arch/x86/kernel/nmi.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   3  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002 Andi Kleen, SuSE Labs
   4  *  Copyright (C) 2011  Don Zickus Red Hat, Inc.
   5  *
   6  *  Pentium III FXSR, SSE support
   7  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   8  */
   9
  10 /*
  11  * Handle hardware traps and faults.
  12  */
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/kprobes.h>
  15 #include <linux/kdebug.h>
  16 #include <linux/nmi.h>
  17 #include <linux/delay.h>
  18 #include <linux/hardirq.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20
  21 #include <linux/mca.h>
  22
  23 #if defined(CONFIG_EDAC)
  24 #include <linux/edac.h>
  25 #endif
  26
  27 #include <linux/atomic.h>
  28 #include <asm/traps.h>
  29 #include <asm/mach_traps.h>
  30 #include <asm/nmi.h>
  31
  32 #define NMI_MAX_NAMELEN 16
  33 struct nmiaction {
  34         struct list_head list;
  35         nmi_handler_t handler;
  36         unsigned int flags;
  37         char *name;
  38 };
  39
  40 struct nmi_desc {
  41         spinlock_t lock;
  42         struct list_head head;
  43 };
  44
  45 static struct nmi_desc nmi_desc[NMI_MAX] =
  46 {
  47         {
  48                 .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&nmi_desc[0].lock),
  49                 .head = LIST_HEAD_INIT(nmi_desc[0].head),
  50         },
  51         {
  52                 .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&nmi_desc[1].lock),
  53                 .head = LIST_HEAD_INIT(nmi_desc[1].head),
  54         },
  55
  56 };
  57
  58 struct nmi_stats {
  59         unsigned int normal;
  60         unsigned int unknown;
  61         unsigned int external;
  62         unsigned int swallow;
  63 };
  64
  65 static DEFINE_PER_CPU(struct nmi_stats, nmi_stats);
  66
  67 static int ignore_nmis;
  68
  69 int unknown_nmi_panic;
  70 /*
  71  * Prevent NMI reason port (0x61) being accessed simultaneously, can
  72  * only be used in NMI handler.
  73  */
  74 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(nmi_reason_lock);
  75
  76 static int __init setup_unknown_nmi_panic(char *str)
  77 {
  78         unknown_nmi_panic = 1;
  79         return 1;
  80 }
  81 __setup("unknown_nmi_panic", setup_unknown_nmi_panic);
  82
  83 #define nmi_to_desc(type) (&nmi_desc[type])
  84
  85 static int notrace __kprobes nmi_handle(unsigned int type, struct pt_regs *regs, bool b2b)
  86 {
  87         struct nmi_desc *desc = nmi_to_desc(type);
  88         struct nmiaction *a;
  89         int handled=0;
  90
  91         rcu_read_lock();
  92
  93         /*
  94          * NMIs are edge-triggered, which means if you have enough
  95          * of them concurrently, you can lose some because only one
  96          * can be latched at any given time.  Walk the whole list
  97          * to handle those situations.
  98          */
  99         list_for_each_entry_rcu(a, &desc->head, list)
 100                 handled += a->handler(type, regs);
 101
 102         rcu_read_unlock();
 103
 104         /* return total number of NMI events handled */
 105         return handled;
 106 }
 107
 108 static int __setup_nmi(unsigned int type, struct nmiaction *action)
 109 {
 110         struct nmi_desc *desc = nmi_to_desc(type);
 111         unsigned long flags;
 112
 113         spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
 114
 115         /*
 116          * most handlers of type NMI_UNKNOWN never return because
 117          * they just assume the NMI is theirs.  Just a sanity check
 118          * to manage expectations
 119          */
 120         WARN_ON_ONCE(type == NMI_UNKNOWN && !list_empty(&desc->head));
 121
 122         /*
 123          * some handlers need to be executed first otherwise a fake
 124          * event confuses some handlers (kdump uses this flag)
 125          */
 126         if (action->flags & NMI_FLAG_FIRST)
 127                 list_add_rcu(&action->list, &desc->head);
 128         else
 129                 list_add_tail_rcu(&action->list, &desc->head);
 130
 131         spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 static struct nmiaction *__free_nmi(unsigned int type, const char *name)
 136 {
 137         struct nmi_desc *desc = nmi_to_desc(type);
 138         struct nmiaction *n;
 139         unsigned long flags;
 140
 141         spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
 142
 143         list_for_each_entry_rcu(n, &desc->head, list) {
 144                 /*
 145                  * the name passed in to describe the nmi handler
 146                  * is used as the lookup key
 147                  */
 148                 if (!strcmp(n->name, name)) {
 149                         WARN(in_nmi(),
 150                                 "Trying to free NMI (%s) from NMI context!\n", n->name);
 151                         list_del_rcu(&n->list);
 152                         break;
 153                 }
 154         }
 155
 156         spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
 157         synchronize_rcu();
 158         return (n);
 159 }
 160
 161 int register_nmi_handler(unsigned int type, nmi_handler_t handler,
 162                         unsigned long nmiflags, const char *devname)
 163 {
 164         struct nmiaction *action;
 165         int retval = -ENOMEM;
 166
 167         if (!handler)
 168                 return -EINVAL;
 169
 170         action = kzalloc(sizeof(struct nmiaction), GFP_KERNEL);
 171         if (!action)
 172                 goto fail_action;
 173
 174         action->handler = handler;
 175         action->flags = nmiflags;
 176         action->name = kstrndup(devname, NMI_MAX_NAMELEN, GFP_KERNEL);
 177         if (!action->name)
 178                 goto fail_action_name;
 179
 180         retval = __setup_nmi(type, action);
 181
 182         if (retval)
 183                 goto fail_setup_nmi;
 184
 185         return retval;
 186
 187 fail_setup_nmi:
 188         kfree(action->name);
 189 fail_action_name:
 190         kfree(action);
 191 fail_action:
 192
 193         return retval;
 194 }
 195 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_nmi_handler);
 196
 197 void unregister_nmi_handler(unsigned int type, const char *name)
 198 {
 199         struct nmiaction *a;
 200
 201         a = __free_nmi(type, name);
 202         if (a) {
 203                 kfree(a->name);
 204                 kfree(a);
 205         }
 206 }
 207
 208 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_nmi_handler);
 209
 210 static notrace __kprobes void
 211 pci_serr_error(unsigned char reason, struct pt_regs *regs)
 212 {
 213         pr_emerg("NMI: PCI system error (SERR) for reason %02x on CPU %d.\n",
 214                  reason, smp_processor_id());
 215
 216         /*
 217          * On some machines, PCI SERR line is used to report memory
 218          * errors. EDAC makes use of it.
 219          */
 220 #if defined(CONFIG_EDAC)
 221         if (edac_handler_set()) {
 222                 edac_atomic_assert_error();
 223                 return;
 224         }
 225 #endif
 226
 227         if (panic_on_unrecovered_nmi)
 228                 panic("NMI: Not continuing");
 229
 230         pr_emerg("Dazed and confused, but trying to continue\n");
 231
 232         /* Clear and disable the PCI SERR error line. */
 233         reason = (reason & NMI_REASON_CLEAR_MASK) | NMI_REASON_CLEAR_SERR;
 234         outb(reason, NMI_REASON_PORT);
 235 }
 236
 237 static notrace __kprobes void
 238 io_check_error(unsigned char reason, struct pt_regs *regs)
 239 {
 240         unsigned long i;
 241
 242         pr_emerg(
 243         "NMI: IOCK error (debug interrupt?) for reason %02x on CPU %d.\n",
 244                  reason, smp_processor_id());
 245         show_registers(regs);
 246
 247         if (panic_on_io_nmi)
 248                 panic("NMI IOCK error: Not continuing");
 249
 250         /* Re-enable the IOCK line, wait for a few seconds */
 251         reason = (reason & NMI_REASON_CLEAR_MASK) | NMI_REASON_CLEAR_IOCHK;
 252         outb(reason, NMI_REASON_PORT);
 253
 254         i = 20000;
 255         while (--i) {
 256                 touch_nmi_watchdog();
 257                 udelay(100);
 258         }
 259
 260         reason &= ~NMI_REASON_CLEAR_IOCHK;
 261         outb(reason, NMI_REASON_PORT);
 262 }
 263
 264 static notrace __kprobes void
 265 unknown_nmi_error(unsigned char reason, struct pt_regs *regs)
 266 {
 267         int handled;
 268
 269         /*
 270          * Use 'false' as back-to-back NMIs are dealt with one level up.
 271          * Of course this makes having multiple 'unknown' handlers useless
 272          * as only the first one is ever run (unless it can actually determine
 273          * if it caused the NMI)
 274          */
 275         handled = nmi_handle(NMI_UNKNOWN, regs, false);
 276         if (handled) {
 277                 __this_cpu_add(nmi_stats.unknown, handled);
 278                 return;
 279         }
 280
 281         __this_cpu_add(nmi_stats.unknown, 1);
 282
 283 #ifdef CONFIG_MCA
 284         /*
 285          * Might actually be able to figure out what the guilty party
 286          * is:
 287          */
 288         if (MCA_bus) {
 289                 mca_handle_nmi();
 290                 return;
 291         }
 292 #endif
 293         pr_emerg("Uhhuh. NMI received for unknown reason %02x on CPU %d.\n",
 294                  reason, smp_processor_id());
 295
 296         pr_emerg("Do you have a strange power saving mode enabled?\n");
 297         if (unknown_nmi_panic || panic_on_unrecovered_nmi)
 298                 panic("NMI: Not continuing");
 299
 300         pr_emerg("Dazed and confused, but trying to continue\n");
 301 }
 302
 303 static DEFINE_PER_CPU(bool, swallow_nmi);
 304 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, last_nmi_rip);
 305
 306 static notrace __kprobes void default_do_nmi(struct pt_regs *regs)
 307 {
 308         unsigned char reason = 0;
 309         int handled;
 310         bool b2b = false;
 311
 312         /*
 313          * CPU-specific NMI must be processed before non-CPU-specific
 314          * NMI, otherwise we may lose it, because the CPU-specific
 315          * NMI can not be detected/processed on other CPUs.
 316          */
 317
 318         /*
 319          * Back-to-back NMIs are interesting because they can either
 320          * be two NMI or more than two NMIs (any thing over two is dropped
 321          * due to NMI being edge-triggered).  If this is the second half
 322          * of the back-to-back NMI, assume we dropped things and process
 323          * more handlers.  Otherwise reset the 'swallow' NMI behaviour
 324          */
 325         if (regs->ip == __this_cpu_read(last_nmi_rip))
 326                 b2b = true;
 327         else
 328                 __this_cpu_write(swallow_nmi, false);
 329
 330         __this_cpu_write(last_nmi_rip, regs->ip);
 331
 332         handled = nmi_handle(NMI_LOCAL, regs, b2b);
 333         __this_cpu_add(nmi_stats.normal, handled);
 334         if (handled) {
 335                 /*
 336                  * There are cases when a NMI handler handles multiple
 337                  * events in the current NMI.  One of these events may
 338                  * be queued for in the next NMI.  Because the event is
 339                  * already handled, the next NMI will result in an unknown
 340                  * NMI.  Instead lets flag this for a potential NMI to
 341                  * swallow.
 342                  */
 343                 if (handled > 1)
 344                         __this_cpu_write(swallow_nmi, true);
 345                 return;
 346         }
 347
 348         /* Non-CPU-specific NMI: NMI sources can be processed on any CPU */
 349         raw_spin_lock(&nmi_reason_lock);
 350         reason = get_nmi_reason();
 351
 352         if (reason & NMI_REASON_MASK) {
 353                 if (reason & NMI_REASON_SERR)
 354                         pci_serr_error(reason, regs);
 355                 else if (reason & NMI_REASON_IOCHK)
 356                         io_check_error(reason, regs);
 357 #ifdef CONFIG_X86_32
 358                 /*
 359                  * Reassert NMI in case it became active
 360                  * meanwhile as it's edge-triggered:
 361                  */
 362                 reassert_nmi();
 363 #endif
 364                 __this_cpu_add(nmi_stats.external, 1);
 365                 raw_spin_unlock(&nmi_reason_lock);
 366                 return;
 367         }
 368         raw_spin_unlock(&nmi_reason_lock);
 369
 370         /*
 371          * Only one NMI can be latched at a time.  To handle
 372          * this we may process multiple nmi handlers at once to
 373          * cover the case where an NMI is dropped.  The downside
 374          * to this approach is we may process an NMI prematurely,
 375          * while its real NMI is sitting latched.  This will cause
 376          * an unknown NMI on the next run of the NMI processing.
 377          *
 378          * We tried to flag that condition above, by setting the
 379          * swallow_nmi flag when we process more than one event.
 380          * This condition is also only present on the second half
 381          * of a back-to-back NMI, so we flag that condition too.
 382          *
 383          * If both are true, we assume we already processed this
 384          * NMI previously and we swallow it.  Otherwise we reset
 385          * the logic.
 386          *
 387          * There are scenarios where we may accidentally swallow
 388          * a 'real' unknown NMI.  For example, while processing
 389          * a perf NMI another perf NMI comes in along with a
 390          * 'real' unknown NMI.  These two NMIs get combined into
 391          * one (as descibed above).  When the next NMI gets
 392          * processed, it will be flagged by perf as handled, but
 393          * noone will know that there was a 'real' unknown NMI sent
 394          * also.  As a result it gets swallowed.  Or if the first
 395          * perf NMI returns two events handled then the second
 396          * NMI will get eaten by the logic below, again losing a
 397          * 'real' unknown NMI.  But this is the best we can do
 398          * for now.
 399          */
 400         if (b2b && __this_cpu_read(swallow_nmi))
 401                 __this_cpu_add(nmi_stats.swallow, 1);
 402         else
 403                 unknown_nmi_error(reason, regs);
 404 }
 405
 406 dotraplinkage notrace __kprobes void
 407 do_nmi(struct pt_regs *regs, long error_code)
 408 {
 409         nmi_enter();
 410
 411         inc_irq_stat(__nmi_count);
 412
 413         if (!ignore_nmis)
 414                 default_do_nmi(regs);
 415
 416         nmi_exit();
 417 }
 418
 419 void stop_nmi(void)
 420 {
 421         ignore_nmis++;
 422 }
 423
 424 void restart_nmi(void)
 425 {
 426         ignore_nmis--;
 427 }
 428
 429 /* reset the back-to-back NMI logic */
 430 void local_touch_nmi(void)
 431 {
 432         __this_cpu_write(last_nmi_rip, 0);
 433 }