Merge tag 'ieee802154-for-davem-2021-08-12' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / entry / entry_32.S
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  *  Copyright (C) 1991,1992  Linus Torvalds
4  *
5  * entry_32.S contains the system-call and low-level fault and trap handling routines.
6  *
7  * Stack layout while running C code:
8  *      ptrace needs to have all registers on the stack.
9  *      If the order here is changed, it needs to be
10  *      updated in fork.c:copy_process(), signal.c:do_signal(),
11  *      ptrace.c and ptrace.h
12  *
13  *       0(%esp) - %ebx
14  *       4(%esp) - %ecx
15  *       8(%esp) - %edx
16  *       C(%esp) - %esi
17  *      10(%esp) - %edi
18  *      14(%esp) - %ebp
19  *      18(%esp) - %eax
20  *      1C(%esp) - %ds
21  *      20(%esp) - %es
22  *      24(%esp) - %fs
23  *      28(%esp) - unused -- was %gs on old stackprotector kernels
24  *      2C(%esp) - orig_eax
25  *      30(%esp) - %eip
26  *      34(%esp) - %cs
27  *      38(%esp) - %eflags
28  *      3C(%esp) - %oldesp
29  *      40(%esp) - %oldss
30  */
31
32 #include <linux/linkage.h>
33 #include <linux/err.h>
34 #include <asm/thread_info.h>
35 #include <asm/irqflags.h>
36 #include <asm/errno.h>
37 #include <asm/segment.h>
38 #include <asm/smp.h>
39 #include <asm/percpu.h>
40 #include <asm/processor-flags.h>
41 #include <asm/irq_vectors.h>
42 #include <asm/cpufeatures.h>
43 #include <asm/alternative.h>
44 #include <asm/asm.h>
45 #include <asm/smap.h>
46 #include <asm/frame.h>
47 #include <asm/trapnr.h>
48 #include <asm/nospec-branch.h>
49
50 #include "calling.h"
51
52         .section .entry.text, "ax"
53
54 #define PTI_SWITCH_MASK         (1 << PAGE_SHIFT)
55
56 /* Unconditionally switch to user cr3 */
57 .macro SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg:req
58         ALTERNATIVE "jmp .Lend_\@", "", X86_FEATURE_PTI
59
60         movl    %cr3, \scratch_reg
61         orl     $PTI_SWITCH_MASK, \scratch_reg
62         movl    \scratch_reg, %cr3
63 .Lend_\@:
64 .endm
65
66 .macro BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=0
67 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
68         ALTERNATIVE "jmp .Lend_\@", "", X86_FEATURE_PTI
69         .if \no_user_check == 0
70         /* coming from usermode? */
71         testl   $USER_SEGMENT_RPL_MASK, PT_CS(%esp)
72         jz      .Lend_\@
73         .endif
74         /* On user-cr3? */
75         movl    %cr3, %eax
76         testl   $PTI_SWITCH_MASK, %eax
77         jnz     .Lend_\@
78         /* From userspace with kernel cr3 - BUG */
79         ud2
80 .Lend_\@:
81 #endif
82 .endm
83
84 /*
85  * Switch to kernel cr3 if not already loaded and return current cr3 in
86  * \scratch_reg
87  */
88 .macro SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg:req
89         ALTERNATIVE "jmp .Lend_\@", "", X86_FEATURE_PTI
90         movl    %cr3, \scratch_reg
91         /* Test if we are already on kernel CR3 */
92         testl   $PTI_SWITCH_MASK, \scratch_reg
93         jz      .Lend_\@
94         andl    $(~PTI_SWITCH_MASK), \scratch_reg
95         movl    \scratch_reg, %cr3
96         /* Return original CR3 in \scratch_reg */
97         orl     $PTI_SWITCH_MASK, \scratch_reg
98 .Lend_\@:
99 .endm
100
101 #define CS_FROM_ENTRY_STACK     (1 << 31)
102 #define CS_FROM_USER_CR3        (1 << 30)
103 #define CS_FROM_KERNEL          (1 << 29)
104 #define CS_FROM_ESPFIX          (1 << 28)
105
106 .macro FIXUP_FRAME
107         /*
108          * The high bits of the CS dword (__csh) are used for CS_FROM_*.
109          * Clear them in case hardware didn't do this for us.
110          */
111         andl    $0x0000ffff, 4*4(%esp)
112
113 #ifdef CONFIG_VM86
114         testl   $X86_EFLAGS_VM, 5*4(%esp)
115         jnz     .Lfrom_usermode_no_fixup_\@
116 #endif
117         testl   $USER_SEGMENT_RPL_MASK, 4*4(%esp)
118         jnz     .Lfrom_usermode_no_fixup_\@
119
120         orl     $CS_FROM_KERNEL, 4*4(%esp)
121
122         /*
123          * When we're here from kernel mode; the (exception) stack looks like:
124          *
125          *  6*4(%esp) - <previous context>
126          *  5*4(%esp) - flags
127          *  4*4(%esp) - cs
128          *  3*4(%esp) - ip
129          *  2*4(%esp) - orig_eax
130          *  1*4(%esp) - gs / function
131          *  0*4(%esp) - fs
132          *
133          * Lets build a 5 entry IRET frame after that, such that struct pt_regs
134          * is complete and in particular regs->sp is correct. This gives us
135          * the original 6 entries as gap:
136          *
137          * 14*4(%esp) - <previous context>
138          * 13*4(%esp) - gap / flags
139          * 12*4(%esp) - gap / cs
140          * 11*4(%esp) - gap / ip
141          * 10*4(%esp) - gap / orig_eax
142          *  9*4(%esp) - gap / gs / function
143          *  8*4(%esp) - gap / fs
144          *  7*4(%esp) - ss
145          *  6*4(%esp) - sp
146          *  5*4(%esp) - flags
147          *  4*4(%esp) - cs
148          *  3*4(%esp) - ip
149          *  2*4(%esp) - orig_eax
150          *  1*4(%esp) - gs / function
151          *  0*4(%esp) - fs
152          */
153
154         pushl   %ss             # ss
155         pushl   %esp            # sp (points at ss)
156         addl    $7*4, (%esp)    # point sp back at the previous context
157         pushl   7*4(%esp)       # flags
158         pushl   7*4(%esp)       # cs
159         pushl   7*4(%esp)       # ip
160         pushl   7*4(%esp)       # orig_eax
161         pushl   7*4(%esp)       # gs / function
162         pushl   7*4(%esp)       # fs
163 .Lfrom_usermode_no_fixup_\@:
164 .endm
165
166 .macro IRET_FRAME
167         /*
168          * We're called with %ds, %es, %fs, and %gs from the interrupted
169          * frame, so we shouldn't use them.  Also, we may be in ESPFIX
170          * mode and therefore have a nonzero SS base and an offset ESP,
171          * so any attempt to access the stack needs to use SS.  (except for
172          * accesses through %esp, which automatically use SS.)
173          */
174         testl $CS_FROM_KERNEL, 1*4(%esp)
175         jz .Lfinished_frame_\@
176
177         /*
178          * Reconstruct the 3 entry IRET frame right after the (modified)
179          * regs->sp without lowering %esp in between, such that an NMI in the
180          * middle doesn't scribble our stack.
181          */
182         pushl   %eax
183         pushl   %ecx
184         movl    5*4(%esp), %eax         # (modified) regs->sp
185
186         movl    4*4(%esp), %ecx         # flags
187         movl    %ecx, %ss:-1*4(%eax)
188
189         movl    3*4(%esp), %ecx         # cs
190         andl    $0x0000ffff, %ecx
191         movl    %ecx, %ss:-2*4(%eax)
192
193         movl    2*4(%esp), %ecx         # ip
194         movl    %ecx, %ss:-3*4(%eax)
195
196         movl    1*4(%esp), %ecx         # eax
197         movl    %ecx, %ss:-4*4(%eax)
198
199         popl    %ecx
200         lea     -4*4(%eax), %esp
201         popl    %eax
202 .Lfinished_frame_\@:
203 .endm
204
205 .macro SAVE_ALL pt_regs_ax=%eax switch_stacks=0 skip_gs=0 unwind_espfix=0
206         cld
207 .if \skip_gs == 0
208         pushl   $0
209 .endif
210         pushl   %fs
211
212         pushl   %eax
213         movl    $(__KERNEL_PERCPU), %eax
214         movl    %eax, %fs
215 .if \unwind_espfix > 0
216         UNWIND_ESPFIX_STACK
217 .endif
218         popl    %eax
219
220         FIXUP_FRAME
221         pushl   %es
222         pushl   %ds
223         pushl   \pt_regs_ax
224         pushl   %ebp
225         pushl   %edi
226         pushl   %esi
227         pushl   %edx
228         pushl   %ecx
229         pushl   %ebx
230         movl    $(__USER_DS), %edx
231         movl    %edx, %ds
232         movl    %edx, %es
233         /* Switch to kernel stack if necessary */
234 .if \switch_stacks > 0
235         SWITCH_TO_KERNEL_STACK
236 .endif
237 .endm
238
239 .macro SAVE_ALL_NMI cr3_reg:req unwind_espfix=0
240         SAVE_ALL unwind_espfix=\unwind_espfix
241
242         BUG_IF_WRONG_CR3
243
244         /*
245          * Now switch the CR3 when PTI is enabled.
246          *
247          * We can enter with either user or kernel cr3, the code will
248          * store the old cr3 in \cr3_reg and switches to the kernel cr3
249          * if necessary.
250          */
251         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=\cr3_reg
252
253 .Lend_\@:
254 .endm
255
256 .macro RESTORE_INT_REGS
257         popl    %ebx
258         popl    %ecx
259         popl    %edx
260         popl    %esi
261         popl    %edi
262         popl    %ebp
263         popl    %eax
264 .endm
265
266 .macro RESTORE_REGS pop=0
267         RESTORE_INT_REGS
268 1:      popl    %ds
269 2:      popl    %es
270 3:      popl    %fs
271         addl    $(4 + \pop), %esp       /* pop the unused "gs" slot */
272         IRET_FRAME
273 .pushsection .fixup, "ax"
274 4:      movl    $0, (%esp)
275         jmp     1b
276 5:      movl    $0, (%esp)
277         jmp     2b
278 6:      movl    $0, (%esp)
279         jmp     3b
280 .popsection
281         _ASM_EXTABLE(1b, 4b)
282         _ASM_EXTABLE(2b, 5b)
283         _ASM_EXTABLE(3b, 6b)
284 .endm
285
286 .macro RESTORE_ALL_NMI cr3_reg:req pop=0
287         /*
288          * Now switch the CR3 when PTI is enabled.
289          *
290          * We enter with kernel cr3 and switch the cr3 to the value
291          * stored on \cr3_reg, which is either a user or a kernel cr3.
292          */
293         ALTERNATIVE "jmp .Lswitched_\@", "", X86_FEATURE_PTI
294
295         testl   $PTI_SWITCH_MASK, \cr3_reg
296         jz      .Lswitched_\@
297
298         /* User cr3 in \cr3_reg - write it to hardware cr3 */
299         movl    \cr3_reg, %cr3
300
301 .Lswitched_\@:
302
303         BUG_IF_WRONG_CR3
304
305         RESTORE_REGS pop=\pop
306 .endm
307
308 .macro CHECK_AND_APPLY_ESPFIX
309 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
310 #define GDT_ESPFIX_OFFSET (GDT_ENTRY_ESPFIX_SS * 8)
311 #define GDT_ESPFIX_SS PER_CPU_VAR(gdt_page) + GDT_ESPFIX_OFFSET
312
313         ALTERNATIVE     "jmp .Lend_\@", "", X86_BUG_ESPFIX
314
315         movl    PT_EFLAGS(%esp), %eax           # mix EFLAGS, SS and CS
316         /*
317          * Warning: PT_OLDSS(%esp) contains the wrong/random values if we
318          * are returning to the kernel.
319          * See comments in process.c:copy_thread() for details.
320          */
321         movb    PT_OLDSS(%esp), %ah
322         movb    PT_CS(%esp), %al
323         andl    $(X86_EFLAGS_VM | (SEGMENT_TI_MASK << 8) | SEGMENT_RPL_MASK), %eax
324         cmpl    $((SEGMENT_LDT << 8) | USER_RPL), %eax
325         jne     .Lend_\@        # returning to user-space with LDT SS
326
327         /*
328          * Setup and switch to ESPFIX stack
329          *
330          * We're returning to userspace with a 16 bit stack. The CPU will not
331          * restore the high word of ESP for us on executing iret... This is an
332          * "official" bug of all the x86-compatible CPUs, which we can work
333          * around to make dosemu and wine happy. We do this by preloading the
334          * high word of ESP with the high word of the userspace ESP while
335          * compensating for the offset by changing to the ESPFIX segment with
336          * a base address that matches for the difference.
337          */
338         mov     %esp, %edx                      /* load kernel esp */
339         mov     PT_OLDESP(%esp), %eax           /* load userspace esp */
340         mov     %dx, %ax                        /* eax: new kernel esp */
341         sub     %eax, %edx                      /* offset (low word is 0) */
342         shr     $16, %edx
343         mov     %dl, GDT_ESPFIX_SS + 4          /* bits 16..23 */
344         mov     %dh, GDT_ESPFIX_SS + 7          /* bits 24..31 */
345         pushl   $__ESPFIX_SS
346         pushl   %eax                            /* new kernel esp */
347         /*
348          * Disable interrupts, but do not irqtrace this section: we
349          * will soon execute iret and the tracer was already set to
350          * the irqstate after the IRET:
351          */
352         cli
353         lss     (%esp), %esp                    /* switch to espfix segment */
354 .Lend_\@:
355 #endif /* CONFIG_X86_ESPFIX32 */
356 .endm
357
358 /*
359  * Called with pt_regs fully populated and kernel segments loaded,
360  * so we can access PER_CPU and use the integer registers.
361  *
362  * We need to be very careful here with the %esp switch, because an NMI
363  * can happen everywhere. If the NMI handler finds itself on the
364  * entry-stack, it will overwrite the task-stack and everything we
365  * copied there. So allocate the stack-frame on the task-stack and
366  * switch to it before we do any copying.
367  */
368
369 .macro SWITCH_TO_KERNEL_STACK
370
371         BUG_IF_WRONG_CR3
372
373         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%eax
374
375         /*
376          * %eax now contains the entry cr3 and we carry it forward in
377          * that register for the time this macro runs
378          */
379
380         /* Are we on the entry stack? Bail out if not! */
381         movl    PER_CPU_VAR(cpu_entry_area), %ecx
382         addl    $CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + SIZEOF_entry_stack, %ecx
383         subl    %esp, %ecx      /* ecx = (end of entry_stack) - esp */
384         cmpl    $SIZEOF_entry_stack, %ecx
385         jae     .Lend_\@
386
387         /* Load stack pointer into %esi and %edi */
388         movl    %esp, %esi
389         movl    %esi, %edi
390
391         /* Move %edi to the top of the entry stack */
392         andl    $(MASK_entry_stack), %edi
393         addl    $(SIZEOF_entry_stack), %edi
394
395         /* Load top of task-stack into %edi */
396         movl    TSS_entry2task_stack(%edi), %edi
397
398         /* Special case - entry from kernel mode via entry stack */
399 #ifdef CONFIG_VM86
400         movl    PT_EFLAGS(%esp), %ecx           # mix EFLAGS and CS
401         movb    PT_CS(%esp), %cl
402         andl    $(X86_EFLAGS_VM | SEGMENT_RPL_MASK), %ecx
403 #else
404         movl    PT_CS(%esp), %ecx
405         andl    $SEGMENT_RPL_MASK, %ecx
406 #endif
407         cmpl    $USER_RPL, %ecx
408         jb      .Lentry_from_kernel_\@
409
410         /* Bytes to copy */
411         movl    $PTREGS_SIZE, %ecx
412
413 #ifdef CONFIG_VM86
414         testl   $X86_EFLAGS_VM, PT_EFLAGS(%esi)
415         jz      .Lcopy_pt_regs_\@
416
417         /*
418          * Stack-frame contains 4 additional segment registers when
419          * coming from VM86 mode
420          */
421         addl    $(4 * 4), %ecx
422
423 #endif
424 .Lcopy_pt_regs_\@:
425
426         /* Allocate frame on task-stack */
427         subl    %ecx, %edi
428
429         /* Switch to task-stack */
430         movl    %edi, %esp
431
432         /*
433          * We are now on the task-stack and can safely copy over the
434          * stack-frame
435          */
436         shrl    $2, %ecx
437         cld
438         rep movsl
439
440         jmp .Lend_\@
441
442 .Lentry_from_kernel_\@:
443
444         /*
445          * This handles the case when we enter the kernel from
446          * kernel-mode and %esp points to the entry-stack. When this
447          * happens we need to switch to the task-stack to run C code,
448          * but switch back to the entry-stack again when we approach
449          * iret and return to the interrupted code-path. This usually
450          * happens when we hit an exception while restoring user-space
451          * segment registers on the way back to user-space or when the
452          * sysenter handler runs with eflags.tf set.
453          *
454          * When we switch to the task-stack here, we can't trust the
455          * contents of the entry-stack anymore, as the exception handler
456          * might be scheduled out or moved to another CPU. Therefore we
457          * copy the complete entry-stack to the task-stack and set a
458          * marker in the iret-frame (bit 31 of the CS dword) to detect
459          * what we've done on the iret path.
460          *
461          * On the iret path we copy everything back and switch to the
462          * entry-stack, so that the interrupted kernel code-path
463          * continues on the same stack it was interrupted with.
464          *
465          * Be aware that an NMI can happen anytime in this code.
466          *
467          * %esi: Entry-Stack pointer (same as %esp)
468          * %edi: Top of the task stack
469          * %eax: CR3 on kernel entry
470          */
471
472         /* Calculate number of bytes on the entry stack in %ecx */
473         movl    %esi, %ecx
474
475         /* %ecx to the top of entry-stack */
476         andl    $(MASK_entry_stack), %ecx
477         addl    $(SIZEOF_entry_stack), %ecx
478
479         /* Number of bytes on the entry stack to %ecx */
480         sub     %esi, %ecx
481
482         /* Mark stackframe as coming from entry stack */
483         orl     $CS_FROM_ENTRY_STACK, PT_CS(%esp)
484
485         /*
486          * Test the cr3 used to enter the kernel and add a marker
487          * so that we can switch back to it before iret.
488          */
489         testl   $PTI_SWITCH_MASK, %eax
490         jz      .Lcopy_pt_regs_\@
491         orl     $CS_FROM_USER_CR3, PT_CS(%esp)
492
493         /*
494          * %esi and %edi are unchanged, %ecx contains the number of
495          * bytes to copy. The code at .Lcopy_pt_regs_\@ will allocate
496          * the stack-frame on task-stack and copy everything over
497          */
498         jmp .Lcopy_pt_regs_\@
499
500 .Lend_\@:
501 .endm
502
503 /*
504  * Switch back from the kernel stack to the entry stack.
505  *
506  * The %esp register must point to pt_regs on the task stack. It will
507  * first calculate the size of the stack-frame to copy, depending on
508  * whether we return to VM86 mode or not. With that it uses 'rep movsl'
509  * to copy the contents of the stack over to the entry stack.
510  *
511  * We must be very careful here, as we can't trust the contents of the
512  * task-stack once we switched to the entry-stack. When an NMI happens
513  * while on the entry-stack, the NMI handler will switch back to the top
514  * of the task stack, overwriting our stack-frame we are about to copy.
515  * Therefore we switch the stack only after everything is copied over.
516  */
517 .macro SWITCH_TO_ENTRY_STACK
518
519         /* Bytes to copy */
520         movl    $PTREGS_SIZE, %ecx
521
522 #ifdef CONFIG_VM86
523         testl   $(X86_EFLAGS_VM), PT_EFLAGS(%esp)
524         jz      .Lcopy_pt_regs_\@
525
526         /* Additional 4 registers to copy when returning to VM86 mode */
527         addl    $(4 * 4), %ecx
528
529 .Lcopy_pt_regs_\@:
530 #endif
531
532         /* Initialize source and destination for movsl */
533         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %edi
534         subl    %ecx, %edi
535         movl    %esp, %esi
536
537         /* Save future stack pointer in %ebx */
538         movl    %edi, %ebx
539
540         /* Copy over the stack-frame */
541         shrl    $2, %ecx
542         cld
543         rep movsl
544
545         /*
546          * Switch to entry-stack - needs to happen after everything is
547          * copied because the NMI handler will overwrite the task-stack
548          * when on entry-stack
549          */
550         movl    %ebx, %esp
551
552 .Lend_\@:
553 .endm
554
555 /*
556  * This macro handles the case when we return to kernel-mode on the iret
557  * path and have to switch back to the entry stack and/or user-cr3
558  *
559  * See the comments below the .Lentry_from_kernel_\@ label in the
560  * SWITCH_TO_KERNEL_STACK macro for more details.
561  */
562 .macro PARANOID_EXIT_TO_KERNEL_MODE
563
564         /*
565          * Test if we entered the kernel with the entry-stack. Most
566          * likely we did not, because this code only runs on the
567          * return-to-kernel path.
568          */
569         testl   $CS_FROM_ENTRY_STACK, PT_CS(%esp)
570         jz      .Lend_\@
571
572         /* Unlikely slow-path */
573
574         /* Clear marker from stack-frame */
575         andl    $(~CS_FROM_ENTRY_STACK), PT_CS(%esp)
576
577         /* Copy the remaining task-stack contents to entry-stack */
578         movl    %esp, %esi
579         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %edi
580
581         /* Bytes on the task-stack to ecx */
582         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp1), %ecx
583         subl    %esi, %ecx
584
585         /* Allocate stack-frame on entry-stack */
586         subl    %ecx, %edi
587
588         /*
589          * Save future stack-pointer, we must not switch until the
590          * copy is done, otherwise the NMI handler could destroy the
591          * contents of the task-stack we are about to copy.
592          */
593         movl    %edi, %ebx
594
595         /* Do the copy */
596         shrl    $2, %ecx
597         cld
598         rep movsl
599
600         /* Safe to switch to entry-stack now */
601         movl    %ebx, %esp
602
603         /*
604          * We came from entry-stack and need to check if we also need to
605          * switch back to user cr3.
606          */
607         testl   $CS_FROM_USER_CR3, PT_CS(%esp)
608         jz      .Lend_\@
609
610         /* Clear marker from stack-frame */
611         andl    $(~CS_FROM_USER_CR3), PT_CS(%esp)
612
613         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
614
615 .Lend_\@:
616 .endm
617
618 /**
619  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
620  * @vector:             Vector number
621  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
622  * @cfunc:              C function to be called
623  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
624  */
625 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
626 SYM_CODE_START(\asmsym)
627         ASM_CLAC
628         cld
629
630         .if \has_error_code == 0
631                 pushl   $0              /* Clear the error code */
632         .endif
633
634         /* Push the C-function address into the GS slot */
635         pushl   $\cfunc
636         /* Invoke the common exception entry */
637         jmp     handle_exception
638 SYM_CODE_END(\asmsym)
639 .endm
640
641 .macro idtentry_irq vector cfunc
642         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
643 SYM_CODE_START_LOCAL(asm_\cfunc)
644         ASM_CLAC
645         SAVE_ALL switch_stacks=1
646         ENCODE_FRAME_POINTER
647         movl    %esp, %eax
648         movl    PT_ORIG_EAX(%esp), %edx         /* get the vector from stack */
649         movl    $-1, PT_ORIG_EAX(%esp)          /* no syscall to restart */
650         call    \cfunc
651         jmp     handle_exception_return
652 SYM_CODE_END(asm_\cfunc)
653 .endm
654
655 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
656         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
657 .endm
658
659 /*
660  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
661  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
662  * so the stacktrace boundary checks work.
663  */
664         .align 16
665         .globl __irqentry_text_start
666 __irqentry_text_start:
667
668 #include <asm/idtentry.h>
669
670         .align 16
671         .globl __irqentry_text_end
672 __irqentry_text_end:
673
674 /*
675  * %eax: prev task
676  * %edx: next task
677  */
678 .pushsection .text, "ax"
679 SYM_CODE_START(__switch_to_asm)
680         /*
681          * Save callee-saved registers
682          * This must match the order in struct inactive_task_frame
683          */
684         pushl   %ebp
685         pushl   %ebx
686         pushl   %edi
687         pushl   %esi
688         /*
689          * Flags are saved to prevent AC leakage. This could go
690          * away if objtool would have 32bit support to verify
691          * the STAC/CLAC correctness.
692          */
693         pushfl
694
695         /* switch stack */
696         movl    %esp, TASK_threadsp(%eax)
697         movl    TASK_threadsp(%edx), %esp
698
699 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
700         movl    TASK_stack_canary(%edx), %ebx
701         movl    %ebx, PER_CPU_VAR(__stack_chk_guard)
702 #endif
703
704 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
705         /*
706          * When switching from a shallower to a deeper call stack
707          * the RSB may either underflow or use entries populated
708          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
709          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
710          * speculative execution to prevent attack.
711          */
712         FILL_RETURN_BUFFER %ebx, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
713 #endif
714
715         /* Restore flags or the incoming task to restore AC state. */
716         popfl
717         /* restore callee-saved registers */
718         popl    %esi
719         popl    %edi
720         popl    %ebx
721         popl    %ebp
722
723         jmp     __switch_to
724 SYM_CODE_END(__switch_to_asm)
725 .popsection
726
727 /*
728  * The unwinder expects the last frame on the stack to always be at the same
729  * offset from the end of the page, which allows it to validate the stack.
730  * Calling schedule_tail() directly would break that convention because its an
731  * asmlinkage function so its argument has to be pushed on the stack.  This
732  * wrapper creates a proper "end of stack" frame header before the call.
733  */
734 .pushsection .text, "ax"
735 SYM_FUNC_START(schedule_tail_wrapper)
736         FRAME_BEGIN
737
738         pushl   %eax
739         call    schedule_tail
740         popl    %eax
741
742         FRAME_END
743         ret
744 SYM_FUNC_END(schedule_tail_wrapper)
745 .popsection
746
747 /*
748  * A newly forked process directly context switches into this address.
749  *
750  * eax: prev task we switched from
751  * ebx: kernel thread func (NULL for user thread)
752  * edi: kernel thread arg
753  */
754 .pushsection .text, "ax"
755 SYM_CODE_START(ret_from_fork)
756         call    schedule_tail_wrapper
757
758         testl   %ebx, %ebx
759         jnz     1f              /* kernel threads are uncommon */
760
761 2:
762         /* When we fork, we trace the syscall return in the child, too. */
763         movl    %esp, %eax
764         call    syscall_exit_to_user_mode
765         jmp     .Lsyscall_32_done
766
767         /* kernel thread */
768 1:      movl    %edi, %eax
769         CALL_NOSPEC ebx
770         /*
771          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
772          * calling kernel_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
773          * syscall.
774          */
775         movl    $0, PT_EAX(%esp)
776         jmp     2b
777 SYM_CODE_END(ret_from_fork)
778 .popsection
779
780 SYM_ENTRY(__begin_SYSENTER_singlestep_region, SYM_L_GLOBAL, SYM_A_NONE)
781 /*
782  * All code from here through __end_SYSENTER_singlestep_region is subject
783  * to being single-stepped if a user program sets TF and executes SYSENTER.
784  * There is absolutely nothing that we can do to prevent this from happening
785  * (thanks Intel!).  To keep our handling of this situation as simple as
786  * possible, we handle TF just like AC and NT, except that our #DB handler
787  * will ignore all of the single-step traps generated in this range.
788  */
789
790 /*
791  * 32-bit SYSENTER entry.
792  *
793  * 32-bit system calls through the vDSO's __kernel_vsyscall enter here
794  * if X86_FEATURE_SEP is available.  This is the preferred system call
795  * entry on 32-bit systems.
796  *
797  * The SYSENTER instruction, in principle, should *only* occur in the
798  * vDSO.  In practice, a small number of Android devices were shipped
799  * with a copy of Bionic that inlined a SYSENTER instruction.  This
800  * never happened in any of Google's Bionic versions -- it only happened
801  * in a narrow range of Intel-provided versions.
802  *
803  * SYSENTER loads SS, ESP, CS, and EIP from previously programmed MSRs.
804  * IF and VM in RFLAGS are cleared (IOW: interrupts are off).
805  * SYSENTER does not save anything on the stack,
806  * and does not save old EIP (!!!), ESP, or EFLAGS.
807  *
808  * To avoid losing track of EFLAGS.VM (and thus potentially corrupting
809  * user and/or vm86 state), we explicitly disable the SYSENTER
810  * instruction in vm86 mode by reprogramming the MSRs.
811  *
812  * Arguments:
813  * eax  system call number
814  * ebx  arg1
815  * ecx  arg2
816  * edx  arg3
817  * esi  arg4
818  * edi  arg5
819  * ebp  user stack
820  * 0(%ebp) arg6
821  */
822 SYM_FUNC_START(entry_SYSENTER_32)
823         /*
824          * On entry-stack with all userspace-regs live - save and
825          * restore eflags and %eax to use it as scratch-reg for the cr3
826          * switch.
827          */
828         pushfl
829         pushl   %eax
830         BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=1
831         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%eax
832         popl    %eax
833         popfl
834
835         /* Stack empty again, switch to task stack */
836         movl    TSS_entry2task_stack(%esp), %esp
837
838 .Lsysenter_past_esp:
839         pushl   $__USER_DS              /* pt_regs->ss */
840         pushl   $0                      /* pt_regs->sp (placeholder) */
841         pushfl                          /* pt_regs->flags (except IF = 0) */
842         pushl   $__USER_CS              /* pt_regs->cs */
843         pushl   $0                      /* pt_regs->ip = 0 (placeholder) */
844         pushl   %eax                    /* pt_regs->orig_ax */
845         SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS    /* save rest, stack already switched */
846
847         /*
848          * SYSENTER doesn't filter flags, so we need to clear NT, AC
849          * and TF ourselves.  To save a few cycles, we can check whether
850          * either was set instead of doing an unconditional popfq.
851          * This needs to happen before enabling interrupts so that
852          * we don't get preempted with NT set.
853          *
854          * If TF is set, we will single-step all the way to here -- do_debug
855          * will ignore all the traps.  (Yes, this is slow, but so is
856          * single-stepping in general.  This allows us to avoid having
857          * a more complicated code to handle the case where a user program
858          * forces us to single-step through the SYSENTER entry code.)
859          *
860          * NB.: .Lsysenter_fix_flags is a label with the code under it moved
861          * out-of-line as an optimization: NT is unlikely to be set in the
862          * majority of the cases and instead of polluting the I$ unnecessarily,
863          * we're keeping that code behind a branch which will predict as
864          * not-taken and therefore its instructions won't be fetched.
865          */
866         testl   $X86_EFLAGS_NT|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_TF, PT_EFLAGS(%esp)
867         jnz     .Lsysenter_fix_flags
868 .Lsysenter_flags_fixed:
869
870         movl    %esp, %eax
871         call    do_SYSENTER_32
872         testl   %eax, %eax
873         jz      .Lsyscall_32_done
874
875         STACKLEAK_ERASE
876
877         /* Opportunistic SYSEXIT */
878
879         /*
880          * Setup entry stack - we keep the pointer in %eax and do the
881          * switch after almost all user-state is restored.
882          */
883
884         /* Load entry stack pointer and allocate frame for eflags/eax */
885         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %eax
886         subl    $(2*4), %eax
887
888         /* Copy eflags and eax to entry stack */
889         movl    PT_EFLAGS(%esp), %edi
890         movl    PT_EAX(%esp), %esi
891         movl    %edi, (%eax)
892         movl    %esi, 4(%eax)
893
894         /* Restore user registers and segments */
895         movl    PT_EIP(%esp), %edx      /* pt_regs->ip */
896         movl    PT_OLDESP(%esp), %ecx   /* pt_regs->sp */
897 1:      mov     PT_FS(%esp), %fs
898
899         popl    %ebx                    /* pt_regs->bx */
900         addl    $2*4, %esp              /* skip pt_regs->cx and pt_regs->dx */
901         popl    %esi                    /* pt_regs->si */
902         popl    %edi                    /* pt_regs->di */
903         popl    %ebp                    /* pt_regs->bp */
904
905         /* Switch to entry stack */
906         movl    %eax, %esp
907
908         /* Now ready to switch the cr3 */
909         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
910
911         /*
912          * Restore all flags except IF. (We restore IF separately because
913          * STI gives a one-instruction window in which we won't be interrupted,
914          * whereas POPF does not.)
915          */
916         btrl    $X86_EFLAGS_IF_BIT, (%esp)
917         BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=1
918         popfl
919         popl    %eax
920
921         /*
922          * Return back to the vDSO, which will pop ecx and edx.
923          * Don't bother with DS and ES (they already contain __USER_DS).
924          */
925         sti
926         sysexit
927
928 .pushsection .fixup, "ax"
929 2:      movl    $0, PT_FS(%esp)
930         jmp     1b
931 .popsection
932         _ASM_EXTABLE(1b, 2b)
933
934 .Lsysenter_fix_flags:
935         pushl   $X86_EFLAGS_FIXED
936         popfl
937         jmp     .Lsysenter_flags_fixed
938 SYM_ENTRY(__end_SYSENTER_singlestep_region, SYM_L_GLOBAL, SYM_A_NONE)
939 SYM_FUNC_END(entry_SYSENTER_32)
940
941 /*
942  * 32-bit legacy system call entry.
943  *
944  * 32-bit x86 Linux system calls traditionally used the INT $0x80
945  * instruction.  INT $0x80 lands here.
946  *
947  * This entry point can be used by any 32-bit perform system calls.
948  * Instances of INT $0x80 can be found inline in various programs and
949  * libraries.  It is also used by the vDSO's __kernel_vsyscall
950  * fallback for hardware that doesn't support a faster entry method.
951  * Restarted 32-bit system calls also fall back to INT $0x80
952  * regardless of what instruction was originally used to do the system
953  * call.  (64-bit programs can use INT $0x80 as well, but they can
954  * only run on 64-bit kernels and therefore land in
955  * entry_INT80_compat.)
956  *
957  * This is considered a slow path.  It is not used by most libc
958  * implementations on modern hardware except during process startup.
959  *
960  * Arguments:
961  * eax  system call number
962  * ebx  arg1
963  * ecx  arg2
964  * edx  arg3
965  * esi  arg4
966  * edi  arg5
967  * ebp  arg6
968  */
969 SYM_FUNC_START(entry_INT80_32)
970         ASM_CLAC
971         pushl   %eax                    /* pt_regs->orig_ax */
972
973         SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS switch_stacks=1    /* save rest */
974
975         movl    %esp, %eax
976         call    do_int80_syscall_32
977 .Lsyscall_32_done:
978         STACKLEAK_ERASE
979
980 restore_all_switch_stack:
981         SWITCH_TO_ENTRY_STACK
982         CHECK_AND_APPLY_ESPFIX
983
984         /* Switch back to user CR3 */
985         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
986
987         BUG_IF_WRONG_CR3
988
989         /* Restore user state */
990         RESTORE_REGS pop=4                      # skip orig_eax/error_code
991 .Lirq_return:
992         /*
993          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
994          * when returning from IPI handler and when returning from
995          * scheduler to user-space.
996          */
997         iret
998
999 .section .fixup, "ax"
1000 SYM_CODE_START(asm_iret_error)
1001         pushl   $0                              # no error code
1002         pushl   $iret_error
1003
1004 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1005         /*
1006          * The stack-frame here is the one that iret faulted on, so its a
1007          * return-to-user frame. We are on kernel-cr3 because we come here from
1008          * the fixup code. This confuses the CR3 checker, so switch to user-cr3
1009          * as the checker expects it.
1010          */
1011         pushl   %eax
1012         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
1013         popl    %eax
1014 #endif
1015
1016         jmp     handle_exception
1017 SYM_CODE_END(asm_iret_error)
1018 .previous
1019         _ASM_EXTABLE(.Lirq_return, asm_iret_error)
1020 SYM_FUNC_END(entry_INT80_32)
1021
1022 .macro FIXUP_ESPFIX_STACK
1023 /*
1024  * Switch back for ESPFIX stack to the normal zerobased stack
1025  *
1026  * We can't call C functions using the ESPFIX stack. This code reads
1027  * the high word of the segment base from the GDT and swiches to the
1028  * normal stack and adjusts ESP with the matching offset.
1029  *
1030  * We might be on user CR3 here, so percpu data is not mapped and we can't
1031  * access the GDT through the percpu segment.  Instead, use SGDT to find
1032  * the cpu_entry_area alias of the GDT.
1033  */
1034 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1035         /* fixup the stack */
1036         pushl   %ecx
1037         subl    $2*4, %esp
1038         sgdt    (%esp)
1039         movl    2(%esp), %ecx                           /* GDT address */
1040         /*
1041          * Careful: ECX is a linear pointer, so we need to force base
1042          * zero.  %cs is the only known-linear segment we have right now.
1043          */
1044         mov     %cs:GDT_ESPFIX_OFFSET + 4(%ecx), %al    /* bits 16..23 */
1045         mov     %cs:GDT_ESPFIX_OFFSET + 7(%ecx), %ah    /* bits 24..31 */
1046         shl     $16, %eax
1047         addl    $2*4, %esp
1048         popl    %ecx
1049         addl    %esp, %eax                      /* the adjusted stack pointer */
1050         pushl   $__KERNEL_DS
1051         pushl   %eax
1052         lss     (%esp), %esp                    /* switch to the normal stack segment */
1053 #endif
1054 .endm
1055
1056 .macro UNWIND_ESPFIX_STACK
1057         /* It's safe to clobber %eax, all other regs need to be preserved */
1058 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1059         movl    %ss, %eax
1060         /* see if on espfix stack */
1061         cmpw    $__ESPFIX_SS, %ax
1062         jne     .Lno_fixup_\@
1063         /* switch to normal stack */
1064         FIXUP_ESPFIX_STACK
1065 .Lno_fixup_\@:
1066 #endif
1067 .endm
1068
1069 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(handle_exception)
1070         /* the function address is in %gs's slot on the stack */
1071         SAVE_ALL switch_stacks=1 skip_gs=1 unwind_espfix=1
1072         ENCODE_FRAME_POINTER
1073
1074         movl    PT_GS(%esp), %edi               # get the function address
1075
1076         /* fixup orig %eax */
1077         movl    PT_ORIG_EAX(%esp), %edx         # get the error code
1078         movl    $-1, PT_ORIG_EAX(%esp)          # no syscall to restart
1079
1080         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1081         CALL_NOSPEC edi
1082
1083 handle_exception_return:
1084 #ifdef CONFIG_VM86
1085         movl    PT_EFLAGS(%esp), %eax           # mix EFLAGS and CS
1086         movb    PT_CS(%esp), %al
1087         andl    $(X86_EFLAGS_VM | SEGMENT_RPL_MASK), %eax
1088 #else
1089         /*
1090          * We can be coming here from child spawned by kernel_thread().
1091          */
1092         movl    PT_CS(%esp), %eax
1093         andl    $SEGMENT_RPL_MASK, %eax
1094 #endif
1095         cmpl    $USER_RPL, %eax                 # returning to v8086 or userspace ?
1096         jnb     ret_to_user
1097
1098         PARANOID_EXIT_TO_KERNEL_MODE
1099         BUG_IF_WRONG_CR3
1100         RESTORE_REGS 4
1101         jmp     .Lirq_return
1102
1103 ret_to_user:
1104         movl    %esp, %eax
1105         jmp     restore_all_switch_stack
1106 SYM_CODE_END(handle_exception)
1107
1108 SYM_CODE_START(asm_exc_double_fault)
1109 1:
1110         /*
1111          * This is a task gate handler, not an interrupt gate handler.
1112          * The error code is on the stack, but the stack is otherwise
1113          * empty.  Interrupts are off.  Our state is sane with the following
1114          * exceptions:
1115          *
1116          *  - CR0.TS is set.  "TS" literally means "task switched".
1117          *  - EFLAGS.NT is set because we're a "nested task".
1118          *  - The doublefault TSS has back_link set and has been marked busy.
1119          *  - TR points to the doublefault TSS and the normal TSS is busy.
1120          *  - CR3 is the normal kernel PGD.  This would be delightful, except
1121          *    that the CPU didn't bother to save the old CR3 anywhere.  This
1122          *    would make it very awkward to return back to the context we came
1123          *    from.
1124          *
1125          * The rest of EFLAGS is sanitized for us, so we don't need to
1126          * worry about AC or DF.
1127          *
1128          * Don't even bother popping the error code.  It's always zero,
1129          * and ignoring it makes us a bit more robust against buggy
1130          * hypervisor task gate implementations.
1131          *
1132          * We will manually undo the task switch instead of doing a
1133          * task-switching IRET.
1134          */
1135
1136         clts                            /* clear CR0.TS */
1137         pushl   $X86_EFLAGS_FIXED
1138         popfl                           /* clear EFLAGS.NT */
1139
1140         call    doublefault_shim
1141
1142         /* We don't support returning, so we have no IRET here. */
1143 1:
1144         hlt
1145         jmp 1b
1146 SYM_CODE_END(asm_exc_double_fault)
1147
1148 /*
1149  * NMI is doubly nasty.  It can happen on the first instruction of
1150  * entry_SYSENTER_32 (just like #DB), but it can also interrupt the beginning
1151  * of the #DB handler even if that #DB in turn hit before entry_SYSENTER_32
1152  * switched stacks.  We handle both conditions by simply checking whether we
1153  * interrupted kernel code running on the SYSENTER stack.
1154  */
1155 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1156         ASM_CLAC
1157
1158 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1159         /*
1160          * ESPFIX_SS is only ever set on the return to user path
1161          * after we've switched to the entry stack.
1162          */
1163         pushl   %eax
1164         movl    %ss, %eax
1165         cmpw    $__ESPFIX_SS, %ax
1166         popl    %eax
1167         je      .Lnmi_espfix_stack
1168 #endif
1169
1170         pushl   %eax                            # pt_regs->orig_ax
1171         SAVE_ALL_NMI cr3_reg=%edi
1172         ENCODE_FRAME_POINTER
1173         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
1174         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1175
1176         /* Are we currently on the SYSENTER stack? */
1177         movl    PER_CPU_VAR(cpu_entry_area), %ecx
1178         addl    $CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + SIZEOF_entry_stack, %ecx
1179         subl    %eax, %ecx      /* ecx = (end of entry_stack) - esp */
1180         cmpl    $SIZEOF_entry_stack, %ecx
1181         jb      .Lnmi_from_sysenter_stack
1182
1183         /* Not on SYSENTER stack. */
1184         call    exc_nmi
1185         jmp     .Lnmi_return
1186
1187 .Lnmi_from_sysenter_stack:
1188         /*
1189          * We're on the SYSENTER stack.  Switch off.  No one (not even debug)
1190          * is using the thread stack right now, so it's safe for us to use it.
1191          */
1192         movl    %esp, %ebx
1193         movl    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %esp
1194         call    exc_nmi
1195         movl    %ebx, %esp
1196
1197 .Lnmi_return:
1198 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1199         testl   $CS_FROM_ESPFIX, PT_CS(%esp)
1200         jnz     .Lnmi_from_espfix
1201 #endif
1202
1203         CHECK_AND_APPLY_ESPFIX
1204         RESTORE_ALL_NMI cr3_reg=%edi pop=4
1205         jmp     .Lirq_return
1206
1207 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1208 .Lnmi_espfix_stack:
1209         /*
1210          * Create the pointer to LSS back
1211          */
1212         pushl   %ss
1213         pushl   %esp
1214         addl    $4, (%esp)
1215
1216         /* Copy the (short) IRET frame */
1217         pushl   4*4(%esp)       # flags
1218         pushl   4*4(%esp)       # cs
1219         pushl   4*4(%esp)       # ip
1220
1221         pushl   %eax            # orig_ax
1222
1223         SAVE_ALL_NMI cr3_reg=%edi unwind_espfix=1
1224         ENCODE_FRAME_POINTER
1225
1226         /* clear CS_FROM_KERNEL, set CS_FROM_ESPFIX */
1227         xorl    $(CS_FROM_ESPFIX | CS_FROM_KERNEL), PT_CS(%esp)
1228
1229         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
1230         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1231         jmp     .Lnmi_from_sysenter_stack
1232
1233 .Lnmi_from_espfix:
1234         RESTORE_ALL_NMI cr3_reg=%edi
1235         /*
1236          * Because we cleared CS_FROM_KERNEL, IRET_FRAME 'forgot' to
1237          * fix up the gap and long frame:
1238          *
1239          *  3 - original frame  (exception)
1240          *  2 - ESPFIX block    (above)
1241          *  6 - gap             (FIXUP_FRAME)
1242          *  5 - long frame      (FIXUP_FRAME)
1243          *  1 - orig_ax
1244          */
1245         lss     (1+5+6)*4(%esp), %esp                   # back to espfix stack
1246         jmp     .Lirq_return
1247 #endif
1248 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1249
1250 .pushsection .text, "ax"
1251 SYM_CODE_START(rewind_stack_do_exit)
1252         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1253         xorl    %ebp, %ebp
1254
1255         movl    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %esi
1256         leal    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%esi), %esp
1257
1258         call    do_exit
1259 1:      jmp 1b
1260 SYM_CODE_END(rewind_stack_do_exit)
1261 .popsection