Merge branch 'x86-pti-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[muen/linux.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  *  linux/arch/x86_64/entry.S
4  *
5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
6  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
7  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
8  *
9  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
10  *
11  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.txt
12  *
13  * A note on terminology:
14  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
15  *                      at the top of the kernel process stack.
16  *
17  * Some macro usage:
18  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
19  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
20  * - idtentry:          Define exception entry points.
21  */
22 #include <linux/linkage.h>
23 #include <asm/segment.h>
24 #include <asm/cache.h>
25 #include <asm/errno.h>
26 #include <asm/asm-offsets.h>
27 #include <asm/msr.h>
28 #include <asm/unistd.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31 #include <asm/page_types.h>
32 #include <asm/irqflags.h>
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #include <asm/percpu.h>
35 #include <asm/asm.h>
36 #include <asm/smap.h>
37 #include <asm/pgtable_types.h>
38 #include <asm/export.h>
39 #include <asm/frame.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <linux/err.h>
42
43 #include "calling.h"
44
45 .code64
46 .section .entry.text, "ax"
47
48 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
49 ENTRY(native_usergs_sysret64)
50         UNWIND_HINT_EMPTY
51         swapgs
52         sysretq
53 END(native_usergs_sysret64)
54 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
55
56 .macro TRACE_IRQS_FLAGS flags:req
57 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
58         btl     $9, \flags              /* interrupts off? */
59         jnc     1f
60         TRACE_IRQS_ON
61 1:
62 #endif
63 .endm
64
65 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
66         TRACE_IRQS_FLAGS EFLAGS(%rsp)
67 .endm
68
69 /*
70  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
71  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
72  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
73  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
74  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
75  *
76  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
77  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
78  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
79  */
80 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
81
82 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
83         call    debug_stack_set_zero
84         TRACE_IRQS_OFF
85         call    debug_stack_reset
86 .endm
87
88 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
89         call    debug_stack_set_zero
90         TRACE_IRQS_ON
91         call    debug_stack_reset
92 .endm
93
94 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
95         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
96         jnc     1f
97         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
98 1:
99 .endm
100
101 #else
102 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
103 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
104 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
105 #endif
106
107 /*
108  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
109  *
110  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
111  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
112  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
113  * available when SYSCALL is used.
114  *
115  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
116  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
117  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
118  * clock_gettimeofday fallback.
119  *
120  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
121  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
122  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
123  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
124  * and does not change rsp.
125  *
126  * Registers on entry:
127  * rax  system call number
128  * rcx  return address
129  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
130  * rdi  arg0
131  * rsi  arg1
132  * rdx  arg2
133  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
134  * r8   arg4
135  * r9   arg5
136  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
137  *
138  * Only called from user space.
139  *
140  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
141  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
142  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
143  */
144
145         .pushsection .entry_trampoline, "ax"
146
147 /*
148  * The code in here gets remapped into cpu_entry_area's trampoline.  This means
149  * that the assembler and linker have the wrong idea as to where this code
150  * lives (and, in fact, it's mapped more than once, so it's not even at a
151  * fixed address).  So we can't reference any symbols outside the entry
152  * trampoline and expect it to work.
153  *
154  * Instead, we carefully abuse %rip-relative addressing.
155  * _entry_trampoline(%rip) refers to the start of the remapped) entry
156  * trampoline.  We can thus find cpu_entry_area with this macro:
157  */
158
159 #define CPU_ENTRY_AREA \
160         _entry_trampoline - CPU_ENTRY_AREA_entry_trampoline(%rip)
161
162 /* The top word of the SYSENTER stack is hot and is usable as scratch space. */
163 #define RSP_SCRATCH     CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + \
164                         SIZEOF_entry_stack - 8 + CPU_ENTRY_AREA
165
166 ENTRY(entry_SYSCALL_64_trampoline)
167         UNWIND_HINT_EMPTY
168         swapgs
169
170         /* Stash the user RSP. */
171         movq    %rsp, RSP_SCRATCH
172
173         /* Note: using %rsp as a scratch reg. */
174         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
175
176         /* Load the top of the task stack into RSP */
177         movq    CPU_ENTRY_AREA_tss + TSS_sp1 + CPU_ENTRY_AREA, %rsp
178
179         /* Start building the simulated IRET frame. */
180         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
181         pushq   RSP_SCRATCH                     /* pt_regs->sp */
182         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
183         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
184         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
185
186         /*
187          * x86 lacks a near absolute jump, and we can't jump to the real
188          * entry text with a relative jump.  We could push the target
189          * address and then use retq, but this destroys the pipeline on
190          * many CPUs (wasting over 20 cycles on Sandy Bridge).  Instead,
191          * spill RDI and restore it in a second-stage trampoline.
192          */
193         pushq   %rdi
194         movq    $entry_SYSCALL_64_stage2, %rdi
195         JMP_NOSPEC %rdi
196 END(entry_SYSCALL_64_trampoline)
197
198         .popsection
199
200 ENTRY(entry_SYSCALL_64_stage2)
201         UNWIND_HINT_EMPTY
202         popq    %rdi
203         jmp     entry_SYSCALL_64_after_hwframe
204 END(entry_SYSCALL_64_stage2)
205
206 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
207         UNWIND_HINT_EMPTY
208         /*
209          * Interrupts are off on entry.
210          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
211          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
212          */
213
214         swapgs
215         /*
216          * This path is only taken when PAGE_TABLE_ISOLATION is disabled so it
217          * is not required to switch CR3.
218          */
219         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
220         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
221
222         /* Construct struct pt_regs on stack */
223         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
224         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
225         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
226         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
227         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
228 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
229         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
230
231         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
232
233         TRACE_IRQS_OFF
234
235         /* IRQs are off. */
236         movq    %rsp, %rdi
237         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
238
239         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
240
241         /*
242          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
243          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
244          * go to the slow exit path.
245          */
246         movq    RCX(%rsp), %rcx
247         movq    RIP(%rsp), %r11
248
249         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
250         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
251
252         /*
253          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
254          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
255          * the kernel, since userspace controls RSP.
256          *
257          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
258          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
259          *
260          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
261          * depending on paging mode) in the address.
262          */
263         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
264         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
265
266         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
267         cmpq    %rcx, %r11
268         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
269
270         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
271         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
272
273         movq    R11(%rsp), %r11
274         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
275         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
276
277         /*
278          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
279          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
280          * need to restore it correctly.
281          *
282          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
283          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
284          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
285          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
286          * this user code:
287          *
288          *           movq       $stuck_here, %rcx
289          *           pushfq
290          *           popq %r11
291          *   stuck_here:
292          *
293          * would never get past 'stuck_here'.
294          */
295         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
296         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
297
298         /* nothing to check for RSP */
299
300         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
301         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
302
303         /*
304          * We win! This label is here just for ease of understanding
305          * perf profiles. Nothing jumps here.
306          */
307 syscall_return_via_sysret:
308         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
309         UNWIND_HINT_EMPTY
310         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
311
312         /*
313          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
314          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
315          */
316         movq    %rsp, %rdi
317         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
318
319         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
320         pushq   (%rdi)          /* RDI */
321
322         /*
323          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
324          * We can do future final exit work right here.
325          */
326         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
327
328         popq    %rdi
329         popq    %rsp
330         USERGS_SYSRET64
331 END(entry_SYSCALL_64)
332
333 /*
334  * %rdi: prev task
335  * %rsi: next task
336  */
337 ENTRY(__switch_to_asm)
338         UNWIND_HINT_FUNC
339         /*
340          * Save callee-saved registers
341          * This must match the order in inactive_task_frame
342          */
343         pushq   %rbp
344         pushq   %rbx
345         pushq   %r12
346         pushq   %r13
347         pushq   %r14
348         pushq   %r15
349
350         /* switch stack */
351         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
352         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
353
354 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
355         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
356         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
357 #endif
358
359 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
360         /*
361          * When switching from a shallower to a deeper call stack
362          * the RSB may either underflow or use entries populated
363          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
364          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
365          * speculative execution to prevent attack.
366          */
367         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
368 #endif
369
370         /* restore callee-saved registers */
371         popq    %r15
372         popq    %r14
373         popq    %r13
374         popq    %r12
375         popq    %rbx
376         popq    %rbp
377
378         jmp     __switch_to
379 END(__switch_to_asm)
380
381 /*
382  * A newly forked process directly context switches into this address.
383  *
384  * rax: prev task we switched from
385  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
386  * r12: kernel thread arg
387  */
388 ENTRY(ret_from_fork)
389         UNWIND_HINT_EMPTY
390         movq    %rax, %rdi
391         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
392
393         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
394         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
395
396 2:
397         UNWIND_HINT_REGS
398         movq    %rsp, %rdi
399         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
400         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
401         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
402
403 1:
404         /* kernel thread */
405         movq    %r12, %rdi
406         CALL_NOSPEC %rbx
407         /*
408          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
409          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
410          * syscall.
411          */
412         movq    $0, RAX(%rsp)
413         jmp     2b
414 END(ret_from_fork)
415
416 /*
417  * Build the entry stubs with some assembler magic.
418  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
419  */
420         .align 8
421 ENTRY(irq_entries_start)
422     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
423     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
424         UNWIND_HINT_IRET_REGS
425         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
426         jmp     common_interrupt
427         .align  8
428         vector=vector+1
429     .endr
430 END(irq_entries_start)
431
432 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
433 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
434         pushq %rax
435         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
436         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
437         jz .Lokay_\@
438         ud2
439 .Lokay_\@:
440         popq %rax
441 #endif
442 .endm
443
444 /*
445  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
446  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
447  * Requires kernel GSBASE.
448  *
449  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
450  */
451 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
452         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
453
454         .if \save_ret
455         /*
456          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
457          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
458          * entry below %rsp to \old_rsp.
459          */
460         leaq    8(%rsp), \old_rsp
461         .else
462         movq    %rsp, \old_rsp
463         .endif
464
465         .if \regs
466         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
467         .endif
468
469         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
470         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
471
472         /*
473          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
474          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
475          *
476          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
477          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
478          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
479          * handler.
480          *
481          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
482          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
483          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
484          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
485          */
486
487         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
488         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
489
490 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
491         /*
492          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
493          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
494          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
495          * of bug quickly.
496          */
497         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
498         je      .Lirq_stack_okay\@
499         ud2
500         .Lirq_stack_okay\@:
501 #endif
502
503 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
504         pushq   \old_rsp
505
506         .if \regs
507         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
508         .endif
509
510         .if \save_ret
511         /*
512          * Push the return address to the stack. This return address can
513          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
514          * the beginning of this macro.
515          */
516         pushq   -8(\old_rsp)
517         .endif
518 .endm
519
520 /*
521  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
522  */
523 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
524         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
525         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
526         popq    %rsp
527
528         .if \regs
529         UNWIND_HINT_REGS
530         .endif
531
532         /*
533          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
534          * the irq stack but we're not on it.
535          */
536
537         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
538 .endm
539
540 /*
541  * Interrupt entry helper function.
542  *
543  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
544  * +----------------------------------------------------+
545  * | regs->ss                                           |
546  * | regs->rsp                                          |
547  * | regs->eflags                                       |
548  * | regs->cs                                           |
549  * | regs->ip                                           |
550  * +----------------------------------------------------+
551  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
552  * +----------------------------------------------------+
553  * | return address                                     |
554  * +----------------------------------------------------+
555  */
556 ENTRY(interrupt_entry)
557         UNWIND_HINT_FUNC
558         ASM_CLAC
559         cld
560
561         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
562         jz      1f
563         SWAPGS
564
565         /*
566          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
567          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
568          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
569          * allocated for them.
570          */
571         pushq   %rdi
572
573         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
574         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
575         movq    %rsp, %rdi
576         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
577
578          /*
579           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
580           * top of the IRET frame. That means offset=24
581           */
582         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
583
584         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
585         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
586         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
587         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
588         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
589         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
590         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
591         UNWIND_HINT_FUNC
592
593         movq    (%rdi), %rdi
594 1:
595
596         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
597         ENCODE_FRAME_POINTER 8
598
599         testb   $3, CS+8(%rsp)
600         jz      1f
601
602         /*
603          * IRQ from user mode.
604          *
605          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
606          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
607          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
608          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
609          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
610          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
611          */
612         TRACE_IRQS_OFF
613
614         CALL_enter_from_user_mode
615
616 1:
617         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
618         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
619         TRACE_IRQS_OFF
620
621         ret
622 END(interrupt_entry)
623
624
625 /* Interrupt entry/exit. */
626
627         /*
628          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
629          * then jump to common_interrupt.
630          */
631         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
632 common_interrupt:
633         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
634         call    interrupt_entry
635         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
636         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
637         /* 0(%rsp): old RSP */
638 ret_from_intr:
639         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
640         TRACE_IRQS_OFF
641
642         LEAVE_IRQ_STACK
643
644         testb   $3, CS(%rsp)
645         jz      retint_kernel
646
647         /* Interrupt came from user space */
648 GLOBAL(retint_user)
649         mov     %rsp,%rdi
650         call    prepare_exit_to_usermode
651         TRACE_IRQS_IRETQ
652
653 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
654 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
655         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
656         testb   $3, CS(%rsp)
657         jnz     1f
658         ud2
659 1:
660 #endif
661         POP_REGS pop_rdi=0
662
663         /*
664          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
665          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
666          */
667         movq    %rsp, %rdi
668         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
669
670         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
671         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
672         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
673         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
674         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
675         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
676
677         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
678         pushq   (%rdi)
679
680         /*
681          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
682          * We can do future final exit work right here.
683          */
684
685         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
686
687         /* Restore RDI. */
688         popq    %rdi
689         SWAPGS
690         INTERRUPT_RETURN
691
692
693 /* Returning to kernel space */
694 retint_kernel:
695 #ifdef CONFIG_PREEMPT
696         /* Interrupts are off */
697         /* Check if we need preemption */
698         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
699         jnc     1f
700 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
701         jnz     1f
702         call    preempt_schedule_irq
703         jmp     0b
704 1:
705 #endif
706         /*
707          * The iretq could re-enable interrupts:
708          */
709         TRACE_IRQS_IRETQ
710
711 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
712 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
713         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
714         testb   $3, CS(%rsp)
715         jz      1f
716         ud2
717 1:
718 #endif
719         POP_REGS
720         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
721         /*
722          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
723          * when returning from IPI handler.
724          */
725         INTERRUPT_RETURN
726
727 ENTRY(native_iret)
728         UNWIND_HINT_IRET_REGS
729         /*
730          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
731          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
732          */
733 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
734         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
735         jnz     native_irq_return_ldt
736 #endif
737
738 .global native_irq_return_iret
739 native_irq_return_iret:
740         /*
741          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
742          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
743          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
744          * Other faults here are fatal.
745          */
746         iretq
747
748 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
749 native_irq_return_ldt:
750         /*
751          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
752          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
753          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
754          * of the ESPFIX stack.
755          *
756          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
757          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
758          *
759          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
760          *
761          * --- top of ESPFIX stack ---
762          * SS
763          * RSP
764          * RFLAGS
765          * CS
766          * RIP  <-- RSP points here when we're done
767          * RAX  <-- espfix_waddr points here
768          * --- bottom of ESPFIX stack ---
769          */
770
771         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
772         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
773         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
774
775         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
776         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
777         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
778         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
779         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
780         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
781         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
782         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
783         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
784         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
785         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
786         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
787         /* Now RAX == RSP. */
788
789         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
790
791         /*
792          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
793          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
794          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
795          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
796          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
797          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
798          */
799         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
800
801         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
802         SWAPGS                                  /* to user GS */
803         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
804
805         movq    %rax, %rsp
806         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
807
808         /*
809          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
810          * still read.
811          */
812         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
813
814         /*
815          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
816          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
817          * values.  We can now IRET back to userspace.
818          */
819         jmp     native_irq_return_iret
820 #endif
821 END(common_interrupt)
822
823 /*
824  * APIC interrupts.
825  */
826 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
827 ENTRY(\sym)
828         UNWIND_HINT_IRET_REGS
829         pushq   $~(\num)
830 .Lcommon_\sym:
831         call    interrupt_entry
832         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
833         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
834         jmp     ret_from_intr
835 END(\sym)
836 .endm
837
838 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
839 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
840 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
841
842 .macro apicinterrupt num sym do_sym
843 PUSH_SECTION_IRQENTRY
844 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
845 POP_SECTION_IRQENTRY
846 .endm
847
848 #ifdef CONFIG_SMP
849 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
850 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
851 #endif
852
853 #ifdef CONFIG_X86_UV
854 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
855 #endif
856
857 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
858 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
859
860 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
861 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
862 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
863 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
864 #endif
865
866 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
867 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
868 #endif
869
870 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
871 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
872 #endif
873
874 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
875 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
876 #endif
877
878 #ifdef CONFIG_SMP
879 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
880 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
881 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
882 #endif
883
884 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
885 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
886
887 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
888 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
889 #endif
890
891 /*
892  * Exception entry points.
893  */
894 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
895
896 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
897 ENTRY(\sym)
898         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
899
900         /* Sanity check */
901         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
902         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
903         .endif
904
905         ASM_CLAC
906
907         .if \has_error_code == 0
908         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
909         .endif
910
911         .if \paranoid < 2
912         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
913         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
914         .endif
915
916         .if \paranoid
917         call    paranoid_entry
918         .else
919         call    error_entry
920         .endif
921         UNWIND_HINT_REGS
922         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
923
924         .if \paranoid
925         .if \shift_ist != -1
926         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
927         .else
928         TRACE_IRQS_OFF
929         .endif
930         .endif
931
932         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
933
934         .if \has_error_code
935         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
936         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
937         .else
938         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
939         .endif
940
941         .if \shift_ist != -1
942         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
943         .endif
944
945         call    \do_sym
946
947         .if \shift_ist != -1
948         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
949         .endif
950
951         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
952         .if \paranoid
953         jmp     paranoid_exit
954         .else
955         jmp     error_exit
956         .endif
957
958         .if \paranoid < 2
959         /*
960          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
961          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
962          * run in real process context if user_mode(regs).
963          */
964 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
965         call    error_entry
966
967         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
968
969         .if \has_error_code
970         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
971         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
972         .else
973         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
974         .endif
975
976         call    \do_sym
977
978         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
979         .endif
980 END(\sym)
981 .endm
982
983 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
984 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
985 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
986 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
987 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
988 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
989 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
990 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
991 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
992 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
993 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
994 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
995 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
996
997
998         /*
999          * Reload gs selector with exception handling
1000          * edi:  new selector
1001          */
1002 ENTRY(native_load_gs_index)
1003         FRAME_BEGIN
1004         pushfq
1005         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1006         TRACE_IRQS_OFF
1007         SWAPGS
1008 .Lgs_change:
1009         movl    %edi, %gs
1010 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1011         SWAPGS
1012         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1013         popfq
1014         FRAME_END
1015         ret
1016 ENDPROC(native_load_gs_index)
1017 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1018
1019         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1020         .section .fixup, "ax"
1021         /* running with kernelgs */
1022 bad_gs:
1023         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1024 .macro ZAP_GS
1025         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1026         movl $__USER_DS, %eax
1027         movl %eax, %gs
1028 .endm
1029         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1030         xorl    %eax, %eax
1031         movl    %eax, %gs
1032         jmp     2b
1033         .previous
1034
1035 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1036 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1037         pushq   %rbp
1038         mov     %rsp, %rbp
1039         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1040         call    __do_softirq
1041         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1042         leaveq
1043         ret
1044 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1045
1046 #ifdef CONFIG_XEN
1047 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1048
1049 /*
1050  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1051  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1052  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1053  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1054  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1055  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1056  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1057  * like to avoid the possibility.
1058  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1059  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1060  * activation and restart the handler using the previous one.
1061  */
1062 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1063
1064 /*
1065  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1066  * see the correct pointer to the pt_regs
1067  */
1068         UNWIND_HINT_FUNC
1069         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1070         UNWIND_HINT_REGS
1071
1072         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1073         call    xen_evtchn_do_upcall
1074         LEAVE_IRQ_STACK
1075
1076 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1077         call    xen_maybe_preempt_hcall
1078 #endif
1079         jmp     error_exit
1080 END(xen_do_hypervisor_callback)
1081
1082 /*
1083  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1084  * We get here for two reasons:
1085  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1086  *  2. Fault while executing IRET
1087  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1088  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1089  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1090  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1091  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1092  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1093  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1094  */
1095 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1096         UNWIND_HINT_EMPTY
1097         movl    %ds, %ecx
1098         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1099         jne     1f
1100         movl    %es, %ecx
1101         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1102         jne     1f
1103         movl    %fs, %ecx
1104         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1105         jne     1f
1106         movl    %gs, %ecx
1107         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1108         jne     1f
1109         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1110         movq    (%rsp), %rcx
1111         movq    8(%rsp), %r11
1112         addq    $0x30, %rsp
1113         pushq   $0                              /* RIP */
1114         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1115         jmp     general_protection
1116 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1117         movq    (%rsp), %rcx
1118         movq    8(%rsp), %r11
1119         addq    $0x30, %rsp
1120         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1121         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1122         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1123         ENCODE_FRAME_POINTER
1124         jmp     error_exit
1125 END(xen_failsafe_callback)
1126
1127 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1128         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1129
1130 #endif /* CONFIG_XEN */
1131
1132 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1133 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1134         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1135
1136 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1137         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1138 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1139
1140 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1141 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
1142 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1143
1144 #ifdef CONFIG_XEN
1145 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1146 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1147 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1148 #endif
1149
1150 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1151 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1152
1153 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1154 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1155 #endif
1156
1157 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1158 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1159 #endif
1160
1161 /*
1162  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1163  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1164  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1165  */
1166 ENTRY(paranoid_entry)
1167         UNWIND_HINT_FUNC
1168         cld
1169         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1170         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1171         movl    $1, %ebx
1172         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1173         rdmsr
1174         testl   %edx, %edx
1175         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1176         SWAPGS
1177         xorl    %ebx, %ebx
1178
1179 1:
1180         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1181
1182         ret
1183 END(paranoid_entry)
1184
1185 /*
1186  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1187  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1188  * from kernel space.
1189  *
1190  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1191  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1192  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1193  * to try to handle preemption here.
1194  *
1195  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1196  */
1197 ENTRY(paranoid_exit)
1198         UNWIND_HINT_REGS
1199         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1200         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1201         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1202         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1203         TRACE_IRQS_IRETQ
1204         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1205         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1206         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1207 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1208         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1209         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1210 .Lparanoid_exit_restore:
1211         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1212 END(paranoid_exit)
1213
1214 /*
1215  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1216  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1217  */
1218 ENTRY(error_entry)
1219         UNWIND_HINT_FUNC
1220         cld
1221         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1222         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1223         testb   $3, CS+8(%rsp)
1224         jz      .Lerror_kernelspace
1225
1226         /*
1227          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1228          * from user mode due to an IRET fault.
1229          */
1230         SWAPGS
1231         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1232         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1233
1234 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1235         /* Put us onto the real thread stack. */
1236         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1237         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1238         call    sync_regs
1239         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1240         ENCODE_FRAME_POINTER
1241         pushq   %r12
1242
1243         /*
1244          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1245          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1246          * (which can take locks).
1247          */
1248         TRACE_IRQS_OFF
1249         CALL_enter_from_user_mode
1250         ret
1251
1252 .Lerror_entry_done:
1253         TRACE_IRQS_OFF
1254         ret
1255
1256         /*
1257          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1258          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1259          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1260          * for these here too.
1261          */
1262 .Lerror_kernelspace:
1263         incl    %ebx
1264         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1265         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1266         je      .Lerror_bad_iret
1267         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1268         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1269         je      .Lbstep_iret
1270         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1271         jne     .Lerror_entry_done
1272
1273         /*
1274          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1275          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1276          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1277          */
1278         SWAPGS
1279         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1280         jmp .Lerror_entry_done
1281
1282 .Lbstep_iret:
1283         /* Fix truncated RIP */
1284         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1285         /* fall through */
1286
1287 .Lerror_bad_iret:
1288         /*
1289          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1290          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1291          */
1292         SWAPGS
1293         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1294
1295         /*
1296          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1297          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1298          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1299          */
1300         mov     %rsp, %rdi
1301         call    fixup_bad_iret
1302         mov     %rax, %rsp
1303         decl    %ebx
1304         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1305 END(error_entry)
1306
1307
1308 /*
1309  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1310  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1311  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1312  */
1313 ENTRY(error_exit)
1314         UNWIND_HINT_REGS
1315         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1316         TRACE_IRQS_OFF
1317         testl   %ebx, %ebx
1318         jnz     retint_kernel
1319         jmp     retint_user
1320 END(error_exit)
1321
1322 /*
1323  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1324  * so we can use real assembly here.
1325  *
1326  * Registers:
1327  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1328  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1329  */
1330 ENTRY(nmi)
1331         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1332
1333         /*
1334          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1335          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1336          * This means that we can have nested NMIs where the next
1337          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1338          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1339          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1340          * anyway.
1341          *
1342          * To handle this case we do the following:
1343          *  Check the a special location on the stack that contains
1344          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1345          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1346          *  is an NMI stack.
1347          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1348          *  stack then:
1349          *    o Set the special variable on the stack
1350          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1351          *      stack
1352          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1353          *    o Continue processing the NMI
1354          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1355          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1356          *    o return back to the first NMI
1357          *
1358          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1359          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1360          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1361          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1362          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1363          * NMI.
1364          *
1365          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1366          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1367          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1368          * other IST entries.
1369          */
1370
1371         ASM_CLAC
1372
1373         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1374         pushq   %rdx
1375
1376         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1377         jz      .Lnmi_from_kernel
1378
1379         /*
1380          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1381          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1382          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1383          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1384          * are off.
1385          *
1386          * We also must not push anything to the stack before switching
1387          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1388          */
1389
1390         swapgs
1391         cld
1392         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1393         movq    %rsp, %rdx
1394         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1395         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1396         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1397         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1398         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1399         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1400         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1401         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1402         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1403         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1404         ENCODE_FRAME_POINTER
1405
1406         /*
1407          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1408          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1409          * done with the NMI stack.
1410          */
1411
1412         movq    %rsp, %rdi
1413         movq    $-1, %rsi
1414         call    do_nmi
1415
1416         /*
1417          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1418          * work, because we don't want to enable interrupts.
1419          */
1420         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1421
1422 .Lnmi_from_kernel:
1423         /*
1424          * Here's what our stack frame will look like:
1425          * +---------------------------------------------------------+
1426          * | original SS                                             |
1427          * | original Return RSP                                     |
1428          * | original RFLAGS                                         |
1429          * | original CS                                             |
1430          * | original RIP                                            |
1431          * +---------------------------------------------------------+
1432          * | temp storage for rdx                                    |
1433          * +---------------------------------------------------------+
1434          * | "NMI executing" variable                                |
1435          * +---------------------------------------------------------+
1436          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1437          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1438          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1439          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1440          * | iret RIP         }                                      |
1441          * +---------------------------------------------------------+
1442          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1443          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1444          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1445          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1446          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1447          * +---------------------------------------------------------+
1448          * | pt_regs                                                 |
1449          * +---------------------------------------------------------+
1450          *
1451          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1452          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1453          * space for the asm code here.
1454          *
1455          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1456          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1457          * processing.
1458          *
1459          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1460          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1461          * frame pointing to the final return target.
1462          */
1463
1464         /*
1465          * Determine whether we're a nested NMI.
1466          *
1467          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1468          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1469          * modify the "iret" frame because it's being written by
1470          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1471          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1472          * resume the outer NMI.
1473          */
1474
1475         movq    $repeat_nmi, %rdx
1476         cmpq    8(%rsp), %rdx
1477         ja      1f
1478         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1479         cmpq    8(%rsp), %rdx
1480         ja      nested_nmi_out
1481 1:
1482
1483         /*
1484          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1485          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1486          * before IRET.
1487          */
1488         cmpl    $1, -8(%rsp)
1489         je      nested_nmi
1490
1491         /*
1492          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1493          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1494          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1495          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1496          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1497          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1498          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1499          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1500          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1501          * "NMI executing".
1502          */
1503         lea     6*8(%rsp), %rdx
1504         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1505         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1506         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1507         ja      first_nmi
1508
1509         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1510         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1511         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1512         jb      first_nmi
1513
1514         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1515
1516         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1517         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1518
1519         /* This is a nested NMI. */
1520
1521 nested_nmi:
1522         /*
1523          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1524          * iteration of NMI handling.
1525          */
1526         subq    $8, %rsp
1527         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1528         pushq   $__KERNEL_DS
1529         pushq   %rdx
1530         pushfq
1531         pushq   $__KERNEL_CS
1532         pushq   $repeat_nmi
1533
1534         /* Put stack back */
1535         addq    $(6*8), %rsp
1536
1537 nested_nmi_out:
1538         popq    %rdx
1539
1540         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1541         iretq
1542
1543 first_nmi:
1544         /* Restore rdx. */
1545         movq    (%rsp), %rdx
1546
1547         /* Make room for "NMI executing". */
1548         pushq   $0
1549
1550         /* Leave room for the "iret" frame */
1551         subq    $(5*8), %rsp
1552
1553         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1554         .rept 5
1555         pushq   11*8(%rsp)
1556         .endr
1557         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1558
1559         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1560
1561 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1562         /*
1563          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1564          * default because IRET is very expensive.
1565          */
1566         pushq   $0              /* SS */
1567         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1568         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1569         pushfq                  /* RFLAGS */
1570         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1571         pushq   $1f             /* RIP */
1572         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1573         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1574 1:
1575 #endif
1576
1577 repeat_nmi:
1578         /*
1579          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1580          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1581          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1582          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1583          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1584          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1585          * NMI will update.
1586          *
1587          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1588          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1589          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1590          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1591          * is zero.
1592          */
1593         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1594
1595         /*
1596          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1597          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1598          * it or it will end up containing garbage.
1599          */
1600         addq    $(10*8), %rsp
1601         .rept 5
1602         pushq   -6*8(%rsp)
1603         .endr
1604         subq    $(5*8), %rsp
1605 end_repeat_nmi:
1606
1607         /*
1608          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1609          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1610          * frame to point back to repeat_nmi.
1611          */
1612         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1613
1614         /*
1615          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1616          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1617          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1618          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1619          * exceptions might do.
1620          */
1621         call    paranoid_entry
1622         UNWIND_HINT_REGS
1623
1624         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1625         movq    %rsp, %rdi
1626         movq    $-1, %rsi
1627         call    do_nmi
1628
1629         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1630
1631         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1632         jnz     nmi_restore
1633 nmi_swapgs:
1634         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1635 nmi_restore:
1636         POP_REGS
1637
1638         /*
1639          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1640          * at the "iret" frame.
1641          */
1642         addq    $6*8, %rsp
1643
1644         /*
1645          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1646          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1647          * the SYSCALL entry and exit paths.
1648          *
1649          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1650          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1651          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1652          */
1653         std
1654         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1655
1656         /*
1657          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1658          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1659          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1660          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1661          */
1662         iretq
1663 END(nmi)
1664
1665 ENTRY(ignore_sysret)
1666         UNWIND_HINT_EMPTY
1667         mov     $-ENOSYS, %eax
1668         sysret
1669 END(ignore_sysret)
1670
1671 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1672         UNWIND_HINT_FUNC
1673         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1674         xorl    %ebp, %ebp
1675
1676         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1677         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1678         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1679
1680         call    do_exit
1681 END(rewind_stack_do_exit)