arch/x86/kernel/dumpstack.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
   4  */
   5 #include <linux/kallsyms.h>
   6 #include <linux/kprobes.h>
   7 #include <linux/uaccess.h>
   8 #include <linux/utsname.h>
   9 #include <linux/hardirq.h>
  10 #include <linux/kdebug.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/ptrace.h>
  13 #include <linux/sched/debug.h>
  14 #include <linux/sched/task_stack.h>
  15 #include <linux/ftrace.h>
  16 #include <linux/kexec.h>
  17 #include <linux/bug.h>
  18 #include <linux/nmi.h>
  19 #include <linux/sysfs.h>
  20 #include <linux/kasan.h>
  21
  22 #include <asm/cpu_entry_area.h>
  23 #include <asm/stacktrace.h>
  24 #include <asm/unwind.h>
  25
  26 int panic_on_unrecovered_nmi;
  27 int panic_on_io_nmi;
  28 static int die_counter;
  29
  30 static struct pt_regs exec_summary_regs;
  31
  32 bool noinstr in_task_stack(unsigned long *stack, struct task_struct *task,
  33                            struct stack_info *info)
  34 {
  35         unsigned long *begin = task_stack_page(task);
  36         unsigned long *end   = task_stack_page(task) + THREAD_SIZE;
  37
  38         if (stack < begin || stack >= end)
  39                 return false;
  40
  41         info->type      = STACK_TYPE_TASK;
  42         info->begin     = begin;
  43         info->end       = end;
  44         info->next_sp   = NULL;
  45
  46         return true;
  47 }
  48
  49 /* Called from get_stack_info_noinstr - so must be noinstr too */
  50 bool noinstr in_entry_stack(unsigned long *stack, struct stack_info *info)
  51 {
  52         struct entry_stack *ss = cpu_entry_stack(smp_processor_id());
  53
  54         void *begin = ss;
  55         void *end = ss + 1;
  56
  57         if ((void *)stack < begin || (void *)stack >= end)
  58                 return false;
  59
  60         info->type      = STACK_TYPE_ENTRY;
  61         info->begin     = begin;
  62         info->end       = end;
  63         info->next_sp   = NULL;
  64
  65         return true;
  66 }
  67
  68 static void printk_stack_address(unsigned long address, int reliable,
  69                                  const char *log_lvl)
  70 {
  71         touch_nmi_watchdog();
  72         printk("%s %s%pBb\n", log_lvl, reliable ? "" : "? ", (void *)address);
  73 }
  74
  75 static int copy_code(struct pt_regs *regs, u8 *buf, unsigned long src,
  76                      unsigned int nbytes)
  77 {
  78         if (!user_mode(regs))
  79                 return copy_from_kernel_nofault(buf, (u8 *)src, nbytes);
  80
  81         /* The user space code from other tasks cannot be accessed. */
  82         if (regs != task_pt_regs(current))
  83                 return -EPERM;
  84         /*
  85          * Make sure userspace isn't trying to trick us into dumping kernel
  86          * memory by pointing the userspace instruction pointer at it.
  87          */
  88         if (__chk_range_not_ok(src, nbytes, TASK_SIZE_MAX))
  89                 return -EINVAL;
  90
  91         /*
  92          * Even if named copy_from_user_nmi() this can be invoked from
  93          * other contexts and will not try to resolve a pagefault, which is
  94          * the correct thing to do here as this code can be called from any
  95          * context.
  96          */
  97         return copy_from_user_nmi(buf, (void __user *)src, nbytes);
  98 }
  99
 100 /*
 101  * There are a couple of reasons for the 2/3rd prologue, courtesy of Linus:
 102  *
 103  * In case where we don't have the exact kernel image (which, if we did, we can
 104  * simply disassemble and navigate to the RIP), the purpose of the bigger
 105  * prologue is to have more context and to be able to correlate the code from
 106  * the different toolchains better.
 107  *
 108  * In addition, it helps in recreating the register allocation of the failing
 109  * kernel and thus make sense of the register dump.
 110  *
 111  * What is more, the additional complication of a variable length insn arch like
 112  * x86 warrants having longer byte sequence before rIP so that the disassembler
 113  * can "sync" up properly and find instruction boundaries when decoding the
 114  * opcode bytes.
 115  *
 116  * Thus, the 2/3rds prologue and 64 byte OPCODE_BUFSIZE is just a random
 117  * guesstimate in attempt to achieve all of the above.
 118  */
 119 void show_opcodes(struct pt_regs *regs, const char *loglvl)
 120 {
 121 #define PROLOGUE_SIZE 42
 122 #define EPILOGUE_SIZE 21
 123 #define OPCODE_BUFSIZE (PROLOGUE_SIZE + 1 + EPILOGUE_SIZE)
 124         u8 opcodes[OPCODE_BUFSIZE];
 125         unsigned long prologue = regs->ip - PROLOGUE_SIZE;
 126
 127         switch (copy_code(regs, opcodes, prologue, sizeof(opcodes))) {
 128         case 0:
 129                 printk("%sCode: %" __stringify(PROLOGUE_SIZE) "ph <%02x> %"
 130                        __stringify(EPILOGUE_SIZE) "ph\n", loglvl, opcodes,
 131                        opcodes[PROLOGUE_SIZE], opcodes + PROLOGUE_SIZE + 1);
 132                 break;
 133         case -EPERM:
 134                 /* No access to the user space stack of other tasks. Ignore. */
 135                 break;
 136         default:
 137                 printk("%sCode: Unable to access opcode bytes at RIP 0x%lx.\n",
 138                        loglvl, prologue);
 139                 break;
 140         }
 141 }
 142
 143 void show_ip(struct pt_regs *regs, const char *loglvl)
 144 {
 145 #ifdef CONFIG_X86_32
 146         printk("%sEIP: %pS\n", loglvl, (void *)regs->ip);
 147 #else
 148         printk("%sRIP: %04x:%pS\n", loglvl, (int)regs->cs, (void *)regs->ip);
 149 #endif
 150         show_opcodes(regs, loglvl);
 151 }
 152
 153 void show_iret_regs(struct pt_regs *regs, const char *log_lvl)
 154 {
 155         show_ip(regs, log_lvl);
 156         printk("%sRSP: %04x:%016lx EFLAGS: %08lx", log_lvl, (int)regs->ss,
 157                 regs->sp, regs->flags);
 158 }
 159
 160 static void show_regs_if_on_stack(struct stack_info *info, struct pt_regs *regs,
 161                                   bool partial, const char *log_lvl)
 162 {
 163         /*
 164          * These on_stack() checks aren't strictly necessary: the unwind code
 165          * has already validated the 'regs' pointer.  The checks are done for
 166          * ordering reasons: if the registers are on the next stack, we don't
 167          * want to print them out yet.  Otherwise they'll be shown as part of
 168          * the wrong stack.  Later, when show_trace_log_lvl() switches to the
 169          * next stack, this function will be called again with the same regs so
 170          * they can be printed in the right context.
 171          */
 172         if (!partial && on_stack(info, regs, sizeof(*regs))) {
 173                 __show_regs(regs, SHOW_REGS_SHORT, log_lvl);
 174
 175         } else if (partial && on_stack(info, (void *)regs + IRET_FRAME_OFFSET,
 176                                        IRET_FRAME_SIZE)) {
 177                 /*
 178                  * When an interrupt or exception occurs in entry code, the
 179                  * full pt_regs might not have been saved yet.  In that case
 180                  * just print the iret frame.
 181                  */
 182                 show_iret_regs(regs, log_lvl);
 183         }
 184 }
 185
 186 static void show_trace_log_lvl(struct task_struct *task, struct pt_regs *regs,
 187                         unsigned long *stack, const char *log_lvl)
 188 {
 189         struct unwind_state state;
 190         struct stack_info stack_info = {0};
 191         unsigned long visit_mask = 0;
 192         int graph_idx = 0;
 193         bool partial = false;
 194
 195         printk("%sCall Trace:\n", log_lvl);
 196
 197         unwind_start(&state, task, regs, stack);
 198         regs = unwind_get_entry_regs(&state, &partial);
 199
 200         /*
 201          * Iterate through the stacks, starting with the current stack pointer.
 202          * Each stack has a pointer to the next one.
 203          *
 204          * x86-64 can have several stacks:
 205          * - task stack
 206          * - interrupt stack
 207          * - HW exception stacks (double fault, nmi, debug, mce)
 208          * - entry stack
 209          *
 210          * x86-32 can have up to four stacks:
 211          * - task stack
 212          * - softirq stack
 213          * - hardirq stack
 214          * - entry stack
 215          */
 216         for (stack = stack ?: get_stack_pointer(task, regs);
 217              stack;
 218              stack = stack_info.next_sp) {
 219                 const char *stack_name;
 220
 221                 stack = PTR_ALIGN(stack, sizeof(long));
 222
 223                 if (get_stack_info(stack, task, &stack_info, &visit_mask)) {
 224                         /*
 225                          * We weren't on a valid stack.  It's possible that
 226                          * we overflowed a valid stack into a guard page.
 227                          * See if the next page up is valid so that we can
 228                          * generate some kind of backtrace if this happens.
 229                          */
 230                         stack = (unsigned long *)PAGE_ALIGN((unsigned long)stack);
 231                         if (get_stack_info(stack, task, &stack_info, &visit_mask))
 232                                 break;
 233                 }
 234
 235                 stack_name = stack_type_name(stack_info.type);
 236                 if (stack_name)
 237                         printk("%s <%s>\n", log_lvl, stack_name);
 238
 239                 if (regs)
 240                         show_regs_if_on_stack(&stack_info, regs, partial, log_lvl);
 241
 242                 /*
 243                  * Scan the stack, printing any text addresses we find.  At the
 244                  * same time, follow proper stack frames with the unwinder.
 245                  *
 246                  * Addresses found during the scan which are not reported by
 247                  * the unwinder are considered to be additional clues which are
 248                  * sometimes useful for debugging and are prefixed with '?'.
 249                  * This also serves as a failsafe option in case the unwinder
 250                  * goes off in the weeds.
 251                  */
 252                 for (; stack < stack_info.end; stack++) {
 253                         unsigned long real_addr;
 254                         int reliable = 0;
 255                         unsigned long addr = READ_ONCE_NOCHECK(*stack);
 256                         unsigned long *ret_addr_p =
 257                                 unwind_get_return_address_ptr(&state);
 258
 259                         if (!__kernel_text_address(addr))
 260                                 continue;
 261
 262                         /*
 263                          * Don't print regs->ip again if it was already printed
 264                          * by show_regs_if_on_stack().
 265                          */
 266                         if (regs && stack == &regs->ip)
 267                                 goto next;
 268
 269                         if (stack == ret_addr_p)
 270                                 reliable = 1;
 271
 272                         /*
 273                          * When function graph tracing is enabled for a
 274                          * function, its return address on the stack is
 275                          * replaced with the address of an ftrace handler
 276                          * (return_to_handler).  In that case, before printing
 277                          * the "real" address, we want to print the handler
 278                          * address as an "unreliable" hint that function graph
 279                          * tracing was involved.
 280                          */
 281                         real_addr = ftrace_graph_ret_addr(task, &graph_idx,
 282                                                           addr, stack);
 283                         if (real_addr != addr)
 284                                 printk_stack_address(addr, 0, log_lvl);
 285                         printk_stack_address(real_addr, reliable, log_lvl);
 286
 287                         if (!reliable)
 288                                 continue;
 289
 290 next:
 291                         /*
 292                          * Get the next frame from the unwinder.  No need to
 293                          * check for an error: if anything goes wrong, the rest
 294                          * of the addresses will just be printed as unreliable.
 295                          */
 296                         unwind_next_frame(&state);
 297
 298                         /* if the frame has entry regs, print them */
 299                         regs = unwind_get_entry_regs(&state, &partial);
 300                         if (regs)
 301                                 show_regs_if_on_stack(&stack_info, regs, partial, log_lvl);
 302                 }
 303
 304                 if (stack_name)
 305                         printk("%s </%s>\n", log_lvl, stack_name);
 306         }
 307 }
 308
 309 void show_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
 310                        const char *loglvl)
 311 {
 312         task = task ? : current;
 313
 314         /*
 315          * Stack frames below this one aren't interesting.  Don't show them
 316          * if we're printing for %current.
 317          */
 318         if (!sp && task == current)
 319                 sp = get_stack_pointer(current, NULL);
 320
 321         show_trace_log_lvl(task, NULL, sp, loglvl);
 322 }
 323
 324 void show_stack_regs(struct pt_regs *regs)
 325 {
 326         show_trace_log_lvl(current, regs, NULL, KERN_DEFAULT);
 327 }
 328
 329 static arch_spinlock_t die_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 330 static int die_owner = -1;
 331 static unsigned int die_nest_count;
 332
 333 unsigned long oops_begin(void)
 334 {
 335         int cpu;
 336         unsigned long flags;
 337
 338         oops_enter();
 339
 340         /* racy, but better than risking deadlock. */
 341         raw_local_irq_save(flags);
 342         cpu = smp_processor_id();
 343         if (!arch_spin_trylock(&die_lock)) {
 344                 if (cpu == die_owner)
 345                         /* nested oops. should stop eventually */;
 346                 else
 347                         arch_spin_lock(&die_lock);
 348         }
 349         die_nest_count++;
 350         die_owner = cpu;
 351         console_verbose();
 352         bust_spinlocks(1);
 353         return flags;
 354 }
 355 NOKPROBE_SYMBOL(oops_begin);
 356
 357 void __noreturn rewind_stack_and_make_dead(int signr);
 358
 359 void oops_end(unsigned long flags, struct pt_regs *regs, int signr)
 360 {
 361         if (regs && kexec_should_crash(current))
 362                 crash_kexec(regs);
 363
 364         bust_spinlocks(0);
 365         die_owner = -1;
 366         add_taint(TAINT_DIE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
 367         die_nest_count--;
 368         if (!die_nest_count)
 369                 /* Nest count reaches zero, release the lock. */
 370                 arch_spin_unlock(&die_lock);
 371         raw_local_irq_restore(flags);
 372         oops_exit();
 373
 374         /* Executive summary in case the oops scrolled away */
 375         __show_regs(&exec_summary_regs, SHOW_REGS_ALL, KERN_DEFAULT);
 376
 377         if (!signr)
 378                 return;
 379         if (in_interrupt())
 380                 panic("Fatal exception in interrupt");
 381         if (panic_on_oops)
 382                 panic("Fatal exception");
 383
 384         /*
 385          * We're not going to return, but we might be on an IST stack or
 386          * have very little stack space left.  Rewind the stack and kill
 387          * the task.
 388          * Before we rewind the stack, we have to tell KASAN that we're going to
 389          * reuse the task stack and that existing poisons are invalid.
 390          */
 391         kasan_unpoison_task_stack(current);
 392         rewind_stack_and_make_dead(signr);
 393 }
 394 NOKPROBE_SYMBOL(oops_end);
 395
 396 static void __die_header(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 397 {
 398         const char *pr = "";
 399
 400         /* Save the regs of the first oops for the executive summary later. */
 401         if (!die_counter)
 402                 exec_summary_regs = *regs;
 403
 404         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
 405                 pr = IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ? " PREEMPT_RT" : " PREEMPT";
 406
 407         printk(KERN_DEFAULT
 408                "%s: %04lx [#%d]%s%s%s%s%s\n", str, err & 0xffff, ++die_counter,
 409                pr,
 410                IS_ENABLED(CONFIG_SMP)     ? " SMP"             : "",
 411                debug_pagealloc_enabled()  ? " DEBUG_PAGEALLOC" : "",
 412                IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)   ? " KASAN"           : "",
 413                IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION) ?
 414                (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PTI) ? " PTI" : " NOPTI") : "");
 415 }
 416 NOKPROBE_SYMBOL(__die_header);
 417
 418 static int __die_body(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 419 {
 420         show_regs(regs);
 421         print_modules();
 422
 423         if (notify_die(DIE_OOPS, str, regs, err,
 424                         current->thread.trap_nr, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
 425                 return 1;
 426
 427         return 0;
 428 }
 429 NOKPROBE_SYMBOL(__die_body);
 430
 431 int __die(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 432 {
 433         __die_header(str, regs, err);
 434         return __die_body(str, regs, err);
 435 }
 436 NOKPROBE_SYMBOL(__die);
 437
 438 /*
 439  * This is gone through when something in the kernel has done something bad
 440  * and is about to be terminated:
 441  */
 442 void die(const char *str, struct pt_regs *regs, long err)
 443 {
 444         unsigned long flags = oops_begin();
 445         int sig = SIGSEGV;
 446
 447         if (__die(str, regs, err))
 448                 sig = 0;
 449         oops_end(flags, regs, sig);
 450 }
 451
 452 void die_addr(const char *str, struct pt_regs *regs, long err, long gp_addr)
 453 {
 454         unsigned long flags = oops_begin();
 455         int sig = SIGSEGV;
 456
 457         __die_header(str, regs, err);
 458         if (gp_addr)
 459                 kasan_non_canonical_hook(gp_addr);
 460         if (__die_body(str, regs, err))
 461                 sig = 0;
 462         oops_end(flags, regs, sig);
 463 }
 464
 465 void show_regs(struct pt_regs *regs)
 466 {
 467         enum show_regs_mode print_kernel_regs;
 468
 469         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 470
 471         print_kernel_regs = user_mode(regs) ? SHOW_REGS_USER : SHOW_REGS_ALL;
 472         __show_regs(regs, print_kernel_regs, KERN_DEFAULT);
 473
 474         /*
 475          * When in-kernel, we also print out the stack at the time of the fault..
 476          */
 477         if (!user_mode(regs))
 478                 show_trace_log_lvl(current, regs, NULL, KERN_DEFAULT);
 479 }