[PATCH] x86: privilege cleanup
[linux-2.6.git] / arch / i386 / kernel / traps.c
1 /*
2  *  linux/arch/i386/traps.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *
6  *  Pentium III FXSR, SSE support
7  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
8  */
9
10 /*
11  * 'Traps.c' handles hardware traps and faults after we have saved some
12  * state in 'asm.s'.
13  */
14 #include <linux/config.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/errno.h>
19 #include <linux/timer.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/delay.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/interrupt.h>
25 #include <linux/highmem.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/ptrace.h>
28 #include <linux/utsname.h>
29 #include <linux/kprobes.h>
30 #include <linux/kexec.h>
31
32 #ifdef CONFIG_EISA
33 #include <linux/ioport.h>
34 #include <linux/eisa.h>
35 #endif
36
37 #ifdef CONFIG_MCA
38 #include <linux/mca.h>
39 #endif
40
41 #include <asm/processor.h>
42 #include <asm/system.h>
43 #include <asm/uaccess.h>
44 #include <asm/io.h>
45 #include <asm/atomic.h>
46 #include <asm/debugreg.h>
47 #include <asm/desc.h>
48 #include <asm/i387.h>
49 #include <asm/nmi.h>
50
51 #include <asm/smp.h>
52 #include <asm/arch_hooks.h>
53 #include <asm/kdebug.h>
54
55 #include <linux/irq.h>
56 #include <linux/module.h>
57
58 #include "mach_traps.h"
59
60 asmlinkage int system_call(void);
61
62 struct desc_struct default_ldt[] = { { 0, 0 }, { 0, 0 }, { 0, 0 },
63                 { 0, 0 }, { 0, 0 } };
64
65 /* Do we ignore FPU interrupts ? */
66 char ignore_fpu_irq = 0;
67
68 /*
69  * The IDT has to be page-aligned to simplify the Pentium
70  * F0 0F bug workaround.. We have a special link segment
71  * for this.
72  */
73 struct desc_struct idt_table[256] __attribute__((__section__(".data.idt"))) = { {0, 0}, };
74
75 asmlinkage void divide_error(void);
76 asmlinkage void debug(void);
77 asmlinkage void nmi(void);
78 asmlinkage void int3(void);
79 asmlinkage void overflow(void);
80 asmlinkage void bounds(void);
81 asmlinkage void invalid_op(void);
82 asmlinkage void device_not_available(void);
83 asmlinkage void coprocessor_segment_overrun(void);
84 asmlinkage void invalid_TSS(void);
85 asmlinkage void segment_not_present(void);
86 asmlinkage void stack_segment(void);
87 asmlinkage void general_protection(void);
88 asmlinkage void page_fault(void);
89 asmlinkage void coprocessor_error(void);
90 asmlinkage void simd_coprocessor_error(void);
91 asmlinkage void alignment_check(void);
92 asmlinkage void spurious_interrupt_bug(void);
93 asmlinkage void machine_check(void);
94
95 static int kstack_depth_to_print = 24;
96 struct notifier_block *i386die_chain;
97 static DEFINE_SPINLOCK(die_notifier_lock);
98
99 int register_die_notifier(struct notifier_block *nb)
100 {
101         int err = 0;
102         unsigned long flags;
103         spin_lock_irqsave(&die_notifier_lock, flags);
104         err = notifier_chain_register(&i386die_chain, nb);
105         spin_unlock_irqrestore(&die_notifier_lock, flags);
106         return err;
107 }
108 EXPORT_SYMBOL(register_die_notifier);
109
110 static inline int valid_stack_ptr(struct thread_info *tinfo, void *p)
111 {
112         return  p > (void *)tinfo &&
113                 p < (void *)tinfo + THREAD_SIZE - 3;
114 }
115
116 static inline unsigned long print_context_stack(struct thread_info *tinfo,
117                                 unsigned long *stack, unsigned long ebp)
118 {
119         unsigned long addr;
120
121 #ifdef  CONFIG_FRAME_POINTER
122         while (valid_stack_ptr(tinfo, (void *)ebp)) {
123                 addr = *(unsigned long *)(ebp + 4);
124                 printk(" [<%08lx>] ", addr);
125                 print_symbol("%s", addr);
126                 printk("\n");
127                 ebp = *(unsigned long *)ebp;
128         }
129 #else
130         while (valid_stack_ptr(tinfo, stack)) {
131                 addr = *stack++;
132                 if (__kernel_text_address(addr)) {
133                         printk(" [<%08lx>]", addr);
134                         print_symbol(" %s", addr);
135                         printk("\n");
136                 }
137         }
138 #endif
139         return ebp;
140 }
141
142 void show_trace(struct task_struct *task, unsigned long * stack)
143 {
144         unsigned long ebp;
145
146         if (!task)
147                 task = current;
148
149         if (task == current) {
150                 /* Grab ebp right from our regs */
151                 asm ("movl %%ebp, %0" : "=r" (ebp) : );
152         } else {
153                 /* ebp is the last reg pushed by switch_to */
154                 ebp = *(unsigned long *) task->thread.esp;
155         }
156
157         while (1) {
158                 struct thread_info *context;
159                 context = (struct thread_info *)
160                         ((unsigned long)stack & (~(THREAD_SIZE - 1)));
161                 ebp = print_context_stack(context, stack, ebp);
162                 stack = (unsigned long*)context->previous_esp;
163                 if (!stack)
164                         break;
165                 printk(" =======================\n");
166         }
167 }
168
169 void show_stack(struct task_struct *task, unsigned long *esp)
170 {
171         unsigned long *stack;
172         int i;
173
174         if (esp == NULL) {
175                 if (task)
176                         esp = (unsigned long*)task->thread.esp;
177                 else
178                         esp = (unsigned long *)&esp;
179         }
180
181         stack = esp;
182         for(i = 0; i < kstack_depth_to_print; i++) {
183                 if (kstack_end(stack))
184                         break;
185                 if (i && ((i % 8) == 0))
186                         printk("\n       ");
187                 printk("%08lx ", *stack++);
188         }
189         printk("\nCall Trace:\n");
190         show_trace(task, esp);
191 }
192
193 /*
194  * The architecture-independent dump_stack generator
195  */
196 void dump_stack(void)
197 {
198         unsigned long stack;
199
200         show_trace(current, &stack);
201 }
202
203 EXPORT_SYMBOL(dump_stack);
204
205 void show_registers(struct pt_regs *regs)
206 {
207         int i;
208         int in_kernel = 1;
209         unsigned long esp;
210         unsigned short ss;
211
212         esp = (unsigned long) (&regs->esp);
213         savesegment(ss, ss);
214         if (user_mode(regs)) {
215                 in_kernel = 0;
216                 esp = regs->esp;
217                 ss = regs->xss & 0xffff;
218         }
219         print_modules();
220         printk("CPU:    %d\nEIP:    %04x:[<%08lx>]    %s VLI\nEFLAGS: %08lx"
221                         "   (%s) \n",
222                 smp_processor_id(), 0xffff & regs->xcs, regs->eip,
223                 print_tainted(), regs->eflags, system_utsname.release);
224         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->eip);
225         printk("eax: %08lx   ebx: %08lx   ecx: %08lx   edx: %08lx\n",
226                 regs->eax, regs->ebx, regs->ecx, regs->edx);
227         printk("esi: %08lx   edi: %08lx   ebp: %08lx   esp: %08lx\n",
228                 regs->esi, regs->edi, regs->ebp, esp);
229         printk("ds: %04x   es: %04x   ss: %04x\n",
230                 regs->xds & 0xffff, regs->xes & 0xffff, ss);
231         printk("Process %s (pid: %d, threadinfo=%p task=%p)",
232                 current->comm, current->pid, current_thread_info(), current);
233         /*
234          * When in-kernel, we also print out the stack and code at the
235          * time of the fault..
236          */
237         if (in_kernel) {
238                 u8 __user *eip;
239
240                 printk("\nStack: ");
241                 show_stack(NULL, (unsigned long*)esp);
242
243                 printk("Code: ");
244
245                 eip = (u8 __user *)regs->eip - 43;
246                 for (i = 0; i < 64; i++, eip++) {
247                         unsigned char c;
248
249                         if (eip < (u8 __user *)PAGE_OFFSET || __get_user(c, eip)) {
250                                 printk(" Bad EIP value.");
251                                 break;
252                         }
253                         if (eip == (u8 __user *)regs->eip)
254                                 printk("<%02x> ", c);
255                         else
256                                 printk("%02x ", c);
257                 }
258         }
259         printk("\n");
260 }       
261
262 static void handle_BUG(struct pt_regs *regs)
263 {
264         unsigned short ud2;
265         unsigned short line;
266         char *file;
267         char c;
268         unsigned long eip;
269
270         eip = regs->eip;
271
272         if (eip < PAGE_OFFSET)
273                 goto no_bug;
274         if (__get_user(ud2, (unsigned short __user *)eip))
275                 goto no_bug;
276         if (ud2 != 0x0b0f)
277                 goto no_bug;
278         if (__get_user(line, (unsigned short __user *)(eip + 2)))
279                 goto bug;
280         if (__get_user(file, (char * __user *)(eip + 4)) ||
281                 (unsigned long)file < PAGE_OFFSET || __get_user(c, file))
282                 file = "<bad filename>";
283
284         printk("------------[ cut here ]------------\n");
285         printk(KERN_ALERT "kernel BUG at %s:%d!\n", file, line);
286
287 no_bug:
288         return;
289
290         /* Here we know it was a BUG but file-n-line is unavailable */
291 bug:
292         printk("Kernel BUG\n");
293 }
294
295 /* This is gone through when something in the kernel
296  * has done something bad and is about to be terminated.
297 */
298 void die(const char * str, struct pt_regs * regs, long err)
299 {
300         static struct {
301                 spinlock_t lock;
302                 u32 lock_owner;
303                 int lock_owner_depth;
304         } die = {
305                 .lock =                 SPIN_LOCK_UNLOCKED,
306                 .lock_owner =           -1,
307                 .lock_owner_depth =     0
308         };
309         static int die_counter;
310
311         if (die.lock_owner != raw_smp_processor_id()) {
312                 console_verbose();
313                 spin_lock_irq(&die.lock);
314                 die.lock_owner = smp_processor_id();
315                 die.lock_owner_depth = 0;
316                 bust_spinlocks(1);
317         }
318
319         if (++die.lock_owner_depth < 3) {
320                 int nl = 0;
321                 handle_BUG(regs);
322                 printk(KERN_ALERT "%s: %04lx [#%d]\n", str, err & 0xffff, ++die_counter);
323 #ifdef CONFIG_PREEMPT
324                 printk("PREEMPT ");
325                 nl = 1;
326 #endif
327 #ifdef CONFIG_SMP
328                 printk("SMP ");
329                 nl = 1;
330 #endif
331 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
332                 printk("DEBUG_PAGEALLOC");
333                 nl = 1;
334 #endif
335                 if (nl)
336                         printk("\n");
337         notify_die(DIE_OOPS, (char *)str, regs, err, 255, SIGSEGV);
338                 show_registers(regs);
339         } else
340                 printk(KERN_ERR "Recursive die() failure, output suppressed\n");
341
342         bust_spinlocks(0);
343         die.lock_owner = -1;
344         spin_unlock_irq(&die.lock);
345
346         if (kexec_should_crash(current))
347                 crash_kexec(regs);
348
349         if (in_interrupt())
350                 panic("Fatal exception in interrupt");
351
352         if (panic_on_oops) {
353                 printk(KERN_EMERG "Fatal exception: panic in 5 seconds\n");
354                 ssleep(5);
355                 panic("Fatal exception");
356         }
357         do_exit(SIGSEGV);
358 }
359
360 static inline void die_if_kernel(const char * str, struct pt_regs * regs, long err)
361 {
362         if (!user_mode_vm(regs))
363                 die(str, regs, err);
364 }
365
366 static void do_trap(int trapnr, int signr, char *str, int vm86,
367                            struct pt_regs * regs, long error_code, siginfo_t *info)
368 {
369         struct task_struct *tsk = current;
370         tsk->thread.error_code = error_code;
371         tsk->thread.trap_no = trapnr;
372
373         if (regs->eflags & VM_MASK) {
374                 if (vm86)
375                         goto vm86_trap;
376                 goto trap_signal;
377         }
378
379         if (!user_mode(regs))
380                 goto kernel_trap;
381
382         trap_signal: {
383                 if (info)
384                         force_sig_info(signr, info, tsk);
385                 else
386                         force_sig(signr, tsk);
387                 return;
388         }
389
390         kernel_trap: {
391                 if (!fixup_exception(regs))
392                         die(str, regs, error_code);
393                 return;
394         }
395
396         vm86_trap: {
397                 int ret = handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code, trapnr);
398                 if (ret) goto trap_signal;
399                 return;
400         }
401 }
402
403 #define DO_ERROR(trapnr, signr, str, name) \
404 fastcall void do_##name(struct pt_regs * regs, long error_code) \
405 { \
406         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) \
407                                                 == NOTIFY_STOP) \
408                 return; \
409         do_trap(trapnr, signr, str, 0, regs, error_code, NULL); \
410 }
411
412 #define DO_ERROR_INFO(trapnr, signr, str, name, sicode, siaddr) \
413 fastcall void do_##name(struct pt_regs * regs, long error_code) \
414 { \
415         siginfo_t info; \
416         info.si_signo = signr; \
417         info.si_errno = 0; \
418         info.si_code = sicode; \
419         info.si_addr = (void __user *)siaddr; \
420         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) \
421                                                 == NOTIFY_STOP) \
422                 return; \
423         do_trap(trapnr, signr, str, 0, regs, error_code, &info); \
424 }
425
426 #define DO_VM86_ERROR(trapnr, signr, str, name) \
427 fastcall void do_##name(struct pt_regs * regs, long error_code) \
428 { \
429         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) \
430                                                 == NOTIFY_STOP) \
431                 return; \
432         do_trap(trapnr, signr, str, 1, regs, error_code, NULL); \
433 }
434
435 #define DO_VM86_ERROR_INFO(trapnr, signr, str, name, sicode, siaddr) \
436 fastcall void do_##name(struct pt_regs * regs, long error_code) \
437 { \
438         siginfo_t info; \
439         info.si_signo = signr; \
440         info.si_errno = 0; \
441         info.si_code = sicode; \
442         info.si_addr = (void __user *)siaddr; \
443         if (notify_die(DIE_TRAP, str, regs, error_code, trapnr, signr) \
444                                                 == NOTIFY_STOP) \
445                 return; \
446         do_trap(trapnr, signr, str, 1, regs, error_code, &info); \
447 }
448
449 DO_VM86_ERROR_INFO( 0, SIGFPE,  "divide error", divide_error, FPE_INTDIV, regs->eip)
450 #ifndef CONFIG_KPROBES
451 DO_VM86_ERROR( 3, SIGTRAP, "int3", int3)
452 #endif
453 DO_VM86_ERROR( 4, SIGSEGV, "overflow", overflow)
454 DO_VM86_ERROR( 5, SIGSEGV, "bounds", bounds)
455 DO_ERROR_INFO( 6, SIGILL,  "invalid operand", invalid_op, ILL_ILLOPN, regs->eip)
456 DO_ERROR( 9, SIGFPE,  "coprocessor segment overrun", coprocessor_segment_overrun)
457 DO_ERROR(10, SIGSEGV, "invalid TSS", invalid_TSS)
458 DO_ERROR(11, SIGBUS,  "segment not present", segment_not_present)
459 DO_ERROR(12, SIGBUS,  "stack segment", stack_segment)
460 DO_ERROR_INFO(17, SIGBUS, "alignment check", alignment_check, BUS_ADRALN, 0)
461 DO_ERROR_INFO(32, SIGSEGV, "iret exception", iret_error, ILL_BADSTK, 0)
462
463 fastcall void do_general_protection(struct pt_regs * regs, long error_code)
464 {
465         int cpu = get_cpu();
466         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
467         struct thread_struct *thread = &current->thread;
468
469         /*
470          * Perform the lazy TSS's I/O bitmap copy. If the TSS has an
471          * invalid offset set (the LAZY one) and the faulting thread has
472          * a valid I/O bitmap pointer, we copy the I/O bitmap in the TSS
473          * and we set the offset field correctly. Then we let the CPU to
474          * restart the faulting instruction.
475          */
476         if (tss->io_bitmap_base == INVALID_IO_BITMAP_OFFSET_LAZY &&
477             thread->io_bitmap_ptr) {
478                 memcpy(tss->io_bitmap, thread->io_bitmap_ptr,
479                        thread->io_bitmap_max);
480                 /*
481                  * If the previously set map was extending to higher ports
482                  * than the current one, pad extra space with 0xff (no access).
483                  */
484                 if (thread->io_bitmap_max < tss->io_bitmap_max)
485                         memset((char *) tss->io_bitmap +
486                                 thread->io_bitmap_max, 0xff,
487                                 tss->io_bitmap_max - thread->io_bitmap_max);
488                 tss->io_bitmap_max = thread->io_bitmap_max;
489                 tss->io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
490                 put_cpu();
491                 return;
492         }
493         put_cpu();
494
495         current->thread.error_code = error_code;
496         current->thread.trap_no = 13;
497
498         if (regs->eflags & VM_MASK)
499                 goto gp_in_vm86;
500
501         if (!user_mode(regs))
502                 goto gp_in_kernel;
503
504         current->thread.error_code = error_code;
505         current->thread.trap_no = 13;
506         force_sig(SIGSEGV, current);
507         return;
508
509 gp_in_vm86:
510         local_irq_enable();
511         handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code);
512         return;
513
514 gp_in_kernel:
515         if (!fixup_exception(regs)) {
516                 if (notify_die(DIE_GPF, "general protection fault", regs,
517                                 error_code, 13, SIGSEGV) == NOTIFY_STOP)
518                         return;
519                 die("general protection fault", regs, error_code);
520         }
521 }
522
523 static void mem_parity_error(unsigned char reason, struct pt_regs * regs)
524 {
525         printk("Uhhuh. NMI received. Dazed and confused, but trying to continue\n");
526         printk("You probably have a hardware problem with your RAM chips\n");
527
528         /* Clear and disable the memory parity error line. */
529         clear_mem_error(reason);
530 }
531
532 static void io_check_error(unsigned char reason, struct pt_regs * regs)
533 {
534         unsigned long i;
535
536         printk("NMI: IOCK error (debug interrupt?)\n");
537         show_registers(regs);
538
539         /* Re-enable the IOCK line, wait for a few seconds */
540         reason = (reason & 0xf) | 8;
541         outb(reason, 0x61);
542         i = 2000;
543         while (--i) udelay(1000);
544         reason &= ~8;
545         outb(reason, 0x61);
546 }
547
548 static void unknown_nmi_error(unsigned char reason, struct pt_regs * regs)
549 {
550 #ifdef CONFIG_MCA
551         /* Might actually be able to figure out what the guilty party
552         * is. */
553         if( MCA_bus ) {
554                 mca_handle_nmi();
555                 return;
556         }
557 #endif
558         printk("Uhhuh. NMI received for unknown reason %02x on CPU %d.\n",
559                 reason, smp_processor_id());
560         printk("Dazed and confused, but trying to continue\n");
561         printk("Do you have a strange power saving mode enabled?\n");
562 }
563
564 static DEFINE_SPINLOCK(nmi_print_lock);
565
566 void die_nmi (struct pt_regs *regs, const char *msg)
567 {
568         spin_lock(&nmi_print_lock);
569         /*
570         * We are in trouble anyway, lets at least try
571         * to get a message out.
572         */
573         bust_spinlocks(1);
574         printk(msg);
575         printk(" on CPU%d, eip %08lx, registers:\n",
576                 smp_processor_id(), regs->eip);
577         show_registers(regs);
578         printk("console shuts up ...\n");
579         console_silent();
580         spin_unlock(&nmi_print_lock);
581         bust_spinlocks(0);
582
583         /* If we are in kernel we are probably nested up pretty bad
584          * and might aswell get out now while we still can.
585         */
586         if (!user_mode(regs)) {
587                 current->thread.trap_no = 2;
588                 crash_kexec(regs);
589         }
590
591         do_exit(SIGSEGV);
592 }
593
594 static void default_do_nmi(struct pt_regs * regs)
595 {
596         unsigned char reason = 0;
597
598         /* Only the BSP gets external NMIs from the system.  */
599         if (!smp_processor_id())
600                 reason = get_nmi_reason();
601  
602         if (!(reason & 0xc0)) {
603                 if (notify_die(DIE_NMI_IPI, "nmi_ipi", regs, reason, 0, SIGINT)
604                                                         == NOTIFY_STOP)
605                         return;
606 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
607                 /*
608                  * Ok, so this is none of the documented NMI sources,
609                  * so it must be the NMI watchdog.
610                  */
611                 if (nmi_watchdog) {
612                         nmi_watchdog_tick(regs);
613                         return;
614                 }
615 #endif
616                 unknown_nmi_error(reason, regs);
617                 return;
618         }
619         if (notify_die(DIE_NMI, "nmi", regs, reason, 0, SIGINT) == NOTIFY_STOP)
620                 return;
621         if (reason & 0x80)
622                 mem_parity_error(reason, regs);
623         if (reason & 0x40)
624                 io_check_error(reason, regs);
625         /*
626          * Reassert NMI in case it became active meanwhile
627          * as it's edge-triggered.
628          */
629         reassert_nmi();
630 }
631
632 static int dummy_nmi_callback(struct pt_regs * regs, int cpu)
633 {
634         return 0;
635 }
636  
637 static nmi_callback_t nmi_callback = dummy_nmi_callback;
638  
639 fastcall void do_nmi(struct pt_regs * regs, long error_code)
640 {
641         int cpu;
642
643         nmi_enter();
644
645         cpu = smp_processor_id();
646
647 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
648         if (!cpu_online(cpu)) {
649                 nmi_exit();
650                 return;
651         }
652 #endif
653
654         ++nmi_count(cpu);
655
656         if (!nmi_callback(regs, cpu))
657                 default_do_nmi(regs);
658
659         nmi_exit();
660 }
661
662 void set_nmi_callback(nmi_callback_t callback)
663 {
664         nmi_callback = callback;
665 }
666 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_nmi_callback);
667
668 void unset_nmi_callback(void)
669 {
670         nmi_callback = dummy_nmi_callback;
671 }
672 EXPORT_SYMBOL_GPL(unset_nmi_callback);
673
674 #ifdef CONFIG_KPROBES
675 fastcall void do_int3(struct pt_regs *regs, long error_code)
676 {
677         if (notify_die(DIE_INT3, "int3", regs, error_code, 3, SIGTRAP)
678                         == NOTIFY_STOP)
679                 return;
680         /* This is an interrupt gate, because kprobes wants interrupts
681         disabled.  Normal trap handlers don't. */
682         restore_interrupts(regs);
683         do_trap(3, SIGTRAP, "int3", 1, regs, error_code, NULL);
684 }
685 #endif
686
687 /*
688  * Our handling of the processor debug registers is non-trivial.
689  * We do not clear them on entry and exit from the kernel. Therefore
690  * it is possible to get a watchpoint trap here from inside the kernel.
691  * However, the code in ./ptrace.c has ensured that the user can
692  * only set watchpoints on userspace addresses. Therefore the in-kernel
693  * watchpoint trap can only occur in code which is reading/writing
694  * from user space. Such code must not hold kernel locks (since it
695  * can equally take a page fault), therefore it is safe to call
696  * force_sig_info even though that claims and releases locks.
697  * 
698  * Code in ./signal.c ensures that the debug control register
699  * is restored before we deliver any signal, and therefore that
700  * user code runs with the correct debug control register even though
701  * we clear it here.
702  *
703  * Being careful here means that we don't have to be as careful in a
704  * lot of more complicated places (task switching can be a bit lazy
705  * about restoring all the debug state, and ptrace doesn't have to
706  * find every occurrence of the TF bit that could be saved away even
707  * by user code)
708  */
709 fastcall void do_debug(struct pt_regs * regs, long error_code)
710 {
711         unsigned int condition;
712         struct task_struct *tsk = current;
713
714         get_debugreg(condition, 6);
715
716         if (notify_die(DIE_DEBUG, "debug", regs, condition, error_code,
717                                         SIGTRAP) == NOTIFY_STOP)
718                 return;
719         /* It's safe to allow irq's after DR6 has been saved */
720         if (regs->eflags & X86_EFLAGS_IF)
721                 local_irq_enable();
722
723         /* Mask out spurious debug traps due to lazy DR7 setting */
724         if (condition & (DR_TRAP0|DR_TRAP1|DR_TRAP2|DR_TRAP3)) {
725                 if (!tsk->thread.debugreg[7])
726                         goto clear_dr7;
727         }
728
729         if (regs->eflags & VM_MASK)
730                 goto debug_vm86;
731
732         /* Save debug status register where ptrace can see it */
733         tsk->thread.debugreg[6] = condition;
734
735         /*
736          * Single-stepping through TF: make sure we ignore any events in
737          * kernel space (but re-enable TF when returning to user mode).
738          */
739         if (condition & DR_STEP) {
740                 /*
741                  * We already checked v86 mode above, so we can
742                  * check for kernel mode by just checking the CPL
743                  * of CS.
744                  */
745                 if (!user_mode(regs))
746                         goto clear_TF_reenable;
747         }
748
749         /* Ok, finally something we can handle */
750         send_sigtrap(tsk, regs, error_code);
751
752         /* Disable additional traps. They'll be re-enabled when
753          * the signal is delivered.
754          */
755 clear_dr7:
756         set_debugreg(0, 7);
757         return;
758
759 debug_vm86:
760         handle_vm86_trap((struct kernel_vm86_regs *) regs, error_code, 1);
761         return;
762
763 clear_TF_reenable:
764         set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SINGLESTEP);
765         regs->eflags &= ~TF_MASK;
766         return;
767 }
768
769 /*
770  * Note that we play around with the 'TS' bit in an attempt to get
771  * the correct behaviour even in the presence of the asynchronous
772  * IRQ13 behaviour
773  */
774 void math_error(void __user *eip)
775 {
776         struct task_struct * task;
777         siginfo_t info;
778         unsigned short cwd, swd;
779
780         /*
781          * Save the info for the exception handler and clear the error.
782          */
783         task = current;
784         save_init_fpu(task);
785         task->thread.trap_no = 16;
786         task->thread.error_code = 0;
787         info.si_signo = SIGFPE;
788         info.si_errno = 0;
789         info.si_code = __SI_FAULT;
790         info.si_addr = eip;
791         /*
792          * (~cwd & swd) will mask out exceptions that are not set to unmasked
793          * status.  0x3f is the exception bits in these regs, 0x200 is the
794          * C1 reg you need in case of a stack fault, 0x040 is the stack
795          * fault bit.  We should only be taking one exception at a time,
796          * so if this combination doesn't produce any single exception,
797          * then we have a bad program that isn't syncronizing its FPU usage
798          * and it will suffer the consequences since we won't be able to
799          * fully reproduce the context of the exception
800          */
801         cwd = get_fpu_cwd(task);
802         swd = get_fpu_swd(task);
803         switch (swd & ~cwd & 0x3f) {
804                 case 0x000:
805                 default:
806                         break;
807                 case 0x001: /* Invalid Op */
808                         /*
809                          * swd & 0x240 == 0x040: Stack Underflow
810                          * swd & 0x240 == 0x240: Stack Overflow
811                          * User must clear the SF bit (0x40) if set
812                          */
813                         info.si_code = FPE_FLTINV;
814                         break;
815                 case 0x002: /* Denormalize */
816                 case 0x010: /* Underflow */
817                         info.si_code = FPE_FLTUND;
818                         break;
819                 case 0x004: /* Zero Divide */
820                         info.si_code = FPE_FLTDIV;
821                         break;
822                 case 0x008: /* Overflow */
823                         info.si_code = FPE_FLTOVF;
824                         break;
825                 case 0x020: /* Precision */
826                         info.si_code = FPE_FLTRES;
827                         break;
828         }
829         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
830 }
831
832 fastcall void do_coprocessor_error(struct pt_regs * regs, long error_code)
833 {
834         ignore_fpu_irq = 1;
835         math_error((void __user *)regs->eip);
836 }
837
838 static void simd_math_error(void __user *eip)
839 {
840         struct task_struct * task;
841         siginfo_t info;
842         unsigned short mxcsr;
843
844         /*
845          * Save the info for the exception handler and clear the error.
846          */
847         task = current;
848         save_init_fpu(task);
849         task->thread.trap_no = 19;
850         task->thread.error_code = 0;
851         info.si_signo = SIGFPE;
852         info.si_errno = 0;
853         info.si_code = __SI_FAULT;
854         info.si_addr = eip;
855         /*
856          * The SIMD FPU exceptions are handled a little differently, as there
857          * is only a single status/control register.  Thus, to determine which
858          * unmasked exception was caught we must mask the exception mask bits
859          * at 0x1f80, and then use these to mask the exception bits at 0x3f.
860          */
861         mxcsr = get_fpu_mxcsr(task);
862         switch (~((mxcsr & 0x1f80) >> 7) & (mxcsr & 0x3f)) {
863                 case 0x000:
864                 default:
865                         break;
866                 case 0x001: /* Invalid Op */
867                         info.si_code = FPE_FLTINV;
868                         break;
869                 case 0x002: /* Denormalize */
870                 case 0x010: /* Underflow */
871                         info.si_code = FPE_FLTUND;
872                         break;
873                 case 0x004: /* Zero Divide */
874                         info.si_code = FPE_FLTDIV;
875                         break;
876                 case 0x008: /* Overflow */
877                         info.si_code = FPE_FLTOVF;
878                         break;
879                 case 0x020: /* Precision */
880                         info.si_code = FPE_FLTRES;
881                         break;
882         }
883         force_sig_info(SIGFPE, &info, task);
884 }
885
886 fastcall void do_simd_coprocessor_error(struct pt_regs * regs,
887                                           long error_code)
888 {
889         if (cpu_has_xmm) {
890                 /* Handle SIMD FPU exceptions on PIII+ processors. */
891                 ignore_fpu_irq = 1;
892                 simd_math_error((void __user *)regs->eip);
893         } else {
894                 /*
895                  * Handle strange cache flush from user space exception
896                  * in all other cases.  This is undocumented behaviour.
897                  */
898                 if (regs->eflags & VM_MASK) {
899                         handle_vm86_fault((struct kernel_vm86_regs *)regs,
900                                           error_code);
901                         return;
902                 }
903                 current->thread.trap_no = 19;
904                 current->thread.error_code = error_code;
905                 die_if_kernel("cache flush denied", regs, error_code);
906                 force_sig(SIGSEGV, current);
907         }
908 }
909
910 fastcall void do_spurious_interrupt_bug(struct pt_regs * regs,
911                                           long error_code)
912 {
913 #if 0
914         /* No need to warn about this any longer. */
915         printk("Ignoring P6 Local APIC Spurious Interrupt Bug...\n");
916 #endif
917 }
918
919 fastcall void setup_x86_bogus_stack(unsigned char * stk)
920 {
921         unsigned long *switch16_ptr, *switch32_ptr;
922         struct pt_regs *regs;
923         unsigned long stack_top, stack_bot;
924         unsigned short iret_frame16_off;
925         int cpu = smp_processor_id();
926         /* reserve the space on 32bit stack for the magic switch16 pointer */
927         memmove(stk, stk + 8, sizeof(struct pt_regs));
928         switch16_ptr = (unsigned long *)(stk + sizeof(struct pt_regs));
929         regs = (struct pt_regs *)stk;
930         /* now the switch32 on 16bit stack */
931         stack_bot = (unsigned long)&per_cpu(cpu_16bit_stack, cpu);
932         stack_top = stack_bot + CPU_16BIT_STACK_SIZE;
933         switch32_ptr = (unsigned long *)(stack_top - 8);
934         iret_frame16_off = CPU_16BIT_STACK_SIZE - 8 - 20;
935         /* copy iret frame on 16bit stack */
936         memcpy((void *)(stack_bot + iret_frame16_off), &regs->eip, 20);
937         /* fill in the switch pointers */
938         switch16_ptr[0] = (regs->esp & 0xffff0000) | iret_frame16_off;
939         switch16_ptr[1] = __ESPFIX_SS;
940         switch32_ptr[0] = (unsigned long)stk + sizeof(struct pt_regs) +
941                 8 - CPU_16BIT_STACK_SIZE;
942         switch32_ptr[1] = __KERNEL_DS;
943 }
944
945 fastcall unsigned char * fixup_x86_bogus_stack(unsigned short sp)
946 {
947         unsigned long *switch32_ptr;
948         unsigned char *stack16, *stack32;
949         unsigned long stack_top, stack_bot;
950         int len;
951         int cpu = smp_processor_id();
952         stack_bot = (unsigned long)&per_cpu(cpu_16bit_stack, cpu);
953         stack_top = stack_bot + CPU_16BIT_STACK_SIZE;
954         switch32_ptr = (unsigned long *)(stack_top - 8);
955         /* copy the data from 16bit stack to 32bit stack */
956         len = CPU_16BIT_STACK_SIZE - 8 - sp;
957         stack16 = (unsigned char *)(stack_bot + sp);
958         stack32 = (unsigned char *)
959                 (switch32_ptr[0] + CPU_16BIT_STACK_SIZE - 8 - len);
960         memcpy(stack32, stack16, len);
961         return stack32;
962 }
963
964 /*
965  *  'math_state_restore()' saves the current math information in the
966  * old math state array, and gets the new ones from the current task
967  *
968  * Careful.. There are problems with IBM-designed IRQ13 behaviour.
969  * Don't touch unless you *really* know how it works.
970  *
971  * Must be called with kernel preemption disabled (in this case,
972  * local interrupts are disabled at the call-site in entry.S).
973  */
974 asmlinkage void math_state_restore(struct pt_regs regs)
975 {
976         struct thread_info *thread = current_thread_info();
977         struct task_struct *tsk = thread->task;
978
979         clts();         /* Allow maths ops (or we recurse) */
980         if (!tsk_used_math(tsk))
981                 init_fpu(tsk);
982         restore_fpu(tsk);
983         thread->status |= TS_USEDFPU;   /* So we fnsave on switch_to() */
984 }
985
986 #ifndef CONFIG_MATH_EMULATION
987
988 asmlinkage void math_emulate(long arg)
989 {
990         printk("math-emulation not enabled and no coprocessor found.\n");
991         printk("killing %s.\n",current->comm);
992         force_sig(SIGFPE,current);
993         schedule();
994 }
995
996 #endif /* CONFIG_MATH_EMULATION */
997
998 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
999 void __init trap_init_f00f_bug(void)
1000 {
1001         __set_fixmap(FIX_F00F_IDT, __pa(&idt_table), PAGE_KERNEL_RO);
1002
1003         /*
1004          * Update the IDT descriptor and reload the IDT so that
1005          * it uses the read-only mapped virtual address.
1006          */
1007         idt_descr.address = fix_to_virt(FIX_F00F_IDT);
1008         load_idt(&idt_descr);
1009 }
1010 #endif
1011
1012 #define _set_gate(gate_addr,type,dpl,addr,seg) \
1013 do { \
1014   int __d0, __d1; \
1015   __asm__ __volatile__ ("movw %%dx,%%ax\n\t" \
1016         "movw %4,%%dx\n\t" \
1017         "movl %%eax,%0\n\t" \
1018         "movl %%edx,%1" \
1019         :"=m" (*((long *) (gate_addr))), \
1020          "=m" (*(1+(long *) (gate_addr))), "=&a" (__d0), "=&d" (__d1) \
1021         :"i" ((short) (0x8000+(dpl<<13)+(type<<8))), \
1022          "3" ((char *) (addr)),"2" ((seg) << 16)); \
1023 } while (0)
1024
1025
1026 /*
1027  * This needs to use 'idt_table' rather than 'idt', and
1028  * thus use the _nonmapped_ version of the IDT, as the
1029  * Pentium F0 0F bugfix can have resulted in the mapped
1030  * IDT being write-protected.
1031  */
1032 void set_intr_gate(unsigned int n, void *addr)
1033 {
1034         _set_gate(idt_table+n,14,0,addr,__KERNEL_CS);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * This routine sets up an interrupt gate at directory privilege level 3.
1039  */
1040 static inline void set_system_intr_gate(unsigned int n, void *addr)
1041 {
1042         _set_gate(idt_table+n, 14, 3, addr, __KERNEL_CS);
1043 }
1044
1045 static void __init set_trap_gate(unsigned int n, void *addr)
1046 {
1047         _set_gate(idt_table+n,15,0,addr,__KERNEL_CS);
1048 }
1049
1050 static void __init set_system_gate(unsigned int n, void *addr)
1051 {
1052         _set_gate(idt_table+n,15,3,addr,__KERNEL_CS);
1053 }
1054
1055 static void __init set_task_gate(unsigned int n, unsigned int gdt_entry)
1056 {
1057         _set_gate(idt_table+n,5,0,0,(gdt_entry<<3));
1058 }
1059
1060
1061 void __init trap_init(void)
1062 {
1063 #ifdef CONFIG_EISA
1064         void __iomem *p = ioremap(0x0FFFD9, 4);
1065         if (readl(p) == 'E'+('I'<<8)+('S'<<16)+('A'<<24)) {
1066                 EISA_bus = 1;
1067         }
1068         iounmap(p);
1069 #endif
1070
1071 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1072         init_apic_mappings();
1073 #endif
1074
1075         set_trap_gate(0,&divide_error);
1076         set_intr_gate(1,&debug);
1077         set_intr_gate(2,&nmi);
1078         set_system_intr_gate(3, &int3); /* int3-5 can be called from all */
1079         set_system_gate(4,&overflow);
1080         set_system_gate(5,&bounds);
1081         set_trap_gate(6,&invalid_op);
1082         set_trap_gate(7,&device_not_available);
1083         set_task_gate(8,GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
1084         set_trap_gate(9,&coprocessor_segment_overrun);
1085         set_trap_gate(10,&invalid_TSS);
1086         set_trap_gate(11,&segment_not_present);
1087         set_trap_gate(12,&stack_segment);
1088         set_trap_gate(13,&general_protection);
1089         set_intr_gate(14,&page_fault);
1090         set_trap_gate(15,&spurious_interrupt_bug);
1091         set_trap_gate(16,&coprocessor_error);
1092         set_trap_gate(17,&alignment_check);
1093 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1094         set_trap_gate(18,&machine_check);
1095 #endif
1096         set_trap_gate(19,&simd_coprocessor_error);
1097
1098         set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);
1099
1100         /*
1101          * Should be a barrier for any external CPU state.
1102          */
1103         cpu_init();
1104
1105         trap_init_hook();
1106 }
1107
1108 static int __init kstack_setup(char *s)
1109 {
1110         kstack_depth_to_print = simple_strtoul(s, NULL, 0);
1111         return 0;
1112 }
1113 __setup("kstack=", kstack_setup);