Merge tag 'for-linus-4.20' of https://github.com/cminyard/linux-ipmi
[linux-2.6-microblaze.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         btl     $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    %rax, %rdi
237         movq    %rsp, %rsi
238         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
239
240         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
241
242         /*
243          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
244          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
245          * go to the slow exit path.
246          */
247         movq    RCX(%rsp), %rcx
248         movq    RIP(%rsp), %r11
249
250         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
251         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
252
253         /*
254          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
255          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
256          * the kernel, since userspace controls RSP.
257          *
258          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
259          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
260          *
261          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
262          * depending on paging mode) in the address.
263          */
264 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
265         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
266                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
267 #else
268         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
269         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
270 #endif
271
272         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
273         cmpq    %rcx, %r11
274         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
275
276         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
277         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
278
279         movq    R11(%rsp), %r11
280         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
281         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
282
283         /*
284          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
285          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
286          * need to restore it correctly.
287          *
288          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
289          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
290          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
291          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
292          * this user code:
293          *
294          *           movq       $stuck_here, %rcx
295          *           pushfq
296          *           popq %r11
297          *   stuck_here:
298          *
299          * would never get past 'stuck_here'.
300          */
301         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
302         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
303
304         /* nothing to check for RSP */
305
306         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
307         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
308
309         /*
310          * We win! This label is here just for ease of understanding
311          * perf profiles. Nothing jumps here.
312          */
313 syscall_return_via_sysret:
314         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
315         UNWIND_HINT_EMPTY
316         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
317
318         /*
319          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
320          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
321          */
322         movq    %rsp, %rdi
323         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
324
325         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
326         pushq   (%rdi)          /* RDI */
327
328         /*
329          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
330          * We can do future final exit work right here.
331          */
332         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
333
334         popq    %rdi
335         popq    %rsp
336         USERGS_SYSRET64
337 END(entry_SYSCALL_64)
338
339 /*
340  * %rdi: prev task
341  * %rsi: next task
342  */
343 ENTRY(__switch_to_asm)
344         UNWIND_HINT_FUNC
345         /*
346          * Save callee-saved registers
347          * This must match the order in inactive_task_frame
348          */
349         pushq   %rbp
350         pushq   %rbx
351         pushq   %r12
352         pushq   %r13
353         pushq   %r14
354         pushq   %r15
355
356         /* switch stack */
357         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
358         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
359
360 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
361         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
362         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
363 #endif
364
365 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
366         /*
367          * When switching from a shallower to a deeper call stack
368          * the RSB may either underflow or use entries populated
369          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
370          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
371          * speculative execution to prevent attack.
372          */
373         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
374 #endif
375
376         /* restore callee-saved registers */
377         popq    %r15
378         popq    %r14
379         popq    %r13
380         popq    %r12
381         popq    %rbx
382         popq    %rbp
383
384         jmp     __switch_to
385 END(__switch_to_asm)
386
387 /*
388  * A newly forked process directly context switches into this address.
389  *
390  * rax: prev task we switched from
391  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
392  * r12: kernel thread arg
393  */
394 ENTRY(ret_from_fork)
395         UNWIND_HINT_EMPTY
396         movq    %rax, %rdi
397         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
398
399         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
400         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
401
402 2:
403         UNWIND_HINT_REGS
404         movq    %rsp, %rdi
405         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
406         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
407         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
408
409 1:
410         /* kernel thread */
411         UNWIND_HINT_EMPTY
412         movq    %r12, %rdi
413         CALL_NOSPEC %rbx
414         /*
415          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
416          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
417          * syscall.
418          */
419         movq    $0, RAX(%rsp)
420         jmp     2b
421 END(ret_from_fork)
422
423 /*
424  * Build the entry stubs with some assembler magic.
425  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
426  */
427         .align 8
428 ENTRY(irq_entries_start)
429     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
430     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
431         UNWIND_HINT_IRET_REGS
432         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
433         jmp     common_interrupt
434         .align  8
435         vector=vector+1
436     .endr
437 END(irq_entries_start)
438
439 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
440 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
441         pushq %rax
442         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
443         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
444         jz .Lokay_\@
445         ud2
446 .Lokay_\@:
447         popq %rax
448 #endif
449 .endm
450
451 /*
452  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
453  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
454  * Requires kernel GSBASE.
455  *
456  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
457  */
458 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
459         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
460
461         .if \save_ret
462         /*
463          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
464          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
465          * entry below %rsp to \old_rsp.
466          */
467         leaq    8(%rsp), \old_rsp
468         .else
469         movq    %rsp, \old_rsp
470         .endif
471
472         .if \regs
473         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
474         .endif
475
476         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
477         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
478
479         /*
480          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
481          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
482          *
483          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
484          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
485          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
486          * handler.
487          *
488          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
489          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
490          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
491          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
492          */
493
494         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
495         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
496
497 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
498         /*
499          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
500          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
501          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
502          * of bug quickly.
503          */
504         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
505         je      .Lirq_stack_okay\@
506         ud2
507         .Lirq_stack_okay\@:
508 #endif
509
510 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
511         pushq   \old_rsp
512
513         .if \regs
514         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
515         .endif
516
517         .if \save_ret
518         /*
519          * Push the return address to the stack. This return address can
520          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
521          * the beginning of this macro.
522          */
523         pushq   -8(\old_rsp)
524         .endif
525 .endm
526
527 /*
528  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
529  */
530 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
531         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
532         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
533         popq    %rsp
534
535         .if \regs
536         UNWIND_HINT_REGS
537         .endif
538
539         /*
540          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
541          * the irq stack but we're not on it.
542          */
543
544         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
545 .endm
546
547 /*
548  * Interrupt entry helper function.
549  *
550  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
551  * +----------------------------------------------------+
552  * | regs->ss                                           |
553  * | regs->rsp                                          |
554  * | regs->eflags                                       |
555  * | regs->cs                                           |
556  * | regs->ip                                           |
557  * +----------------------------------------------------+
558  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
559  * +----------------------------------------------------+
560  * | return address                                     |
561  * +----------------------------------------------------+
562  */
563 ENTRY(interrupt_entry)
564         UNWIND_HINT_FUNC
565         ASM_CLAC
566         cld
567
568         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
569         jz      1f
570         SWAPGS
571
572         /*
573          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
574          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
575          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
576          * allocated for them.
577          */
578         pushq   %rdi
579
580         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
581         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
582         movq    %rsp, %rdi
583         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
584
585          /*
586           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
587           * top of the IRET frame. That means offset=24
588           */
589         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
590
591         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
592         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
593         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
594         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
595         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
596         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
597         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
598         UNWIND_HINT_FUNC
599
600         movq    (%rdi), %rdi
601 1:
602
603         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
604         ENCODE_FRAME_POINTER 8
605
606         testb   $3, CS+8(%rsp)
607         jz      1f
608
609         /*
610          * IRQ from user mode.
611          *
612          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
613          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
614          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
615          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
616          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
617          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
618          */
619         TRACE_IRQS_OFF
620
621         CALL_enter_from_user_mode
622
623 1:
624         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
625         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
626         TRACE_IRQS_OFF
627
628         ret
629 END(interrupt_entry)
630
631
632 /* Interrupt entry/exit. */
633
634         /*
635          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
636          * then jump to common_interrupt.
637          */
638         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
639 common_interrupt:
640         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
641         call    interrupt_entry
642         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
643         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
644         /* 0(%rsp): old RSP */
645 ret_from_intr:
646         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
647         TRACE_IRQS_OFF
648
649         LEAVE_IRQ_STACK
650
651         testb   $3, CS(%rsp)
652         jz      retint_kernel
653
654         /* Interrupt came from user space */
655 GLOBAL(retint_user)
656         mov     %rsp,%rdi
657         call    prepare_exit_to_usermode
658         TRACE_IRQS_IRETQ
659
660 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
661 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
662         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
663         testb   $3, CS(%rsp)
664         jnz     1f
665         ud2
666 1:
667 #endif
668         POP_REGS pop_rdi=0
669
670         /*
671          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
672          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
673          */
674         movq    %rsp, %rdi
675         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
676
677         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
678         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
679         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
680         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
681         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
682         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
683
684         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
685         pushq   (%rdi)
686
687         /*
688          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
689          * We can do future final exit work right here.
690          */
691
692         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
693
694         /* Restore RDI. */
695         popq    %rdi
696         SWAPGS
697         INTERRUPT_RETURN
698
699
700 /* Returning to kernel space */
701 retint_kernel:
702 #ifdef CONFIG_PREEMPT
703         /* Interrupts are off */
704         /* Check if we need preemption */
705         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
706         jnc     1f
707 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
708         jnz     1f
709         call    preempt_schedule_irq
710         jmp     0b
711 1:
712 #endif
713         /*
714          * The iretq could re-enable interrupts:
715          */
716         TRACE_IRQS_IRETQ
717
718 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
719 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
720         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
721         testb   $3, CS(%rsp)
722         jz      1f
723         ud2
724 1:
725 #endif
726         POP_REGS
727         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
728         /*
729          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
730          * when returning from IPI handler.
731          */
732         INTERRUPT_RETURN
733
734 ENTRY(native_iret)
735         UNWIND_HINT_IRET_REGS
736         /*
737          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
738          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
739          */
740 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
741         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
742         jnz     native_irq_return_ldt
743 #endif
744
745 .global native_irq_return_iret
746 native_irq_return_iret:
747         /*
748          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
749          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
750          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
751          * Other faults here are fatal.
752          */
753         iretq
754
755 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
756 native_irq_return_ldt:
757         /*
758          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
759          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
760          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
761          * of the ESPFIX stack.
762          *
763          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
764          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
765          *
766          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
767          *
768          * --- top of ESPFIX stack ---
769          * SS
770          * RSP
771          * RFLAGS
772          * CS
773          * RIP  <-- RSP points here when we're done
774          * RAX  <-- espfix_waddr points here
775          * --- bottom of ESPFIX stack ---
776          */
777
778         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
779         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
780         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
781
782         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
783         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
784         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
785         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
786         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
787         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
788         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
789         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
790         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
791         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
792         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
793         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
794         /* Now RAX == RSP. */
795
796         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
797
798         /*
799          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
800          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
801          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
802          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
803          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
804          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
805          */
806         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
807
808         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
809         SWAPGS                                  /* to user GS */
810         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
811
812         movq    %rax, %rsp
813         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
814
815         /*
816          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
817          * still read.
818          */
819         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
820
821         /*
822          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
823          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
824          * values.  We can now IRET back to userspace.
825          */
826         jmp     native_irq_return_iret
827 #endif
828 END(common_interrupt)
829
830 /*
831  * APIC interrupts.
832  */
833 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
834 ENTRY(\sym)
835         UNWIND_HINT_IRET_REGS
836         pushq   $~(\num)
837 .Lcommon_\sym:
838         call    interrupt_entry
839         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
840         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
841         jmp     ret_from_intr
842 END(\sym)
843 .endm
844
845 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
846 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
847 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
848
849 .macro apicinterrupt num sym do_sym
850 PUSH_SECTION_IRQENTRY
851 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
852 POP_SECTION_IRQENTRY
853 .endm
854
855 #ifdef CONFIG_SMP
856 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
857 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
858 #endif
859
860 #ifdef CONFIG_X86_UV
861 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
862 #endif
863
864 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
865 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
866
867 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
868 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
869 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
870 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
871 #endif
872
873 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
874 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
875 #endif
876
877 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
878 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
879 #endif
880
881 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
882 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
883 #endif
884
885 #ifdef CONFIG_SMP
886 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
887 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
888 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
889 #endif
890
891 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
892 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
893
894 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
895 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
896 #endif
897
898 /*
899  * Exception entry points.
900  */
901 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
902
903 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
904 ENTRY(\sym)
905         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
906
907         /* Sanity check */
908         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
909         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
910         .endif
911
912         ASM_CLAC
913
914         .if \has_error_code == 0
915         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
916         .endif
917
918         .if \paranoid == 1
919         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
920         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
921         .endif
922
923         .if \paranoid
924         call    paranoid_entry
925         .else
926         call    error_entry
927         .endif
928         UNWIND_HINT_REGS
929         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
930
931         .if \paranoid
932         .if \shift_ist != -1
933         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
934         .else
935         TRACE_IRQS_OFF
936         .endif
937         .endif
938
939         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
940
941         .if \has_error_code
942         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
943         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
944         .else
945         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
946         .endif
947
948         .if \shift_ist != -1
949         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
950         .endif
951
952         call    \do_sym
953
954         .if \shift_ist != -1
955         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
956         .endif
957
958         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
959         .if \paranoid
960         jmp     paranoid_exit
961         .else
962         jmp     error_exit
963         .endif
964
965         .if \paranoid == 1
966         /*
967          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
968          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
969          * run in real process context if user_mode(regs).
970          */
971 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
972         call    error_entry
973
974         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
975
976         .if \has_error_code
977         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
978         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
979         .else
980         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
981         .endif
982
983         call    \do_sym
984
985         jmp     error_exit
986         .endif
987 END(\sym)
988 .endm
989
990 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
991 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
992 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
993 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
994 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
995 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
996 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
997 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
998 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
999 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1000 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1001 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1002 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1003
1004
1005         /*
1006          * Reload gs selector with exception handling
1007          * edi:  new selector
1008          */
1009 ENTRY(native_load_gs_index)
1010         FRAME_BEGIN
1011         pushfq
1012         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1013         TRACE_IRQS_OFF
1014         SWAPGS
1015 .Lgs_change:
1016         movl    %edi, %gs
1017 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1018         SWAPGS
1019         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1020         popfq
1021         FRAME_END
1022         ret
1023 ENDPROC(native_load_gs_index)
1024 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1025
1026         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1027         .section .fixup, "ax"
1028         /* running with kernelgs */
1029 bad_gs:
1030         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1031 .macro ZAP_GS
1032         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1033         movl $__USER_DS, %eax
1034         movl %eax, %gs
1035 .endm
1036         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1037         xorl    %eax, %eax
1038         movl    %eax, %gs
1039         jmp     2b
1040         .previous
1041
1042 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1043 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1044         pushq   %rbp
1045         mov     %rsp, %rbp
1046         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1047         call    __do_softirq
1048         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1049         leaveq
1050         ret
1051 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1052
1053 #ifdef CONFIG_XEN
1054 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1055
1056 /*
1057  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1058  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1059  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1060  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1061  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1062  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1063  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1064  * like to avoid the possibility.
1065  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1066  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1067  * activation and restart the handler using the previous one.
1068  */
1069 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1070
1071 /*
1072  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1073  * see the correct pointer to the pt_regs
1074  */
1075         UNWIND_HINT_FUNC
1076         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1077         UNWIND_HINT_REGS
1078
1079         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1080         call    xen_evtchn_do_upcall
1081         LEAVE_IRQ_STACK
1082
1083 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1084         call    xen_maybe_preempt_hcall
1085 #endif
1086         jmp     error_exit
1087 END(xen_do_hypervisor_callback)
1088
1089 /*
1090  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1091  * We get here for two reasons:
1092  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1093  *  2. Fault while executing IRET
1094  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1095  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1096  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1097  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1098  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1099  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1100  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1101  */
1102 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1103         UNWIND_HINT_EMPTY
1104         movl    %ds, %ecx
1105         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1106         jne     1f
1107         movl    %es, %ecx
1108         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1109         jne     1f
1110         movl    %fs, %ecx
1111         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1112         jne     1f
1113         movl    %gs, %ecx
1114         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1115         jne     1f
1116         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1117         movq    (%rsp), %rcx
1118         movq    8(%rsp), %r11
1119         addq    $0x30, %rsp
1120         pushq   $0                              /* RIP */
1121         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1122         jmp     general_protection
1123 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1124         movq    (%rsp), %rcx
1125         movq    8(%rsp), %r11
1126         addq    $0x30, %rsp
1127         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1128         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1129         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1130         ENCODE_FRAME_POINTER
1131         jmp     error_exit
1132 END(xen_failsafe_callback)
1133
1134 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1135         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1136
1137 #endif /* CONFIG_XEN */
1138
1139 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1140 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1141         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1142
1143 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1144         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1145
1146 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1147         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1148 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1149
1150 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1151 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
1152 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1153
1154 #ifdef CONFIG_XEN
1155 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1156 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1157 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1158 #endif
1159
1160 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1161 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1162
1163 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1164 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1165 #endif
1166
1167 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1168 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1169 #endif
1170
1171 /*
1172  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1173  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1174  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1175  */
1176 ENTRY(paranoid_entry)
1177         UNWIND_HINT_FUNC
1178         cld
1179         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1180         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1181         movl    $1, %ebx
1182         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1183         rdmsr
1184         testl   %edx, %edx
1185         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1186         SWAPGS
1187         xorl    %ebx, %ebx
1188
1189 1:
1190         /*
1191          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
1192          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
1193          * another entry that already switched to the user CR3 value
1194          * but has not yet returned to userspace.
1195          *
1196          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
1197          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
1198          * to kernel code, but with a user CR3 value.
1199          */
1200         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1201
1202         ret
1203 END(paranoid_entry)
1204
1205 /*
1206  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1207  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1208  * from kernel space.
1209  *
1210  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1211  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1212  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1213  * to try to handle preemption here.
1214  *
1215  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1216  */
1217 ENTRY(paranoid_exit)
1218         UNWIND_HINT_REGS
1219         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1220         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1221         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1222         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1223         TRACE_IRQS_IRETQ
1224         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1225         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1226         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1227         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1228 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1229         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1230         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1231         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1232 .Lparanoid_exit_restore:
1233         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1234 END(paranoid_exit)
1235
1236 /*
1237  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1238  */
1239 ENTRY(error_entry)
1240         UNWIND_HINT_FUNC
1241         cld
1242         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1243         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1244         testb   $3, CS+8(%rsp)
1245         jz      .Lerror_kernelspace
1246
1247         /*
1248          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1249          * from user mode due to an IRET fault.
1250          */
1251         SWAPGS
1252         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1253         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1254
1255 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1256         /* Put us onto the real thread stack. */
1257         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1258         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1259         call    sync_regs
1260         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1261         ENCODE_FRAME_POINTER
1262         pushq   %r12
1263
1264         /*
1265          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1266          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1267          * (which can take locks).
1268          */
1269         TRACE_IRQS_OFF
1270         CALL_enter_from_user_mode
1271         ret
1272
1273 .Lerror_entry_done:
1274         TRACE_IRQS_OFF
1275         ret
1276
1277         /*
1278          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1279          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1280          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1281          * for these here too.
1282          */
1283 .Lerror_kernelspace:
1284         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1285         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1286         je      .Lerror_bad_iret
1287         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1288         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1289         je      .Lbstep_iret
1290         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1291         jne     .Lerror_entry_done
1292
1293         /*
1294          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1295          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1296          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1297          */
1298         SWAPGS
1299         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1300         jmp .Lerror_entry_done
1301
1302 .Lbstep_iret:
1303         /* Fix truncated RIP */
1304         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1305         /* fall through */
1306
1307 .Lerror_bad_iret:
1308         /*
1309          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1310          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1311          */
1312         SWAPGS
1313         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1314
1315         /*
1316          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1317          * as if we faulted immediately after IRET.
1318          */
1319         mov     %rsp, %rdi
1320         call    fixup_bad_iret
1321         mov     %rax, %rsp
1322         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1323 END(error_entry)
1324
1325 ENTRY(error_exit)
1326         UNWIND_HINT_REGS
1327         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1328         TRACE_IRQS_OFF
1329         testb   $3, CS(%rsp)
1330         jz      retint_kernel
1331         jmp     retint_user
1332 END(error_exit)
1333
1334 /*
1335  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1336  * so we can use real assembly here.
1337  *
1338  * Registers:
1339  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1340  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1341  */
1342 ENTRY(nmi)
1343         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1344
1345         /*
1346          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1347          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1348          * This means that we can have nested NMIs where the next
1349          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1350          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1351          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1352          * anyway.
1353          *
1354          * To handle this case we do the following:
1355          *  Check the a special location on the stack that contains
1356          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1357          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1358          *  is an NMI stack.
1359          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1360          *  stack then:
1361          *    o Set the special variable on the stack
1362          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1363          *      stack
1364          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1365          *    o Continue processing the NMI
1366          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1367          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1368          *    o return back to the first NMI
1369          *
1370          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1371          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1372          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1373          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1374          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1375          * NMI.
1376          *
1377          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1378          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1379          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1380          * other IST entries.
1381          */
1382
1383         ASM_CLAC
1384
1385         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1386         pushq   %rdx
1387
1388         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1389         jz      .Lnmi_from_kernel
1390
1391         /*
1392          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1393          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1394          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1395          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1396          * are off.
1397          *
1398          * We also must not push anything to the stack before switching
1399          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1400          */
1401
1402         swapgs
1403         cld
1404         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1405         movq    %rsp, %rdx
1406         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1407         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1408         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1409         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1410         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1411         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1412         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1413         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1414         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1415         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1416         ENCODE_FRAME_POINTER
1417
1418         /*
1419          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1420          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1421          * done with the NMI stack.
1422          */
1423
1424         movq    %rsp, %rdi
1425         movq    $-1, %rsi
1426         call    do_nmi
1427
1428         /*
1429          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1430          * work, because we don't want to enable interrupts.
1431          */
1432         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1433
1434 .Lnmi_from_kernel:
1435         /*
1436          * Here's what our stack frame will look like:
1437          * +---------------------------------------------------------+
1438          * | original SS                                             |
1439          * | original Return RSP                                     |
1440          * | original RFLAGS                                         |
1441          * | original CS                                             |
1442          * | original RIP                                            |
1443          * +---------------------------------------------------------+
1444          * | temp storage for rdx                                    |
1445          * +---------------------------------------------------------+
1446          * | "NMI executing" variable                                |
1447          * +---------------------------------------------------------+
1448          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1449          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1450          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1451          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1452          * | iret RIP         }                                      |
1453          * +---------------------------------------------------------+
1454          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1455          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1456          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1457          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1458          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1459          * +---------------------------------------------------------+
1460          * | pt_regs                                                 |
1461          * +---------------------------------------------------------+
1462          *
1463          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1464          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1465          * space for the asm code here.
1466          *
1467          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1468          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1469          * processing.
1470          *
1471          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1472          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1473          * frame pointing to the final return target.
1474          */
1475
1476         /*
1477          * Determine whether we're a nested NMI.
1478          *
1479          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1480          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1481          * modify the "iret" frame because it's being written by
1482          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1483          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1484          * resume the outer NMI.
1485          */
1486
1487         movq    $repeat_nmi, %rdx
1488         cmpq    8(%rsp), %rdx
1489         ja      1f
1490         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1491         cmpq    8(%rsp), %rdx
1492         ja      nested_nmi_out
1493 1:
1494
1495         /*
1496          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1497          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1498          * before IRET.
1499          */
1500         cmpl    $1, -8(%rsp)
1501         je      nested_nmi
1502
1503         /*
1504          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1505          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1506          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1507          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1508          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1509          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1510          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1511          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1512          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1513          * "NMI executing".
1514          */
1515         lea     6*8(%rsp), %rdx
1516         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1517         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1518         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1519         ja      first_nmi
1520
1521         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1522         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1523         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1524         jb      first_nmi
1525
1526         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1527
1528         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1529         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1530
1531         /* This is a nested NMI. */
1532
1533 nested_nmi:
1534         /*
1535          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1536          * iteration of NMI handling.
1537          */
1538         subq    $8, %rsp
1539         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1540         pushq   $__KERNEL_DS
1541         pushq   %rdx
1542         pushfq
1543         pushq   $__KERNEL_CS
1544         pushq   $repeat_nmi
1545
1546         /* Put stack back */
1547         addq    $(6*8), %rsp
1548
1549 nested_nmi_out:
1550         popq    %rdx
1551
1552         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1553         iretq
1554
1555 first_nmi:
1556         /* Restore rdx. */
1557         movq    (%rsp), %rdx
1558
1559         /* Make room for "NMI executing". */
1560         pushq   $0
1561
1562         /* Leave room for the "iret" frame */
1563         subq    $(5*8), %rsp
1564
1565         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1566         .rept 5
1567         pushq   11*8(%rsp)
1568         .endr
1569         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1570
1571         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1572
1573 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1574         /*
1575          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1576          * default because IRET is very expensive.
1577          */
1578         pushq   $0              /* SS */
1579         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1580         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1581         pushfq                  /* RFLAGS */
1582         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1583         pushq   $1f             /* RIP */
1584         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1585         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1586 1:
1587 #endif
1588
1589 repeat_nmi:
1590         /*
1591          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1592          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1593          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1594          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1595          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1596          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1597          * NMI will update.
1598          *
1599          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1600          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1601          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1602          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1603          * is zero.
1604          */
1605         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1606
1607         /*
1608          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1609          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1610          * it or it will end up containing garbage.
1611          */
1612         addq    $(10*8), %rsp
1613         .rept 5
1614         pushq   -6*8(%rsp)
1615         .endr
1616         subq    $(5*8), %rsp
1617 end_repeat_nmi:
1618
1619         /*
1620          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1621          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1622          * frame to point back to repeat_nmi.
1623          */
1624         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1625
1626         /*
1627          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1628          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1629          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1630          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1631          * exceptions might do.
1632          */
1633         call    paranoid_entry
1634         UNWIND_HINT_REGS
1635
1636         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1637         movq    %rsp, %rdi
1638         movq    $-1, %rsi
1639         call    do_nmi
1640
1641         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1642         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1643
1644         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1645         jnz     nmi_restore
1646 nmi_swapgs:
1647         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1648 nmi_restore:
1649         POP_REGS
1650
1651         /*
1652          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1653          * at the "iret" frame.
1654          */
1655         addq    $6*8, %rsp
1656
1657         /*
1658          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1659          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1660          * the SYSCALL entry and exit paths.
1661          *
1662          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1663          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1664          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1665          */
1666         std
1667         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1668
1669         /*
1670          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1671          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1672          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1673          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1674          */
1675         iretq
1676 END(nmi)
1677
1678 ENTRY(ignore_sysret)
1679         UNWIND_HINT_EMPTY
1680         mov     $-ENOSYS, %eax
1681         sysret
1682 END(ignore_sysret)
1683
1684 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1685         UNWIND_HINT_FUNC
1686         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1687         xorl    %ebp, %ebp
1688
1689         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1690         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1691         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1692
1693         call    do_exit
1694 END(rewind_stack_do_exit)