Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 : : /*
3 : : * common.c - C code for kernel entry and exit
4 : : * Copyright (c) 2015 Andrew Lutomirski
5 : : *
6 : : * Based on asm and ptrace code by many authors. The code here originated
7 : : * in ptrace.c and signal.c.
8 : : */
9 : :
10 : : #include <linux/kernel.h>
11 : : #include <linux/sched.h>
12 : : #include <linux/sched/task_stack.h>
13 : : #include <linux/mm.h>
14 : : #include <linux/smp.h>
15 : : #include <linux/errno.h>
16 : : #include <linux/ptrace.h>
17 : : #include <linux/tracehook.h>
18 : : #include <linux/audit.h>
19 : : #include <linux/seccomp.h>
20 : : #include <linux/signal.h>
21 : : #include <linux/export.h>
22 : : #include <linux/context_tracking.h>
23 : : #include <linux/user-return-notifier.h>
24 : : #include <linux/nospec.h>
25 : : #include <linux/uprobes.h>
26 : : #include <linux/livepatch.h>
27 : : #include <linux/syscalls.h>
28 : : #include <linux/uaccess.h>
29 : :
30 : : #include <asm/desc.h>
31 : : #include <asm/traps.h>
32 : : #include <asm/vdso.h>
33 : : #include <asm/cpufeature.h>
34 : : #include <asm/fpu/api.h>
35 : : #include <asm/nospec-branch.h>
36 : : #include <asm/io_bitmap.h>
37 : :
38 : : #define CREATE_TRACE_POINTS
39 : : #include <trace/events/syscalls.h>
40 : :
41 : : #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
42 : : /* Called on entry from user mode with IRQs off. */
43 : : __visible inline void enter_from_user_mode(void)
44 : : {
45 : : CT_WARN_ON(ct_state() != CONTEXT_USER);
46 : : user_exit_irqoff();
47 : : }
48 : : #else
49 : 17675895 : static inline void enter_from_user_mode(void) {}
50 : : #endif
51 : :
52 : 1826123 : static void do_audit_syscall_entry(struct pt_regs *regs, u32 arch)
53 : : {
54 : : #ifdef CONFIG_X86_64
55 [ + - ]: 1826123 : if (arch == AUDIT_ARCH_X86_64) {
56 [ - + ]: 1826123 : audit_syscall_entry(regs->orig_ax, regs->di,
57 : : regs->si, regs->dx, regs->r10);
58 : : } else
59 : : #endif
60 : : {
61 [ # # ]: 0 : audit_syscall_entry(regs->orig_ax, regs->bx,
62 : : regs->cx, regs->dx, regs->si);
63 : : }
64 : 1826123 : }
65 : :
66 : : /*
67 : : * Returns the syscall nr to run (which should match regs->orig_ax) or -1
68 : : * to skip the syscall.
69 : : */
70 : 1826423 : static long syscall_trace_enter(struct pt_regs *regs)
71 : : {
72 [ + - ]: 1826423 : u32 arch = in_ia32_syscall() ? AUDIT_ARCH_I386 : AUDIT_ARCH_X86_64;
73 : :
74 [ - + ]: 1826423 : struct thread_info *ti = current_thread_info();
75 : 1826423 : unsigned long ret = 0;
76 : 1826423 : u32 work;
77 : :
78 : 1826423 : if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_ENTRY))
79 : 1826423 : BUG_ON(regs != task_pt_regs(current));
80 : :
81 [ - + ]: 1826423 : work = READ_ONCE(ti->flags);
82 : :
83 [ - + ]: 1826423 : if (work & (_TIF_SYSCALL_TRACE | _TIF_SYSCALL_EMU)) {
84 : 0 : ret = tracehook_report_syscall_entry(regs);
85 [ # # # # ]: 0 : if (ret || (work & _TIF_SYSCALL_EMU))
86 : : return -1L;
87 : : }
88 : :
89 : : #ifdef CONFIG_SECCOMP
90 : : /*
91 : : * Do seccomp after ptrace, to catch any tracer changes.
92 : : */
93 [ + - ]: 1826423 : if (work & _TIF_SECCOMP) {
94 : 1826423 : struct seccomp_data sd;
95 : :
96 : 1826423 : sd.arch = arch;
97 : 1826423 : sd.nr = regs->orig_ax;
98 : 1826423 : sd.instruction_pointer = regs->ip;
99 : : #ifdef CONFIG_X86_64
100 [ + - ]: 1826423 : if (arch == AUDIT_ARCH_X86_64) {
101 : 1826423 : sd.args[0] = regs->di;
102 : 1826423 : sd.args[1] = regs->si;
103 : 1826423 : sd.args[2] = regs->dx;
104 : 1826423 : sd.args[3] = regs->r10;
105 : 1826423 : sd.args[4] = regs->r8;
106 : 1826423 : sd.args[5] = regs->r9;
107 : : } else
108 : : #endif
109 : : {
110 : 0 : sd.args[0] = regs->bx;
111 : 0 : sd.args[1] = regs->cx;
112 : 0 : sd.args[2] = regs->dx;
113 : 0 : sd.args[3] = regs->si;
114 : 0 : sd.args[4] = regs->di;
115 : 0 : sd.args[5] = regs->bp;
116 : : }
117 : :
118 : 1826423 : ret = __secure_computing(&sd);
119 [ + + ]: 1826423 : if (ret == -1)
120 : 300 : return ret;
121 : : }
122 : : #endif
123 : :
124 [ - + ]: 1826123 : if (unlikely(test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACEPOINT)))
125 : 0 : trace_sys_enter(regs, regs->orig_ax);
126 : :
127 : 1826123 : do_audit_syscall_entry(regs, arch);
128 : :
129 [ - + ]: 1826123 : return ret ?: regs->orig_ax;
130 : : }
131 : :
132 : : #define EXIT_TO_USERMODE_LOOP_FLAGS \
133 : : (_TIF_SIGPENDING | _TIF_NOTIFY_RESUME | _TIF_UPROBE | \
134 : : _TIF_NEED_RESCHED | _TIF_USER_RETURN_NOTIFY | _TIF_PATCH_PENDING)
135 : :
136 : 2005363 : static void exit_to_usermode_loop(struct pt_regs *regs, u32 cached_flags)
137 : : {
138 : : /*
139 : : * In order to return to user mode, we need to have IRQs off with
140 : : * none of EXIT_TO_USERMODE_LOOP_FLAGS set. Several of these flags
141 : : * can be set at any time on preemptible kernels if we have IRQs on,
142 : : * so we need to loop. Disabling preemption wouldn't help: doing the
143 : : * work to clear some of the flags can sleep.
144 : : */
145 : 2005440 : while (true) {
146 : : /* We have work to do. */
147 : 2005440 : local_irq_enable();
148 : :
149 [ + + ]: 2005440 : if (cached_flags & _TIF_NEED_RESCHED)
150 : 58385 : schedule();
151 : :
152 [ - + ]: 2005440 : if (cached_flags & _TIF_UPROBE)
153 : 0 : uprobe_notify_resume(regs);
154 : :
155 [ - + ]: 2005440 : if (cached_flags & _TIF_PATCH_PENDING)
156 : 0 : klp_update_patch_state(current);
157 : :
158 : : /* deal with pending signal delivery */
159 [ + + ]: 2005440 : if (cached_flags & _TIF_SIGPENDING)
160 : 73997 : do_signal(regs);
161 : :
162 [ + + ]: 2005440 : if (cached_flags & _TIF_NOTIFY_RESUME) {
163 : 1874270 : clear_thread_flag(TIF_NOTIFY_RESUME);
164 [ + - ]: 1874270 : tracehook_notify_resume(regs);
165 [ - + ]: 1874270 : rseq_handle_notify_resume(NULL, regs);
166 : : }
167 : :
168 : 2005440 : if (cached_flags & _TIF_USER_RETURN_NOTIFY)
169 : : fire_user_return_notifiers();
170 : :
171 : : /* Disable IRQs and retry */
172 : 2005440 : local_irq_disable();
173 : :
174 [ + + ]: 2005440 : cached_flags = READ_ONCE(current_thread_info()->flags);
175 : :
176 [ + + ]: 2005440 : if (!(cached_flags & EXIT_TO_USERMODE_LOOP_FLAGS))
177 : : break;
178 : : }
179 : 2005363 : }
180 : :
181 : : /* Called with IRQs disabled. */
182 : 31211050 : __visible inline void prepare_exit_to_usermode(struct pt_regs *regs)
183 : : {
184 : 31211050 : struct thread_info *ti = current_thread_info();
185 : 31211050 : u32 cached_flags;
186 : :
187 : 31211050 : addr_limit_user_check();
188 : :
189 : 31211050 : lockdep_assert_irqs_disabled();
190 : 31211050 : lockdep_sys_exit();
191 : :
192 [ + + ]: 31211050 : cached_flags = READ_ONCE(ti->flags);
193 : :
194 [ + + ]: 31211050 : if (unlikely(cached_flags & EXIT_TO_USERMODE_LOOP_FLAGS))
195 : 2005363 : exit_to_usermode_loop(regs, cached_flags);
196 : :
197 : : /* Reload ti->flags; we may have rescheduled above. */
198 [ - + ]: 31211050 : cached_flags = READ_ONCE(ti->flags);
199 : :
200 [ - + ]: 31211050 : if (unlikely(cached_flags & _TIF_IO_BITMAP))
201 : 0 : tss_update_io_bitmap();
202 : :
203 : 31211050 : fpregs_assert_state_consistent();
204 [ + + ]: 31211050 : if (unlikely(cached_flags & _TIF_NEED_FPU_LOAD))
205 : 386219 : switch_fpu_return();
206 : :
207 : : #ifdef CONFIG_COMPAT
208 : : /*
209 : : * Compat syscalls set TS_COMPAT. Make sure we clear it before
210 : : * returning to user mode. We need to clear it *after* signal
211 : : * handling, because syscall restart has a fixup for compat
212 : : * syscalls. The fixup is exercised by the ptrace_syscall_32
213 : : * selftest.
214 : : *
215 : : * We also need to clear TS_REGS_POKED_I386: the 32-bit tracer
216 : : * special case only applies after poking regs and before the
217 : : * very next return to user mode.
218 : : */
219 : 31211050 : ti->status &= ~(TS_COMPAT|TS_I386_REGS_POKED);
220 : : #endif
221 : :
222 [ - + ]: 31211050 : user_enter_irqoff();
223 : :
224 [ - + ]: 31211050 : mds_user_clear_cpu_buffers();
225 : 31211050 : }
226 : :
227 : : #define SYSCALL_EXIT_WORK_FLAGS \
228 : : (_TIF_SYSCALL_TRACE | _TIF_SYSCALL_AUDIT | \
229 : : _TIF_SINGLESTEP | _TIF_SYSCALL_TRACEPOINT)
230 : :
231 : 0 : static void syscall_slow_exit_work(struct pt_regs *regs, u32 cached_flags)
232 : : {
233 : 0 : bool step;
234 : :
235 : 0 : audit_syscall_exit(regs);
236 : :
237 [ # # ]: 0 : if (cached_flags & _TIF_SYSCALL_TRACEPOINT)
238 : 0 : trace_sys_exit(regs, regs->ax);
239 : :
240 : : /*
241 : : * If TIF_SYSCALL_EMU is set, we only get here because of
242 : : * TIF_SINGLESTEP (i.e. this is PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP).
243 : : * We already reported this syscall instruction in
244 : : * syscall_trace_enter().
245 : : */
246 : 0 : step = unlikely(
247 : : (cached_flags & (_TIF_SINGLESTEP | _TIF_SYSCALL_EMU))
248 : : == _TIF_SINGLESTEP);
249 [ # # # # ]: 0 : if (step || cached_flags & _TIF_SYSCALL_TRACE)
250 [ # # ]: 0 : tracehook_report_syscall_exit(regs, step);
251 : 0 : }
252 : :
253 : : /*
254 : : * Called with IRQs on and fully valid regs. Returns with IRQs off in a
255 : : * state such that we can immediately switch to user mode.
256 : : */
257 : 17675895 : __visible inline void syscall_return_slowpath(struct pt_regs *regs)
258 : : {
259 [ - + ]: 17675895 : struct thread_info *ti = current_thread_info();
260 [ - + ]: 17675895 : u32 cached_flags = READ_ONCE(ti->flags);
261 : :
262 [ - + ]: 17675895 : CT_WARN_ON(ct_state() != CONTEXT_KERNEL);
263 : :
264 : 17675895 : if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING) &&
265 : : WARN(irqs_disabled(), "syscall %ld left IRQs disabled", regs->orig_ax))
266 : 17675895 : local_irq_enable();
267 : :
268 [ - + ]: 17675895 : rseq_syscall(regs);
269 : :
270 : : /*
271 : : * First do one-time work. If these work items are enabled, we
272 : : * want to run them exactly once per syscall exit with IRQs on.
273 : : */
274 [ - + ]: 17675895 : if (unlikely(cached_flags & SYSCALL_EXIT_WORK_FLAGS))
275 : 0 : syscall_slow_exit_work(regs, cached_flags);
276 : :
277 : 17675895 : local_irq_disable();
278 : 17675895 : prepare_exit_to_usermode(regs);
279 : 17675895 : }
280 : :
281 : : #ifdef CONFIG_X86_64
282 : 17675895 : __visible void do_syscall_64(unsigned long nr, struct pt_regs *regs)
283 : : {
284 : 17675895 : struct thread_info *ti;
285 : :
286 : 17675895 : enter_from_user_mode();
287 : 17675895 : local_irq_enable();
288 [ + + ]: 17675895 : ti = current_thread_info();
289 [ + + ]: 17675895 : if (READ_ONCE(ti->flags) & _TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY)
290 : 1826423 : nr = syscall_trace_enter(regs);
291 : :
292 [ + + ]: 17675895 : if (likely(nr < NR_syscalls)) {
293 : 17675595 : nr = array_index_nospec(nr, NR_syscalls);
294 : 17675595 : regs->ax = sys_call_table[nr](regs);
295 : : #ifdef CONFIG_X86_X32_ABI
296 : : } else if (likely((nr & __X32_SYSCALL_BIT) &&
297 : : (nr & ~__X32_SYSCALL_BIT) < X32_NR_syscalls)) {
298 : : nr = array_index_nospec(nr & ~__X32_SYSCALL_BIT,
299 : : X32_NR_syscalls);
300 : : regs->ax = x32_sys_call_table[nr](regs);
301 : : #endif
302 : : }
303 : :
304 : 17525438 : syscall_return_slowpath(regs);
305 : 17525438 : }
306 : : #endif
307 : :
308 : : #if defined(CONFIG_X86_32) || defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
309 : : /*
310 : : * Does a 32-bit syscall. Called with IRQs on in CONTEXT_KERNEL. Does
311 : : * all entry and exit work and returns with IRQs off. This function is
312 : : * extremely hot in workloads that use it, and it's usually called from
313 : : * do_fast_syscall_32, so forcibly inline it to improve performance.
314 : : */
315 : 0 : static __always_inline void do_syscall_32_irqs_on(struct pt_regs *regs)
316 : : {
317 : 0 : struct thread_info *ti = current_thread_info();
318 : 0 : unsigned int nr = (unsigned int)regs->orig_ax;
319 : :
320 : : #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
321 : 0 : ti->status |= TS_COMPAT;
322 : : #endif
323 : :
324 [ # # # # ]: 0 : if (READ_ONCE(ti->flags) & _TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY) {
325 : : /*
326 : : * Subtlety here: if ptrace pokes something larger than
327 : : * 2^32-1 into orig_ax, this truncates it. This may or
328 : : * may not be necessary, but it matches the old asm
329 : : * behavior.
330 : : */
331 : 0 : nr = syscall_trace_enter(regs);
332 : : }
333 : :
334 [ # # # # ]: 0 : if (likely(nr < IA32_NR_syscalls)) {
335 : 0 : nr = array_index_nospec(nr, IA32_NR_syscalls);
336 : : #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
337 : 0 : regs->ax = ia32_sys_call_table[nr](regs);
338 : : #else
339 : : /*
340 : : * It's possible that a 32-bit syscall implementation
341 : : * takes a 64-bit parameter but nonetheless assumes that
342 : : * the high bits are zero. Make sure we zero-extend all
343 : : * of the args.
344 : : */
345 : : regs->ax = ia32_sys_call_table[nr](
346 : : (unsigned int)regs->bx, (unsigned int)regs->cx,
347 : : (unsigned int)regs->dx, (unsigned int)regs->si,
348 : : (unsigned int)regs->di, (unsigned int)regs->bp);
349 : : #endif /* CONFIG_IA32_EMULATION */
350 : : }
351 : :
352 : 0 : syscall_return_slowpath(regs);
353 : : }
354 : :
355 : : /* Handles int $0x80 */
356 : 0 : __visible void do_int80_syscall_32(struct pt_regs *regs)
357 : : {
358 : 0 : enter_from_user_mode();
359 : 0 : local_irq_enable();
360 [ # # ]: 0 : do_syscall_32_irqs_on(regs);
361 : 0 : }
362 : :
363 : : /* Returns 0 to return using IRET or 1 to return using SYSEXIT/SYSRETL. */
364 : 0 : __visible long do_fast_syscall_32(struct pt_regs *regs)
365 : : {
366 : : /*
367 : : * Called using the internal vDSO SYSENTER/SYSCALL32 calling
368 : : * convention. Adjust regs so it looks like we entered using int80.
369 : : */
370 : :
371 : 0 : unsigned long landing_pad = (unsigned long)current->mm->context.vdso +
372 : 0 : vdso_image_32.sym_int80_landing_pad;
373 : :
374 : : /*
375 : : * SYSENTER loses EIP, and even SYSCALL32 needs us to skip forward
376 : : * so that 'regs->ip -= 2' lands back on an int $0x80 instruction.
377 : : * Fix it up.
378 : : */
379 : 0 : regs->ip = landing_pad;
380 : :
381 : 0 : enter_from_user_mode();
382 : :
383 : 0 : local_irq_enable();
384 : :
385 : : /* Fetch EBP from where the vDSO stashed it. */
386 : 0 : if (
387 : : #ifdef CONFIG_X86_64
388 : : /*
389 : : * Micro-optimization: the pointer we're following is explicitly
390 : : * 32 bits, so it can't be out of range.
391 : : */
392 [ # # ]: 0 : __get_user(*(u32 *)®s->bp,
393 : : (u32 __user __force *)(unsigned long)(u32)regs->sp)
394 : : #else
395 : : get_user(*(u32 *)®s->bp,
396 : : (u32 __user __force *)(unsigned long)(u32)regs->sp)
397 : : #endif
398 : : ) {
399 : :
400 : : /* User code screwed up. */
401 : 0 : local_irq_disable();
402 : 0 : regs->ax = -EFAULT;
403 : 0 : prepare_exit_to_usermode(regs);
404 : 0 : return 0; /* Keep it simple: use IRET. */
405 : : }
406 : :
407 : : /* Now this is just like a normal syscall. */
408 [ # # ]: 0 : do_syscall_32_irqs_on(regs);
409 : :
410 : : #ifdef CONFIG_X86_64
411 : : /*
412 : : * Opportunistic SYSRETL: if possible, try to return using SYSRETL.
413 : : * SYSRETL is available on all 64-bit CPUs, so we don't need to
414 : : * bother with SYSEXIT.
415 : : *
416 : : * Unlike 64-bit opportunistic SYSRET, we can't check that CX == IP,
417 : : * because the ECX fixup above will ensure that this is essentially
418 : : * never the case.
419 : : */
420 [ # # ]: 0 : return regs->cs == __USER32_CS && regs->ss == __USER_DS &&
421 [ # # # # ]: 0 : regs->ip == landing_pad &&
422 [ # # ]: 0 : (regs->flags & (X86_EFLAGS_RF | X86_EFLAGS_TF)) == 0;
423 : : #else
424 : : /*
425 : : * Opportunistic SYSEXIT: if possible, try to return using SYSEXIT.
426 : : *
427 : : * Unlike 64-bit opportunistic SYSRET, we can't check that CX == IP,
428 : : * because the ECX fixup above will ensure that this is essentially
429 : : * never the case.
430 : : *
431 : : * We don't allow syscalls at all from VM86 mode, but we still
432 : : * need to check VM, because we might be returning from sys_vm86.
433 : : */
434 : : return static_cpu_has(X86_FEATURE_SEP) &&
435 : : regs->cs == __USER_CS && regs->ss == __USER_DS &&
436 : : regs->ip == landing_pad &&
437 : : (regs->flags & (X86_EFLAGS_RF | X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_VM)) == 0;
438 : : #endif
439 : : }
440 : : #endif
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