GNU Linux-libre 5.15.137-gnu
[releases.git] / arch / x86 / kernel / traps.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
4  *
5  *  Pentium III FXSR, SSE support
6  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
7  */
8
9 /*
10  * Handle hardware traps and faults.
11  */
12
13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
14
15 #include <linux/context_tracking.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/kallsyms.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/kprobes.h>
20 #include <linux/uaccess.h>
21 #include <linux/kdebug.h>
22 #include <linux/kgdb.h>
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/export.h>
25 #include <linux/ptrace.h>
26 #include <linux/uprobes.h>
27 #include <linux/string.h>
28 #include <linux/delay.h>
29 #include <linux/errno.h>
30 #include <linux/kexec.h>
31 #include <linux/sched.h>
32 #include <linux/sched/task_stack.h>
33 #include <linux/timer.h>
34 #include <linux/init.h>
35 #include <linux/bug.h>
36 #include <linux/nmi.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/smp.h>
39 #include <linux/io.h>
40 #include <linux/hardirq.h>
41 #include <linux/atomic.h>
42
43 #include <asm/stacktrace.h>
44 #include <asm/processor.h>
45 #include <asm/debugreg.h>
46 #include <asm/realmode.h>
47 #include <asm/text-patching.h>
48 #include <asm/ftrace.h>
49 #include <asm/traps.h>
50 #include <asm/desc.h>
51 #include <asm/fpu/internal.h>
52 #include <asm/cpu.h>
53 #include <asm/cpu_entry_area.h>
54 #include <asm/mce.h>
55 #include <asm/fixmap.h>
56 #include <asm/mach_traps.h>
57 #include <asm/alternative.h>
58 #include <asm/fpu/xstate.h>
59 #include <asm/vm86.h>
60 #include <asm/umip.h>
61 #include <asm/insn.h>
62 #include <asm/insn-eval.h>
63 #include <asm/vdso.h>
64
65 #ifdef CONFIG_X86_64
66 #include <asm/x86_init.h>
67 #include <asm/proto.h>
68 #else
69 #include <asm/processor-flags.h>
70 #include <asm/setup.h>
71 #include <asm/proto.h>
72 #endif
73
74 DECLARE_BITMAP(system_vectors, NR_VECTORS);
75
76 static inline void cond_local_irq_enable(struct pt_regs *regs)
77 {
78         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
79                 local_irq_enable();
80 }
81
82 static inline void cond_local_irq_disable(struct pt_regs *regs)
83 {
84         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
85                 local_irq_disable();
86 }
87
88 __always_inline int is_valid_bugaddr(unsigned long addr)
89 {
90         if (addr < TASK_SIZE_MAX)
91                 return 0;
92
93         /*
94          * We got #UD, if the text isn't readable we'd have gotten
95          * a different exception.
96          */
97         return *(unsigned short *)addr == INSN_UD2;
98 }
99
100 static nokprobe_inline int
101 do_trap_no_signal(struct task_struct *tsk, int trapnr, const char *str,
102                   struct pt_regs *regs, long error_code)
103 {
104         if (v8086_mode(regs)) {
105                 /*
106                  * Traps 0, 1, 3, 4, and 5 should be forwarded to vm86.
107                  * On nmi (interrupt 2), do_trap should not be called.
108                  */
109                 if (trapnr < X86_TRAP_UD) {
110                         if (!handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs,
111                                                 error_code, trapnr))
112                                 return 0;
113                 }
114         } else if (!user_mode(regs)) {
115                 if (fixup_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
116                         return 0;
117
118                 tsk->thread.error_code = error_code;
119                 tsk->thread.trap_nr = trapnr;
120                 die(str, regs, error_code);
121         } else {
122                 if (fixup_vdso_exception(regs, trapnr, error_code, 0))
123                         return 0;
124         }
125
126         /*
127          * We want error_code and trap_nr set for userspace faults and
128          * kernelspace faults which result in die(), but not
129          * kernelspace faults which are fixed up.  die() gives the
130          * process no chance to handle the signal and notice the
131          * kernel fault information, so that won't result in polluting
132          * the information about previously queued, but not yet
133          * delivered, faults.  See also exc_general_protection below.
134          */
135         tsk->thread.error_code = error_code;
136         tsk->thread.trap_nr = trapnr;
137
138         return -1;
139 }
140
141 static void show_signal(struct task_struct *tsk, int signr,
142                         const char *type, const char *desc,
143                         struct pt_regs *regs, long error_code)
144 {
145         if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, signr) &&
146             printk_ratelimit()) {
147                 pr_info("%s[%d] %s%s ip:%lx sp:%lx error:%lx",
148                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), type, desc,
149                         regs->ip, regs->sp, error_code);
150                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", regs->ip);
151                 pr_cont("\n");
152         }
153 }
154
155 static void
156 do_trap(int trapnr, int signr, char *str, struct pt_regs *regs,
157         long error_code, int sicode, void __user *addr)
158 {
159         struct task_struct *tsk = current;
160
161         if (!do_trap_no_signal(tsk, trapnr, str, regs, error_code))
162                 return;
163
164         show_signal(tsk, signr, "trap ", str, regs, error_code);
165
166         if (!sicode)
167                 force_sig(signr);
168         else
169                 force_sig_fault(signr, sicode, addr);
170 }
171 NOKPROBE_SYMBOL(do_trap);
172
173 static void do_error_trap(struct pt_regs *regs, long error_code, char *str,
174         unsigned long trapnr, int signr, int sicode, void __user *addr)
175 {
176         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching(), "entry code didn't wake RCU");
177
178         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) !=
179                         NOTIFY_STOP) {
180                 cond_local_irq_enable(regs);
181                 do_trap(trapnr, signr, str, regs, error_code, sicode, addr);
182                 cond_local_irq_disable(regs);
183         }
184 }
185
186 /*
187  * Posix requires to provide the address of the faulting instruction for
188  * SIGILL (#UD) and SIGFPE (#DE) in the si_addr member of siginfo_t.
189  *
190  * This address is usually regs->ip, but when an uprobe moved the code out
191  * of line then regs->ip points to the XOL code which would confuse
192  * anything which analyzes the fault address vs. the unmodified binary. If
193  * a trap happened in XOL code then uprobe maps regs->ip back to the
194  * original instruction address.
195  */
196 static __always_inline void __user *error_get_trap_addr(struct pt_regs *regs)
197 {
198         return (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs);
199 }
200
201 DEFINE_IDTENTRY(exc_divide_error)
202 {
203         do_error_trap(regs, 0, "divide error", X86_TRAP_DE, SIGFPE,
204                       FPE_INTDIV, error_get_trap_addr(regs));
205 }
206
207 DEFINE_IDTENTRY(exc_overflow)
208 {
209         do_error_trap(regs, 0, "overflow", X86_TRAP_OF, SIGSEGV, 0, NULL);
210 }
211
212 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
213 void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
214 #else
215 static inline void handle_invalid_op(struct pt_regs *regs)
216 #endif
217 {
218         do_error_trap(regs, 0, "invalid opcode", X86_TRAP_UD, SIGILL,
219                       ILL_ILLOPN, error_get_trap_addr(regs));
220 }
221
222 static noinstr bool handle_bug(struct pt_regs *regs)
223 {
224         bool handled = false;
225
226         if (!is_valid_bugaddr(regs->ip))
227                 return handled;
228
229         /*
230          * All lies, just get the WARN/BUG out.
231          */
232         instrumentation_begin();
233         /*
234          * Since we're emulating a CALL with exceptions, restore the interrupt
235          * state to what it was at the exception site.
236          */
237         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
238                 raw_local_irq_enable();
239         if (report_bug(regs->ip, regs) == BUG_TRAP_TYPE_WARN) {
240                 regs->ip += LEN_UD2;
241                 handled = true;
242         }
243         if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
244                 raw_local_irq_disable();
245         instrumentation_end();
246
247         return handled;
248 }
249
250 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_invalid_op)
251 {
252         irqentry_state_t state;
253
254         /*
255          * We use UD2 as a short encoding for 'CALL __WARN', as such
256          * handle it before exception entry to avoid recursive WARN
257          * in case exception entry is the one triggering WARNs.
258          */
259         if (!user_mode(regs) && handle_bug(regs))
260                 return;
261
262         state = irqentry_enter(regs);
263         instrumentation_begin();
264         handle_invalid_op(regs);
265         instrumentation_end();
266         irqentry_exit(regs, state);
267 }
268
269 DEFINE_IDTENTRY(exc_coproc_segment_overrun)
270 {
271         do_error_trap(regs, 0, "coprocessor segment overrun",
272                       X86_TRAP_OLD_MF, SIGFPE, 0, NULL);
273 }
274
275 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_invalid_tss)
276 {
277         do_error_trap(regs, error_code, "invalid TSS", X86_TRAP_TS, SIGSEGV,
278                       0, NULL);
279 }
280
281 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_segment_not_present)
282 {
283         do_error_trap(regs, error_code, "segment not present", X86_TRAP_NP,
284                       SIGBUS, 0, NULL);
285 }
286
287 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_stack_segment)
288 {
289         do_error_trap(regs, error_code, "stack segment", X86_TRAP_SS, SIGBUS,
290                       0, NULL);
291 }
292
293 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_alignment_check)
294 {
295         char *str = "alignment check";
296
297         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_AC, SIGBUS) == NOTIFY_STOP)
298                 return;
299
300         if (!user_mode(regs))
301                 die("Split lock detected\n", regs, error_code);
302
303         local_irq_enable();
304
305         if (handle_user_split_lock(regs, error_code))
306                 goto out;
307
308         do_trap(X86_TRAP_AC, SIGBUS, "alignment check", regs,
309                 error_code, BUS_ADRALN, NULL);
310
311 out:
312         local_irq_disable();
313 }
314
315 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
316 __visible void __noreturn handle_stack_overflow(struct pt_regs *regs,
317                                                 unsigned long fault_address,
318                                                 struct stack_info *info)
319 {
320         const char *name = stack_type_name(info->type);
321
322         printk(KERN_EMERG "BUG: %s stack guard page was hit at %p (stack is %p..%p)\n",
323                name, (void *)fault_address, info->begin, info->end);
324
325         die("stack guard page", regs, 0);
326
327         /* Be absolutely certain we don't return. */
328         panic("%s stack guard hit", name);
329 }
330 #endif
331
332 /*
333  * Runs on an IST stack for x86_64 and on a special task stack for x86_32.
334  *
335  * On x86_64, this is more or less a normal kernel entry.  Notwithstanding the
336  * SDM's warnings about double faults being unrecoverable, returning works as
337  * expected.  Presumably what the SDM actually means is that the CPU may get
338  * the register state wrong on entry, so returning could be a bad idea.
339  *
340  * Various CPU engineers have promised that double faults due to an IRET fault
341  * while the stack is read-only are, in fact, recoverable.
342  *
343  * On x86_32, this is entered through a task gate, and regs are synthesized
344  * from the TSS.  Returning is, in principle, okay, but changes to regs will
345  * be lost.  If, for some reason, we need to return to a context with modified
346  * regs, the shim code could be adjusted to synchronize the registers.
347  *
348  * The 32bit #DF shim provides CR2 already as an argument. On 64bit it needs
349  * to be read before doing anything else.
350  */
351 DEFINE_IDTENTRY_DF(exc_double_fault)
352 {
353         static const char str[] = "double fault";
354         struct task_struct *tsk = current;
355
356 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
357         unsigned long address = read_cr2();
358         struct stack_info info;
359 #endif
360
361 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
362         extern unsigned char native_irq_return_iret[];
363
364         /*
365          * If IRET takes a non-IST fault on the espfix64 stack, then we
366          * end up promoting it to a doublefault.  In that case, take
367          * advantage of the fact that we're not using the normal (TSS.sp0)
368          * stack right now.  We can write a fake #GP(0) frame at TSS.sp0
369          * and then modify our own IRET frame so that, when we return,
370          * we land directly at the #GP(0) vector with the stack already
371          * set up according to its expectations.
372          *
373          * The net result is that our #GP handler will think that we
374          * entered from usermode with the bad user context.
375          *
376          * No need for nmi_enter() here because we don't use RCU.
377          */
378         if (((long)regs->sp >> P4D_SHIFT) == ESPFIX_PGD_ENTRY &&
379                 regs->cs == __KERNEL_CS &&
380                 regs->ip == (unsigned long)native_irq_return_iret)
381         {
382                 struct pt_regs *gpregs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
383                 unsigned long *p = (unsigned long *)regs->sp;
384
385                 /*
386                  * regs->sp points to the failing IRET frame on the
387                  * ESPFIX64 stack.  Copy it to the entry stack.  This fills
388                  * in gpregs->ss through gpregs->ip.
389                  *
390                  */
391                 gpregs->ip      = p[0];
392                 gpregs->cs      = p[1];
393                 gpregs->flags   = p[2];
394                 gpregs->sp      = p[3];
395                 gpregs->ss      = p[4];
396                 gpregs->orig_ax = 0;  /* Missing (lost) #GP error code */
397
398                 /*
399                  * Adjust our frame so that we return straight to the #GP
400                  * vector with the expected RSP value.  This is safe because
401                  * we won't enable interrupts or schedule before we invoke
402                  * general_protection, so nothing will clobber the stack
403                  * frame we just set up.
404                  *
405                  * We will enter general_protection with kernel GSBASE,
406                  * which is what the stub expects, given that the faulting
407                  * RIP will be the IRET instruction.
408                  */
409                 regs->ip = (unsigned long)asm_exc_general_protection;
410                 regs->sp = (unsigned long)&gpregs->orig_ax;
411
412                 return;
413         }
414 #endif
415
416         irqentry_nmi_enter(regs);
417         instrumentation_begin();
418         notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, X86_TRAP_DF, SIGSEGV);
419
420         tsk->thread.error_code = error_code;
421         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_DF;
422
423 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
424         /*
425          * If we overflow the stack into a guard page, the CPU will fail
426          * to deliver #PF and will send #DF instead.  Similarly, if we
427          * take any non-IST exception while too close to the bottom of
428          * the stack, the processor will get a page fault while
429          * delivering the exception and will generate a double fault.
430          *
431          * According to the SDM (footnote in 6.15 under "Interrupt 14 -
432          * Page-Fault Exception (#PF):
433          *
434          *   Processors update CR2 whenever a page fault is detected. If a
435          *   second page fault occurs while an earlier page fault is being
436          *   delivered, the faulting linear address of the second fault will
437          *   overwrite the contents of CR2 (replacing the previous
438          *   address). These updates to CR2 occur even if the page fault
439          *   results in a double fault or occurs during the delivery of a
440          *   double fault.
441          *
442          * The logic below has a small possibility of incorrectly diagnosing
443          * some errors as stack overflows.  For example, if the IDT or GDT
444          * gets corrupted such that #GP delivery fails due to a bad descriptor
445          * causing #GP and we hit this condition while CR2 coincidentally
446          * points to the stack guard page, we'll think we overflowed the
447          * stack.  Given that we're going to panic one way or another
448          * if this happens, this isn't necessarily worth fixing.
449          *
450          * If necessary, we could improve the test by only diagnosing
451          * a stack overflow if the saved RSP points within 47 bytes of
452          * the bottom of the stack: if RSP == tsk_stack + 48 and we
453          * take an exception, the stack is already aligned and there
454          * will be enough room SS, RSP, RFLAGS, CS, RIP, and a
455          * possible error code, so a stack overflow would *not* double
456          * fault.  With any less space left, exception delivery could
457          * fail, and, as a practical matter, we've overflowed the
458          * stack even if the actual trigger for the double fault was
459          * something else.
460          */
461         if (get_stack_guard_info((void *)address, &info))
462                 handle_stack_overflow(regs, address, &info);
463 #endif
464
465         pr_emerg("PANIC: double fault, error_code: 0x%lx\n", error_code);
466         die("double fault", regs, error_code);
467         panic("Machine halted.");
468         instrumentation_end();
469 }
470
471 DEFINE_IDTENTRY(exc_bounds)
472 {
473         if (notify_die(DIE_TRAP, "bounds", regs, 0,
474                         X86_TRAP_BR, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
475                 return;
476         cond_local_irq_enable(regs);
477
478         if (!user_mode(regs))
479                 die("bounds", regs, 0);
480
481         do_trap(X86_TRAP_BR, SIGSEGV, "bounds", regs, 0, 0, NULL);
482
483         cond_local_irq_disable(regs);
484 }
485
486 enum kernel_gp_hint {
487         GP_NO_HINT,
488         GP_NON_CANONICAL,
489         GP_CANONICAL
490 };
491
492 /*
493  * When an uncaught #GP occurs, try to determine the memory address accessed by
494  * the instruction and return that address to the caller. Also, try to figure
495  * out whether any part of the access to that address was non-canonical.
496  */
497 static enum kernel_gp_hint get_kernel_gp_address(struct pt_regs *regs,
498                                                  unsigned long *addr)
499 {
500         u8 insn_buf[MAX_INSN_SIZE];
501         struct insn insn;
502         int ret;
503
504         if (copy_from_kernel_nofault(insn_buf, (void *)regs->ip,
505                         MAX_INSN_SIZE))
506                 return GP_NO_HINT;
507
508         ret = insn_decode_kernel(&insn, insn_buf);
509         if (ret < 0)
510                 return GP_NO_HINT;
511
512         *addr = (unsigned long)insn_get_addr_ref(&insn, regs);
513         if (*addr == -1UL)
514                 return GP_NO_HINT;
515
516 #ifdef CONFIG_X86_64
517         /*
518          * Check that:
519          *  - the operand is not in the kernel half
520          *  - the last byte of the operand is not in the user canonical half
521          */
522         if (*addr < ~__VIRTUAL_MASK &&
523             *addr + insn.opnd_bytes - 1 > __VIRTUAL_MASK)
524                 return GP_NON_CANONICAL;
525 #endif
526
527         return GP_CANONICAL;
528 }
529
530 #define GPFSTR "general protection fault"
531
532 static bool fixup_iopl_exception(struct pt_regs *regs)
533 {
534         struct thread_struct *t = &current->thread;
535         unsigned char byte;
536         unsigned long ip;
537
538         if (!IS_ENABLED(CONFIG_X86_IOPL_IOPERM) || t->iopl_emul != 3)
539                 return false;
540
541         if (insn_get_effective_ip(regs, &ip))
542                 return false;
543
544         if (get_user(byte, (const char __user *)ip))
545                 return false;
546
547         if (byte != 0xfa && byte != 0xfb)
548                 return false;
549
550         if (!t->iopl_warn && printk_ratelimit()) {
551                 pr_err("%s[%d] attempts to use CLI/STI, pretending it's a NOP, ip:%lx",
552                        current->comm, task_pid_nr(current), ip);
553                 print_vma_addr(KERN_CONT " in ", ip);
554                 pr_cont("\n");
555                 t->iopl_warn = 1;
556         }
557
558         regs->ip += 1;
559         return true;
560 }
561
562 DEFINE_IDTENTRY_ERRORCODE(exc_general_protection)
563 {
564         char desc[sizeof(GPFSTR) + 50 + 2*sizeof(unsigned long) + 1] = GPFSTR;
565         enum kernel_gp_hint hint = GP_NO_HINT;
566         struct task_struct *tsk;
567         unsigned long gp_addr;
568         int ret;
569
570         cond_local_irq_enable(regs);
571
572         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_UMIP)) {
573                 if (user_mode(regs) && fixup_umip_exception(regs))
574                         goto exit;
575         }
576
577         if (v8086_mode(regs)) {
578                 local_irq_enable();
579                 handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
580                 local_irq_disable();
581                 return;
582         }
583
584         tsk = current;
585
586         if (user_mode(regs)) {
587                 if (fixup_iopl_exception(regs))
588                         goto exit;
589
590                 tsk->thread.error_code = error_code;
591                 tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
592
593                 if (fixup_vdso_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
594                         goto exit;
595
596                 show_signal(tsk, SIGSEGV, "", desc, regs, error_code);
597                 force_sig(SIGSEGV);
598                 goto exit;
599         }
600
601         if (fixup_exception(regs, X86_TRAP_GP, error_code, 0))
602                 goto exit;
603
604         tsk->thread.error_code = error_code;
605         tsk->thread.trap_nr = X86_TRAP_GP;
606
607         /*
608          * To be potentially processing a kprobe fault and to trust the result
609          * from kprobe_running(), we have to be non-preemptible.
610          */
611         if (!preemptible() &&
612             kprobe_running() &&
613             kprobe_fault_handler(regs, X86_TRAP_GP))
614                 goto exit;
615
616         ret = notify_die(DIE_GPF, desc, regs, error_code, X86_TRAP_GP, SIGSEGV);
617         if (ret == NOTIFY_STOP)
618                 goto exit;
619
620         if (error_code)
621                 snprintf(desc, sizeof(desc), "segment-related " GPFSTR);
622         else
623                 hint = get_kernel_gp_address(regs, &gp_addr);
624
625         if (hint != GP_NO_HINT)
626                 snprintf(desc, sizeof(desc), GPFSTR ", %s 0x%lx",
627                          (hint == GP_NON_CANONICAL) ? "probably for non-canonical address"
628                                                     : "maybe for address",
629                          gp_addr);
630
631         /*
632          * KASAN is interested only in the non-canonical case, clear it
633          * otherwise.
634          */
635         if (hint != GP_NON_CANONICAL)
636                 gp_addr = 0;
637
638         die_addr(desc, regs, error_code, gp_addr);
639
640 exit:
641         cond_local_irq_disable(regs);
642 }
643
644 static bool do_int3(struct pt_regs *regs)
645 {
646         int res;
647
648 #ifdef CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP
649         if (kgdb_ll_trap(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP,
650                          SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
651                 return true;
652 #endif /* CONFIG_KGDB_LOW_LEVEL_TRAP */
653
654 #ifdef CONFIG_KPROBES
655         if (kprobe_int3_handler(regs))
656                 return true;
657 #endif
658         res = notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, 0, X86_TRAP_BP, SIGTRAP);
659
660         return res == NOTIFY_STOP;
661 }
662 NOKPROBE_SYMBOL(do_int3);
663
664 static void do_int3_user(struct pt_regs *regs)
665 {
666         if (do_int3(regs))
667                 return;
668
669         cond_local_irq_enable(regs);
670         do_trap(X86_TRAP_BP, SIGTRAP, "int3", regs, 0, 0, NULL);
671         cond_local_irq_disable(regs);
672 }
673
674 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_int3)
675 {
676         /*
677          * poke_int3_handler() is completely self contained code; it does (and
678          * must) *NOT* call out to anything, lest it hits upon yet another
679          * INT3.
680          */
681         if (poke_int3_handler(regs))
682                 return;
683
684         /*
685          * irqentry_enter_from_user_mode() uses static_branch_{,un}likely()
686          * and therefore can trigger INT3, hence poke_int3_handler() must
687          * be done before. If the entry came from kernel mode, then use
688          * nmi_enter() because the INT3 could have been hit in any context
689          * including NMI.
690          */
691         if (user_mode(regs)) {
692                 irqentry_enter_from_user_mode(regs);
693                 instrumentation_begin();
694                 do_int3_user(regs);
695                 instrumentation_end();
696                 irqentry_exit_to_user_mode(regs);
697         } else {
698                 irqentry_state_t irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
699
700                 instrumentation_begin();
701                 if (!do_int3(regs))
702                         die("int3", regs, 0);
703                 instrumentation_end();
704                 irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
705         }
706 }
707
708 #ifdef CONFIG_X86_64
709 /*
710  * Help handler running on a per-cpu (IST or entry trampoline) stack
711  * to switch to the normal thread stack if the interrupted code was in
712  * user mode. The actual stack switch is done in entry_64.S
713  */
714 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *sync_regs(struct pt_regs *eregs)
715 {
716         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack) - 1;
717         if (regs != eregs)
718                 *regs = *eregs;
719         return regs;
720 }
721
722 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
723 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *vc_switch_off_ist(struct pt_regs *regs)
724 {
725         unsigned long sp, *stack;
726         struct stack_info info;
727         struct pt_regs *regs_ret;
728
729         /*
730          * In the SYSCALL entry path the RSP value comes from user-space - don't
731          * trust it and switch to the current kernel stack
732          */
733         if (ip_within_syscall_gap(regs)) {
734                 sp = this_cpu_read(cpu_current_top_of_stack);
735                 goto sync;
736         }
737
738         /*
739          * From here on the RSP value is trusted. Now check whether entry
740          * happened from a safe stack. Not safe are the entry or unknown stacks,
741          * use the fall-back stack instead in this case.
742          */
743         sp    = regs->sp;
744         stack = (unsigned long *)sp;
745
746         if (!get_stack_info_noinstr(stack, current, &info) || info.type == STACK_TYPE_ENTRY ||
747             info.type > STACK_TYPE_EXCEPTION_LAST)
748                 sp = __this_cpu_ist_top_va(VC2);
749
750 sync:
751         /*
752          * Found a safe stack - switch to it as if the entry didn't happen via
753          * IST stack. The code below only copies pt_regs, the real switch happens
754          * in assembly code.
755          */
756         sp = ALIGN_DOWN(sp, 8) - sizeof(*regs_ret);
757
758         regs_ret = (struct pt_regs *)sp;
759         *regs_ret = *regs;
760
761         return regs_ret;
762 }
763 #endif
764
765 asmlinkage __visible noinstr struct pt_regs *fixup_bad_iret(struct pt_regs *bad_regs)
766 {
767         struct pt_regs tmp, *new_stack;
768
769         /*
770          * This is called from entry_64.S early in handling a fault
771          * caused by a bad iret to user mode.  To handle the fault
772          * correctly, we want to move our stack frame to where it would
773          * be had we entered directly on the entry stack (rather than
774          * just below the IRET frame) and we want to pretend that the
775          * exception came from the IRET target.
776          */
777         new_stack = (struct pt_regs *)__this_cpu_read(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0) - 1;
778
779         /* Copy the IRET target to the temporary storage. */
780         __memcpy(&tmp.ip, (void *)bad_regs->sp, 5*8);
781
782         /* Copy the remainder of the stack from the current stack. */
783         __memcpy(&tmp, bad_regs, offsetof(struct pt_regs, ip));
784
785         /* Update the entry stack */
786         __memcpy(new_stack, &tmp, sizeof(tmp));
787
788         BUG_ON(!user_mode(new_stack));
789         return new_stack;
790 }
791 #endif
792
793 static bool is_sysenter_singlestep(struct pt_regs *regs)
794 {
795         /*
796          * We don't try for precision here.  If we're anywhere in the region of
797          * code that can be single-stepped in the SYSENTER entry path, then
798          * assume that this is a useless single-step trap due to SYSENTER
799          * being invoked with TF set.  (We don't know in advance exactly
800          * which instructions will be hit because BTF could plausibly
801          * be set.)
802          */
803 #ifdef CONFIG_X86_32
804         return (regs->ip - (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region) <
805                 (unsigned long)__end_SYSENTER_singlestep_region -
806                 (unsigned long)__begin_SYSENTER_singlestep_region;
807 #elif defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
808         return (regs->ip - (unsigned long)entry_SYSENTER_compat) <
809                 (unsigned long)__end_entry_SYSENTER_compat -
810                 (unsigned long)entry_SYSENTER_compat;
811 #else
812         return false;
813 #endif
814 }
815
816 static __always_inline unsigned long debug_read_clear_dr6(void)
817 {
818         unsigned long dr6;
819
820         /*
821          * The Intel SDM says:
822          *
823          *   Certain debug exceptions may clear bits 0-3. The remaining
824          *   contents of the DR6 register are never cleared by the
825          *   processor. To avoid confusion in identifying debug
826          *   exceptions, debug handlers should clear the register before
827          *   returning to the interrupted task.
828          *
829          * Keep it simple: clear DR6 immediately.
830          */
831         get_debugreg(dr6, 6);
832         set_debugreg(DR6_RESERVED, 6);
833         dr6 ^= DR6_RESERVED; /* Flip to positive polarity */
834
835         return dr6;
836 }
837
838 /*
839  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
840  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
841  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
842  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
843  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
844  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
845  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
846  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
847  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
848  *
849  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
850  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
851  * user code runs with the correct debug control register even though
852  * we clear it here.
853  *
854  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
855  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
856  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
857  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
858  * by user code)
859  *
860  * May run on IST stack.
861  */
862
863 static bool notify_debug(struct pt_regs *regs, unsigned long *dr6)
864 {
865         /*
866          * Notifiers will clear bits in @dr6 to indicate the event has been
867          * consumed - hw_breakpoint_handler(), single_stop_cont().
868          *
869          * Notifiers will set bits in @virtual_dr6 to indicate the desire
870          * for signals - ptrace_triggered(), kgdb_hw_overflow_handler().
871          */
872         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, (long)dr6, 0, SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
873                 return true;
874
875         return false;
876 }
877
878 static __always_inline void exc_debug_kernel(struct pt_regs *regs,
879                                              unsigned long dr6)
880 {
881         /*
882          * Disable breakpoints during exception handling; recursive exceptions
883          * are exceedingly 'fun'.
884          *
885          * Since this function is NOKPROBE, and that also applies to
886          * HW_BREAKPOINT_X, we can't hit a breakpoint before this (XXX except a
887          * HW_BREAKPOINT_W on our stack)
888          *
889          * Entry text is excluded for HW_BP_X and cpu_entry_area, which
890          * includes the entry stack is excluded for everything.
891          */
892         unsigned long dr7 = local_db_save();
893         irqentry_state_t irq_state = irqentry_nmi_enter(regs);
894         instrumentation_begin();
895
896         /*
897          * If something gets miswired and we end up here for a user mode
898          * #DB, we will malfunction.
899          */
900         WARN_ON_ONCE(user_mode(regs));
901
902         if (test_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP)) {
903                 /*
904                  * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
905                  * generates a debug exception." but PTRACE_BLOCKSTEP requested
906                  * it for userspace, but we just took a kernel #DB, so re-set
907                  * BTF.
908                  */
909                 unsigned long debugctl;
910
911                 rdmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
912                 debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
913                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
914         }
915
916         /*
917          * Catch SYSENTER with TF set and clear DR_STEP. If this hit a
918          * watchpoint at the same time then that will still be handled.
919          */
920         if ((dr6 & DR_STEP) && is_sysenter_singlestep(regs))
921                 dr6 &= ~DR_STEP;
922
923         /*
924          * The kernel doesn't use INT1
925          */
926         if (!dr6)
927                 goto out;
928
929         if (notify_debug(regs, &dr6))
930                 goto out;
931
932         /*
933          * The kernel doesn't use TF single-step outside of:
934          *
935          *  - Kprobes, consumed through kprobe_debug_handler()
936          *  - KGDB, consumed through notify_debug()
937          *
938          * So if we get here with DR_STEP set, something is wonky.
939          *
940          * A known way to trigger this is through QEMU's GDB stub,
941          * which leaks #DB into the guest and causes IST recursion.
942          */
943         if (WARN_ON_ONCE(dr6 & DR_STEP))
944                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
945 out:
946         instrumentation_end();
947         irqentry_nmi_exit(regs, irq_state);
948
949         local_db_restore(dr7);
950 }
951
952 static __always_inline void exc_debug_user(struct pt_regs *regs,
953                                            unsigned long dr6)
954 {
955         bool icebp;
956
957         /*
958          * If something gets miswired and we end up here for a kernel mode
959          * #DB, we will malfunction.
960          */
961         WARN_ON_ONCE(!user_mode(regs));
962
963         /*
964          * NB: We can't easily clear DR7 here because
965          * irqentry_exit_to_usermode() can invoke ptrace, schedule, access
966          * user memory, etc.  This means that a recursive #DB is possible.  If
967          * this happens, that #DB will hit exc_debug_kernel() and clear DR7.
968          * Since we're not on the IST stack right now, everything will be
969          * fine.
970          */
971
972         irqentry_enter_from_user_mode(regs);
973         instrumentation_begin();
974
975         /*
976          * Start the virtual/ptrace DR6 value with just the DR_STEP mask
977          * of the real DR6. ptrace_triggered() will set the DR_TRAPn bits.
978          *
979          * Userspace expects DR_STEP to be visible in ptrace_get_debugreg(6)
980          * even if it is not the result of PTRACE_SINGLESTEP.
981          */
982         current->thread.virtual_dr6 = (dr6 & DR_STEP);
983
984         /*
985          * The SDM says "The processor clears the BTF flag when it
986          * generates a debug exception."  Clear TIF_BLOCKSTEP to keep
987          * TIF_BLOCKSTEP in sync with the hardware BTF flag.
988          */
989         clear_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP);
990
991         /*
992          * If dr6 has no reason to give us about the origin of this trap,
993          * then it's very likely the result of an icebp/int01 trap.
994          * User wants a sigtrap for that.
995          */
996         icebp = !dr6;
997
998         if (notify_debug(regs, &dr6))
999                 goto out;
1000
1001         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
1002         local_irq_enable();
1003
1004         if (v8086_mode(regs)) {
1005                 handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *)regs, 0, X86_TRAP_DB);
1006                 goto out_irq;
1007         }
1008
1009         /* #DB for bus lock can only be triggered from userspace. */
1010         if (dr6 & DR_BUS_LOCK)
1011                 handle_bus_lock(regs);
1012
1013         /* Add the virtual_dr6 bits for signals. */
1014         dr6 |= current->thread.virtual_dr6;
1015         if (dr6 & (DR_STEP | DR_TRAP_BITS) || icebp)
1016                 send_sigtrap(regs, 0, get_si_code(dr6));
1017
1018 out_irq:
1019         local_irq_disable();
1020 out:
1021         instrumentation_end();
1022         irqentry_exit_to_user_mode(regs);
1023 }
1024
1025 #ifdef CONFIG_X86_64
1026 /* IST stack entry */
1027 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG(exc_debug)
1028 {
1029         exc_debug_kernel(regs, debug_read_clear_dr6());
1030 }
1031
1032 /* User entry, runs on regular task stack */
1033 DEFINE_IDTENTRY_DEBUG_USER(exc_debug)
1034 {
1035         exc_debug_user(regs, debug_read_clear_dr6());
1036 }
1037 #else
1038 /* 32 bit does not have separate entry points. */
1039 DEFINE_IDTENTRY_RAW(exc_debug)
1040 {
1041         unsigned long dr6 = debug_read_clear_dr6();
1042
1043         if (user_mode(regs))
1044                 exc_debug_user(regs, dr6);
1045         else
1046                 exc_debug_kernel(regs, dr6);
1047 }
1048 #endif
1049
1050 /*
1051  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
1052  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
1053  * IRQ13 behaviour
1054  */
1055 static void math_error(struct pt_regs *regs, int trapnr)
1056 {
1057         struct task_struct *task = current;
1058         struct fpu *fpu = &task->thread.fpu;
1059         int si_code;
1060         char *str = (trapnr == X86_TRAP_MF) ? "fpu exception" :
1061                                                 "simd exception";
1062
1063         cond_local_irq_enable(regs);
1064
1065         if (!user_mode(regs)) {
1066                 if (fixup_exception(regs, trapnr, 0, 0))
1067                         goto exit;
1068
1069                 task->thread.error_code = 0;
1070                 task->thread.trap_nr = trapnr;
1071
1072                 if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, 0, trapnr,
1073                                SIGFPE) != NOTIFY_STOP)
1074                         die(str, regs, 0);
1075                 goto exit;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * Synchronize the FPU register state to the memory register state
1080          * if necessary. This allows the exception handler to inspect it.
1081          */
1082         fpu_sync_fpstate(fpu);
1083
1084         task->thread.trap_nr    = trapnr;
1085         task->thread.error_code = 0;
1086
1087         si_code = fpu__exception_code(fpu, trapnr);
1088         /* Retry when we get spurious exceptions: */
1089         if (!si_code)
1090                 goto exit;
1091
1092         if (fixup_vdso_exception(regs, trapnr, 0, 0))
1093                 goto exit;
1094
1095         force_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1096                         (void __user *)uprobe_get_trap_addr(regs));
1097 exit:
1098         cond_local_irq_disable(regs);
1099 }
1100
1101 DEFINE_IDTENTRY(exc_coprocessor_error)
1102 {
1103         math_error(regs, X86_TRAP_MF);
1104 }
1105
1106 DEFINE_IDTENTRY(exc_simd_coprocessor_error)
1107 {
1108         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_INVD_BUG)) {
1109                 /* AMD 486 bug: INVD in CPL 0 raises #XF instead of #GP */
1110                 if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_XMM)) {
1111                         __exc_general_protection(regs, 0);
1112                         return;
1113                 }
1114         }
1115         math_error(regs, X86_TRAP_XF);
1116 }
1117
1118 DEFINE_IDTENTRY(exc_spurious_interrupt_bug)
1119 {
1120         /*
1121          * This addresses a Pentium Pro Erratum:
1122          *
1123          * PROBLEM: If the APIC subsystem is configured in mixed mode with
1124          * Virtual Wire mode implemented through the local APIC, an
1125          * interrupt vector of 0Fh (Intel reserved encoding) may be
1126          * generated by the local APIC (Int 15).  This vector may be
1127          * generated upon receipt of a spurious interrupt (an interrupt
1128          * which is removed before the system receives the INTA sequence)
1129          * instead of the programmed 8259 spurious interrupt vector.
1130          *
1131          * IMPLICATION: The spurious interrupt vector programmed in the
1132          * 8259 is normally handled by an operating system's spurious
1133          * interrupt handler. However, a vector of 0Fh is unknown to some
1134          * operating systems, which would crash if this erratum occurred.
1135          *
1136          * In theory this could be limited to 32bit, but the handler is not
1137          * hurting and who knows which other CPUs suffer from this.
1138          */
1139 }
1140
1141 DEFINE_IDTENTRY(exc_device_not_available)
1142 {
1143         unsigned long cr0 = read_cr0();
1144
1145 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
1146         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU) && (cr0 & X86_CR0_EM)) {
1147                 struct math_emu_info info = { };
1148
1149                 cond_local_irq_enable(regs);
1150
1151                 info.regs = regs;
1152                 math_emulate(&info);
1153
1154                 cond_local_irq_disable(regs);
1155                 return;
1156         }
1157 #endif
1158
1159         /* This should not happen. */
1160         if (WARN(cr0 & X86_CR0_TS, "CR0.TS was set")) {
1161                 /* Try to fix it up and carry on. */
1162                 write_cr0(cr0 & ~X86_CR0_TS);
1163         } else {
1164                 /*
1165                  * Something terrible happened, and we're better off trying
1166                  * to kill the task than getting stuck in a never-ending
1167                  * loop of #NM faults.
1168                  */
1169                 die("unexpected #NM exception", regs, 0);
1170         }
1171 }
1172
1173 #ifdef CONFIG_X86_32
1174 DEFINE_IDTENTRY_SW(iret_error)
1175 {
1176         local_irq_enable();
1177         if (notify_die(DIE_TRAP, "iret exception", regs, 0,
1178                         X86_TRAP_IRET, SIGILL) != NOTIFY_STOP) {
1179                 do_trap(X86_TRAP_IRET, SIGILL, "iret exception", regs, 0,
1180                         ILL_BADSTK, (void __user *)NULL);
1181         }
1182         local_irq_disable();
1183 }
1184 #endif
1185
1186 void __init trap_init(void)
1187 {
1188         /* Init cpu_entry_area before IST entries are set up */
1189         setup_cpu_entry_areas();
1190
1191         /* Init GHCB memory pages when running as an SEV-ES guest */
1192         sev_es_init_vc_handling();
1193
1194         /* Initialize TSS before setting up traps so ISTs work */
1195         cpu_init_exception_handling();
1196         /* Setup traps as cpu_init() might #GP */
1197         idt_setup_traps();
1198         cpu_init();
1199 }