Merge tag 'libata-5.8-2020-06-19' of git://git.kernel.dk/linux-block
[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/text-patching.h>
47 #include <asm/ftrace.h>
48 #include <asm/traps.h>
49 #include <asm/desc.h>
50 #include <asm/fpu/internal.h>
51 #include <asm/cpu.h>
52 #include <asm/cpu_entry_area.h>
53 #include <asm/mce.h>
54 #include <asm/fixmap.h>
55 #include <asm/mach_traps.h>
56 #include <asm/alternative.h>
57 #include <asm/fpu/xstate.h>
58 #include <asm/vm86.h>
59 #include <asm/umip.h>
60 #include <asm/insn.h>
61 #include <asm/insn-eval.h>
62
63 #ifdef CONFIG_X86_64
64 #include <asm/x86_init.h>
65 #include <asm/pgalloc.h>
66 #include <asm/proto.h>
67 #else
68 #include <asm/processor-flags.h>
69 #include <asm/setup.h>
70 #include <asm/proto.h>
71 #endif
72
73 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
74
75 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
76 {
77         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
78                 local_irq_enable();
79 }
80
81 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
82 {
83         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
84                 local_irq_disable();
85 }
86
87 int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
88 {
89         unsigned short ud;
90
91         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
92                 return 0;
93
94         if (get_kernel_nofault(ud, (unsigned short *)addr))
95                 return 0;
96
97         return ud == INSN_UD0 || ud == 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         }
122
123         /*
124          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
125          * kernelspace faults which result in die(), but not
126          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
127          * process no chance to handle the signal and notice the
128          * kernel fault information, so that won't result in polluting
129          * the information about previously queued, but not yet
130          * delivered, faults.  See also exc_general_protection below.
131          */
132         tsk->thread.error_code = error_code;
133         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
134
135         return -1;
136 }
137
138 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
139                         const char *type, const char *desc,
140                         struct pt_regs *regs, long error_code)
141 {
142         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
143             printk_ratelimit()) {
144                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
145                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
146                         regs->ip, regs->sp, error_code);
147                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
148                 pr_cont("\n");
149         }
150 }
151
152 static void
153 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
154         long error_code, int sicode, void __user *addr)
155 {
156         struct task_struct *tsk = current;
157
158         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
159                 return;
160
161         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
162
163         if (!sicode)
164                 force_sig(signr);
165         else
166                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
167 }
168 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
169
170 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
171         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
172 {
173         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
174
175         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
176                         NOTIFY_STOP) {
177                 cond_local_irq_enable(regs);
178                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
179                 cond_local_irq_disable(regs);
180         }
181 }
182
183 /*
184  * Posix requires to provide the address of the faulting instruction for
185  * SIGILL (#UD) and SIGFPE (#DE) in the si_addr member of siginfo_t.
186  *
187  * This address is usually regs->ip, but when an uprobe moved the code out
188  * of line then regs->ip points to the XOL code which would confuse
189  * anything which analyzes the fault address vs. the unmodified binary. If
190  * a trap happened in XOL code then uprobe maps regs->ip back to the
191  * original instruction address.
192  */
193 static __always_inline void __user *error_get_trap_addr(struct pt_regs *regs)
194 {
195         return (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
196 }
197
198 DEFINE_IDTENTRY(exc_divide_error)
199 {
200         do_error_trap(regs, 0, "divide_error", X86_TRAP_DE, SIGFPE,
201                       FPE_INTDIV, error_get_trap_addr(regs));
202 }
203
204 DEFINE_IDTENTRY(exc_overflow)
205 {
206         do_error_trap(regs, 0, "overflow", X86_TRAP_OF, SIGSEGV, 0, NULL);
207 }
208
209 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
210 void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
211 #else
212 static inline void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
213 #endif
214 {
215         do_error_trap(regs, 0, "invalid opcode", X86_TRAP_UD, SIGILL,
216                       ILL_ILLOPN, error_get_trap_addr(regs));
217 }
218
219 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_invalid_op)
220 {
221         bool rcu_exit;
222
223         /*
224          * Handle BUG/WARN like NMIs instead of like normal idtentries:
225          * if we bugged/warned in a bad RCU context, for example, the last
226          * thing we want is to BUG/WARN again in the idtentry code, ad
227          * infinitum.
228          */
229         if (!user_mode(regs) && is_valid_bugaddr(regs->ip)) {
230                 enum bug_trap_type type;
231
232                 nmi_enter();
233                 instrumentation_begin();
234                 trace_hardirqs_off_finish();
235                 type = report_bug(regs->ip, regs);
236                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
237                         trace_hardirqs_on_prepare();
238                 instrumentation_end();
239                 nmi_exit();
240
241                 if (type == BUG_TRAP_TYPE_WARN) {
242                         /* Skip the ud2. */
243                         regs->ip += LEN_UD2;
244                         return;
245                 }
246
247                 /*
248                  * Else, if this was a BUG and report_bug returns or if this
249                  * was just a normal #UD, we want to continue onward and
250                  * crash.
251                  */
252         }
253
254         rcu_exit = idtentry_enter_cond_rcu(regs);
255         instrumentation_begin();
256         handle_invalid_op(regs);
257         instrumentation_end();
258         idtentry_exit_cond_rcu(regs, rcu_exit);
259 }
260
261 DEFINE_IDTENTRY(exc_coproc_segment_overrun)
262 {
263         do_error_trap(regs, 0, "coprocessor segment overrun",
264                       X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE, 0, NULL);
265 }
266
267 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_invalid_tss)
268 {
269         do_error_trap(regs, error_code, "invalid TSS", X86_TRAP_TS, SIGSEGV,
270                       0, NULL);
271 }
272
273 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_segment_not_present)
274 {
275         do_error_trap(regs, error_code, "segment not present", X86_TRAP_NP,
276                       SIGBUS, 0, NULL);
277 }
278
279 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_stack_segment)
280 {
281         do_error_trap(regs, error_code, "stack segment", X86_TRAP_SS, SIGBUS,
282                       0, NULL);
283 }
284
285 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_alignment_check)
286 {
287         char *str = "alignment check";
288
289         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_AC, SIGBUS) == NOTIFY_STOP)
290                 return;
291
292         if (!user_mode(regs))
293                 die("Split lock detected\n", regs, error_code);
294
295         local_irq_enable();
296
297         if (handle_user_split_lock(regs, error_code))
298                 return;
299
300         do_trap(X86_TRAP_AC, SIGBUS, "alignment check", regs,
301                 error_code, BUS_ADRALN, NULL);
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
305 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(const char *message,
306                                                 struct pt_regs *regs,
307                                                 unsigned long fault_address)
308 {
309         printk(KERN_EMERG "BUG: stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
310                  (void *)fault_address, current->stack,
311                  (char *)current->stack + THREAD_SIZE - 1);
312         die(message, regs, 0);
313
314         /* Be absolutely certain we don't return. */
315         panic("%s", message);
316 }
317 #endif
318
319 /*
320  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
321  *
322  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
323  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
324  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
325  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
326  *
327  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
328  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
329  *
330  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
331  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
332  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
333  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
334  *
335  * The 32bit #DF shim provides CR2 already as an argument. On 64bit it needs
336  * to be read before doing anything else.
337  */
338 DEFINE_IDTENTRY_DF(exc_double_fault)
339 {
340         static const char str[] = "double fault";
341         struct task_struct *tsk = current;
342
343 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
344         unsigned long address = read_cr2();
345 #endif
346
347 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
348         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
349
350         /*
351          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
352          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
353          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
354          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
355          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
356          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
357          * set up according to its expectations.
358          *
359          * The net result is that our #GP handler will think that we
360          * entered from usermode with the bad user context.
361          *
362          * No need for nmi_enter() here because we don't use RCU.
363          */
364         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
365                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
366                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
367         {
368                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
369                 unsigned long *p = (unsigned long *)regs->sp;
370
371                 /*
372                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
373                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
374                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
375                  *
376                  */
377                 gpregs->ip      = p[0];
378                 gpregs->cs      = p[1];
379                 gpregs->flags   = p[2];
380                 gpregs->sp      = p[3];
381                 gpregs->ss      = p[4];
382                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
383
384                 /*
385                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
386                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
387                  * we won't enable interupts or schedule before we invoke
388                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
389                  * frame we just set up.
390                  *
391                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
392                  * which is what the stub expects, given that the faulting
393                  * RIP will be the IRET instruction.
394                  */
395                 regs->ip = (unsigned long)asm_exc_general_protection;
396                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
397
398                 return;
399         }
400 #endif
401
402         nmi_enter();
403         instrumentation_begin();
404         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
405
406         tsk->thread.error_code = error_code;
407         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
408
409 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
410         /*
411          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
412          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
413          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
414          * the stack, the processor will get a page fault while
415          * delivering the exception and will generate a double fault.
416          *
417          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
418          * Page-Fault Exception (#PF):
419          *
420          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
421          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
422          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
423          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
424          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
425          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
426          *   double fault.
427          *
428          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
429          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
430          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
431          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
432          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
433          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
434          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
435          *
436          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
437          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
438          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
439          * take an exception, the stack is already aligned and there
440          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
441          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
442          * fault.  With any less space left, exception delivery could
443          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
444          * stack even if the actual trigger for the double fault was
445          * something else.
446          */
447         if ((unsigned long)task_stack_page(tsk) - 1 - address < PAGE_SIZE) {
448                 handle_stack_overflow("kernel stack overflow (double-fault)",
449                                       regs, address);
450         }
451 #endif
452
453         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
454         die("double fault", regs, error_code);
455         panic("Machine halted.");
456         instrumentation_end();
457 }
458
459 DEFINE_IDTENTRY(exc_bounds)
460 {
461         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, 0,
462                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
463                 return;
464         cond_local_irq_enable(regs);
465
466         if (!user_mode(regs))
467                 die("bounds", regs, 0);
468
469         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, 0, 0, NULL);
470
471         cond_local_irq_disable(regs);
472 }
473
474 enum kernel_gp_hint {
475         GP_NO_HINT,
476         GP_NON_CANONICAL,
477         GP_CANONICAL
478 };
479
480 /*
481  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
482  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
483  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
484  */
485 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
486                                                  unsigned long *addr)
487 {
488         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
489         struct insn insn;
490
491         if (copy_from_kernel_nofault(insn_buf, (void *)regs->ip,
492                         MAX_INSN_SIZE))
493                 return GP_NO_HINT;
494
495         kernel_insn_init(&insn, insn_buf, MAX_INSN_SIZE);
496         insn_get_modrm(&insn);
497         insn_get_sib(&insn);
498
499         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
500         if (*addr == -1UL)
501                 return GP_NO_HINT;
502
503 #ifdef CONFIG_X86_64
504         /*
505          * Check that:
506          *  - the operand is not in the kernel half
507          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
508          */
509         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
510             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
511                 return GP_NON_CANONICAL;
512 #endif
513
514         return GP_CANONICAL;
515 }
516
517 #define GPFSTR "general protection fault"
518
519 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_general_protection)
520 {
521         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
522         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
523         struct task_struct *tsk;
524         unsigned long gp_addr;
525         int ret;
526
527         cond_local_irq_enable(regs);
528
529         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
530                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
531                         goto exit;
532         }
533
534         if (v8086_mode(regs)) {
535                 local_irq_enable();
536                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
537                 local_irq_disable();
538                 return;
539         }
540
541         tsk = current;
542
543         if (user_mode(regs)) {
544                 tsk->thread.error_code = error_code;
545                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
546
547                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
548                 force_sig(SIGSEGV);
549                 goto exit;
550         }
551
552         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
553                 goto exit;
554
555         tsk->thread.error_code = error_code;
556         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
557
558         /*
559          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
560          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
561          */
562         if (!preemptible() &&
563             kprobe_running() &&
564             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
565                 goto exit;
566
567         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
568         if (ret == NOTIFY_STOP)
569                 goto exit;
570
571         if (error_code)
572                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
573         else
574                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
575
576         if (hint != GP_NO_HINT)
577                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
578                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
579                                                     : "maybe for address",
580                          gp_addr);
581
582         /*
583          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
584          * otherwise.
585          */
586         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
587                 gp_addr = 0;
588
589         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
590
591 exit:
592         cond_local_irq_disable(regs);
593 }
594
595 static bool do_int3(struct pt_regs *regs)
596 {
597         int res;
598
599 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
600         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP,
601                          SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
602                 return true;
603 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
604
605 #ifdef CONFIG_KPROBES
606         if (kprobe_int3_handler(regs))
607                 return true;
608 #endif
609         res = notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP, SIGTRAP);
610
611         return res == NOTIFY_STOP;
612 }
613
614 static void do_int3_user(struct pt_regs *regs)
615 {
616         if (do_int3(regs))
617                 return;
618
619         cond_local_irq_enable(regs);
620         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, 0, 0, NULL);
621         cond_local_irq_disable(regs);
622 }
623
624 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_int3)
625 {
626         /*
627          * poke_int3_handler() is completely self contained code; it does (and
628          * must) *NOT* call out to anything, lest it hits upon yet another
629          * INT3.
630          */
631         if (poke_int3_handler(regs))
632                 return;
633
634         /*
635          * idtentry_enter_user() uses static_branch_{,un}likely() and therefore
636          * can trigger INT3, hence poke_int3_handler() must be done
637          * before. If the entry came from kernel mode, then use nmi_enter()
638          * because the INT3 could have been hit in any context including
639          * NMI.
640          */
641         if (user_mode(regs)) {
642                 idtentry_enter_user(regs);
643                 instrumentation_begin();
644                 do_int3_user(regs);
645                 instrumentation_end();
646                 idtentry_exit_user(regs);
647         } else {
648                 nmi_enter();
649                 instrumentation_begin();
650                 trace_hardirqs_off_finish();
651                 if (!do_int3(regs))
652                         die("int3", regs, 0);
653                 if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
654                         trace_hardirqs_on_prepare();
655                 instrumentation_end();
656                 nmi_exit();
657         }
658 }
659
660 #ifdef CONFIG_X86_64
661 /*
662  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
663  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
664  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
665  */
666 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
667 {
668         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
669         if (regs != eregs)
670                 *regs = *eregs;
671         return regs;
672 }
673
674 struct bad_iret_stack {
675         void *error_entry_ret;
676         struct pt_regs regs;
677 };
678
679 asmlinkage __visible noinstr
680 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
681 {
682         /*
683          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
684          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
685          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
686          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
687          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
688          * exception came from the IRET target.
689          */
690         struct bad_iret_stack tmp, *new_stack =
691                 (struct bad_iret_stack *)__this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
692
693         /* Copy the IRET target to the temporary storage. */
694         memcpy(&tmp.regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
695
696         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
697         memcpy(&tmp, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
698
699         /* Update the entry stack */
700         memcpy(new_stack, &tmp, sizeof(tmp));
701
702         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
703         return new_stack;
704 }
705 #endif
706
707 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
708 {
709         /*
710          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
711          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
712          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
713          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
714          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
715          * be set.)
716          */
717 #ifdef CONFIG_X86_32
718         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
719                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
720                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
721 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
722         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
723                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
724                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
725 #else
726         return false;
727 #endif
728 }
729
730 static __always_inline void debug_enter(unsigned long *dr6, unsigned long *dr7)
731 {
732         /*
733          * Disable breakpoints during exception handling; recursive exceptions
734          * are exceedingly 'fun'.
735          *
736          * Since this function is NOKPROBE, and that also applies to
737          * HW_BREAKPOINT_X, we can't hit a breakpoint before this (XXX except a
738          * HW_BREAKPOINT_W on our stack)
739          *
740          * Entry text is excluded for HW_BP_X and cpu_entry_area, which
741          * includes the entry stack is excluded for everything.
742          */
743         *dr7 = local_db_save();
744
745         /*
746          * The Intel SDM says:
747          *
748          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
749          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
750          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
751          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
752          *   returning to the interrupted task.
753          *
754          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
755          */
756         get_debugreg(*dr6, 6);
757         set_debugreg(0, 6);
758         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
759         *dr6 &= ~DR6_RESERVED;
760 }
761
762 static __always_inline void debug_exit(unsigned long dr7)
763 {
764         local_db_restore(dr7);
765 }
766
767 /*
768  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
769  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
770  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
771  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
772  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
773  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
774  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
775  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
776  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
777  *
778  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
779  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
780  * user code runs with the correct debug control register even though
781  * we clear it here.
782  *
783  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
784  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
785  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
786  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
787  * by user code)
788  *
789  * May run on IST stack.
790  */
791 static void handle_debug(struct pt_regs *regs, unsigned long dr6, bool user)
792 {
793         struct task_struct *tsk = current;
794         bool user_icebp;
795         int si_code;
796
797         /*
798          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
799          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
800          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
801          */
802         clear_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP);
803
804         /*
805          * If DR6 is zero, no point in trying to handle it. The kernel is
806          * not using INT1.
807          */
808         if (!user && !dr6)
809                 return;
810
811         /*
812          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
813          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
814          * User wants a sigtrap for that.
815          */
816         user_icebp = user && !dr6;
817
818         /* Store the virtualized DR6 value */
819         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
820
821 #ifdef CONFIG_KPROBES
822         if (kprobe_debug_handler(regs)) {
823                 return;
824         }
825 #endif
826
827         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, 0,
828                        SIGTRAP) == NOTIFY_STOP) {
829                 return;
830         }
831
832         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
833         cond_local_irq_enable(regs);
834
835         if (v8086_mode(regs)) {
836                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, 0,
837                                  X86_TRAP_DB);
838                 goto out;
839         }
840
841         if (WARN_ON_ONCE((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs))) {
842                 /*
843                  * Historical junk that used to handle SYSENTER single-stepping.
844                  * This should be unreachable now.  If we survive for a while
845                  * without anyone hitting this warning, we'll turn this into
846                  * an oops.
847                  */
848                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
849                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
850                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
851         }
852
853         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
854         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
855                 send_sigtrap(regs, 0, si_code);
856
857 out:
858         cond_local_irq_disable(regs);
859 }
860
861 static __always_inline void exc_debug_kernel(struct pt_regs *regs,
862                                              unsigned long dr6)
863 {
864         nmi_enter();
865         instrumentation_begin();
866         trace_hardirqs_off_finish();
867
868         /*
869          * Catch SYSENTER with TF set and clear DR_STEP. If this hit a
870          * watchpoint at the same time then that will still be handled.
871          */
872         if ((dr6 & DR_STEP) && is_sysenter_singlestep(regs))
873                 dr6 &= ~DR_STEP;
874
875         handle_debug(regs, dr6, false);
876
877         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
878                 trace_hardirqs_on_prepare();
879         instrumentation_end();
880         nmi_exit();
881 }
882
883 static __always_inline void exc_debug_user(struct pt_regs *regs,
884                                            unsigned long dr6)
885 {
886         idtentry_enter_user(regs);
887         instrumentation_begin();
888
889         handle_debug(regs, dr6, true);
890         instrumentation_end();
891         idtentry_exit_user(regs);
892 }
893
894 #ifdef CONFIG_X86_64
895 /* IST stack entry */
896 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG(exc_debug)
897 {
898         unsigned long dr6, dr7;
899
900         debug_enter(&dr6, &dr7);
901         exc_debug_kernel(regs, dr6);
902         debug_exit(dr7);
903 }
904
905 /* User entry, runs on regular task stack */
906 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG_USER(exc_debug)
907 {
908         unsigned long dr6, dr7;
909
910         debug_enter(&dr6, &dr7);
911         exc_debug_user(regs, dr6);
912         debug_exit(dr7);
913 }
914 #else
915 /* 32 bit does not have separate entry points. */
916 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG(exc_debug)
917 {
918         unsigned long dr6, dr7;
919
920         debug_enter(&dr6, &dr7);
921
922         if (user_mode(regs))
923                 exc_debug_user(regs, dr6);
924         else
925                 exc_debug_kernel(regs, dr6);
926
927         debug_exit(dr7);
928 }
929 #endif
930
931 /*
932  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
933  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
934  * IRQ13 behaviour
935  */
936 static void math_error(struct pt_regs *regs, int trapnr)
937 {
938         struct task_struct *task = current;
939         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
940         int si_code;
941         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
942                                                 "simd exception";
943
944         cond_local_irq_enable(regs);
945
946         if (!user_mode(regs)) {
947                 if (fixup_exception(regs, trapnr, 0, 0))
948                         goto exit;
949
950                 task->thread.error_code = 0;
951                 task->thread.trap_nr = trapnr;
952
953                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, 0, trapnr,
954                                SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
955                         die(str, regs, 0);
956                 goto exit;
957         }
958
959         /*
960          * Save the info for the exception handler and clear the error.
961          */
962         fpu__save(fpu);
963
964         task->thread.trap_nr    = trapnr;
965         task->thread.error_code = 0;
966
967         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
968         /* Retry when we get spurious exceptions: */
969         if (!si_code)
970                 goto exit;
971
972         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
973                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
974 exit:
975         cond_local_irq_disable(regs);
976 }
977
978 DEFINE_IDTENTRY(exc_coprocessor_error)
979 {
980         math_error(regs, X86_TRAP_MF);
981 }
982
983 DEFINE_IDTENTRY(exc_simd_coprocessor_error)
984 {
985         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_INVD_BUG)) {
986                 /* AMD 486 bug: INVD in CPL 0 raises #XF instead of #GP */
987                 if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_XMM)) {
988                         __exc_general_protection(regs, 0);
989                         return;
990                 }
991         }
992         math_error(regs, X86_TRAP_XF);
993 }
994
995 DEFINE_IDTENTRY(exc_spurious_interrupt_bug)
996 {
997         /*
998          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
999          *
1000          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
1001          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
1002          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
1003          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
1004          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
1005          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
1006          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
1007          *
1008          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
1009          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
1010          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
1011          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
1012          *
1013          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
1014          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
1015          */
1016 }
1017
1018 DEFINE_IDTENTRY(exc_device_not_available)
1019 {
1020         unsigned long cr0 = read_cr0();
1021
1022 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
1023         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
1024                 struct math_emu_info info = { };
1025
1026                 cond_local_irq_enable(regs);
1027
1028                 info.regs = regs;
1029                 math_emulate(&info);
1030
1031                 cond_local_irq_disable(regs);
1032                 return;
1033         }
1034 #endif
1035
1036         /* This should not happen. */
1037         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
1038                 /* Try to fix it up and carry on. */
1039                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
1040         } else {
1041                 /*
1042                  * Something terrible happened, and we're better off trying
1043                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
1044                  * loop of #NM faults.
1045                  */
1046                 die("unexpected #NM exception", regs, 0);
1047         }
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_X86_32
1051 DEFINE_IDTENTRY_SW(iret_error)
1052 {
1053         local_irq_enable();
1054         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, 0,
1055                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
1056                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, 0,
1057                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
1058         }
1059         local_irq_disable();
1060 }
1061 #endif
1062
1063 void __init trap_init(void)
1064 {
1065         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
1066         setup_cpu_entry_areas();
1067
1068         idt_setup_traps();
1069
1070         /*
1071          * Should be a barrier for any external CPU state:
1072          */
1073         cpu_init();
1074
1075         idt_setup_ist_traps();
1076 }