arch/x86/entry/common.c

   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/entry-common.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/smp.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/ptrace.h>
  18 #include <linux/export.h>
  19 #include <linux/nospec.h>
  20 #include <linux/syscalls.h>
  21 #include <linux/uaccess.h>
  22
  23 #ifdef CONFIG_XEN_PV
  24 #include <xen/xen-ops.h>
  25 #include <xen/events.h>
  26 #endif
  27
  28 #include <asm/desc.h>
  29 #include <asm/traps.h>
  30 #include <asm/vdso.h>
  31 #include <asm/cpufeature.h>
  32 #include <asm/fpu/api.h>
  33 #include <asm/nospec-branch.h>
  34 #include <asm/io_bitmap.h>
  35 #include <asm/syscall.h>
  36 #include <asm/irq_stack.h>
  37
  38 #ifdef CONFIG_X86_64
  39 __visible noinstr void do_syscall_64(unsigned long nr, struct pt_regs *regs)
  40 {
  41         nr = syscall_enter_from_user_mode(regs, nr);
  42
  43         instrumentation_begin();
  44         if (likely(nr < NR_syscalls)) {
  45                 nr = array_index_nospec(nr, NR_syscalls);
  46                 regs->ax = sys_call_table[nr](regs);
  47 #ifdef CONFIG_X86_X32_ABI
  48         } else if (likely((nr & __X32_SYSCALL_BIT) &&
  49                           (nr & ~__X32_SYSCALL_BIT) < X32_NR_syscalls)) {
  50                 nr = array_index_nospec(nr & ~__X32_SYSCALL_BIT,
  51                                         X32_NR_syscalls);
  52                 regs->ax = x32_sys_call_table[nr](regs);
  53 #endif
  54         }
  55         instrumentation_end();
  56         syscall_exit_to_user_mode(regs);
  57 }
  58 #endif
  59
  60 #if defined(CONFIG_X86_32) || defined(CONFIG_IA32_EMULATION)
  61 static __always_inline unsigned int syscall_32_enter(struct pt_regs *regs)
  62 {
  63         unsigned int nr = (unsigned int)regs->orig_ax;
  64
  65         if (IS_ENABLED(CONFIG_IA32_EMULATION))
  66                 current_thread_info()->status |= TS_COMPAT;
  67         /*
  68          * Subtlety here: if ptrace pokes something larger than 2^32-1 into
  69          * orig_ax, the unsigned int return value truncates it.  This may
  70          * or may not be necessary, but it matches the old asm behavior.
  71          */
  72         return (unsigned int)syscall_enter_from_user_mode(regs, nr);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Invoke a 32-bit syscall.  Called with IRQs on in CONTEXT_KERNEL.
  77  */
  78 static __always_inline void do_syscall_32_irqs_on(struct pt_regs *regs,
  79                                                   unsigned int nr)
  80 {
  81         if (likely(nr < IA32_NR_syscalls)) {
  82                 instrumentation_begin();
  83                 nr = array_index_nospec(nr, IA32_NR_syscalls);
  84                 regs->ax = ia32_sys_call_table[nr](regs);
  85                 instrumentation_end();
  86         }
  87 }
  88
  89 /* Handles int $0x80 */
  90 __visible noinstr void do_int80_syscall_32(struct pt_regs *regs)
  91 {
  92         unsigned int nr = syscall_32_enter(regs);
  93
  94         do_syscall_32_irqs_on(regs, nr);
  95         syscall_exit_to_user_mode(regs);
  96 }
  97
  98 static noinstr bool __do_fast_syscall_32(struct pt_regs *regs)
  99 {
 100         unsigned int nr = syscall_32_enter(regs);
 101         int res;
 102
 103         instrumentation_begin();
 104         /* Fetch EBP from where the vDSO stashed it. */
 105         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64)) {
 106                 /*
 107                  * Micro-optimization: the pointer we're following is
 108                  * explicitly 32 bits, so it can't be out of range.
 109                  */
 110                 res = __get_user(*(u32 *)&regs->bp,
 111                          (u32 __user __force *)(unsigned long)(u32)regs->sp);
 112         } else {
 113                 res = get_user(*(u32 *)&regs->bp,
 114                        (u32 __user __force *)(unsigned long)(u32)regs->sp);
 115         }
 116         instrumentation_end();
 117
 118         if (res) {
 119                 /* User code screwed up. */
 120                 regs->ax = -EFAULT;
 121                 syscall_exit_to_user_mode(regs);
 122                 return false;
 123         }
 124
 125         /* Now this is just like a normal syscall. */
 126         do_syscall_32_irqs_on(regs, nr);
 127         syscall_exit_to_user_mode(regs);
 128         return true;
 129 }
 130
 131 /* Returns 0 to return using IRET or 1 to return using SYSEXIT/SYSRETL. */
 132 __visible noinstr long do_fast_syscall_32(struct pt_regs *regs)
 133 {
 134         /*
 135          * Called using the internal vDSO SYSENTER/SYSCALL32 calling
 136          * convention.  Adjust regs so it looks like we entered using int80.
 137          */
 138         unsigned long landing_pad = (unsigned long)current->mm->context.vdso +
 139                                         vdso_image_32.sym_int80_landing_pad;
 140
 141         /*
 142          * SYSENTER loses EIP, and even SYSCALL32 needs us to skip forward
 143          * so that 'regs->ip -= 2' lands back on an int $0x80 instruction.
 144          * Fix it up.
 145          */
 146         regs->ip = landing_pad;
 147
 148         /* Invoke the syscall. If it failed, keep it simple: use IRET. */
 149         if (!__do_fast_syscall_32(regs))
 150                 return 0;
 151
 152 #ifdef CONFIG_X86_64
 153         /*
 154          * Opportunistic SYSRETL: if possible, try to return using SYSRETL.
 155          * SYSRETL is available on all 64-bit CPUs, so we don't need to
 156          * bother with SYSEXIT.
 157          *
 158          * Unlike 64-bit opportunistic SYSRET, we can't check that CX == IP,
 159          * because the ECX fixup above will ensure that this is essentially
 160          * never the case.
 161          */
 162         return regs->cs == __USER32_CS && regs->ss == __USER_DS &&
 163                 regs->ip == landing_pad &&
 164                 (regs->flags & (X86_EFLAGS_RF | X86_EFLAGS_TF)) == 0;
 165 #else
 166         /*
 167          * Opportunistic SYSEXIT: if possible, try to return using SYSEXIT.
 168          *
 169          * Unlike 64-bit opportunistic SYSRET, we can't check that CX == IP,
 170          * because the ECX fixup above will ensure that this is essentially
 171          * never the case.
 172          *
 173          * We don't allow syscalls at all from VM86 mode, but we still
 174          * need to check VM, because we might be returning from sys_vm86.
 175          */
 176         return static_cpu_has(X86_FEATURE_SEP) &&
 177                 regs->cs == __USER_CS && regs->ss == __USER_DS &&
 178                 regs->ip == landing_pad &&
 179                 (regs->flags & (X86_EFLAGS_RF | X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_VM)) == 0;
 180 #endif
 181 }
 182
 183 /* Returns 0 to return using IRET or 1 to return using SYSEXIT/SYSRETL. */
 184 __visible noinstr long do_SYSENTER_32(struct pt_regs *regs)
 185 {
 186         /* SYSENTER loses RSP, but the vDSO saved it in RBP. */
 187         regs->sp = regs->bp;
 188
 189         /* SYSENTER clobbers EFLAGS.IF.  Assume it was set in usermode. */
 190         regs->flags |= X86_EFLAGS_IF;
 191
 192         return do_fast_syscall_32(regs);
 193 }
 194 #endif
 195
 196 SYSCALL_DEFINE0(ni_syscall)
 197 {
 198         return -ENOSYS;
 199 }
 200
 201 noinstr bool idtentry_enter_nmi(struct pt_regs *regs)
 202 {
 203         bool irq_state = lockdep_hardirqs_enabled();
 204
 205         __nmi_enter();
 206         lockdep_hardirqs_off(CALLER_ADDR0);
 207         lockdep_hardirq_enter();
 208         rcu_nmi_enter();
 209
 210         instrumentation_begin();
 211         trace_hardirqs_off_finish();
 212         ftrace_nmi_enter();
 213         instrumentation_end();
 214
 215         return irq_state;
 216 }
 217
 218 noinstr void idtentry_exit_nmi(struct pt_regs *regs, bool restore)
 219 {
 220         instrumentation_begin();
 221         ftrace_nmi_exit();
 222         if (restore) {
 223                 trace_hardirqs_on_prepare();
 224                 lockdep_hardirqs_on_prepare(CALLER_ADDR0);
 225         }
 226         instrumentation_end();
 227
 228         rcu_nmi_exit();
 229         lockdep_hardirq_exit();
 230         if (restore)
 231                 lockdep_hardirqs_on(CALLER_ADDR0);
 232         __nmi_exit();
 233 }
 234
 235 #ifdef CONFIG_XEN_PV
 236 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
 237 /*
 238  * Some hypercalls issued by the toolstack can take many 10s of
 239  * seconds. Allow tasks running hypercalls via the privcmd driver to
 240  * be voluntarily preempted even if full kernel preemption is
 241  * disabled.
 242  *
 243  * Such preemptible hypercalls are bracketed by
 244  * xen_preemptible_hcall_begin() and xen_preemptible_hcall_end()
 245  * calls.
 246  */
 247 DEFINE_PER_CPU(bool, xen_in_preemptible_hcall);
 248 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_in_preemptible_hcall);
 249
 250 /*
 251  * In case of scheduling the flag must be cleared and restored after
 252  * returning from schedule as the task might move to a different CPU.
 253  */
 254 static __always_inline bool get_and_clear_inhcall(void)
 255 {
 256         bool inhcall = __this_cpu_read(xen_in_preemptible_hcall);
 257
 258         __this_cpu_write(xen_in_preemptible_hcall, false);
 259         return inhcall;
 260 }
 261
 262 static __always_inline void restore_inhcall(bool inhcall)
 263 {
 264         __this_cpu_write(xen_in_preemptible_hcall, inhcall);
 265 }
 266 #else
 267 static __always_inline bool get_and_clear_inhcall(void) { return false; }
 268 static __always_inline void restore_inhcall(bool inhcall) { }
 269 #endif
 270
 271 static void __xen_pv_evtchn_do_upcall(void)
 272 {
 273         irq_enter_rcu();
 274         inc_irq_stat(irq_hv_callback_count);
 275
 276         xen_hvm_evtchn_do_upcall();
 277
 278         irq_exit_rcu();
 279 }
 280
 281 __visible noinstr void xen_pv_evtchn_do_upcall(struct pt_regs *regs)
 282 {
 283         struct pt_regs *old_regs;
 284         bool inhcall;
 285         irqentry_state_t state;
 286
 287         state = irqentry_enter(regs);
 288         old_regs = set_irq_regs(regs);
 289
 290         instrumentation_begin();
 291         run_on_irqstack_cond(__xen_pv_evtchn_do_upcall, NULL, regs);
 292         instrumentation_begin();
 293
 294         set_irq_regs(old_regs);
 295
 296         inhcall = get_and_clear_inhcall();
 297         if (inhcall && !WARN_ON_ONCE(state.exit_rcu)) {
 298                 instrumentation_begin();
 299                 irqentry_exit_cond_resched();
 300                 instrumentation_end();
 301                 restore_inhcall(inhcall);
 302         } else {
 303                 irqentry_exit(regs, state);
 304         }
 305 }
 306 #endif /* CONFIG_XEN_PV */