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
  76 asmlinkage int system_call(void);
  77 #endif
  78
  79 /* Must be page-aligned because the real IDT is used in a fixmap. */
  80 gate_desc idt_table[NR_VECTORS] __page_aligned_bss;
  81
  82 DECLARE_BITMAP(used_vectors, NR_VECTORS);
  83 EXPORT_SYMBOL_GPL(used_vectors);
  84
  85 static inline void conditional_sti(struct pt_regs *regs)
  86 {
  87         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  88                 local_irq_enable();
  89 }
  90
  91 static inline void preempt_conditional_sti(struct pt_regs *regs)
  92 {
  93         preempt_count_inc();
  94         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
  95                 local_irq_enable();
  96 }
  97
  98 static inline void conditional_cli(struct pt_regs *regs)
  99 {
 100         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
 101                 local_irq_disable();
 102 }
 103
 104 static inline void preempt_conditional_cli(struct pt_regs *regs)
 105 {
 106         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
 107                 local_irq_disable();
 108         preempt_count_dec();
 109 }
 110
 111 enum ctx_state ist_enter(struct pt_regs *regs)
 112 {
 113         enum ctx_state prev_state;
 114
 115         if (user_mode(regs)) {
 116                 /* Other than that, we're just an exception. */
 117                 prev_state = exception_enter();
 118         } else {
 119                 /*
 120                  * We might have interrupted pretty much anything.  In
 121                  * fact, if we're a machine check, we can even interrupt
 122                  * NMI processing.  We don't want in_nmi() to return true,
 123                  * but we need to notify RCU.
 124                  */
 125                 rcu_nmi_enter();
 126                 prev_state = CONTEXT_KERNEL;  /* the value is irrelevant. */
 127         }
 128
 129         /*
 130          * We are atomic because we're on the IST stack (or we're on x86_32,
 131          * in which case we still shouldn't schedule).
 132          *
 133          * This must be after exception_enter(), because exception_enter()
 134          * won't do anything if in_interrupt() returns true.
 135          */
 136         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 137
 138         /* This code is a bit fragile.  Test it. */
 139         rcu_lockdep_assert(rcu_is_watching(), "ist_enter didn't work");
 140
 141         return prev_state;
 142 }
 143
 144 void ist_exit(struct pt_regs *regs, enum ctx_state prev_state)
 145 {
 146         /* Must be before exception_exit. */
 147         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 148
 149         if (user_mode(regs))
 150                 return exception_exit(prev_state);
 151         else
 152                 rcu_nmi_exit();
 153 }
 154
 155 /**
 156  * ist_begin_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 157  * @regs:       regs passed to the IST exception handler
 158  *
 159  * IST exception handlers normally cannot schedule.  As a special
 160  * exception, if the exception interrupted userspace code (i.e.
 161  * user_mode(regs) would return true) and the exception was not
 162  * a double fault, it can be safe to schedule.  ist_begin_non_atomic()
 163  * begins a non-atomic section within an ist_enter()/ist_exit() region.
 164  * Callers are responsible for enabling interrupts themselves inside
 165  * the non-atomic section, and callers must call is_end_non_atomic()
 166  * before ist_exit().
 167  */
 168 void ist_begin_non_atomic(struct pt_regs *regs)
 169 {
 170         BUG_ON(!user_mode(regs));
 171
 172         /*
 173          * Sanity check: we need to be on the normal thread stack.  This
 174          * will catch asm bugs and any attempt to use ist_preempt_enable
 175          * from double_fault.
 176          */
 177         BUG_ON((unsigned long)(current_top_of_stack() -
 178                                current_stack_pointer()) >= THREAD_SIZE);
 179
 180         preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);
 181 }
 182
 183 /**
 184  * ist_end_non_atomic() - begin a non-atomic section in an IST exception
 185  *
 186  * Ends a non-atomic section started with ist_begin_non_atomic().
 187  */
 188 void ist_end_non_atomic(void)
 189 {
 190         preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);
 191 }
 192
 193 static nokprobe_inline int
 194 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, char *str,
 195                   struct pt_regs *regs, long error_code)
 196 {
 197         if (v8086_mode(regs)) {
 198                 /*
 199                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
 200                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
 201                  */
 202                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
 203                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
 204                                                 error_code, trapnr))
 205                                 return 0;
 206                 }
 207                 return -1;
 208         }
 209
 210         if (!user_mode(regs)) {
 211                 if (!fixup_exception(regs)) {
 212                         tsk->thread.error_code = error_code;
 213                         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 214                         die(str, regs, error_code);
 215                 }
 216                 return 0;
 217         }
 218
 219         return -1;
 220 }
 221
 222 static siginfo_t *fill_trap_info(struct pt_regs *regs, int signr, int trapnr,
 223                                 siginfo_t *info)
 224 {
 225         unsigned long siaddr;
 226         int sicode;
 227
 228         switch (trapnr) {
 229         default:
 230                 return SEND_SIG_PRIV;
 231
 232         case X86_TRAP_DE:
 233                 sicode = FPE_INTDIV;
 234                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 235                 break;
 236         case X86_TRAP_UD:
 237                 sicode = ILL_ILLOPN;
 238                 siaddr = uprobe_get_trap_addr(regs);
 239                 break;
 240         case X86_TRAP_AC:
 241                 sicode = BUS_ADRALN;
 242                 siaddr = 0;
 243                 break;
 244         }
 245
 246         info->si_signo = signr;
 247         info->si_errno = 0;
 248         info->si_code = sicode;
 249         info->si_addr = (void __user *)siaddr;
 250         return info;
 251 }
 252
 253 static void
 254 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
 255         long error_code, siginfo_t *info)
 256 {
 257         struct task_struct *tsk = current;
 258
 259
 260         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
 261                 return;
 262         /*
 263          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
 264          * kernelspace faults which result in die(), but not
 265          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
 266          * process no chance to handle the signal and notice the
 267          * kernel fault information, so that won't result in polluting
 268          * the information about previously queued, but not yet
 269          * delivered, faults.  See also do_general_protection below.
 270          */
 271         tsk->thread.error_code = error_code;
 272         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
 273
 274 #ifdef CONFIG_X86_64
 275         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
 276             printk_ratelimit()) {
 277                 pr_info("%s[%d] trap %s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 278                         tsk->comm, tsk->pid, str,
 279                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 280                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 281                 pr_cont("\n");
 282         }
 283 #endif
 284
 285         force_sig_info(signr, info ?: SEND_SIG_PRIV, tsk);
 286 }
 287 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
 288
 289 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
 290                           unsigned long trapnr, int signr)
 291 {
 292         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
 293         siginfo_t info;
 294
 295         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
 296                         NOTIFY_STOP) {
 297                 conditional_sti(regs);
 298                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code,
 299                         fill_trap_info(regs, signr, trapnr, &info));
 300         }
 301
 302         exception_exit(prev_state);
 303 }
 304
 305 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name)                              \
 306 dotraplinkage void do_##name(struct pt_regs *regs, long error_code)     \
 307 {                                                                       \
 308         do_error_trap(regs, error_code, str, trapnr, signr);            \
 309 }
 310
 311 DO_ERROR(X86_TRAP_DE,     SIGFPE,  "divide error",              divide_error)
 312 DO_ERROR(X86_TRAP_OF,     SIGSEGV, "overflow",                  overflow)
 313 DO_ERROR(X86_TRAP_UD,     SIGILL,  "invalid opcode",            invalid_op)
 314 DO_ERROR(X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun",coprocessor_segment_overrun)
 315 DO_ERROR(X86_TRAP_TS,     SIGSEGV, "invalid TSS",               invalid_TSS)
 316 DO_ERROR(X86_TRAP_NP,     SIGBUS,  "segment not present",       segment_not_present)
 317 DO_ERROR(X86_TRAP_SS,     SIGBUS,  "stack segment",             stack_segment)
 318 DO_ERROR(X86_TRAP_AC,     SIGBUS,  "alignment check",           alignment_check)
 319
 320 #ifdef CONFIG_X86_64
 321 /* Runs on IST stack */
 322 dotraplinkage void do_double_fault(struct pt_regs *regs, long error_code)
 323 {
 324         static const char str[] = "double fault";
 325         struct task_struct *tsk = current;
 326
 327 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
 328         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
 329
 330         /*
 331          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
 332          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, modify
 333          * the stack to make it look like we just entered the #GP
 334          * handler from user space, similar to bad_iret.
 335          *
 336          * No need for ist_enter here because we don't use RCU.
 337          */
 338         if (((long)regs->sp >> PGDIR_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
 339                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
 340                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
 341         {
 342                 struct pt_regs *normal_regs = task_pt_regs(current);
 343
 344                 /* Fake a #GP(0) from userspace. */
 345                 memmove(&normal_regs->ip, (void *)regs->sp, 5*8);
 346                 normal_regs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
 347                 regs->ip = (unsigned long)general_protection;
 348                 regs->sp = (unsigned long)&normal_regs->orig_ax;
 349
 350                 return;
 351         }
 352 #endif
 353
 354         ist_enter(regs);  /* Discard prev_state because we won't return. */
 355         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
 356
 357         tsk->thread.error_code = error_code;
 358         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
 359
 360 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
 361         df_debug(regs, error_code);
 362 #endif
 363         /*
 364          * This is always a kernel trap and never fixable (and thus must
 365          * never return).
 366          */
 367         for (;;)
 368                 die(str, regs, error_code);
 369 }
 370 #endif
 371
 372 dotraplinkage void do_bounds(struct pt_regs *regs, long error_code)
 373 {
 374         struct task_struct *tsk = current;
 375         struct xsave_struct *xsave_buf;
 376         enum ctx_state prev_state;
 377         struct bndcsr *bndcsr;
 378         siginfo_t *info;
 379
 380         prev_state = exception_enter();
 381         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, error_code,
 382                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 383                 goto exit;
 384         conditional_sti(regs);
 385
 386         if (!user_mode(regs))
 387                 die("bounds", regs, error_code);
 388
 389         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_MPX)) {
 390                 /* The exception is not from Intel MPX */
 391                 goto exit_trap;
 392         }
 393
 394         /*
 395          * We need to look at BNDSTATUS to resolve this exception.
 396          * It is not directly accessible, though, so we need to
 397          * do an xsave and then pull it out of the xsave buffer.
 398          */
 399         fpu_save_init(&tsk->thread.fpu);
 400         xsave_buf = &(tsk->thread.fpu.state->xsave);
 401         bndcsr = get_xsave_addr(xsave_buf, XSTATE_BNDCSR);
 402         if (!bndcsr)
 403                 goto exit_trap;
 404
 405         /*
 406          * The error code field of the BNDSTATUS register communicates status
 407          * information of a bound range exception #BR or operation involving
 408          * bound directory.
 409          */
 410         switch (bndcsr->bndstatus & MPX_BNDSTA_ERROR_CODE) {
 411         case 2: /* Bound directory has invalid entry. */
 412                 if (mpx_handle_bd_fault(xsave_buf))
 413                         goto exit_trap;
 414                 break; /* Success, it was handled */
 415         case 1: /* Bound violation. */
 416                 info = mpx_generate_siginfo(regs, xsave_buf);
 417                 if (IS_ERR(info)) {
 418                         /*
 419                          * We failed to decode the MPX instruction.  Act as if
 420                          * the exception was not caused by MPX.
 421                          */
 422                         goto exit_trap;
 423                 }
 424                 /*
 425                  * Success, we decoded the instruction and retrieved
 426                  * an 'info' containing the address being accessed
 427                  * which caused the exception.  This information
 428                  * allows and application to possibly handle the
 429                  * #BR exception itself.
 430                  */
 431                 do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, info);
 432                 kfree(info);
 433                 break;
 434         case 0: /* No exception caused by Intel MPX operations. */
 435                 goto exit_trap;
 436         default:
 437                 die("bounds", regs, error_code);
 438         }
 439
 440 exit:
 441         exception_exit(prev_state);
 442         return;
 443 exit_trap:
 444         /*
 445          * This path out is for all the cases where we could not
 446          * handle the exception in some way (like allocating a
 447          * table or telling userspace about it.  We will also end
 448          * up here if the kernel has MPX turned off at compile
 449          * time..
 450          */
 451         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, error_code, NULL);
 452         exception_exit(prev_state);
 453 }
 454
 455 dotraplinkage void
 456 do_general_protection(struct pt_regs *regs, long error_code)
 457 {
 458         struct task_struct *tsk;
 459         enum ctx_state prev_state;
 460
 461         prev_state = exception_enter();
 462         conditional_sti(regs);
 463
 464         if (v8086_mode(regs)) {
 465                 local_irq_enable();
 466                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
 467                 goto exit;
 468         }
 469
 470         tsk = current;
 471         if (!user_mode(regs)) {
 472                 if (fixup_exception(regs))
 473                         goto exit;
 474
 475                 tsk->thread.error_code = error_code;
 476                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 477                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs, error_code,
 478                                X86_TRAP_GP, SIGSEGV) != NOTIFY_STOP)
 479                         die("general protection fault", regs, error_code);
 480                 goto exit;
 481         }
 482
 483         tsk->thread.error_code = error_code;
 484         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
 485
 486         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
 487                         printk_ratelimit()) {
 488                 pr_info("%s[%d] general protection ip:%lx sp:%lx error:%lx",
 489                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
 490                         regs->ip, regs->sp, error_code);
 491                 print_vma_addr(" in ", regs->ip);
 492                 pr_cont("\n");
 493         }
 494
 495         force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 496 exit:
 497         exception_exit(prev_state);
 498 }
 499 NOKPROBE_SYMBOL(do_general_protection);
 500
 501 /* May run on IST stack. */
 502 dotraplinkage void notrace do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
 503 {
 504         enum ctx_state prev_state;
 505
 506 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 507         /*
 508          * ftrace must be first, everything else may cause a recursive crash.
 509          * See note by declaration of modifying_ftrace_code in ftrace.c
 510          */
 511         if (unlikely(atomic_read(&modifying_ftrace_code)) &&
 512             ftrace_int3_handler(regs))
 513                 return;
 514 #endif
 515         if (poke_int3_handler(regs))
 516                 return;
 517
 518         prev_state = ist_enter(regs);
 519 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
 520         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 521                                 SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 522                 goto exit;
 523 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
 524
 525 #ifdef CONFIG_KPROBES
 526         if (kprobe_int3_handler(regs))
 527                 goto exit;
 528 #endif
 529
 530         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, X86_TRAP_BP,
 531                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 532                 goto exit;
 533
 534         /*
 535          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 536          * as we may switch to the interrupt stack.
 537          */
 538         debug_stack_usage_inc();
 539         preempt_conditional_sti(regs);
 540         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, error_code, NULL);
 541         preempt_conditional_cli(regs);
 542         debug_stack_usage_dec();
 543 exit:
 544         ist_exit(regs, prev_state);
 545 }
 546 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
 547
 548 #ifdef CONFIG_X86_64
 549 /*
 550  * Help handler running on IST stack to switch off the IST stack if the
 551  * interrupted code was in user mode. The actual stack switch is done in
 552  * entry_64.S
 553  */
 554 asmlinkage __visible notrace struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
 555 {
 556         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(current);
 557         *regs = *eregs;
 558         return regs;
 559 }
 560 NOKPROBE_SYMBOL(sync_regs);
 561
 562 struct bad_iret_stack {
 563         void *error_entry_ret;
 564         struct pt_regs regs;
 565 };
 566
 567 asmlinkage __visible notrace
 568 struct bad_iret_stack *fixup_bad_iret(struct bad_iret_stack *s)
 569 {
 570         /*
 571          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
 572          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
 573          * correctly, we want move our stack frame to task_pt_regs
 574          * and we want to pretend that the exception came from the
 575          * iret target.
 576          */
 577         struct bad_iret_stack *new_stack =
 578                 container_of(task_pt_regs(current),
 579                              struct bad_iret_stack, regs);
 580
 581         /* Copy the IRET target to the new stack. */
 582         memmove(&new_stack->regs.ip, (void *)s->regs.sp, 5*8);
 583
 584         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
 585         memmove(new_stack, s, offsetof(struct bad_iret_stack, regs.ip));
 586
 587         BUG_ON(!user_mode(&new_stack->regs));
 588         return new_stack;
 589 }
 590 NOKPROBE_SYMBOL(fixup_bad_iret);
 591 #endif
 592
 593 /*
 594  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
 595  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
 596  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
 597  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
 598  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
 599  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
 600  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
 601  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
 602  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
 603  *
 604  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
 605  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
 606  * user code runs with the correct debug control register even though
 607  * we clear it here.
 608  *
 609  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
 610  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
 611  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
 612  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
 613  * by user code)
 614  *
 615  * May run on IST stack.
 616  */
 617 dotraplinkage void do_debug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 618 {
 619         struct task_struct *tsk = current;
 620         enum ctx_state prev_state;
 621         int user_icebp = 0;
 622         unsigned long dr6;
 623         int si_code;
 624
 625         prev_state = ist_enter(regs);
 626
 627         get_debugreg(dr6, 6);
 628
 629         /* Filter out all the reserved bits which are preset to 1 */
 630         dr6 &= ~DR6_RESERVED;
 631
 632         /*
 633          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
 634          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
 635          * User wants a sigtrap for that.
 636          */
 637         if (!dr6 && user_mode(regs))
 638                 user_icebp = 1;
 639
 640         /* Catch kmemcheck conditions first of all! */
 641         if ((dr6 & DR_STEP) && kmemcheck_trap(regs))
 642                 goto exit;
 643
 644         /* DR6 may or may not be cleared by the CPU */
 645         set_debugreg(0, 6);
 646
 647         /*
 648          * The processor cleared BTF, so don't mark that we need it set.
 649          */
 650         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_BLOCKSTEP);
 651
 652         /* Store the virtualized DR6 value */
 653         tsk->thread.debugreg6 = dr6;
 654
 655 #ifdef CONFIG_KPROBES
 656         if (kprobe_debug_handler(regs))
 657                 goto exit;
 658 #endif
 659
 660         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)&dr6, error_code,
 661                                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
 662                 goto exit;
 663
 664         /*
 665          * Let others (NMI) know that the debug stack is in use
 666          * as we may switch to the interrupt stack.
 667          */
 668         debug_stack_usage_inc();
 669
 670         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
 671         preempt_conditional_sti(regs);
 672
 673         if (v8086_mode(regs)) {
 674                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code,
 675                                         X86_TRAP_DB);
 676                 preempt_conditional_cli(regs);
 677                 debug_stack_usage_dec();
 678                 goto exit;
 679         }
 680
 681         /*
 682          * Single-stepping through system calls: ignore any exceptions in
 683          * kernel space, but re-enable TF when returning to user mode.
 684          *
 685          * We already checked v86 mode above, so we can check for kernel mode
 686          * by just checking the CPL of CS.
 687          */
 688         if ((dr6 & DR_STEP) && !user_mode(regs)) {
 689                 tsk->thread.debugreg6 &= ~DR_STEP;
 690                 set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
 691                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 692         }
 693         si_code = get_si_code(tsk->thread.debugreg6);
 694         if (tsk->thread.debugreg6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || user_icebp)
 695                 send_sigtrap(tsk, regs, error_code, si_code);
 696         preempt_conditional_cli(regs);
 697         debug_stack_usage_dec();
 698
 699 exit:
 700         ist_exit(regs, prev_state);
 701 }
 702 NOKPROBE_SYMBOL(do_debug);
 703
 704 /*
 705  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
 706  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
 707  * IRQ13 behaviour
 708  */
 709 static void math_error(struct pt_regs *regs, int error_code, int trapnr)
 710 {
 711         struct task_struct *task = current;
 712         siginfo_t info;
 713         unsigned short err;
 714         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
 715                                                 "simd exception";
 716
 717         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, SIGFPE) == NOTIFY_STOP)
 718                 return;
 719         conditional_sti(regs);
 720
 721         if (!user_mode(regs))
 722         {
 723                 if (!fixup_exception(regs)) {
 724                         task->thread.error_code = error_code;
 725                         task->thread.trap_nr = trapnr;
 726                         die(str, regs, error_code);
 727                 }
 728                 return;
 729         }
 730
 731         /*
 732          * Save the info for the exception handler and clear the error.
 733          */
 734         unlazy_fpu(task);
 735         task->thread.trap_nr = trapnr;
 736         task->thread.error_code = error_code;
 737         info.si_signo = SIGFPE;
 738         info.si_errno = 0;
 739         info.si_addr = (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
 740         if (trapnr == X86_TRAP_MF) {
 741                 unsigned short cwd, swd;
 742                 /*
 743                  * (~cwd & swd) will mask out exceptions that are not set to unmasked
 744                  * status.  0x3f is the exception bits in these regs, 0x200 is the
 745                  * C1 reg you need in case of a stack fault, 0x040 is the stack
 746                  * fault bit.  We should only be taking one exception at a time,
 747                  * so if this combination doesn't produce any single exception,
 748                  * then we have a bad program that isn't synchronizing its FPU usage
 749                  * and it will suffer the consequences since we won't be able to
 750                  * fully reproduce the context of the exception
 751                  */
 752                 cwd = get_fpu_cwd(task);
 753                 swd = get_fpu_swd(task);
 754
 755                 err = swd & ~cwd;
 756         } else {
 757                 /*
 758                  * The SIMD FPU exceptions are handled a little differently, as there
 759                  * is only a single status/control register.  Thus, to determine which
 760                  * unmasked exception was caught we must mask the exception mask bits
 761                  * at 0x1f80, and then use these to mask the exception bits at 0x3f.
 762                  */
 763                 unsigned short mxcsr = get_fpu_mxcsr(task);
 764                 err = ~(mxcsr >> 7) & mxcsr;
 765         }
 766
 767         if (err & 0x001) {      /* Invalid op */
 768                 /*
 769                  * swd & 0x240 == 0x040: Stack Underflow
 770                  * swd & 0x240 == 0x240: Stack Overflow
 771                  * User must clear the SF bit (0x40) if set
 772                  */
 773                 info.si_code = FPE_FLTINV;
 774         } else if (err & 0x004) { /* Divide by Zero */
 775                 info.si_code = FPE_FLTDIV;
 776         } else if (err & 0x008) { /* Overflow */
 777                 info.si_code = FPE_FLTOVF;
 778         } else if (err & 0x012) { /* Denormal, Underflow */
 779                 info.si_code = FPE_FLTUND;
 780         } else if (err & 0x020) { /* Precision */
 781                 info.si_code = FPE_FLTRES;
 782         } else {
 783                 /*
 784                  * If we're using IRQ 13, or supposedly even some trap
 785                  * X86_TRAP_MF implementations, it's possible
 786                  * we get a spurious trap, which is not an error.
 787                  */
 788                 return;
 789         }
 790         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
 791 }
 792
 793 dotraplinkage void do_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 794 {
 795         enum ctx_state prev_state;
 796
 797         prev_state = exception_enter();
 798         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_MF);
 799         exception_exit(prev_state);
 800 }
 801
 802 dotraplinkage void
 803 do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 804 {
 805         enum ctx_state prev_state;
 806
 807         prev_state = exception_enter();
 808         math_error(regs, error_code, X86_TRAP_XF);
 809         exception_exit(prev_state);
 810 }
 811
 812 dotraplinkage void
 813 do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs *regs, long error_code)
 814 {
 815         conditional_sti(regs);
 816 }
 817
 818 /*
 819  * 'math_state_restore()' saves the current math information in the
 820  * old math state array, and gets the new ones from the current task
 821  *
 822  * Careful.. There are problems with IBM-designed IRQ13 behaviour.
 823  * Don't touch unless you *really* know how it works.
 824  *
 825  * Must be called with kernel preemption disabled (eg with local
 826  * local interrupts as in the case of do_device_not_available).
 827  */
 828 void math_state_restore(void)
 829 {
 830         struct task_struct *tsk = current;
 831
 832         if (!tsk_used_math(tsk)) {
 833                 local_irq_enable();
 834                 /*
 835                  * does a slab alloc which can sleep
 836                  */
 837                 if (init_fpu(tsk)) {
 838                         /*
 839                          * ran out of memory!
 840                          */
 841                         do_group_exit(SIGKILL);
 842                         return;
 843                 }
 844                 local_irq_disable();
 845         }
 846
 847         /* Avoid __kernel_fpu_begin() right after __thread_fpu_begin() */
 848         kernel_fpu_disable();
 849         __thread_fpu_begin(tsk);
 850         if (unlikely(restore_fpu_checking(tsk))) {
 851                 fpu_reset_state(tsk);
 852                 force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 853         } else {
 854                 tsk->thread.fpu_counter++;
 855         }
 856         kernel_fpu_enable();
 857 }
 858 EXPORT_SYMBOL_GPL(math_state_restore);
 859
 860 dotraplinkage void
 861 do_device_not_available(struct pt_regs *regs, long error_code)
 862 {
 863         enum ctx_state prev_state;
 864
 865         prev_state = exception_enter();
 866         BUG_ON(use_eager_fpu());
 867
 868 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 869         if (read_cr0() & X86_CR0_EM) {
 870                 struct math_emu_info info = { };
 871
 872                 conditional_sti(regs);
 873
 874                 info.regs = regs;
 875                 math_emulate(&info);
 876                 exception_exit(prev_state);
 877                 return;
 878         }
 879 #endif
 880         math_state_restore(); /* interrupts still off */
 881 #ifdef CONFIG_X86_32
 882         conditional_sti(regs);
 883 #endif
 884         exception_exit(prev_state);
 885 }
 886 NOKPROBE_SYMBOL(do_device_not_available);
 887
 888 #ifdef CONFIG_X86_32
 889 dotraplinkage void do_iret_error(struct pt_regs *regs, long error_code)
 890 {
 891         siginfo_t info;
 892         enum ctx_state prev_state;
 893
 894         prev_state = exception_enter();
 895         local_irq_enable();
 896
 897         info.si_signo = SIGILL;
 898         info.si_errno = 0;
 899         info.si_code = ILL_BADSTK;
 900         info.si_addr = NULL;
 901         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, error_code,
 902                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
 903                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, error_code,
 904                         &info);
 905         }
 906         exception_exit(prev_state);
 907 }
 908 #endif
 909
 910 /* Set of traps needed for early debugging. */
 911 void __init early_trap_init(void)
 912 {
 913         /*
 914          * Don't use IST to set DEBUG_STACK as it doesn't work until TSS
 915          * is ready in cpu_init() <-- trap_init(). Before trap_init(),
 916          * CPU runs at ring 0 so it is impossible to hit an invalid
 917          * stack.  Using the original stack works well enough at this
 918          * early stage. DEBUG_STACK will be equipped after cpu_init() in
 919          * trap_init().
 920          *
 921          * We don't need to set trace_idt_table like set_intr_gate(),
 922          * since we don't have trace_debug and it will be reset to
 923          * 'debug' in trap_init() by set_intr_gate_ist().
 924          */
 925         set_intr_gate_notrace(X86_TRAP_DB, debug);
 926         /* int3 can be called from all */
 927         set_system_intr_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
 928 #ifdef CONFIG_X86_32
 929         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 930 #endif
 931         load_idt(&idt_descr);
 932 }
 933
 934 void __init early_trap_pf_init(void)
 935 {
 936 #ifdef CONFIG_X86_64
 937         set_intr_gate(X86_TRAP_PF, page_fault);
 938 #endif
 939 }
 940
 941 void __init trap_init(void)
 942 {
 943         int i;
 944
 945 #ifdef CONFIG_EISA
 946         void __iomem *p = early_ioremap(0x0FFFD9, 4);
 947
 948         if (readl(p) == 'E' + ('I'<<8) + ('S'<<16) + ('A'<<24))
 949                 EISA_bus = 1;
 950         early_iounmap(p, 4);
 951 #endif
 952
 953         set_intr_gate(X86_TRAP_DE, divide_error);
 954         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_NMI, &nmi, NMI_STACK);
 955         /* int4 can be called from all */
 956         set_system_intr_gate(X86_TRAP_OF, &overflow);
 957         set_intr_gate(X86_TRAP_BR, bounds);
 958         set_intr_gate(X86_TRAP_UD, invalid_op);
 959         set_intr_gate(X86_TRAP_NM, device_not_available);
 960 #ifdef CONFIG_X86_32
 961         set_task_gate(X86_TRAP_DF, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
 962 #else
 963         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DF, &double_fault, DOUBLEFAULT_STACK);
 964 #endif
 965         set_intr_gate(X86_TRAP_OLD_MF, coprocessor_segment_overrun);
 966         set_intr_gate(X86_TRAP_TS, invalid_TSS);
 967         set_intr_gate(X86_TRAP_NP, segment_not_present);
 968         set_intr_gate(X86_TRAP_SS, stack_segment);
 969         set_intr_gate(X86_TRAP_GP, general_protection);
 970         set_intr_gate(X86_TRAP_SPURIOUS, spurious_interrupt_bug);
 971         set_intr_gate(X86_TRAP_MF, coprocessor_error);
 972         set_intr_gate(X86_TRAP_AC, alignment_check);
 973 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 974         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_MC, &machine_check, MCE_STACK);
 975 #endif
 976         set_intr_gate(X86_TRAP_XF, simd_coprocessor_error);
 977
 978         /* Reserve all the builtin and the syscall vector: */
 979         for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++)
 980                 set_bit(i, used_vectors);
 981
 982 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 983         set_system_intr_gate(IA32_SYSCALL_VECTOR, ia32_syscall);
 984         set_bit(IA32_SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 985 #endif
 986
 987 #ifdef CONFIG_X86_32
 988         set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call);
 989         set_bit(SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
 990 #endif
 991
 992         /*
 993          * Set the IDT descriptor to a fixed read-only location, so that the
 994          * "sidt" instruction will not leak the location of the kernel, and
 995          * to defend the IDT against arbitrary memory write vulnerabilities.
 996          * It will be reloaded in cpu_init() */
 997         __set_fixmap(FIX_RO_IDT, __pa_symbol(idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
 998         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_RO_IDT);
 999
1000         /*
1001          * Should be a barrier for any external CPU state:
1002          */
1003         cpu_init();
1004
1005         /*
1006          * X86_TRAP_DB and X86_TRAP_BP have been set
1007          * in early_trap_init(). However, ITS works only after
1008          * cpu_init() loads TSS. See comments in early_trap_init().
1009          */
1010         set_intr_gate_ist(X86_TRAP_DB, &debug, DEBUG_STACK);
1011         /* int3 can be called from all */
1012         set_system_intr_gate_ist(X86_TRAP_BP, &int3, DEBUG_STACK);
1013
1014         x86_init.irqs.trap_init();
1015
1016 #ifdef CONFIG_X86_64
1017         memcpy(&debug_idt_table, &idt_table, IDT_ENTRIES * 16);
1018         set_nmi_gate(X86_TRAP_DB, &debug);
1019         set_nmi_gate(X86_TRAP_BP, &int3);
1020 #endif
1021 }