Merge tag 'stackleak-v4.20-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
146         UNWIND_HINT_EMPTY
147         /*
148          * Interrupts are off on entry.
149          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
150          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
151          */
152
153         swapgs
154         /* tss.sp2 is scratch space. */
155         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)
156         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
157         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
158
159         /* Construct struct pt_regs on stack */
160         pushq   $__USER_DS                              /* pt_regs->ss */
161         pushq   PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)       /* pt_regs->sp */
162         pushq   %r11                                    /* pt_regs->flags */
163         pushq   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
164         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
165 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
166         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
167
168         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
169
170         TRACE_IRQS_OFF
171
172         /* IRQs are off. */
173         movq    %rax, %rdi
174         movq    %rsp, %rsi
175         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
176
177         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
178
179         /*
180          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
181          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
182          * go to the slow exit path.
183          */
184         movq    RCX(%rsp), %rcx
185         movq    RIP(%rsp), %r11
186
187         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
188         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
189
190         /*
191          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
192          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
193          * the kernel, since userspace controls RSP.
194          *
195          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
196          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
197          *
198          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
199          * depending on paging mode) in the address.
200          */
201 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
202         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
203                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
204 #else
205         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
206         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
207 #endif
208
209         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
210         cmpq    %rcx, %r11
211         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
212
213         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
214         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
215
216         movq    R11(%rsp), %r11
217         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
218         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
219
220         /*
221          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
222          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
223          * need to restore it correctly.
224          *
225          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
226          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
227          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
228          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
229          * this user code:
230          *
231          *           movq       $stuck_here, %rcx
232          *           pushfq
233          *           popq %r11
234          *   stuck_here:
235          *
236          * would never get past 'stuck_here'.
237          */
238         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
239         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
240
241         /* nothing to check for RSP */
242
243         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
244         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
245
246         /*
247          * We win! This label is here just for ease of understanding
248          * perf profiles. Nothing jumps here.
249          */
250 syscall_return_via_sysret:
251         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
252         UNWIND_HINT_EMPTY
253         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
254
255         /*
256          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
257          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
258          */
259         movq    %rsp, %rdi
260         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
261
262         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
263         pushq   (%rdi)          /* RDI */
264
265         /*
266          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
267          * We can do future final exit work right here.
268          */
269         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
270
271         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
272
273         popq    %rdi
274         popq    %rsp
275         USERGS_SYSRET64
276 END(entry_SYSCALL_64)
277
278 /*
279  * %rdi: prev task
280  * %rsi: next task
281  */
282 ENTRY(__switch_to_asm)
283         UNWIND_HINT_FUNC
284         /*
285          * Save callee-saved registers
286          * This must match the order in inactive_task_frame
287          */
288         pushq   %rbp
289         pushq   %rbx
290         pushq   %r12
291         pushq   %r13
292         pushq   %r14
293         pushq   %r15
294
295         /* switch stack */
296         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
297         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
298
299 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
300         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
301         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
302 #endif
303
304 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
305         /*
306          * When switching from a shallower to a deeper call stack
307          * the RSB may either underflow or use entries populated
308          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
309          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
310          * speculative execution to prevent attack.
311          */
312         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
313 #endif
314
315         /* restore callee-saved registers */
316         popq    %r15
317         popq    %r14
318         popq    %r13
319         popq    %r12
320         popq    %rbx
321         popq    %rbp
322
323         jmp     __switch_to
324 END(__switch_to_asm)
325
326 /*
327  * A newly forked process directly context switches into this address.
328  *
329  * rax: prev task we switched from
330  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
331  * r12: kernel thread arg
332  */
333 ENTRY(ret_from_fork)
334         UNWIND_HINT_EMPTY
335         movq    %rax, %rdi
336         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
337
338         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
339         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
340
341 2:
342         UNWIND_HINT_REGS
343         movq    %rsp, %rdi
344         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
345         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
346         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
347
348 1:
349         /* kernel thread */
350         UNWIND_HINT_EMPTY
351         movq    %r12, %rdi
352         CALL_NOSPEC %rbx
353         /*
354          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
355          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
356          * syscall.
357          */
358         movq    $0, RAX(%rsp)
359         jmp     2b
360 END(ret_from_fork)
361
362 /*
363  * Build the entry stubs with some assembler magic.
364  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
365  */
366         .align 8
367 ENTRY(irq_entries_start)
368     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
369     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
370         UNWIND_HINT_IRET_REGS
371         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
372         jmp     common_interrupt
373         .align  8
374         vector=vector+1
375     .endr
376 END(irq_entries_start)
377
378 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
379 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
380         pushq %rax
381         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
382         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
383         jz .Lokay_\@
384         ud2
385 .Lokay_\@:
386         popq %rax
387 #endif
388 .endm
389
390 /*
391  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
392  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
393  * Requires kernel GSBASE.
394  *
395  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
396  */
397 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
398         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
399
400         .if \save_ret
401         /*
402          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
403          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
404          * entry below %rsp to \old_rsp.
405          */
406         leaq    8(%rsp), \old_rsp
407         .else
408         movq    %rsp, \old_rsp
409         .endif
410
411         .if \regs
412         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
413         .endif
414
415         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
416         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
417
418         /*
419          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
420          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
421          *
422          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
423          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
424          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
425          * handler.
426          *
427          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
428          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
429          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
430          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
431          */
432
433         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
434         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
435
436 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
437         /*
438          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
439          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
440          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
441          * of bug quickly.
442          */
443         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
444         je      .Lirq_stack_okay\@
445         ud2
446         .Lirq_stack_okay\@:
447 #endif
448
449 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
450         pushq   \old_rsp
451
452         .if \regs
453         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
454         .endif
455
456         .if \save_ret
457         /*
458          * Push the return address to the stack. This return address can
459          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
460          * the beginning of this macro.
461          */
462         pushq   -8(\old_rsp)
463         .endif
464 .endm
465
466 /*
467  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
468  */
469 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
470         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
471         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
472         popq    %rsp
473
474         .if \regs
475         UNWIND_HINT_REGS
476         .endif
477
478         /*
479          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
480          * the irq stack but we're not on it.
481          */
482
483         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
484 .endm
485
486 /*
487  * Interrupt entry helper function.
488  *
489  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
490  * +----------------------------------------------------+
491  * | regs->ss                                           |
492  * | regs->rsp                                          |
493  * | regs->eflags                                       |
494  * | regs->cs                                           |
495  * | regs->ip                                           |
496  * +----------------------------------------------------+
497  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
498  * +----------------------------------------------------+
499  * | return address                                     |
500  * +----------------------------------------------------+
501  */
502 ENTRY(interrupt_entry)
503         UNWIND_HINT_FUNC
504         ASM_CLAC
505         cld
506
507         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
508         jz      1f
509         SWAPGS
510
511         /*
512          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
513          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
514          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
515          * allocated for them.
516          */
517         pushq   %rdi
518
519         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
520         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
521         movq    %rsp, %rdi
522         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
523
524          /*
525           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
526           * top of the IRET frame. That means offset=24
527           */
528         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
529
530         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
531         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
532         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
533         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
534         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
535         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
536         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
537         UNWIND_HINT_FUNC
538
539         movq    (%rdi), %rdi
540 1:
541
542         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
543         ENCODE_FRAME_POINTER 8
544
545         testb   $3, CS+8(%rsp)
546         jz      1f
547
548         /*
549          * IRQ from user mode.
550          *
551          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
552          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
553          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
554          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
555          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
556          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
557          */
558         TRACE_IRQS_OFF
559
560         CALL_enter_from_user_mode
561
562 1:
563         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
564         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
565         TRACE_IRQS_OFF
566
567         ret
568 END(interrupt_entry)
569
570
571 /* Interrupt entry/exit. */
572
573         /*
574          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
575          * then jump to common_interrupt.
576          */
577         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
578 common_interrupt:
579         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
580         call    interrupt_entry
581         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
582         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
583         /* 0(%rsp): old RSP */
584 ret_from_intr:
585         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
586         TRACE_IRQS_OFF
587
588         LEAVE_IRQ_STACK
589
590         testb   $3, CS(%rsp)
591         jz      retint_kernel
592
593         /* Interrupt came from user space */
594 GLOBAL(retint_user)
595         mov     %rsp,%rdi
596         call    prepare_exit_to_usermode
597         TRACE_IRQS_IRETQ
598
599 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
600 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
601         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
602         testb   $3, CS(%rsp)
603         jnz     1f
604         ud2
605 1:
606 #endif
607         POP_REGS pop_rdi=0
608
609         /*
610          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
611          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
612          */
613         movq    %rsp, %rdi
614         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
615
616         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
617         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
618         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
619         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
620         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
621         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
622
623         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
624         pushq   (%rdi)
625
626         /*
627          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
628          * We can do future final exit work right here.
629          */
630         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
631
632         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
633
634         /* Restore RDI. */
635         popq    %rdi
636         SWAPGS
637         INTERRUPT_RETURN
638
639
640 /* Returning to kernel space */
641 retint_kernel:
642 #ifdef CONFIG_PREEMPT
643         /* Interrupts are off */
644         /* Check if we need preemption */
645         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
646         jnc     1f
647 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
648         jnz     1f
649         call    preempt_schedule_irq
650         jmp     0b
651 1:
652 #endif
653         /*
654          * The iretq could re-enable interrupts:
655          */
656         TRACE_IRQS_IRETQ
657
658 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
659 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
660         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
661         testb   $3, CS(%rsp)
662         jz      1f
663         ud2
664 1:
665 #endif
666         POP_REGS
667         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
668         /*
669          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
670          * when returning from IPI handler.
671          */
672         INTERRUPT_RETURN
673
674 ENTRY(native_iret)
675         UNWIND_HINT_IRET_REGS
676         /*
677          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
678          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
679          */
680 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
681         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
682         jnz     native_irq_return_ldt
683 #endif
684
685 .global native_irq_return_iret
686 native_irq_return_iret:
687         /*
688          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
689          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
690          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
691          * Other faults here are fatal.
692          */
693         iretq
694
695 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
696 native_irq_return_ldt:
697         /*
698          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
699          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
700          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
701          * of the ESPFIX stack.
702          *
703          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
704          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
705          *
706          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
707          *
708          * --- top of ESPFIX stack ---
709          * SS
710          * RSP
711          * RFLAGS
712          * CS
713          * RIP  <-- RSP points here when we're done
714          * RAX  <-- espfix_waddr points here
715          * --- bottom of ESPFIX stack ---
716          */
717
718         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
719         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
720         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
721
722         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
723         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
724         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
725         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
726         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
727         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
728         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
729         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
730         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
731         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
732         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
733         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
734         /* Now RAX == RSP. */
735
736         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
737
738         /*
739          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
740          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
741          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
742          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
743          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
744          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
745          */
746         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
747
748         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
749         SWAPGS                                  /* to user GS */
750         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
751
752         movq    %rax, %rsp
753         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
754
755         /*
756          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
757          * still read.
758          */
759         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
760
761         /*
762          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
763          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
764          * values.  We can now IRET back to userspace.
765          */
766         jmp     native_irq_return_iret
767 #endif
768 END(common_interrupt)
769
770 /*
771  * APIC interrupts.
772  */
773 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
774 ENTRY(\sym)
775         UNWIND_HINT_IRET_REGS
776         pushq   $~(\num)
777 .Lcommon_\sym:
778         call    interrupt_entry
779         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
780         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
781         jmp     ret_from_intr
782 END(\sym)
783 .endm
784
785 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
786 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
787 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
788
789 .macro apicinterrupt num sym do_sym
790 PUSH_SECTION_IRQENTRY
791 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
792 POP_SECTION_IRQENTRY
793 .endm
794
795 #ifdef CONFIG_SMP
796 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
797 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
798 #endif
799
800 #ifdef CONFIG_X86_UV
801 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
802 #endif
803
804 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
805 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
806
807 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
808 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
809 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
810 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
811 #endif
812
813 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
814 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
815 #endif
816
817 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
818 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
819 #endif
820
821 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
822 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
823 #endif
824
825 #ifdef CONFIG_SMP
826 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
827 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
828 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
829 #endif
830
831 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
832 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
833
834 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
835 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
836 #endif
837
838 /*
839  * Exception entry points.
840  */
841 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
842
843 /**
844  * idtentry - Generate an IDT entry stub
845  * @sym:                Name of the generated entry point
846  * @do_sym:             C function to be called
847  * @has_error_code:     True if this IDT vector has an error code on the stack
848  * @paranoid:           non-zero means that this vector may be invoked from
849  *                      kernel mode with user GSBASE and/or user CR3.
850  *                      2 is special -- see below.
851  * @shift_ist:          Set to an IST index if entries from kernel mode should
852  *                      decrement the IST stack so that nested entries get a
853  *                      fresh stack.  (This is for #DB, which has a nasty habit
854  *                      of recursing.)
855  *
856  * idtentry generates an IDT stub that sets up a usable kernel context,
857  * creates struct pt_regs, and calls @do_sym.  The stub has the following
858  * special behaviors:
859  *
860  * On an entry from user mode, the stub switches from the trampoline or
861  * IST stack to the normal thread stack.  On an exit to user mode, the
862  * normal exit-to-usermode path is invoked.
863  *
864  * On an exit to kernel mode, if @paranoid == 0, we check for preemption,
865  * whereas we omit the preemption check if @paranoid != 0.  This is purely
866  * because the implementation is simpler this way.  The kernel only needs
867  * to check for asynchronous kernel preemption when IRQ handlers return.
868  *
869  * If @paranoid == 0, then the stub will handle IRET faults by pretending
870  * that the fault came from user mode.  It will handle gs_change faults by
871  * pretending that the fault happened with kernel GSBASE.  Since this handling
872  * is omitted for @paranoid != 0, the #GP, #SS, and #NP stubs must have
873  * @paranoid == 0.  This special handling will do the wrong thing for
874  * espfix-induced #DF on IRET, so #DF must not use @paranoid == 0.
875  *
876  * @paranoid == 2 is special: the stub will never switch stacks.  This is for
877  * #DF: if the thread stack is somehow unusable, we'll still get a useful OOPS.
878  */
879 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
880 ENTRY(\sym)
881         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
882
883         /* Sanity check */
884         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
885         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
886         .endif
887
888         ASM_CLAC
889
890         .if \has_error_code == 0
891         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
892         .endif
893
894         .if \paranoid == 1
895         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
896         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
897         .endif
898
899         .if \paranoid
900         call    paranoid_entry
901         .else
902         call    error_entry
903         .endif
904         UNWIND_HINT_REGS
905         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
906
907         .if \paranoid
908         .if \shift_ist != -1
909         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
910         .else
911         TRACE_IRQS_OFF
912         .endif
913         .endif
914
915         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
916
917         .if \has_error_code
918         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
919         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
920         .else
921         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
922         .endif
923
924         .if \shift_ist != -1
925         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
926         .endif
927
928         call    \do_sym
929
930         .if \shift_ist != -1
931         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
932         .endif
933
934         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
935         .if \paranoid
936         jmp     paranoid_exit
937         .else
938         jmp     error_exit
939         .endif
940
941         .if \paranoid == 1
942         /*
943          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
944          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
945          * run in real process context if user_mode(regs).
946          */
947 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
948         call    error_entry
949
950         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
951
952         .if \has_error_code
953         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
954         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
955         .else
956         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
957         .endif
958
959         call    \do_sym
960
961         jmp     error_exit
962         .endif
963 END(\sym)
964 .endm
965
966 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
967 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
968 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
969 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
970 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
971 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
972 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
973 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
974 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
975 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
976 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
977 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
978 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
979
980
981         /*
982          * Reload gs selector with exception handling
983          * edi:  new selector
984          */
985 ENTRY(native_load_gs_index)
986         FRAME_BEGIN
987         pushfq
988         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
989         TRACE_IRQS_OFF
990         SWAPGS
991 .Lgs_change:
992         movl    %edi, %gs
993 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
994         SWAPGS
995         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
996         popfq
997         FRAME_END
998         ret
999 ENDPROC(native_load_gs_index)
1000 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1001
1002         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1003         .section .fixup, "ax"
1004         /* running with kernelgs */
1005 bad_gs:
1006         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1007 .macro ZAP_GS
1008         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1009         movl $__USER_DS, %eax
1010         movl %eax, %gs
1011 .endm
1012         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1013         xorl    %eax, %eax
1014         movl    %eax, %gs
1015         jmp     2b
1016         .previous
1017
1018 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1019 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1020         pushq   %rbp
1021         mov     %rsp, %rbp
1022         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1023         call    __do_softirq
1024         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1025         leaveq
1026         ret
1027 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1028
1029 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1030 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1031
1032 /*
1033  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1034  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1035  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1036  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1037  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1038  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1039  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1040  * like to avoid the possibility.
1041  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1042  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1043  * activation and restart the handler using the previous one.
1044  */
1045 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1046
1047 /*
1048  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1049  * see the correct pointer to the pt_regs
1050  */
1051         UNWIND_HINT_FUNC
1052         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1053         UNWIND_HINT_REGS
1054
1055         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1056         call    xen_evtchn_do_upcall
1057         LEAVE_IRQ_STACK
1058
1059 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1060         call    xen_maybe_preempt_hcall
1061 #endif
1062         jmp     error_exit
1063 END(xen_do_hypervisor_callback)
1064
1065 /*
1066  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1067  * We get here for two reasons:
1068  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1069  *  2. Fault while executing IRET
1070  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1071  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1072  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1073  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1074  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1075  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1076  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1077  */
1078 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1079         UNWIND_HINT_EMPTY
1080         movl    %ds, %ecx
1081         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1082         jne     1f
1083         movl    %es, %ecx
1084         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1085         jne     1f
1086         movl    %fs, %ecx
1087         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1088         jne     1f
1089         movl    %gs, %ecx
1090         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1091         jne     1f
1092         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1093         movq    (%rsp), %rcx
1094         movq    8(%rsp), %r11
1095         addq    $0x30, %rsp
1096         pushq   $0                              /* RIP */
1097         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1098         jmp     general_protection
1099 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1100         movq    (%rsp), %rcx
1101         movq    8(%rsp), %r11
1102         addq    $0x30, %rsp
1103         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1104         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1105         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1106         ENCODE_FRAME_POINTER
1107         jmp     error_exit
1108 END(xen_failsafe_callback)
1109 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
1110
1111 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1112 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1113         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1114 #endif
1115
1116
1117 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1118 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1119         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1120
1121 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1122         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1123
1124 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1125         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1126 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1127
1128 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1129 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
1130 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1131
1132 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1133 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1134 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1135 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1136 #endif
1137
1138 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1139 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1140
1141 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1142 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1143 #endif
1144
1145 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1146 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1147 #endif
1148
1149 /*
1150  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1151  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1152  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1153  */
1154 ENTRY(paranoid_entry)
1155         UNWIND_HINT_FUNC
1156         cld
1157         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1158         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1159         movl    $1, %ebx
1160         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1161         rdmsr
1162         testl   %edx, %edx
1163         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1164         SWAPGS
1165         xorl    %ebx, %ebx
1166
1167 1:
1168         /*
1169          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
1170          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
1171          * another entry that already switched to the user CR3 value
1172          * but has not yet returned to userspace.
1173          *
1174          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
1175          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
1176          * to kernel code, but with a user CR3 value.
1177          */
1178         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1179
1180         ret
1181 END(paranoid_entry)
1182
1183 /*
1184  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1185  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1186  * from kernel space.
1187  *
1188  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1189  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1190  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1191  * to try to handle preemption here.
1192  *
1193  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1194  */
1195 ENTRY(paranoid_exit)
1196         UNWIND_HINT_REGS
1197         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1198         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1199         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1200         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1201         TRACE_IRQS_IRETQ
1202         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1203         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1204         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1205         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1206 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1207         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1208         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1209         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1210 .Lparanoid_exit_restore:
1211         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1212 END(paranoid_exit)
1213
1214 /*
1215  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1216  */
1217 ENTRY(error_entry)
1218         UNWIND_HINT_FUNC
1219         cld
1220         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1221         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1222         testb   $3, CS+8(%rsp)
1223         jz      .Lerror_kernelspace
1224
1225         /*
1226          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1227          * from user mode due to an IRET fault.
1228          */
1229         SWAPGS
1230         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1231         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1232
1233 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1234         /* Put us onto the real thread stack. */
1235         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1236         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1237         call    sync_regs
1238         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1239         ENCODE_FRAME_POINTER
1240         pushq   %r12
1241
1242         /*
1243          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1244          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1245          * (which can take locks).
1246          */
1247         TRACE_IRQS_OFF
1248         CALL_enter_from_user_mode
1249         ret
1250
1251 .Lerror_entry_done:
1252         TRACE_IRQS_OFF
1253         ret
1254
1255         /*
1256          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1257          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1258          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1259          * for these here too.
1260          */
1261 .Lerror_kernelspace:
1262         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1263         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1264         je      .Lerror_bad_iret
1265         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1266         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1267         je      .Lbstep_iret
1268         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1269         jne     .Lerror_entry_done
1270
1271         /*
1272          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1273          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1274          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1275          */
1276         SWAPGS
1277         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1278         jmp .Lerror_entry_done
1279
1280 .Lbstep_iret:
1281         /* Fix truncated RIP */
1282         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1283         /* fall through */
1284
1285 .Lerror_bad_iret:
1286         /*
1287          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1288          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1289          */
1290         SWAPGS
1291         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1292
1293         /*
1294          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1295          * as if we faulted immediately after IRET.
1296          */
1297         mov     %rsp, %rdi
1298         call    fixup_bad_iret
1299         mov     %rax, %rsp
1300         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1301 END(error_entry)
1302
1303 ENTRY(error_exit)
1304         UNWIND_HINT_REGS
1305         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1306         TRACE_IRQS_OFF
1307         testb   $3, CS(%rsp)
1308         jz      retint_kernel
1309         jmp     retint_user
1310 END(error_exit)
1311
1312 /*
1313  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1314  * so we can use real assembly here.
1315  *
1316  * Registers:
1317  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1318  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1319  */
1320 ENTRY(nmi)
1321         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1322
1323         /*
1324          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1325          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1326          * This means that we can have nested NMIs where the next
1327          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1328          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1329          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1330          * anyway.
1331          *
1332          * To handle this case we do the following:
1333          *  Check the a special location on the stack that contains
1334          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1335          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1336          *  is an NMI stack.
1337          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1338          *  stack then:
1339          *    o Set the special variable on the stack
1340          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1341          *      stack
1342          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1343          *    o Continue processing the NMI
1344          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1345          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1346          *    o return back to the first NMI
1347          *
1348          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1349          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1350          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1351          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1352          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1353          * NMI.
1354          *
1355          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1356          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1357          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1358          * other IST entries.
1359          */
1360
1361         ASM_CLAC
1362
1363         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1364         pushq   %rdx
1365
1366         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1367         jz      .Lnmi_from_kernel
1368
1369         /*
1370          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1371          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1372          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1373          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1374          * are off.
1375          *
1376          * We also must not push anything to the stack before switching
1377          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1378          */
1379
1380         swapgs
1381         cld
1382         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1383         movq    %rsp, %rdx
1384         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1385         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1386         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1387         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1388         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1389         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1390         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1391         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1392         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1393         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1394         ENCODE_FRAME_POINTER
1395
1396         /*
1397          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1398          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1399          * done with the NMI stack.
1400          */
1401
1402         movq    %rsp, %rdi
1403         movq    $-1, %rsi
1404         call    do_nmi
1405
1406         /*
1407          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1408          * work, because we don't want to enable interrupts.
1409          */
1410         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1411
1412 .Lnmi_from_kernel:
1413         /*
1414          * Here's what our stack frame will look like:
1415          * +---------------------------------------------------------+
1416          * | original SS                                             |
1417          * | original Return RSP                                     |
1418          * | original RFLAGS                                         |
1419          * | original CS                                             |
1420          * | original RIP                                            |
1421          * +---------------------------------------------------------+
1422          * | temp storage for rdx                                    |
1423          * +---------------------------------------------------------+
1424          * | "NMI executing" variable                                |
1425          * +---------------------------------------------------------+
1426          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1427          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1428          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1429          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1430          * | iret RIP         }                                      |
1431          * +---------------------------------------------------------+
1432          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1433          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1434          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1435          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1436          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1437          * +---------------------------------------------------------+
1438          * | pt_regs                                                 |
1439          * +---------------------------------------------------------+
1440          *
1441          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1442          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1443          * space for the asm code here.
1444          *
1445          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1446          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1447          * processing.
1448          *
1449          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1450          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1451          * frame pointing to the final return target.
1452          */
1453
1454         /*
1455          * Determine whether we're a nested NMI.
1456          *
1457          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1458          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1459          * modify the "iret" frame because it's being written by
1460          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1461          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1462          * resume the outer NMI.
1463          */
1464
1465         movq    $repeat_nmi, %rdx
1466         cmpq    8(%rsp), %rdx
1467         ja      1f
1468         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1469         cmpq    8(%rsp), %rdx
1470         ja      nested_nmi_out
1471 1:
1472
1473         /*
1474          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1475          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1476          * before IRET.
1477          */
1478         cmpl    $1, -8(%rsp)
1479         je      nested_nmi
1480
1481         /*
1482          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1483          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1484          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1485          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1486          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1487          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1488          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1489          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1490          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1491          * "NMI executing".
1492          */
1493         lea     6*8(%rsp), %rdx
1494         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1495         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1496         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1497         ja      first_nmi
1498
1499         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1500         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1501         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1502         jb      first_nmi
1503
1504         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1505
1506         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1507         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1508
1509         /* This is a nested NMI. */
1510
1511 nested_nmi:
1512         /*
1513          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1514          * iteration of NMI handling.
1515          */
1516         subq    $8, %rsp
1517         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1518         pushq   $__KERNEL_DS
1519         pushq   %rdx
1520         pushfq
1521         pushq   $__KERNEL_CS
1522         pushq   $repeat_nmi
1523
1524         /* Put stack back */
1525         addq    $(6*8), %rsp
1526
1527 nested_nmi_out:
1528         popq    %rdx
1529
1530         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1531         iretq
1532
1533 first_nmi:
1534         /* Restore rdx. */
1535         movq    (%rsp), %rdx
1536
1537         /* Make room for "NMI executing". */
1538         pushq   $0
1539
1540         /* Leave room for the "iret" frame */
1541         subq    $(5*8), %rsp
1542
1543         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1544         .rept 5
1545         pushq   11*8(%rsp)
1546         .endr
1547         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1548
1549         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1550
1551 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1552         /*
1553          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1554          * default because IRET is very expensive.
1555          */
1556         pushq   $0              /* SS */
1557         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1558         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1559         pushfq                  /* RFLAGS */
1560         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1561         pushq   $1f             /* RIP */
1562         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1563         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1564 1:
1565 #endif
1566
1567 repeat_nmi:
1568         /*
1569          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1570          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1571          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1572          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1573          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1574          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1575          * NMI will update.
1576          *
1577          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1578          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1579          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1580          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1581          * is zero.
1582          */
1583         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1584
1585         /*
1586          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1587          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1588          * it or it will end up containing garbage.
1589          */
1590         addq    $(10*8), %rsp
1591         .rept 5
1592         pushq   -6*8(%rsp)
1593         .endr
1594         subq    $(5*8), %rsp
1595 end_repeat_nmi:
1596
1597         /*
1598          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1599          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1600          * frame to point back to repeat_nmi.
1601          */
1602         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1603
1604         /*
1605          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1606          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1607          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1608          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1609          * exceptions might do.
1610          */
1611         call    paranoid_entry
1612         UNWIND_HINT_REGS
1613
1614         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1615         movq    %rsp, %rdi
1616         movq    $-1, %rsi
1617         call    do_nmi
1618
1619         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1620         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1621
1622         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1623         jnz     nmi_restore
1624 nmi_swapgs:
1625         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1626 nmi_restore:
1627         POP_REGS
1628
1629         /*
1630          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1631          * at the "iret" frame.
1632          */
1633         addq    $6*8, %rsp
1634
1635         /*
1636          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1637          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1638          * the SYSCALL entry and exit paths.
1639          *
1640          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1641          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1642          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1643          */
1644         std
1645         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1646
1647         /*
1648          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1649          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1650          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1651          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1652          */
1653         iretq
1654 END(nmi)
1655
1656 ENTRY(ignore_sysret)
1657         UNWIND_HINT_EMPTY
1658         mov     $-ENOSYS, %eax
1659         sysret
1660 END(ignore_sysret)
1661
1662 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1663         UNWIND_HINT_FUNC
1664         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1665         xorl    %ebp, %ebp
1666
1667         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1668         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1669         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1670
1671         call    do_exit
1672 END(rewind_stack_do_exit)