x86/entry/64: Move non entry code into .text section
[sfrench/cifs-2.6.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  * - 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 SYM_CODE_START(native_usergs_sysret64)
50         UNWIND_HINT_EMPTY
51         swapgs
52         sysretq
53 SYM_CODE_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 SYM_CODE_START(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   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
164         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
165 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe, SYM_L_GLOBAL)
166         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
167
168         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-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_ON                   /* return enables interrupts */
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         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
253
254         /*
255          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
256          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
257          */
258         movq    %rsp, %rdi
259         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
260         UNWIND_HINT_EMPTY
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 SYM_CODE_END(entry_SYSCALL_64)
277
278 /*
279  * %rdi: prev task
280  * %rsi: next task
281  */
282 .pushsection .text, "ax"
283 SYM_FUNC_START(__switch_to_asm)
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(fixed_percpu_data) + 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 SYM_FUNC_END(__switch_to_asm)
325 .popsection
326
327 /*
328  * A newly forked process directly context switches into this address.
329  *
330  * rax: prev task we switched from
331  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
332  * r12: kernel thread arg
333  */
334 .pushsection .text, "ax"
335 SYM_CODE_START(ret_from_fork)
336         UNWIND_HINT_EMPTY
337         movq    %rax, %rdi
338         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
339
340         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
341         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
342
343 2:
344         UNWIND_HINT_REGS
345         movq    %rsp, %rdi
346         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
347         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
348         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
349
350 1:
351         /* kernel thread */
352         UNWIND_HINT_EMPTY
353         movq    %r12, %rdi
354         CALL_NOSPEC rbx
355         /*
356          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
357          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
358          * syscall.
359          */
360         movq    $0, RAX(%rsp)
361         jmp     2b
362 SYM_CODE_END(ret_from_fork)
363 .popsection
364
365 /*
366  * Build the entry stubs with some assembler magic.
367  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
368  */
369         .align 8
370 SYM_CODE_START(irq_entries_start)
371     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
372     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
373         UNWIND_HINT_IRET_REGS
374         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
375         jmp     common_interrupt
376         .align  8
377         vector=vector+1
378     .endr
379 SYM_CODE_END(irq_entries_start)
380
381         .align 8
382 SYM_CODE_START(spurious_entries_start)
383     vector=FIRST_SYSTEM_VECTOR
384     .rept (NR_VECTORS - FIRST_SYSTEM_VECTOR)
385         UNWIND_HINT_IRET_REGS
386         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
387         jmp     common_spurious
388         .align  8
389         vector=vector+1
390     .endr
391 SYM_CODE_END(spurious_entries_start)
392
393 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
394 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
395         pushq %rax
396         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
397         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
398         jz .Lokay_\@
399         ud2
400 .Lokay_\@:
401         popq %rax
402 #endif
403 .endm
404
405 /*
406  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
407  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
408  * Requires kernel GSBASE.
409  *
410  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
411  */
412 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
413         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
414
415         .if \save_ret
416         /*
417          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
418          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
419          * entry below %rsp to \old_rsp.
420          */
421         leaq    8(%rsp), \old_rsp
422         .else
423         movq    %rsp, \old_rsp
424         .endif
425
426         .if \regs
427         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
428         .endif
429
430         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
431         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
432
433         /*
434          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
435          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
436          *
437          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
438          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
439          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
440          * handler.
441          *
442          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
443          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
444          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
445          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
446          */
447
448         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_backing_store + IRQ_STACK_SIZE - 8)
449         movq    PER_CPU_VAR(hardirq_stack_ptr), %rsp
450
451 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
452         /*
453          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
454          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
455          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
456          * of bug quickly.
457          */
458         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
459         je      .Lirq_stack_okay\@
460         ud2
461         .Lirq_stack_okay\@:
462 #endif
463
464 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
465         pushq   \old_rsp
466
467         .if \regs
468         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
469         .endif
470
471         .if \save_ret
472         /*
473          * Push the return address to the stack. This return address can
474          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
475          * the beginning of this macro.
476          */
477         pushq   -8(\old_rsp)
478         .endif
479 .endm
480
481 /*
482  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
483  */
484 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
485         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
486         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
487         popq    %rsp
488
489         .if \regs
490         UNWIND_HINT_REGS
491         .endif
492
493         /*
494          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
495          * the irq stack but we're not on it.
496          */
497
498         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
499 .endm
500
501 /*
502  * Interrupt entry helper function.
503  *
504  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
505  * +----------------------------------------------------+
506  * | regs->ss                                           |
507  * | regs->rsp                                          |
508  * | regs->eflags                                       |
509  * | regs->cs                                           |
510  * | regs->ip                                           |
511  * +----------------------------------------------------+
512  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
513  * +----------------------------------------------------+
514  * | return address                                     |
515  * +----------------------------------------------------+
516  */
517 SYM_CODE_START(interrupt_entry)
518         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=16
519         ASM_CLAC
520         cld
521
522         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
523         jz      1f
524         SWAPGS
525         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
526         /*
527          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
528          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
529          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
530          * allocated for them.
531          */
532         pushq   %rdi
533
534         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
535         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
536         movq    %rsp, %rdi
537         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
538
539          /*
540           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
541           * top of the IRET frame. That means offset=24
542           */
543         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
544
545         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
546         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
547         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
548         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
549         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
550         UNWIND_HINT_IRET_REGS
551         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
552         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
553
554         movq    (%rdi), %rdi
555         jmp     2f
556 1:
557         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
558 2:
559         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
560         ENCODE_FRAME_POINTER 8
561
562         testb   $3, CS+8(%rsp)
563         jz      1f
564
565         /*
566          * IRQ from user mode.
567          *
568          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
569          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
570          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
571          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
572          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
573          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
574          */
575         TRACE_IRQS_OFF
576
577         CALL_enter_from_user_mode
578
579 1:
580         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
581         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
582         TRACE_IRQS_OFF
583
584         ret
585 SYM_CODE_END(interrupt_entry)
586 _ASM_NOKPROBE(interrupt_entry)
587
588
589 /* Interrupt entry/exit. */
590
591 /*
592  * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
593  * then jump to common_spurious/interrupt.
594  */
595 SYM_CODE_START_LOCAL(common_spurious)
596         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
597         call    interrupt_entry
598         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
599         call    smp_spurious_interrupt          /* rdi points to pt_regs */
600         jmp     ret_from_intr
601 SYM_CODE_END(common_spurious)
602 _ASM_NOKPROBE(common_spurious)
603
604 /* common_interrupt is a hotpath. Align it */
605         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
606 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt)
607         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
608         call    interrupt_entry
609         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
610         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
611         /* 0(%rsp): old RSP */
612 ret_from_intr:
613         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
614         TRACE_IRQS_OFF
615
616         LEAVE_IRQ_STACK
617
618         testb   $3, CS(%rsp)
619         jz      retint_kernel
620
621         /* Interrupt came from user space */
622 .Lretint_user:
623         mov     %rsp,%rdi
624         call    prepare_exit_to_usermode
625         TRACE_IRQS_ON
626
627 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
628 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
629         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
630         testb   $3, CS(%rsp)
631         jnz     1f
632         ud2
633 1:
634 #endif
635         POP_REGS pop_rdi=0
636
637         /*
638          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
639          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
640          */
641         movq    %rsp, %rdi
642         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
643         UNWIND_HINT_EMPTY
644
645         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
646         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
647         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
648         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
649         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
650         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
651
652         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
653         pushq   (%rdi)
654
655         /*
656          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
657          * We can do future final exit work right here.
658          */
659         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
660
661         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
662
663         /* Restore RDI. */
664         popq    %rdi
665         SWAPGS
666         INTERRUPT_RETURN
667
668
669 /* Returning to kernel space */
670 retint_kernel:
671 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
672         /* Interrupts are off */
673         /* Check if we need preemption */
674         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
675         jnc     1f
676         cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
677         jnz     1f
678         call    preempt_schedule_irq
679 1:
680 #endif
681         /*
682          * The iretq could re-enable interrupts:
683          */
684         TRACE_IRQS_IRETQ
685
686 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
687 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
688         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
689         testb   $3, CS(%rsp)
690         jz      1f
691         ud2
692 1:
693 #endif
694         POP_REGS
695         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
696         /*
697          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
698          * when returning from IPI handler.
699          */
700         INTERRUPT_RETURN
701
702 SYM_INNER_LABEL_ALIGN(native_iret, SYM_L_GLOBAL)
703         UNWIND_HINT_IRET_REGS
704         /*
705          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
706          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
707          */
708 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
709         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
710         jnz     native_irq_return_ldt
711 #endif
712
713 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
714         /*
715          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
716          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
717          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
718          * Other faults here are fatal.
719          */
720         iretq
721
722 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
723 native_irq_return_ldt:
724         /*
725          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
726          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
727          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
728          * of the ESPFIX stack.
729          *
730          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
731          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
732          *
733          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
734          *
735          * --- top of ESPFIX stack ---
736          * SS
737          * RSP
738          * RFLAGS
739          * CS
740          * RIP  <-- RSP points here when we're done
741          * RAX  <-- espfix_waddr points here
742          * --- bottom of ESPFIX stack ---
743          */
744
745         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
746         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
747         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
748
749         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
750         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
751         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
752         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
753         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
754         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
755         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
756         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
757         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
758         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
759         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
760         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
761         /* Now RAX == RSP. */
762
763         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
764
765         /*
766          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
767          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
768          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
769          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
770          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
771          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
772          */
773         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
774
775         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
776         SWAPGS                                  /* to user GS */
777         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
778
779         movq    %rax, %rsp
780         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
781
782         /*
783          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
784          * still read.
785          */
786         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
787
788         /*
789          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
790          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
791          * values.  We can now IRET back to userspace.
792          */
793         jmp     native_irq_return_iret
794 #endif
795 SYM_CODE_END(common_interrupt)
796 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt)
797
798 /*
799  * APIC interrupts.
800  */
801 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
802 SYM_CODE_START(\sym)
803         UNWIND_HINT_IRET_REGS
804         pushq   $~(\num)
805         call    interrupt_entry
806         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
807         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
808         jmp     ret_from_intr
809 SYM_CODE_END(\sym)
810 _ASM_NOKPROBE(\sym)
811 .endm
812
813 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
814 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
815 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
816
817 .macro apicinterrupt num sym do_sym
818 PUSH_SECTION_IRQENTRY
819 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
820 POP_SECTION_IRQENTRY
821 .endm
822
823 #ifdef CONFIG_SMP
824 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
825 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
826 #endif
827
828 #ifdef CONFIG_X86_UV
829 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
830 #endif
831
832 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
833 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
834
835 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
836 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
837 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
838 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
839 #endif
840
841 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
842 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
843 #endif
844
845 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
846 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
847 #endif
848
849 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
850 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
851 #endif
852
853 #ifdef CONFIG_SMP
854 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
855 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
856 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
857 #endif
858
859 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
860 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
861
862 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
863 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
864 #endif
865
866 /*
867  * Exception entry points.
868  */
869 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + (x) * 8)
870
871 .macro idtentry_part do_sym, has_error_code:req, read_cr2:req, paranoid:req, shift_ist=-1, ist_offset=0
872
873         .if \paranoid
874         call    paranoid_entry
875         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
876         .else
877         call    error_entry
878         .endif
879         UNWIND_HINT_REGS
880
881         .if \read_cr2
882         /*
883          * Store CR2 early so subsequent faults cannot clobber it. Use R12 as
884          * intermediate storage as RDX can be clobbered in enter_from_user_mode().
885          * GET_CR2_INTO can clobber RAX.
886          */
887         GET_CR2_INTO(%r12);
888         .endif
889
890         .if \shift_ist != -1
891         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
892         .else
893         TRACE_IRQS_OFF
894         .endif
895
896 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
897         .if \paranoid == 0
898         testb   $3, CS(%rsp)
899         jz      .Lfrom_kernel_no_context_tracking_\@
900         CALL_enter_from_user_mode
901 .Lfrom_kernel_no_context_tracking_\@:
902         .endif
903 #endif
904
905         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
906
907         .if \has_error_code
908         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
909         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
910         .else
911         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
912         .endif
913
914         .if \shift_ist != -1
915         subq    $\ist_offset, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
916         .endif
917
918         .if \read_cr2
919         movq    %r12, %rdx                      /* Move CR2 into 3rd argument */
920         .endif
921
922         call    \do_sym
923
924         .if \shift_ist != -1
925         addq    $\ist_offset, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
926         .endif
927
928         .if \paranoid
929         /* this procedure expect "no swapgs" flag in ebx */
930         jmp     paranoid_exit
931         .else
932         jmp     error_exit
933         .endif
934
935 .endm
936
937 /**
938  * idtentry - Generate an IDT entry stub
939  * @sym:                Name of the generated entry point
940  * @do_sym:             C function to be called
941  * @has_error_code:     True if this IDT vector has an error code on the stack
942  * @paranoid:           non-zero means that this vector may be invoked from
943  *                      kernel mode with user GSBASE and/or user CR3.
944  *                      2 is special -- see below.
945  * @shift_ist:          Set to an IST index if entries from kernel mode should
946  *                      decrement the IST stack so that nested entries get a
947  *                      fresh stack.  (This is for #DB, which has a nasty habit
948  *                      of recursing.)
949  * @create_gap:         create a 6-word stack gap when coming from kernel mode.
950  * @read_cr2:           load CR2 into the 3rd argument; done before calling any C code
951  *
952  * idtentry generates an IDT stub that sets up a usable kernel context,
953  * creates struct pt_regs, and calls @do_sym.  The stub has the following
954  * special behaviors:
955  *
956  * On an entry from user mode, the stub switches from the trampoline or
957  * IST stack to the normal thread stack.  On an exit to user mode, the
958  * normal exit-to-usermode path is invoked.
959  *
960  * On an exit to kernel mode, if @paranoid == 0, we check for preemption,
961  * whereas we omit the preemption check if @paranoid != 0.  This is purely
962  * because the implementation is simpler this way.  The kernel only needs
963  * to check for asynchronous kernel preemption when IRQ handlers return.
964  *
965  * If @paranoid == 0, then the stub will handle IRET faults by pretending
966  * that the fault came from user mode.  It will handle gs_change faults by
967  * pretending that the fault happened with kernel GSBASE.  Since this handling
968  * is omitted for @paranoid != 0, the #GP, #SS, and #NP stubs must have
969  * @paranoid == 0.  This special handling will do the wrong thing for
970  * espfix-induced #DF on IRET, so #DF must not use @paranoid == 0.
971  *
972  * @paranoid == 2 is special: the stub will never switch stacks.  This is for
973  * #DF: if the thread stack is somehow unusable, we'll still get a useful OOPS.
974  */
975 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1 ist_offset=0 create_gap=0 read_cr2=0
976 SYM_CODE_START(\sym)
977         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
978
979         /* Sanity check */
980         .if \shift_ist != -1 && \paranoid != 1
981         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
982         .endif
983
984         .if \create_gap && \paranoid
985         .error "using create_gap requires paranoid=0"
986         .endif
987
988         ASM_CLAC
989
990         .if \has_error_code == 0
991         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
992         .endif
993
994         .if \paranoid == 1
995         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
996         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
997         .endif
998
999         .if \create_gap == 1
1000         /*
1001          * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
1002          * int3 handler to emulate a call instruction.
1003          */
1004         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
1005         jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
1006         .rept   6
1007         pushq   5*8(%rsp)
1008         .endr
1009         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1010 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
1011         .endif
1012
1013         idtentry_part \do_sym, \has_error_code, \read_cr2, \paranoid, \shift_ist, \ist_offset
1014
1015         .if \paranoid == 1
1016         /*
1017          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
1018          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
1019          * run in real process context if user_mode(regs).
1020          */
1021 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
1022         idtentry_part \do_sym, \has_error_code, \read_cr2, paranoid=0
1023         .endif
1024
1025 _ASM_NOKPROBE(\sym)
1026 SYM_CODE_END(\sym)
1027 .endm
1028
1029 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
1030 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
1031 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
1032 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
1033 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
1034 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2 read_cr2=1
1035 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
1036 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
1037 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
1038 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1039 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1040 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1041 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1042
1043
1044 /*
1045  * Reload gs selector with exception handling
1046  * edi:  new selector
1047  *
1048  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
1049  */
1050 SYM_FUNC_START(native_load_gs_index)
1051         FRAME_BEGIN
1052         pushfq
1053         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1054         TRACE_IRQS_OFF
1055         SWAPGS
1056 .Lgs_change:
1057         movl    %edi, %gs
1058 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1059         SWAPGS
1060         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1061         popfq
1062         FRAME_END
1063         ret
1064 SYM_FUNC_END(native_load_gs_index)
1065 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1066
1067         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
1068         .section .fixup, "ax"
1069         /* running with kernelgs */
1070 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(.Lbad_gs)
1071         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1072 .macro ZAP_GS
1073         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1074         movl $__USER_DS, %eax
1075         movl %eax, %gs
1076 .endm
1077         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1078         xorl    %eax, %eax
1079         movl    %eax, %gs
1080         jmp     2b
1081 SYM_CODE_END(.Lbad_gs)
1082         .previous
1083
1084 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1085 .pushsection .text, "ax"
1086 SYM_FUNC_START(do_softirq_own_stack)
1087         pushq   %rbp
1088         mov     %rsp, %rbp
1089         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1090         call    __do_softirq
1091         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1092         leaveq
1093         ret
1094 SYM_FUNC_END(do_softirq_own_stack)
1095 .popsection
1096
1097 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1098 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1099
1100 /*
1101  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1102  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1103  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1104  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1105  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1106  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1107  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1108  * like to avoid the possibility.
1109  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1110  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1111  * activation and restart the handler using the previous one.
1112  */
1113 /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1114 SYM_CODE_START_LOCAL(xen_do_hypervisor_callback)
1115
1116 /*
1117  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1118  * see the correct pointer to the pt_regs
1119  */
1120         UNWIND_HINT_FUNC
1121         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1122         UNWIND_HINT_REGS
1123
1124         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1125         call    xen_evtchn_do_upcall
1126         LEAVE_IRQ_STACK
1127
1128 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
1129         call    xen_maybe_preempt_hcall
1130 #endif
1131         jmp     error_exit
1132 SYM_CODE_END(xen_do_hypervisor_callback)
1133
1134 /*
1135  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1136  * We get here for two reasons:
1137  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1138  *  2. Fault while executing IRET
1139  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1140  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1141  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1142  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1143  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1144  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1145  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1146  */
1147 SYM_CODE_START(xen_failsafe_callback)
1148         UNWIND_HINT_EMPTY
1149         movl    %ds, %ecx
1150         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1151         jne     1f
1152         movl    %es, %ecx
1153         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1154         jne     1f
1155         movl    %fs, %ecx
1156         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1157         jne     1f
1158         movl    %gs, %ecx
1159         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1160         jne     1f
1161         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1162         movq    (%rsp), %rcx
1163         movq    8(%rsp), %r11
1164         addq    $0x30, %rsp
1165         pushq   $0                              /* RIP */
1166         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1167         jmp     general_protection
1168 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1169         movq    (%rsp), %rcx
1170         movq    8(%rsp), %r11
1171         addq    $0x30, %rsp
1172         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1173         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1174         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1175         ENCODE_FRAME_POINTER
1176         jmp     error_exit
1177 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
1178 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
1179
1180 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1181 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1182         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1183 #endif
1184
1185
1186 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1187 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1188         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1189
1190 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1191         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1192
1193 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1194         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1195 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1196
1197 #if IS_ENABLED(CONFIG_ACRN_GUEST)
1198 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1199         acrn_hv_callback_vector acrn_hv_vector_handler
1200 #endif
1201
1202 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=IST_INDEX_DB ist_offset=DB_STACK_OFFSET
1203 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        create_gap=1
1204 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1205
1206 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1207 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1208 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1209 #endif
1210
1211 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1212 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1        read_cr2=1
1213
1214 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1215 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1216 #endif
1217
1218 /*
1219  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1220  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1221  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1222  */
1223 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_entry)
1224         UNWIND_HINT_FUNC
1225         cld
1226         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1227         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1228         movl    $1, %ebx
1229         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1230         rdmsr
1231         testl   %edx, %edx
1232         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1233         SWAPGS
1234         xorl    %ebx, %ebx
1235
1236 1:
1237         /*
1238          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
1239          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
1240          * another entry that already switched to the user CR3 value
1241          * but has not yet returned to userspace.
1242          *
1243          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
1244          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
1245          * to kernel code, but with a user CR3 value.
1246          */
1247         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1248
1249         /*
1250          * The above SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 macro doesn't do an
1251          * unconditional CR3 write, even in the PTI case.  So do an lfence
1252          * to prevent GS speculation, regardless of whether PTI is enabled.
1253          */
1254         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1255
1256         ret
1257 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
1258
1259 /*
1260  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1261  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1262  * from kernel space.
1263  *
1264  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1265  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1266  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1267  * to try to handle preemption here.
1268  *
1269  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1270  */
1271 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
1272         UNWIND_HINT_REGS
1273         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1274         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1275         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1276         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1277         TRACE_IRQS_IRETQ
1278         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1279         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1280         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1281         jmp     restore_regs_and_return_to_kernel
1282 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1283         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1284         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1285         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1286         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1287 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
1288
1289 /*
1290  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1291  */
1292 SYM_CODE_START_LOCAL(error_entry)
1293         UNWIND_HINT_FUNC
1294         cld
1295         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1296         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1297         testb   $3, CS+8(%rsp)
1298         jz      .Lerror_kernelspace
1299
1300         /*
1301          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1302          * from user mode due to an IRET fault.
1303          */
1304         SWAPGS
1305         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1306         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1307         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1308
1309 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1310         /* Put us onto the real thread stack. */
1311         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1312         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1313         call    sync_regs
1314         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1315         ENCODE_FRAME_POINTER
1316         pushq   %r12
1317         ret
1318
1319 .Lerror_entry_done_lfence:
1320         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1321 .Lerror_entry_done:
1322         ret
1323
1324         /*
1325          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1326          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1327          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1328          * for these here too.
1329          */
1330 .Lerror_kernelspace:
1331         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1332         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1333         je      .Lerror_bad_iret
1334         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1335         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1336         je      .Lbstep_iret
1337         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1338         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1339
1340         /*
1341          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1342          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1343          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1344          */
1345         SWAPGS
1346         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1347         jmp .Lerror_entry_done
1348
1349 .Lbstep_iret:
1350         /* Fix truncated RIP */
1351         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1352         /* fall through */
1353
1354 .Lerror_bad_iret:
1355         /*
1356          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1357          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1358          */
1359         SWAPGS
1360         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1361         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1362
1363         /*
1364          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1365          * as if we faulted immediately after IRET.
1366          */
1367         mov     %rsp, %rdi
1368         call    fixup_bad_iret
1369         mov     %rax, %rsp
1370         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1371 SYM_CODE_END(error_entry)
1372
1373 SYM_CODE_START_LOCAL(error_exit)
1374         UNWIND_HINT_REGS
1375         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1376         TRACE_IRQS_OFF
1377         testb   $3, CS(%rsp)
1378         jz      retint_kernel
1379         jmp     .Lretint_user
1380 SYM_CODE_END(error_exit)
1381
1382 /*
1383  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1384  * so we can use real assembly here.
1385  *
1386  * Registers:
1387  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1388  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1389  */
1390 SYM_CODE_START(nmi)
1391         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1392
1393         /*
1394          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1395          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1396          * This means that we can have nested NMIs where the next
1397          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1398          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1399          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1400          * anyway.
1401          *
1402          * To handle this case we do the following:
1403          *  Check the a special location on the stack that contains
1404          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1405          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1406          *  is an NMI stack.
1407          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1408          *  stack then:
1409          *    o Set the special variable on the stack
1410          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1411          *      stack
1412          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1413          *    o Continue processing the NMI
1414          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1415          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1416          *    o return back to the first NMI
1417          *
1418          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1419          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1420          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1421          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1422          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1423          * NMI.
1424          *
1425          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1426          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1427          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1428          * other IST entries.
1429          */
1430
1431         ASM_CLAC
1432
1433         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1434         pushq   %rdx
1435
1436         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1437         jz      .Lnmi_from_kernel
1438
1439         /*
1440          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1441          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1442          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1443          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1444          * are off.
1445          *
1446          * We also must not push anything to the stack before switching
1447          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1448          */
1449
1450         swapgs
1451         cld
1452         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1453         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1454         movq    %rsp, %rdx
1455         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1456         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1457         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1458         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1459         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1460         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1461         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1462         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1463         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1464         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1465         ENCODE_FRAME_POINTER
1466
1467         /*
1468          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1469          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1470          * done with the NMI stack.
1471          */
1472
1473         movq    %rsp, %rdi
1474         movq    $-1, %rsi
1475         call    do_nmi
1476
1477         /*
1478          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1479          * work, because we don't want to enable interrupts.
1480          */
1481         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1482
1483 .Lnmi_from_kernel:
1484         /*
1485          * Here's what our stack frame will look like:
1486          * +---------------------------------------------------------+
1487          * | original SS                                             |
1488          * | original Return RSP                                     |
1489          * | original RFLAGS                                         |
1490          * | original CS                                             |
1491          * | original RIP                                            |
1492          * +---------------------------------------------------------+
1493          * | temp storage for rdx                                    |
1494          * +---------------------------------------------------------+
1495          * | "NMI executing" variable                                |
1496          * +---------------------------------------------------------+
1497          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1498          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1499          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1500          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1501          * | iret RIP         }                                      |
1502          * +---------------------------------------------------------+
1503          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1504          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1505          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1506          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1507          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1508          * +---------------------------------------------------------+
1509          * | pt_regs                                                 |
1510          * +---------------------------------------------------------+
1511          *
1512          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1513          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1514          * space for the asm code here.
1515          *
1516          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1517          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1518          * processing.
1519          *
1520          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1521          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1522          * frame pointing to the final return target.
1523          */
1524
1525         /*
1526          * Determine whether we're a nested NMI.
1527          *
1528          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1529          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1530          * modify the "iret" frame because it's being written by
1531          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1532          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1533          * resume the outer NMI.
1534          */
1535
1536         movq    $repeat_nmi, %rdx
1537         cmpq    8(%rsp), %rdx
1538         ja      1f
1539         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1540         cmpq    8(%rsp), %rdx
1541         ja      nested_nmi_out
1542 1:
1543
1544         /*
1545          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1546          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1547          * before IRET.
1548          */
1549         cmpl    $1, -8(%rsp)
1550         je      nested_nmi
1551
1552         /*
1553          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1554          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1555          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1556          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1557          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1558          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1559          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1560          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1561          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1562          * "NMI executing".
1563          */
1564         lea     6*8(%rsp), %rdx
1565         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1566         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1567         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1568         ja      first_nmi
1569
1570         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1571         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1572         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1573         jb      first_nmi
1574
1575         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1576
1577         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1578         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1579
1580         /* This is a nested NMI. */
1581
1582 nested_nmi:
1583         /*
1584          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1585          * iteration of NMI handling.
1586          */
1587         subq    $8, %rsp
1588         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1589         pushq   $__KERNEL_DS
1590         pushq   %rdx
1591         pushfq
1592         pushq   $__KERNEL_CS
1593         pushq   $repeat_nmi
1594
1595         /* Put stack back */
1596         addq    $(6*8), %rsp
1597
1598 nested_nmi_out:
1599         popq    %rdx
1600
1601         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1602         iretq
1603
1604 first_nmi:
1605         /* Restore rdx. */
1606         movq    (%rsp), %rdx
1607
1608         /* Make room for "NMI executing". */
1609         pushq   $0
1610
1611         /* Leave room for the "iret" frame */
1612         subq    $(5*8), %rsp
1613
1614         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1615         .rept 5
1616         pushq   11*8(%rsp)
1617         .endr
1618         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1619
1620         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1621
1622 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1623         /*
1624          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1625          * default because IRET is very expensive.
1626          */
1627         pushq   $0              /* SS */
1628         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1629         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1630         pushfq                  /* RFLAGS */
1631         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1632         pushq   $1f             /* RIP */
1633         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1634         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1635 1:
1636 #endif
1637
1638 repeat_nmi:
1639         /*
1640          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1641          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1642          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1643          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1644          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1645          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1646          * NMI will update.
1647          *
1648          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1649          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1650          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1651          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1652          * is zero.
1653          */
1654         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1655
1656         /*
1657          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1658          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1659          * it or it will end up containing garbage.
1660          */
1661         addq    $(10*8), %rsp
1662         .rept 5
1663         pushq   -6*8(%rsp)
1664         .endr
1665         subq    $(5*8), %rsp
1666 end_repeat_nmi:
1667
1668         /*
1669          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1670          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1671          * frame to point back to repeat_nmi.
1672          */
1673         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1674
1675         /*
1676          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1677          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1678          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1679          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1680          * exceptions might do.
1681          */
1682         call    paranoid_entry
1683         UNWIND_HINT_REGS
1684
1685         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1686         movq    %rsp, %rdi
1687         movq    $-1, %rsi
1688         call    do_nmi
1689
1690         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1691         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1692
1693         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1694         jnz     nmi_restore
1695 nmi_swapgs:
1696         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1697 nmi_restore:
1698         POP_REGS
1699
1700         /*
1701          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1702          * at the "iret" frame.
1703          */
1704         addq    $6*8, %rsp
1705
1706         /*
1707          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1708          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1709          * the SYSCALL entry and exit paths.
1710          *
1711          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1712          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1713          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1714          */
1715         std
1716         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1717
1718         /*
1719          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1720          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1721          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1722          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1723          */
1724         iretq
1725 SYM_CODE_END(nmi)
1726
1727 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1728 /*
1729  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1730  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1731  */
1732 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1733         UNWIND_HINT_EMPTY
1734         mov     $-ENOSYS, %eax
1735         sysretl
1736 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1737 #endif
1738
1739 .pushsection .text, "ax"
1740 SYM_CODE_START(rewind_stack_do_exit)
1741         UNWIND_HINT_FUNC
1742         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1743         xorl    %ebp, %ebp
1744
1745         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1746         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1747         UNWIND_HINT_REGS
1748
1749         call    do_exit
1750 SYM_CODE_END(rewind_stack_do_exit)
1751 .popsection