/xstate.h>
59 #include <asm/vm86.h>
60 #include <asm/umip.h>
61 #include <asm/insn.h>
62 #include <asm/insn-eval.h>
63 #include <asm/vdso.h>
64
65 #ifdef CONFIG_X86_64
66 #include <asm/x86_init.h>
67 #include <asm/proto.h>
68 #else
69 #include <asm/processor-flags.h>
70 #include <asm/setup.h>
71 #include <asm/proto.h>
72 #endif
73
74 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
75
76 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
77 {
78         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
79                 local_irq_enable();
80 }
81
82 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
83 {
84         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
85                 local_irq_disable();
86 }
87
88 __always_inline int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
89 {
90         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
91                 return 0;
92
93         /*
94          * We got #UD, if the text isn't readable we'd have gotten
95          * a different exception.
96          */
97         return *(unsigned short *)addr == INSN_UD2;
98 }
99
100 static nokprobe_inline int
101 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, const char *str,
102                   struct pt_regs *regs, long error_code)
103 {
104         if (v8086_mode(regs)) {
105                 /*
106                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
107                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
108                  */
109                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
110                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
111                                                 error_code, trapnr))
112                                 return 0;
113                 }
114         } else if (!user_mode(regs)) {
115                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
116                         return 0;
117
118                 tsk->thread.error_code = error_code;
119                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
120                 die(str, regs, error_code);
121         } else {
122                 if (fixup_vdso_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
123                         return 0;
124         }
125
126         /*
127          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
128          * kernelspace faults which result in die(), but not
129          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
130          * process no chance to handle the signal and notice the
131          * kernel fault information, so that won't result in polluting
132          * the information about previously queued, but not yet
133          * delivered, faults.  See also exc_general_protection below.
134          */
135         tsk->thread.error_code = error_code;
136         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
137
138         return -1;
139 }
140
141 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
142                         const char *type, const char *desc,
143                         struct pt_regs *regs, long error_code)
144 {
145         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
146             printk_ratelimit()) {
147                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
148                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
149                         regs->ip, regs->sp, error_code);
150                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
151                 pr_cont("\n");
152         }
153 }
154
155 static void
156 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
157         long error_code, int sicode, void __user *addr)
158 {
159         struct task_struct *tsk = current;
160
161         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
162                 return;
163
164         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
165
166         if (!sicode)
167                 force_sig(signr);
168         else
169                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
170 }
171 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
172
173 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
174         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
175 {
176         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
177
178         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
179                         NOTIFY_STOP) {
180                 cond_local_irq_enable(regs);
181                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
182                 cond_local_irq_disable(regs);
183         }
184 }
185
186 /*
187  * Posix requires to provide the address of the faulting instruction for
188  * SIGILL (#UD) and SIGFPE (#DE) in the si_addr member of siginfo_t.
189  *
190  * This address is usually regs->ip, but when an uprobe moved the code out
191  * of line then regs->ip points to the XOL code which would confuse
192  * anything which analyzes the fault address vs. the unmodified binary. If
193  * a trap happened in XOL code then uprobe maps regs->ip back to the
194  * original instruction address.
195  */
196 static __always_inline void __user *error_get_trap_addr(struct pt_regs *regs)
197 {
198         return (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
199 }
200
201 DEFINE_IDTENTRY(exc_divide_error)
202 {
203         do_error_trap(regs, 0, "divide error", X86_TRAP_DE, SIGFPE,
204                       FPE_INTDIV, error_get_trap_addr(regs));
205 }
206
207 DEFINE_IDTENTRY(exc_overflow)
208 {
209         do_error_trap(regs, 0, "overflow", X86_TRAP_OF, SIGSEGV, 0, NULL);
210 }
211
212 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
213 void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
214 #else
215 static inline void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
216 #endif
217 {
218         do_error_trap(regs, 0, "invalid opcode", X86_TRAP_UD, SIGILL,
219                       ILL_ILLOPN, error_get_trap_addr(regs));
220 }
221
222 static noinstr bool handle_bug(struct pt_regs *regs)
223 {
224         bool handled = false;
225
226         if (!is_valid_bugaddr(regs->ip))
227                 return handled;
228
229         /*
230          * All lies, just get the WARN/BUG out.
231          */
232         instrumentation_begin();
233         /*
234          * Since we're emulating a CALL with exceptions, restore the interrupt
235          * state to what it was at the exception site.
236          */
237         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
238                 raw_local_irq_enable();
239         if (report_bug(regs->ip, regs) == BUG_TRAP_TYPE_WARN) {
240                 regs->ip += LEN_UD2;
241                 handled = true;
242         }
243         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
244                 raw_local_irq_disable();
245         instrumentation_end();
246
247         return handled;
248 }
249
250 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_invalid_op)
251 {
252         irqentry_state_t state;
253
254         /*
255          * We use UD2 as a short encoding for 'CALL __WARN', as such
256          * handle it before exception entry to avoid recursive WARN
257          * in case exception entry is the one triggering WARNs.
258          */
259         if (!user_mode(regs) && handle_bug(regs))
260                 return;
261
262         state = irqentry_enter(regs);
263         instrumentation_begin();
264         handle_invalid_op(regs);
265         instrumentation_end();
266         irqentry_exit(regs, state);
267 }
268
269 DEFINE_IDTENTRY(exc_coproc_segment_overrun)
270 {
271         do_error_trap(regs, 0, "coprocessor segment overrun",
272                       X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE, 0, NULL);
273 }
274
275 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_invalid_tss)
276 {
277         do_error_trap(regs, error_code, "invalid TSS", X86_TRAP_TS, SIGSEGV,
278                       0, NULL);
279 }
280
281 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_segment_not_present)
282 {
283         do_error_trap(regs, error_code, "segment not present", X86_TRAP_NP,
284                       SIGBUS, 0, NULL);
285 }
286
287 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_stack_segment)
288 {
289         do_error_trap(regs, error_code, "stack segment", X86_TRAP_SS, SIGBUS,
290                       0, NULL);
291 }
292
293 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_alignment_check)
294 {
295         char *str = "alignment check";
296
297         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_AC, SIGBUS) == NOTIFY_STOP)
298                 return;
299
300         if (!user_mode(regs))
301                 die("Split lock detected\n", regs, error_code);
302
303         local_irq_enable();
304
305         if (handle_user_split_lock(regs, error_code))
306                 goto out;
307
308         do_trap(X86_TRAP_AC, SIGBUS, "alignment check", regs,
309                 error_code, BUS_ADRALN, NULL);
310
311 out:
312         local_irq_disable();
313 }
314
315 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
316 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
317                                                 struct pt_regs *regs,
318                                                 unsigned long fault_address)
319 {
320         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
321                  (void *)fault_address, current->stack,
322                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
323         die(message, regs, 0);
324
325         /* Be absolutely certain we don't return. */
326         panic("%s", message);
327 }
328 #endif
329
330 /*
331  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
332  *
333  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
334  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
335  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
336  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
337  *
338  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
339  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
340  *
341  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
342  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
343  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
344  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
345  *
346  * The 32bit #DF shim provides CR2 already as an argument. On 64bit it needs
347  * to be read before doing anything else.
348  */
349 DEFINE_IDTENTRY_DF(exc_double_fault)
350 {
351         static const char str[] = "double fault";
352         struct task_struct *tsk = current;
353
354 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
355         unsigned long address = read_cr2();
356 #endif
357
358 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
359         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
360
361         /*
362          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
363          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
364          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
365          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
366          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
367          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
368          * set up according to its expectations.
369          *
370          * The net result is that our #GP handler will think that we
371          * entered from usermode with the bad user context.
372          *
373          * No need for nmi_enter() here because we don't use RCU.
374          */
375         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
376                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
377                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
378         {
379                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
380                 unsigned long *p = (unsigned long *)regs->sp;
381
382                 /*
383                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
384                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
385                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
386                  *
387                  */
388                 gpregs->ip      = p[0];
389                 gpregs->cs      = p[1];
390                 gpregs->flags   = p[2];
391                 gpregs->sp      = p[3];
392                 gpregs->ss      = p[4];
393                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
394
395                 /*
396                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
397                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
398                  * we won't enable interrupts or schedule before we invoke
399                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
400                  * frame we just set up.
401                  *
402                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
403                  * which is what the stub expects, given that the faulting
404                  * RIP will be the IRET instruction.
405                  */
406                 regs->ip = (unsigned long)asm_exc_general_protection;
407                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
408
409                 return;
410         }
411 #endif
412
413         irqentry_nmi_enter(regs);
414         instrumentation_begin();
415         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
416
417         tsk->thread.error_code = error_code;
418         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
419
420 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
421         /*
422          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
423          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
424          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
425          * the stack, the processor will get a page fault while
426          * delivering the exception and will generate a double fault.
427          *
428          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
429          * Page-Fault Exception (#PF):
430          *
431          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
432          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
433          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
434          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
435          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
436          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
437          *   double fault.
438          *
439          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
440          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
441          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
442          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
443          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
444          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
445          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
446          *
447          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
448          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
449          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
450          * take an exception, the stack is already aligned and there
451          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
452          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
453          * fault.  With any less space left, exception delivery could
454          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
455          * stack even if the actual trigger for the double fault was
456          * something else.
457          */
458         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - address < PAGE_SIZE) {
459                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)",
460                                       regs, address);
461         }
462 #endif
463
464         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
465         die("double fault", regs, error_code);
466         panic("Machine halted.");
467         instrumentation_end();
468 }
469
470 DEFINE_IDTENTRY(exc_bounds)
471 {
472         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, 0,
473                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
474                 return;
475         cond_local_irq_enable(regs);
476
477         if (!user_mode(regs))
478                 die("bounds", regs, 0);
479
480         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, 0, 0, NULL);
481
482         cond_local_irq_disable(regs);
483 }
484
485 enum kernel_gp_hint {
486         GP_NO_HINT,
487         GP_NON_CANONICAL,
488         GP_CANONICAL
489 };
490
491 /*
492  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
493  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
494  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
495  */
496 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
497                                                  unsigned long *addr)
498 {
499         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
500         struct insn insn;
501
502         if (copy_from_kernel_nofault(insn_buf, (void *)regs->ip,
503                         MAX_INSN_SIZE))
504                 return GP_NO_HINT;
505
506         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
507         insn_get_modrm(&insn);
508         insn_get_sib(&insn);
509
510         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
511         if (*addr == -1UL)
512                 return GP_NO_HINT;
513
514 #ifdef CONFIG_X86_64
515         /*
516          * Check that:
517          *  - the operand is not in the kernel half
518          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
519          */
520         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
521             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
522                 return GP_NON_CANONICAL;
523 #endif
524
525         return GP_CANONICAL;
526 }
527
528 #define GPFSTR "general protection fault"
529
530 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_general_protection)
531 {
532         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
533         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
534         struct task_struct *tsk;
535         unsigned long gp_addr;
536         int ret;
537
538         cond_local_irq_enable(regs);
539
540         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
541                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
542                         goto exit;
543         }
544
545         if (v8086_mode(regs)) {
546                 local_irq_enable();
547                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
548                 local_irq_disable();
549                 return;
550         }
551
552         tsk = current;
553
554         if (user_mode(regs)) {
555                 tsk->thread.error_code = error_code;
556                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
557
558                 if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
559                         goto exit;
560
561                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
562                 force_sig(SIGSEGV);
563                 goto exit;
564         }
565
566         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
567                 goto exit;
568
569         tsk->thread.error_code = error_code;
570         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
571
572         /*
573          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
574          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
575          */
576         if (!preemptible() &&
577             kprobe_running() &&
578             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
579                 goto exit;
580
581         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
582         if (ret == NOTIFY_STOP)
583                 goto exit;
584
585         if (error_code)
586                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
587         else
588                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
589
590         if (hint != GP_NO_HINT)
591                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
592                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
593                                                     : "maybe for address",
594                          gp_addr);
595
596         /*
597          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
598          * otherwise.
599          */
600         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
601                 gp_addr = 0;
602
603         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
604
605 exit:
606         cond_local_irq_disable(regs);
607 }
608
609 static bool do_int3(struct pt_regs *regs)
610 {
611         int res;
612
613 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
614         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP,
615                          SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
616                 return true;
617 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
618
619 #ifdef CONFIG_KPROBES
620         if (kprobe_int3_handler(regs))
621                 return true;
622 #endif
623         res = notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP, SIGTRAP);
624
625         return res == NOTIFY_STOP;
626 }
627
628 static void do_int3_user(struct pt_regs *regs)
629 {
630         if (do_int3(regs))
631                 return;
632
633         cond_local_irq_enable(regs);
634         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, 0, 0, NULL);
635         cond_local_irq_disable(regs);
636 }
637
638 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_int3)
639 {
640         /*
641          * poke_int3_handler() is completely self contained code; it does (and
642          * must) *NOT* call out to anything, lest it hits upon yet another
643          * INT3.
644          */
645         if (poke_int3_handler(regs))
646                 return;
647
648         /*
649          * irqentry_enter_from_user_mode() uses static_branch_{,un}likely()
650          * and therefore can trigger INT3, hence poke_int3_handler() must
651          * be done before. If the entry came from kernel mode, then use
652          * nmi_enter() because the INT3 could have been hit in any context
653          * including NMI.
654          */
655         if (user_mode(regs)) {
656                 irqentry_enter_from_user_mode(regs);
657                 instrumentation_begin();
658                 do_int3_user(regs);
659                 instrumentation_end();
660                 irqentry_exit_to_user_mode(regs);
661         } else {
662                 irqentry_state_t irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
663
664                 instrumentation_begin();
665                 if (!do_int3(regs))
666                         die("int3", regs, 0);
667                 instrumentation_end();
668                 irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
669         }
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_X86_64
673 /*
674  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
675  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
676  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
677  */
678 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
679 {
680         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
681         if (regs != eregs)
682                 *regs = *eregs;
683         return regs;
684 }
685
686 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
687 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *vc_switch_off_ist(struct pt_regs *regs)
688 {
689         unsigned long sp, *stack;
690         struct stack_info info;
691         struct pt_regs *regs_ret;
692
693         /*
694          * In the SYSCALL entry path the RSP value comes from user-space - don't
695          * trust it and switch to the current kernel stack
696          */
697         if (ip_within_syscall_gap(regs)) {
698                 sp = this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack);
699                 goto sync;
700         }
701
702         /*
703          * From here on the RSP value is trusted. Now check whether entry
704          * happened from a safe stack. Not safe are the entry or unknown stacks,
705          * use the fall-back stack instead in this case.
706          */
707         sp    = regs->sp;
708         stack = (unsigned long *)sp;
709
710         if (!get_stack_info_noinstr(stack, current, &info) || info.type == STACK_TYPE_ENTRY ||
711             info.type >= STACK_TYPE_EXCEPTION_LAST)
712                 sp = __this_cpu_ist_top_va(VC2);
713
714 sync:
715         /*
716          * Found a safe stack - switch to it as if the entry didn't happen via
717          * IST stack. The code below only copies pt_regs, the real switch happens
718          * in assembly code.
719          */
720         sp = ALIGN_DOWN(sp, 8) - sizeof(*regs_ret);
721
722         regs_ret = (struct pt_regs *)sp;
723         *regs_ret = *regs;
724
725         return regs_ret;
726 }
727 #endif
728
729 struct bad_iret_stack {
730         void *error_entry_ret;
731         struct pt_regs regs;
732 };
733
734 asmlinkage __visible noinstr
735 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
736 {
737         /*
738          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
739          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
740          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
741          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
742          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
743          * exception came from the IRET target.
744          */
745         struct bad_iret_stack tmp, *new_stack =
746                 (struct bad_iret_stack *)__this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
747
748         /* Copy the IRET target to the temporary storage. */
749         __memcpy(&tmp.regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
750
751         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
752         __memcpy(&tmp, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
753
754         /* Update the entry stack */
755         __memcpy(new_stack, &tmp, sizeof(tmp));
756
757         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
758         return new_stack;
759 }
760 #endif
761
762 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
763 {
764         /*
765          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
766          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
767          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
768          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
769          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
770          * be set.)
771          */
772 #ifdef CONFIG_X86_32
773         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
774                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
775                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
776 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
777         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
778                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
779                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
780 #else
781         return false;
782 #endif
783 }
784
785 static __always_inline unsigned long debug_read_clear_dr6(void)
786 {
787         unsigned long dr6;
788
789         /*
790          * The Intel SDM says:
791          *
792          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
793          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
794          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
795          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
796          *   returning to the interrupted task.
797          *
798          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
799          */
800         get_debugreg(dr6, 6);
801         set_debugreg(DR6_RESERVED, 6);
802         dr6 ^= DR6_RESERVED; /* Flip to positive polarity */
803
804         return dr6;
805 }
806
807 /*
808  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
809  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
810  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
811  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
812  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
813  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
814  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
815  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
816  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
817  *
818  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
819  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
820  * user code runs with the correct debug control register even though
821  * we clear it here.
822  *
823  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
824  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
825  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
826  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
827  * by user code)
828  *
829  * May run on IST stack.
830  */
831
832 static bool notify_debug(struct pt_regs *regs, unsigned long *dr6)
833 {
834         /*
835          * Notifiers will clear bits in @dr6 to indicate the event has been
836          * consumed - hw_breakpoint_handler(), single_stop_cont().
837          *
838          * Notifiers will set bits in @virtual_dr6 to indicate the desire
839          * for signals - ptrace_triggered(), kgdb_hw_overflow_handler().
840          */
841         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)dr6, 0, SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
842                 return true;
843
844         return false;
845 }
846
847 static __always_inline void exc_debug_kernel(struct pt_regs *regs,
848                                              unsigned long dr6)
849 {
850         /*
851          * Disable breakpoints during exception handling; recursive exceptions
852          * are exceedingly 'fun'.
853          *
854          * Since this function is NOKPROBE, and that also applies to
855          * HW_BREAKPOINT_X, we can't hit a breakpoint before this (XXX except a
856          * HW_BREAKPOINT_W on our stack)
857          *
858          * Entry text is excluded for HW_BP_X and cpu_entry_area, which
859          * includes the entry stack is excluded for everything.
860          */
861         unsigned long dr7 = local_db_save();
862         irqentry_state_t irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
863         instrumentation_begin();
864
865         /*
866          * If something gets miswired and we end up here for a user mode
867          * #DB, we will malfunction.
868          */
869         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
870
871         if (test_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP)) {
872                 /*
873                  * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
874                  * generates a debug exception." but PTRACE_BLOCKSTEP requested
875                  * it for userspace, but we just took a kernel #DB, so re-set
876                  * BTF.
877                  */
878                 unsigned long debugctl;
879
880                 rdmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
881                 debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
882                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
883         }
884
885         /*
886          * Catch SYSENTER with TF set and clear DR_STEP. If this hit a
887          * watchpoint at the same time then that will still be handled.
888          */
889         if ((dr6 & DR_STEP) && is_sysenter_singlestep(regs))
890                 dr6 &= ~DR_STEP;
891
892         if (kprobe_debug_handler(regs))
893                 goto out;
894
895         /*
896          * The kernel doesn't use INT1
897          */
898         if (!dr6)
899                 goto out;
900
901         if (notify_debug(regs, &dr6))
902                 goto out;
903
904         /*
905          * The kernel doesn't use TF single-step outside of:
906          *
907          *  - Kprobes, consumed through kprobe_debug_handler()
908          *  - KGDB, consumed through notify_debug()
909          *
910          * So if we get here with DR_STEP set, something is wonky.
911          *
912          * A known way to trigger this is through QEMU's GDB stub,
913          * which leaks #DB into the guest and causes IST recursion.
914          */
915         if (WARN_ON_ONCE(dr6 & DR_STEP))
916                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
917 out:
918         instrumentation_end();
919         irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
920
921         local_db_restore(dr7);
922 }
923
924 static __always_inline void exc_debug_user(struct pt_regs *regs,
925                                            unsigned long dr6)
926 {
927         bool icebp;
928
929         /*
930          * If something gets miswired and we end up here for a kernel mode
931          * #DB, we will malfunction.
932          */
933         WARN_ON_ONCE(!user_mode(regs));
934
935         /*
936          * NB: We can't easily clear DR7 here because
937          * irqentry_exit_to_usermode() can invoke ptrace, schedule, access
938          * user memory, etc.  This means that a recursive #DB is possible.  If
939          * this happens, that #DB will hit exc_debug_kernel() and clear DR7.
940          * Since we're not on the IST stack right now, everything will be
941          * fine.
942          */
943
944         irqentry_enter_from_user_mode(regs);
945         instrumentation_begin();
946
947         /*
948          * Start the virtual/ptrace DR6 value with just the DR_STEP mask
949          * of the real DR6. ptrace_triggered() will set the DR_TRAPn bits.
950          *
951          * Userspace expects DR_STEP to be visible in ptrace_get_debugreg(6)
952          * even if it is not the result of PTRACE_SINGLESTEP.
953          */
954         current->thread.virtual_dr6 = (dr6 & DR_STEP);
955
956         /*
957          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
958          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
959          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
960          */
961         clear_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP);
962
963         /*
964          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
965          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
966          * User wants a sigtrap for that.
967          */
968         icebp = !dr6;
969
970         if (notify_debug(regs, &dr6))
971                 goto out;
972
973         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
974         local_irq_enable();
975
976         if (v8086_mode(regs)) {
977                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *)regs, 0, X86_TRAP_DB);
978                 goto out_irq;
979         }
980
981         /* #DB for bus lock can only be triggered from userspace. */
982         if (dr6 & DR_BUS_LOCK)
983                 handle_bus_lock(regs);
984
985         /* Add the virtual_dr6 bits for signals. */
986         dr6 |= current->thread.virtual_dr6;
987         if (dr6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || icebp)
988                 send_sigtrap(regs, 0, get_si_code(dr6));
989
990 out_irq:
991         local_irq_disable();
992 out:
993         instrumentation_end();
994         irqentry_exit_to_user_mode(regs);
995 }
996
997 #ifdef CONFIG_X86_64
998 /* IST stack entry */
999 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG(exc_debug)
1000 {
1001         exc_debug_kernel(regs, debug_read_clear_dr6());
1002 }
1003
1004 /* User entry, runs on regular task stack */
1005 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG_USER(exc_debug)
1006 {
1007         exc_debug_user(regs, debug_read_clear_dr6());
1008 }
1009 #else
1010 /* 32 bit does not have separate entry points. */
1011 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_debug)
1012 {
1013         unsigned long dr6 = debug_read_clear_dr6();
1014
1015         if (user_mode(regs))
1016                 exc_debug_user(regs, dr6);
1017         else
1018                 exc_debug_kernel(regs, dr6);
1019 }
1020 #endif
1021
1022 /*
1023  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
1024  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
1025  * IRQ13 behaviour
1026  */
1027 static void math_error(struct pt_regs *regs, int trapnr)
1028 {
1029         struct task_struct *task = current;
1030         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
1031         int si_code;
1032         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
1033                                                 "simd exception";
1034
1035         cond_local_irq_enable(regs);
1036
1037         if (!user_mode(regs)) {
1038                 if (fixup_exception(regs, trapnr, 0, 0))
1039                         goto exit;
1040
1041                 task->thread.error_code = 0;
1042                 task->thread.trap_nr = trapnr;
1043
1044                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, 0, trapnr,
1045                                SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
1046                         die(str, regs, 0);
1047                 goto exit;
1048         }
1049
1050         /*
1051          * Save the info for the exception handler and clear the error.
1052          */
1053         fpu__save(fpu);
1054
1055         task->thread.trap_nr    = trapnr;
1056         task->thread.error_code = 0;
1057
1058         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
1059         /* Retry when we get spurious exceptions: */
1060         if (!si_code)
1061                 goto exit;
1062
1063         if (fixup_vdso_exception(regs, trapnr, 0, 0))
1064                 goto exit;
1065
1066         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1067                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
1068 exit:
1069         cond_local_irq_disable(regs);
1070 }
1071
1072 DEFINE_IDTENTRY(exc_coprocessor_error)
1073 {
1074         math_error(regs, X86_TRAP_MF);
1075 }
1076
1077 DEFINE_IDTENTRY(exc_simd_coprocessor_error)
1078 {
1079         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_INVD_BUG)) {
1080                 /* AMD 486 bug: INVD in CPL 0 raises #XF instead of #GP */
1081                 if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_XMM)) {
1082                         __exc_general_protection(regs, 0);
1083                         return;
1084                 }
1085         }
1086         math_error(regs, X86_TRAP_XF);
1087 }
1088
1089 DEFINE_IDTENTRY(exc_spurious_interrupt_bug)
1090 {
1091         /*
1092          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
1093          *
1094          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
1095          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
1096          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
1097          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
1098          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
1099          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
1100          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
1101          *
1102          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
1103          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
1104          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
1105          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
1106          *
1107          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
1108          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
1109          */
1110 }
1111
1112 DEFINE_IDTENTRY(exc_device_not_available)
1113 {
1114         unsigned long cr0 = read_cr0();
1115
1116 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
1117         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
1118                 struct math_emu_info info = { };
1119
1120                 cond_local_irq_enable(regs);
1121
1122                 info.regs = regs;
1123                 math_emulate(&info);
1124
1125                 cond_local_irq_disable(regs);
1126                 return;
1127         }
1128 #endif
1129
1130         /* This should not happen. */
1131         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
1132                 /* Try to fix it up and carry on. */
1133                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
1134         } else {
1135                 /*
1136                  * Something terrible happened, and we're better off trying
1137                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
1138                  * loop of #NM faults.
1139                  */
1140                 die("unexpected #NM exception", regs, 0);
1141         }
1142 }
1143
1144 #ifdef CONFIG_X86_32
1145 DEFINE_IDTENTRY_SW(iret_error)
1146 {
1147         local_irq_enable();
1148         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, 0,
1149                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
1150                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, 0,
1151                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
1152         }
1153         local_irq_disable();
1154 }
1155 #endif
1156
1157 void __init trap_init(void)
1158 {
1159         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
1160         setup_cpu_entry_areas();
1161
1162         /* Init GHCB memory pages when running as an SEV-ES guest */
1163         sev_es_init_vc_handling();
1164
1165         idt_setup_traps();
1166
1167         /*
1168          * Should be a barrier for any external CPU state:
1169          */
1170         cpu_init();
1171
1172         idt_setup_ist_traps();
1173 }