Merge remote-tracking branch 'spi/for-5.12' into spi-linus
[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.rst
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  * - SYM_FUNC_START/END:Define functions in the symbol table.
19  * - idtentry:          Define exception entry points.
20  */
21 #include <linux/linkage.h>
22 #include <asm/segment.h>
23 #include <asm/cache.h>
24 #include <asm/errno.h>
25 #include <asm/asm-offsets.h>
26 #include <asm/msr.h>
27 #include <asm/unistd.h>
28 #include <asm/thread_info.h>
29 #include <asm/hw_irq.h>
30 #include <asm/page_types.h>
31 #include <asm/irqflags.h>
32 #include <asm/paravirt.h>
33 #include <asm/percpu.h>
34 #include <asm/asm.h>
35 #include <asm/smap.h>
36 #include <asm/pgtable_types.h>
37 #include <asm/export.h>
38 #include <asm/frame.h>
39 #include <asm/trapnr.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <asm/fsgsbase.h>
42 #include <linux/err.h>
43
44 #include "calling.h"
45
46 .code64
47 .section .entry.text, "ax"
48
49 /*
50  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
51  *
52  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
53  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
54  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
55  * available when SYSCALL is used.
56  *
57  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
58  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
59  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
60  * clock_gettimeofday fallback.
61  *
62  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
63  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
64  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
65  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
66  * and does not change rsp.
67  *
68  * Registers on entry:
69  * rax  system call number
70  * rcx  return address
71  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
72  * rdi  arg0
73  * rsi  arg1
74  * rdx  arg2
75  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
76  * r8   arg4
77  * r9   arg5
78  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
79  *
80  * Only called from user space.
81  *
82  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
83  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
84  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
85  */
86
87 SYM_CODE_START(entry_SYSCALL_64)
88         UNWIND_HINT_EMPTY
89
90         swapgs
91         /* tss.sp2 is scratch space. */
92         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)
93         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
94         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
95
96 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_safe_stack, SYM_L_GLOBAL)
97
98         /* Construct struct pt_regs on stack */
99         pushq   $__USER_DS                              /* pt_regs->ss */
100         pushq   PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)       /* pt_regs->sp */
101         pushq   %r11                                    /* pt_regs->flags */
102         pushq   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
103         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
104 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe, SYM_L_GLOBAL)
105         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
106
107         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
108
109         /* IRQs are off. */
110         movq    %rax, %rdi
111         movq    %rsp, %rsi
112         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
113
114         /*
115          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
116          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
117          * go to the slow exit path.
118          * In the Xen PV case we must use iret anyway.
119          */
120
121         ALTERNATIVE "", "jmp    swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode", \
122                 X86_FEATURE_XENPV
123
124         movq    RCX(%rsp), %rcx
125         movq    RIP(%rsp), %r11
126
127         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
128         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
129
130         /*
131          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
132          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
133          * the kernel, since userspace controls RSP.
134          *
135          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
136          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
137          *
138          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
139          * depending on paging mode) in the address.
140          */
141 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
142         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
143                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
144 #else
145         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
146         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
147 #endif
148
149         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
150         cmpq    %rcx, %r11
151         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
152
153         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
154         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
155
156         movq    R11(%rsp), %r11
157         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
158         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
159
160         /*
161          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
162          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
163          * need to restore it correctly.
164          *
165          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
166          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
167          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
168          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
169          * this user code:
170          *
171          *           movq       $stuck_here, %rcx
172          *           pushfq
173          *           popq %r11
174          *   stuck_here:
175          *
176          * would never get past 'stuck_here'.
177          */
178         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
179         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
180
181         /* nothing to check for RSP */
182
183         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
184         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
185
186         /*
187          * We win! This label is here just for ease of understanding
188          * perf profiles. Nothing jumps here.
189          */
190 syscall_return_via_sysret:
191         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
192         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
193
194         /*
195          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
196          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
197          */
198         movq    %rsp, %rdi
199         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
200         UNWIND_HINT_EMPTY
201
202         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
203         pushq   (%rdi)          /* RDI */
204
205         /*
206          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
207          * We can do future final exit work right here.
208          */
209         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
210
211         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
212
213         popq    %rdi
214         popq    %rsp
215         swapgs
216         sysretq
217 SYM_CODE_END(entry_SYSCALL_64)
218
219 /*
220  * %rdi: prev task
221  * %rsi: next task
222  */
223 .pushsection .text, "ax"
224 SYM_FUNC_START(__switch_to_asm)
225         /*
226          * Save callee-saved registers
227          * This must match the order in inactive_task_frame
228          */
229         pushq   %rbp
230         pushq   %rbx
231         pushq   %r12
232         pushq   %r13
233         pushq   %r14
234         pushq   %r15
235
236         /* switch stack */
237         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
238         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
239
240 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
241         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
242         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data) + stack_canary_offset
243 #endif
244
245 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
246         /*
247          * When switching from a shallower to a deeper call stack
248          * the RSB may either underflow or use entries populated
249          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
250          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
251          * speculative execution to prevent attack.
252          */
253         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
254 #endif
255
256         /* restore callee-saved registers */
257         popq    %r15
258         popq    %r14
259         popq    %r13
260         popq    %r12
261         popq    %rbx
262         popq    %rbp
263
264         jmp     __switch_to
265 SYM_FUNC_END(__switch_to_asm)
266 .popsection
267
268 /*
269  * A newly forked process directly context switches into this address.
270  *
271  * rax: prev task we switched from
272  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
273  * r12: kernel thread arg
274  */
275 .pushsection .text, "ax"
276 SYM_CODE_START(ret_from_fork)
277         UNWIND_HINT_EMPTY
278         movq    %rax, %rdi
279         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
280
281         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
282         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
283
284 2:
285         UNWIND_HINT_REGS
286         movq    %rsp, %rdi
287         call    syscall_exit_to_user_mode       /* returns with IRQs disabled */
288         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
289
290 1:
291         /* kernel thread */
292         UNWIND_HINT_EMPTY
293         movq    %r12, %rdi
294         CALL_NOSPEC rbx
295         /*
296          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
297          * calling kernel_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
298          * syscall.
299          */
300         movq    $0, RAX(%rsp)
301         jmp     2b
302 SYM_CODE_END(ret_from_fork)
303 .popsection
304
305 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
306 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
307         pushq %rax
308         SAVE_FLAGS
309         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
310         jz .Lokay_\@
311         ud2
312 .Lokay_\@:
313         popq %rax
314 #endif
315 .endm
316
317 /**
318  * idtentry_body - Macro to emit code calling the C function
319  * @cfunc:              C function to be called
320  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
321  */
322 .macro idtentry_body cfunc has_error_code:req
323
324         call    error_entry
325         UNWIND_HINT_REGS
326
327         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer into 1st argument*/
328
329         .if \has_error_code == 1
330                 movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
331                 movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
332         .endif
333
334         call    \cfunc
335
336         jmp     error_return
337 .endm
338
339 /**
340  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
341  * @vector:             Vector number
342  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
343  * @cfunc:              C function to be called
344  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
345  *
346  * The macro emits code to set up the kernel context for straight forward
347  * and simple IDT entries. No IST stack, no paranoid entry checks.
348  */
349 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
350 SYM_CODE_START(\asmsym)
351         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
352         ASM_CLAC
353
354         .if \has_error_code == 0
355                 pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
356         .endif
357
358         .if \vector == X86_TRAP_BP
359                 /*
360                  * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
361                  * int3 handler to emulate a call instruction.
362                  */
363                 testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
364                 jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
365                 .rept   6
366                 pushq   5*8(%rsp)
367                 .endr
368                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
369 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
370         .endif
371
372         idtentry_body \cfunc \has_error_code
373
374 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
375 SYM_CODE_END(\asmsym)
376 .endm
377
378 /*
379  * Interrupt entry/exit.
380  *
381  + The interrupt stubs push (vector) onto the stack, which is the error_code
382  * position of idtentry exceptions, and jump to one of the two idtentry points
383  * (common/spurious).
384  *
385  * common_interrupt is a hotpath, align it to a cache line
386  */
387 .macro idtentry_irq vector cfunc
388         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
389         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=1
390 .endm
391
392 /*
393  * System vectors which invoke their handlers directly and are not
394  * going through the regular common device interrupt handling code.
395  */
396 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
397         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
398 .endm
399
400 /**
401  * idtentry_mce_db - Macro to generate entry stubs for #MC and #DB
402  * @vector:             Vector number
403  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
404  * @cfunc:              C function to be called
405  *
406  * The macro emits code to set up the kernel context for #MC and #DB
407  *
408  * If the entry comes from user space it uses the normal entry path
409  * including the return to user space work and preemption checks on
410  * exit.
411  *
412  * If hits in kernel mode then it needs to go through the paranoid
413  * entry as the exception can hit any random state. No preemption
414  * check on exit to keep the paranoid path simple.
415  */
416 .macro idtentry_mce_db vector asmsym cfunc
417 SYM_CODE_START(\asmsym)
418         UNWIND_HINT_IRET_REGS
419         ASM_CLAC
420
421         pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
422
423         /*
424          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
425          * a normal entry.
426          */
427         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
428         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
429
430         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
431         call    paranoid_entry
432
433         UNWIND_HINT_REGS
434
435         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
436
437         call    \cfunc
438
439         jmp     paranoid_exit
440
441         /* Switch to the regular task stack and use the noist entry point */
442 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
443         idtentry_body noist_\cfunc, has_error_code=0
444
445 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
446 SYM_CODE_END(\asmsym)
447 .endm
448
449 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
450 /**
451  * idtentry_vc - Macro to generate entry stub for #VC
452  * @vector:             Vector number
453  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
454  * @cfunc:              C function to be called
455  *
456  * The macro emits code to set up the kernel context for #VC. The #VC handler
457  * runs on an IST stack and needs to be able to cause nested #VC exceptions.
458  *
459  * To make this work the #VC entry code tries its best to pretend it doesn't use
460  * an IST stack by switching to the task stack if coming from user-space (which
461  * includes early SYSCALL entry path) or back to the stack in the IRET frame if
462  * entered from kernel-mode.
463  *
464  * If entered from kernel-mode the return stack is validated first, and if it is
465  * not safe to use (e.g. because it points to the entry stack) the #VC handler
466  * will switch to a fall-back stack (VC2) and call a special handler function.
467  *
468  * The macro is only used for one vector, but it is planned to be extended in
469  * the future for the #HV exception.
470  */
471 .macro idtentry_vc vector asmsym cfunc
472 SYM_CODE_START(\asmsym)
473         UNWIND_HINT_IRET_REGS
474         ASM_CLAC
475
476         /*
477          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
478          * a normal entry.
479          */
480         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
481         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
482
483         /*
484          * paranoid_entry returns SWAPGS flag for paranoid_exit in EBX.
485          * EBX == 0 -> SWAPGS, EBX == 1 -> no SWAPGS
486          */
487         call    paranoid_entry
488
489         UNWIND_HINT_REGS
490
491         /*
492          * Switch off the IST stack to make it free for nested exceptions. The
493          * vc_switch_off_ist() function will switch back to the interrupted
494          * stack if it is safe to do so. If not it switches to the VC fall-back
495          * stack.
496          */
497         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
498         call    vc_switch_off_ist
499         movq    %rax, %rsp              /* Switch to new stack */
500
501         UNWIND_HINT_REGS
502
503         /* Update pt_regs */
504         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
505         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
506
507         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
508
509         call    \cfunc
510
511         /*
512          * No need to switch back to the IST stack. The current stack is either
513          * identical to the stack in the IRET frame or the VC fall-back stack,
514          * so it is definitely mapped even with PTI enabled.
515          */
516         jmp     paranoid_exit
517
518         /* Switch to the regular task stack */
519 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
520         idtentry_body safe_stack_\cfunc, has_error_code=1
521
522 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
523 SYM_CODE_END(\asmsym)
524 .endm
525 #endif
526
527 /*
528  * Double fault entry. Straight paranoid. No checks from which context
529  * this comes because for the espfix induced #DF this would do the wrong
530  * thing.
531  */
532 .macro idtentry_df vector asmsym cfunc
533 SYM_CODE_START(\asmsym)
534         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
535         ASM_CLAC
536
537         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
538         call    paranoid_entry
539         UNWIND_HINT_REGS
540
541         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer into first argument */
542         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
543         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
544         call    \cfunc
545
546         jmp     paranoid_exit
547
548 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
549 SYM_CODE_END(\asmsym)
550 .endm
551
552 /*
553  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
554  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
555  * so the stacktrace boundary checks work.
556  */
557         .align 16
558         .globl __irqentry_text_start
559 __irqentry_text_start:
560
561 #include <asm/idtentry.h>
562
563         .align 16
564         .globl __irqentry_text_end
565 __irqentry_text_end:
566
567 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt_return)
568 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
569 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
570         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
571         testb   $3, CS(%rsp)
572         jnz     1f
573         ud2
574 1:
575 #endif
576         POP_REGS pop_rdi=0
577
578         /*
579          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
580          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
581          */
582         movq    %rsp, %rdi
583         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
584         UNWIND_HINT_EMPTY
585
586         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
587         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
588         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
589         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
590         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
591         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
592
593         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
594         pushq   (%rdi)
595
596         /*
597          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
598          * We can do future final exit work right here.
599          */
600         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
601
602         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
603
604         /* Restore RDI. */
605         popq    %rdi
606         SWAPGS
607         INTERRUPT_RETURN
608
609
610 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
611 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
612         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
613         testb   $3, CS(%rsp)
614         jz      1f
615         ud2
616 1:
617 #endif
618         POP_REGS
619         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
620         /*
621          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
622          * when returning from IPI handler.
623          */
624         INTERRUPT_RETURN
625
626 SYM_INNER_LABEL_ALIGN(native_iret, SYM_L_GLOBAL)
627         UNWIND_HINT_IRET_REGS
628         /*
629          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
630          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
631          */
632 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
633         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
634         jnz     native_irq_return_ldt
635 #endif
636
637 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
638         /*
639          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
640          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
641          * Double-faults due to espfix64 are handled in exc_double_fault.
642          * Other faults here are fatal.
643          */
644         iretq
645
646 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
647 native_irq_return_ldt:
648         /*
649          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
650          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
651          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
652          * of the ESPFIX stack.
653          *
654          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
655          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
656          *
657          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
658          *
659          * --- top of ESPFIX stack ---
660          * SS
661          * RSP
662          * RFLAGS
663          * CS
664          * RIP  <-- RSP points here when we're done
665          * RAX  <-- espfix_waddr points here
666          * --- bottom of ESPFIX stack ---
667          */
668
669         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
670         swapgs                                  /* to kernel GS */
671         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
672
673         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
674         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
675         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
676         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
677         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
678         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
679         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
680         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
681         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
682         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
683         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
684         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
685         /* Now RAX == RSP. */
686
687         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
688
689         /*
690          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
691          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
692          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
693          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
694          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
695          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
696          */
697         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
698
699         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
700         swapgs                                  /* to user GS */
701         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
702
703         movq    %rax, %rsp
704         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
705
706         /*
707          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
708          * still read.
709          */
710         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
711
712         /*
713          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
714          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
715          * values.  We can now IRET back to userspace.
716          */
717         jmp     native_irq_return_iret
718 #endif
719 SYM_CODE_END(common_interrupt_return)
720 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt_return)
721
722 /*
723  * Reload gs selector with exception handling
724  * edi:  new selector
725  *
726  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
727  */
728 SYM_FUNC_START(asm_load_gs_index)
729         FRAME_BEGIN
730         swapgs
731 .Lgs_change:
732         movl    %edi, %gs
733 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
734         swapgs
735         FRAME_END
736         ret
737 SYM_FUNC_END(asm_load_gs_index)
738 EXPORT_SYMBOL(asm_load_gs_index)
739
740         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
741         .section .fixup, "ax"
742         /* running with kernelgs */
743 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(.Lbad_gs)
744         swapgs                                  /* switch back to user gs */
745 .macro ZAP_GS
746         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
747         movl $__USER_DS, %eax
748         movl %eax, %gs
749 .endm
750         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
751         xorl    %eax, %eax
752         movl    %eax, %gs
753         jmp     2b
754 SYM_CODE_END(.Lbad_gs)
755         .previous
756
757 #ifdef CONFIG_XEN_PV
758 /*
759  * A note on the "critical region" in our callback handler.
760  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
761  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
762  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
763  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
764  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
765  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
766  * like to avoid the possibility.
767  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
768  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
769  * activation and restart the handler using the previous one.
770  *
771  * C calling convention: exc_xen_hypervisor_callback(struct *pt_regs)
772  */
773 SYM_CODE_START_LOCAL(exc_xen_hypervisor_callback)
774
775 /*
776  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
777  * see the correct pointer to the pt_regs
778  */
779         UNWIND_HINT_FUNC
780         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
781         UNWIND_HINT_REGS
782
783         call    xen_pv_evtchn_do_upcall
784
785         jmp     error_return
786 SYM_CODE_END(exc_xen_hypervisor_callback)
787
788 /*
789  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
790  * We get here for two reasons:
791  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
792  *  2. Fault while executing IRET
793  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
794  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
795  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
796  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
797  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
798  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
799  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
800  */
801 SYM_CODE_START(xen_failsafe_callback)
802         UNWIND_HINT_EMPTY
803         movl    %ds, %ecx
804         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
805         jne     1f
806         movl    %es, %ecx
807         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
808         jne     1f
809         movl    %fs, %ecx
810         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
811         jne     1f
812         movl    %gs, %ecx
813         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
814         jne     1f
815         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
816         movq    (%rsp), %rcx
817         movq    8(%rsp), %r11
818         addq    $0x30, %rsp
819         pushq   $0                              /* RIP */
820         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
821         jmp     asm_exc_general_protection
822 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
823         movq    (%rsp), %rcx
824         movq    8(%rsp), %r11
825         addq    $0x30, %rsp
826         UNWIND_HINT_IRET_REGS
827         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
828         PUSH_AND_CLEAR_REGS
829         ENCODE_FRAME_POINTER
830         jmp     error_return
831 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
832 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
833
834 /*
835  * Save all registers in pt_regs. Return GSBASE related information
836  * in EBX depending on the availability of the FSGSBASE instructions:
837  *
838  * FSGSBASE     R/EBX
839  *     N        0 -> SWAPGS on exit
840  *              1 -> no SWAPGS on exit
841  *
842  *     Y        GSBASE value at entry, must be restored in paranoid_exit
843  */
844 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_entry)
845         UNWIND_HINT_FUNC
846         cld
847         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
848         ENCODE_FRAME_POINTER 8
849
850         /*
851          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
852          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
853          * another entry that already switched to the user CR3 value
854          * but has not yet returned to userspace.
855          *
856          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
857          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
858          * to kernel code, but with a user CR3 value.
859          *
860          * Switching CR3 does not depend on kernel GSBASE so it can
861          * be done before switching to the kernel GSBASE. This is
862          * required for FSGSBASE because the kernel GSBASE has to
863          * be retrieved from a kernel internal table.
864          */
865         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
866
867         /*
868          * Handling GSBASE depends on the availability of FSGSBASE.
869          *
870          * Without FSGSBASE the kernel enforces that negative GSBASE
871          * values indicate kernel GSBASE. With FSGSBASE no assumptions
872          * can be made about the GSBASE value when entering from user
873          * space.
874          */
875         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_entry_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
876
877         /*
878          * Read the current GSBASE and store it in %rbx unconditionally,
879          * retrieve and set the current CPUs kernel GSBASE. The stored value
880          * has to be restored in paranoid_exit unconditionally.
881          *
882          * The unconditional write to GS base below ensures that no subsequent
883          * loads based on a mispredicted GS base can happen, therefore no LFENCE
884          * is needed here.
885          */
886         SAVE_AND_SET_GSBASE scratch_reg=%rax save_reg=%rbx
887         ret
888
889 .Lparanoid_entry_checkgs:
890         /* EBX = 1 -> kernel GSBASE active, no restore required */
891         movl    $1, %ebx
892         /*
893          * The kernel-enforced convention is a negative GSBASE indicates
894          * a kernel value. No SWAPGS needed on entry and exit.
895          */
896         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
897         rdmsr
898         testl   %edx, %edx
899         jns     .Lparanoid_entry_swapgs
900         ret
901
902 .Lparanoid_entry_swapgs:
903         swapgs
904
905         /*
906          * The above SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 macro doesn't do an
907          * unconditional CR3 write, even in the PTI case.  So do an lfence
908          * to prevent GS speculation, regardless of whether PTI is enabled.
909          */
910         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
911
912         /* EBX = 0 -> SWAPGS required on exit */
913         xorl    %ebx, %ebx
914         ret
915 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
916
917 /*
918  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
919  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
920  * from kernel space.
921  *
922  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
923  * in syscall entry), so checking for preemption here would
924  * be complicated.  Fortunately, there's no good reason to try
925  * to handle preemption here.
926  *
927  * R/EBX contains the GSBASE related information depending on the
928  * availability of the FSGSBASE instructions:
929  *
930  * FSGSBASE     R/EBX
931  *     N        0 -> SWAPGS on exit
932  *              1 -> no SWAPGS on exit
933  *
934  *     Y        User space GSBASE, must be restored unconditionally
935  */
936 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
937         UNWIND_HINT_REGS
938         /*
939          * The order of operations is important. RESTORE_CR3 requires
940          * kernel GSBASE.
941          *
942          * NB to anyone to try to optimize this code: this code does
943          * not execute at all for exceptions from user mode. Those
944          * exceptions go through error_exit instead.
945          */
946         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rax save_reg=%r14
947
948         /* Handle the three GSBASE cases */
949         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_exit_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
950
951         /* With FSGSBASE enabled, unconditionally restore GSBASE */
952         wrgsbase        %rbx
953         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
954
955 .Lparanoid_exit_checkgs:
956         /* On non-FSGSBASE systems, conditionally do SWAPGS */
957         testl           %ebx, %ebx
958         jnz             restore_regs_and_return_to_kernel
959
960         /* We are returning to a context with user GSBASE */
961         swapgs
962         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
963 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
964
965 /*
966  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
967  */
968 SYM_CODE_START_LOCAL(error_entry)
969         UNWIND_HINT_FUNC
970         cld
971         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
972         ENCODE_FRAME_POINTER 8
973         testb   $3, CS+8(%rsp)
974         jz      .Lerror_kernelspace
975
976         /*
977          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
978          * from user mode due to an IRET fault.
979          */
980         SWAPGS
981         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
982         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
983         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
984
985 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
986         /* Put us onto the real thread stack. */
987         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
988         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
989         call    sync_regs
990         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
991         ENCODE_FRAME_POINTER
992         pushq   %r12
993         ret
994
995 .Lerror_entry_done_lfence:
996         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
997 .Lerror_entry_done:
998         ret
999
1000         /*
1001          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1002          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1003          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1004          * for these here too.
1005          */
1006 .Lerror_kernelspace:
1007         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1008         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1009         je      .Lerror_bad_iret
1010         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1011         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1012         je      .Lbstep_iret
1013         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1014         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1015
1016         /*
1017          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1018          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1019          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1020          */
1021         SWAPGS
1022         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1023         jmp .Lerror_entry_done
1024
1025 .Lbstep_iret:
1026         /* Fix truncated RIP */
1027         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1028         /* fall through */
1029
1030 .Lerror_bad_iret:
1031         /*
1032          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1033          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1034          */
1035         SWAPGS
1036         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1037         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1038
1039         /*
1040          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1041          * as if we faulted immediately after IRET.
1042          */
1043         mov     %rsp, %rdi
1044         call    fixup_bad_iret
1045         mov     %rax, %rsp
1046         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1047 SYM_CODE_END(error_entry)
1048
1049 SYM_CODE_START_LOCAL(error_return)
1050         UNWIND_HINT_REGS
1051         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
1052         testb   $3, CS(%rsp)
1053         jz      restore_regs_and_return_to_kernel
1054         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1055 SYM_CODE_END(error_return)
1056
1057 /*
1058  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1059  * so we can use real assembly here.
1060  *
1061  * Registers:
1062  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1063  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1064  */
1065 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1066         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1067
1068         /*
1069          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1070          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1071          * This means that we can have nested NMIs where the next
1072          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1073          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1074          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1075          * anyway.
1076          *
1077          * To handle this case we do the following:
1078          *  Check the a special location on the stack that contains
1079          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1080          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1081          *  is an NMI stack.
1082          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1083          *  stack then:
1084          *    o Set the special variable on the stack
1085          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1086          *      stack
1087          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1088          *    o Continue processing the NMI
1089          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1090          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1091          *    o return back to the first NMI
1092          *
1093          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1094          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1095          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1096          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1097          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1098          * NMI.
1099          *
1100          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1101          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1102          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1103          * other IST entries.
1104          */
1105
1106         ASM_CLAC
1107
1108         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1109         pushq   %rdx
1110
1111         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1112         jz      .Lnmi_from_kernel
1113
1114         /*
1115          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1116          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1117          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1118          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1119          * are off.
1120          *
1121          * We also must not push anything to the stack before switching
1122          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1123          */
1124
1125         swapgs
1126         cld
1127         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1128         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1129         movq    %rsp, %rdx
1130         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1131         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1132         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1133         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1134         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1135         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1136         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1137         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1138         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1139         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1140         ENCODE_FRAME_POINTER
1141
1142         /*
1143          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1144          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1145          * done with the NMI stack.
1146          */
1147
1148         movq    %rsp, %rdi
1149         movq    $-1, %rsi
1150         call    exc_nmi
1151
1152         /*
1153          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1154          * work, because we don't want to enable interrupts.
1155          */
1156         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1157
1158 .Lnmi_from_kernel:
1159         /*
1160          * Here's what our stack frame will look like:
1161          * +---------------------------------------------------------+
1162          * | original SS                                             |
1163          * | original Return RSP                                     |
1164          * | original RFLAGS                                         |
1165          * | original CS                                             |
1166          * | original RIP                                            |
1167          * +---------------------------------------------------------+
1168          * | temp storage for rdx                                    |
1169          * +---------------------------------------------------------+
1170          * | "NMI executing" variable                                |
1171          * +---------------------------------------------------------+
1172          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1173          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1174          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1175          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1176          * | iret RIP         }                                      |
1177          * +---------------------------------------------------------+
1178          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1179          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1180          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1181          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1182          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1183          * +---------------------------------------------------------+
1184          * | pt_regs                                                 |
1185          * +---------------------------------------------------------+
1186          *
1187          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1188          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1189          * space for the asm code here.
1190          *
1191          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1192          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1193          * processing.
1194          *
1195          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1196          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1197          * frame pointing to the final return target.
1198          */
1199
1200         /*
1201          * Determine whether we're a nested NMI.
1202          *
1203          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1204          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1205          * modify the "iret" frame because it's being written by
1206          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1207          * about to about to call exc_nmi() anyway, so we can just
1208          * resume the outer NMI.
1209          */
1210
1211         movq    $repeat_nmi, %rdx
1212         cmpq    8(%rsp), %rdx
1213         ja      1f
1214         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1215         cmpq    8(%rsp), %rdx
1216         ja      nested_nmi_out
1217 1:
1218
1219         /*
1220          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1221          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1222          * before IRET.
1223          */
1224         cmpl    $1, -8(%rsp)
1225         je      nested_nmi
1226
1227         /*
1228          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1229          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1230          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1231          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1232          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1233          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1234          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1235          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1236          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1237          * "NMI executing".
1238          */
1239         lea     6*8(%rsp), %rdx
1240         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1241         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1242         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1243         ja      first_nmi
1244
1245         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1246         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1247         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1248         jb      first_nmi
1249
1250         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1251
1252         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1253         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1254
1255         /* This is a nested NMI. */
1256
1257 nested_nmi:
1258         /*
1259          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1260          * iteration of NMI handling.
1261          */
1262         subq    $8, %rsp
1263         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1264         pushq   $__KERNEL_DS
1265         pushq   %rdx
1266         pushfq
1267         pushq   $__KERNEL_CS
1268         pushq   $repeat_nmi
1269
1270         /* Put stack back */
1271         addq    $(6*8), %rsp
1272
1273 nested_nmi_out:
1274         popq    %rdx
1275
1276         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1277         iretq
1278
1279 first_nmi:
1280         /* Restore rdx. */
1281         movq    (%rsp), %rdx
1282
1283         /* Make room for "NMI executing". */
1284         pushq   $0
1285
1286         /* Leave room for the "iret" frame */
1287         subq    $(5*8), %rsp
1288
1289         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1290         .rept 5
1291         pushq   11*8(%rsp)
1292         .endr
1293         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1294
1295         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1296
1297 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1298         /*
1299          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1300          * default because IRET is very expensive.
1301          */
1302         pushq   $0              /* SS */
1303         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1304         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1305         pushfq                  /* RFLAGS */
1306         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1307         pushq   $1f             /* RIP */
1308         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1309         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1310 1:
1311 #endif
1312
1313 repeat_nmi:
1314         /*
1315          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1316          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1317          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1318          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1319          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1320          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1321          * NMI will update.
1322          *
1323          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1324          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1325          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1326          * gsbase if needed before we call exc_nmi().  "NMI executing"
1327          * is zero.
1328          */
1329         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1330
1331         /*
1332          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1333          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1334          * it or it will end up containing garbage.
1335          */
1336         addq    $(10*8), %rsp
1337         .rept 5
1338         pushq   -6*8(%rsp)
1339         .endr
1340         subq    $(5*8), %rsp
1341 end_repeat_nmi:
1342
1343         /*
1344          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1345          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1346          * frame to point back to repeat_nmi.
1347          */
1348         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1349
1350         /*
1351          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1352          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1353          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1354          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1355          * exceptions might do.
1356          */
1357         call    paranoid_entry
1358         UNWIND_HINT_REGS
1359
1360         movq    %rsp, %rdi
1361         movq    $-1, %rsi
1362         call    exc_nmi
1363
1364         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1365         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1366
1367         /*
1368          * The above invocation of paranoid_entry stored the GSBASE
1369          * related information in R/EBX depending on the availability
1370          * of FSGSBASE.
1371          *
1372          * If FSGSBASE is enabled, restore the saved GSBASE value
1373          * unconditionally, otherwise take the conditional SWAPGS path.
1374          */
1375         ALTERNATIVE "jmp nmi_no_fsgsbase", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1376
1377         wrgsbase        %rbx
1378         jmp     nmi_restore
1379
1380 nmi_no_fsgsbase:
1381         /* EBX == 0 -> invoke SWAPGS */
1382         testl   %ebx, %ebx
1383         jnz     nmi_restore
1384
1385 nmi_swapgs:
1386         swapgs
1387
1388 nmi_restore:
1389         POP_REGS
1390
1391         /*
1392          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1393          * at the "iret" frame.
1394          */
1395         addq    $6*8, %rsp
1396
1397         /*
1398          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1399          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1400          * the SYSCALL entry and exit paths.
1401          *
1402          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1403          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1404          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1405          */
1406         std
1407         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1408
1409         /*
1410          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1411          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1412          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1413          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1414          */
1415         iretq
1416 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1417
1418 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1419 /*
1420  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1421  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1422  */
1423 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1424         UNWIND_HINT_EMPTY
1425         mov     $-ENOSYS, %eax
1426         sysretl
1427 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1428 #endif
1429
1430 .pushsection .text, "ax"
1431 SYM_CODE_START(rewind_stack_do_exit)
1432         UNWIND_HINT_FUNC
1433         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1434         xorl    %ebp, %ebp
1435
1436         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1437         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1438         UNWIND_HINT_REGS
1439
1440         call    do_exit
1441 SYM_CODE_END(rewind_stack_do_exit)
1442 .popsection