1a6fc0136225de201bcd7539ed016debd497ad41
[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.txt
12  *
13  * A note on terminology:
14  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
15  *                      at the top of the kernel process stack.
16  *
17  * Some macro usage:
18  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
19  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
20  * - idtentry:          Define exception entry points.
21  */
22 #include <linux/linkage.h>
23 #include <asm/segment.h>
24 #include <asm/cache.h>
25 #include <asm/errno.h>
26 #include <asm/asm-offsets.h>
27 #include <asm/msr.h>
28 #include <asm/unistd.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31 #include <asm/page_types.h>
32 #include <asm/irqflags.h>
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #include <asm/percpu.h>
35 #include <asm/asm.h>
36 #include <asm/smap.h>
37 #include <asm/pgtable_types.h>
38 #include <asm/export.h>
39 #include <asm/frame.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <linux/err.h>
42
43 #include "calling.h"
44
45 .code64
46 .section .entry.text, "ax"
47
48 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
49 ENTRY(native_usergs_sysret64)
50         UNWIND_HINT_EMPTY
51         swapgs
52         sysretq
53 END(native_usergs_sysret64)
54 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
55
56 .macro TRACE_IRQS_FLAGS flags:req
57 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
58         bt      $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         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
96         jnc     1f
97         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
98 1:
99 .endm
100
101 #else
102 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
103 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
104 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
105 #endif
106
107 /*
108  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
109  *
110  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
111  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
112  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
113  * available when SYSCALL is used.
114  *
115  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
116  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
117  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
118  * clock_gettimeofday fallback.
119  *
120  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
121  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
122  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
123  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
124  * and does not change rsp.
125  *
126  * Registers on entry:
127  * rax  system call number
128  * rcx  return address
129  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
130  * rdi  arg0
131  * rsi  arg1
132  * rdx  arg2
133  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
134  * r8   arg4
135  * r9   arg5
136  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
137  *
138  * Only called from user space.
139  *
140  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
141  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
142  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
143  */
144
145         .pushsection .entry_trampoline, "ax"
146
147 /*
148  * The code in here gets remapped into cpu_entry_area's trampoline.  This means
149  * that the assembler and linker have the wrong idea as to where this code
150  * lives (and, in fact, it's mapped more than once, so it's not even at a
151  * fixed address).  So we can't reference any symbols outside the entry
152  * trampoline and expect it to work.
153  *
154  * Instead, we carefully abuse %rip-relative addressing.
155  * _entry_trampoline(%rip) refers to the start of the remapped) entry
156  * trampoline.  We can thus find cpu_entry_area with this macro:
157  */
158
159 #define CPU_ENTRY_AREA \
160         _entry_trampoline - CPU_ENTRY_AREA_entry_trampoline(%rip)
161
162 /* The top word of the SYSENTER stack is hot and is usable as scratch space. */
163 #define RSP_SCRATCH     CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + \
164                         SIZEOF_entry_stack - 8 + CPU_ENTRY_AREA
165
166 ENTRY(entry_SYSCALL_64_trampoline)
167         UNWIND_HINT_EMPTY
168         swapgs
169
170         /* Stash the user RSP. */
171         movq    %rsp, RSP_SCRATCH
172
173         /* Note: using %rsp as a scratch reg. */
174         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
175
176         /* Load the top of the task stack into RSP */
177         movq    CPU_ENTRY_AREA_tss + TSS_sp1 + CPU_ENTRY_AREA, %rsp
178
179         /* Start building the simulated IRET frame. */
180         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
181         pushq   RSP_SCRATCH                     /* pt_regs->sp */
182         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
183         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
184         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
185
186         /*
187          * x86 lacks a near absolute jump, and we can't jump to the real
188          * entry text with a relative jump.  We could push the target
189          * address and then use retq, but this destroys the pipeline on
190          * many CPUs (wasting over 20 cycles on Sandy Bridge).  Instead,
191          * spill RDI and restore it in a second-stage trampoline.
192          */
193         pushq   %rdi
194         movq    $entry_SYSCALL_64_stage2, %rdi
195         JMP_NOSPEC %rdi
196 END(entry_SYSCALL_64_trampoline)
197
198         .popsection
199
200 ENTRY(entry_SYSCALL_64_stage2)
201         UNWIND_HINT_EMPTY
202         popq    %rdi
203         jmp     entry_SYSCALL_64_after_hwframe
204 END(entry_SYSCALL_64_stage2)
205
206 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
207         UNWIND_HINT_EMPTY
208         /*
209          * Interrupts are off on entry.
210          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
211          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
212          */
213
214         swapgs
215         /*
216          * This path is only taken when PAGE_TABLE_ISOLATION is disabled so it
217          * is not required to switch CR3.
218          */
219         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
220         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
221
222         /* Construct struct pt_regs on stack */
223         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
224         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
225         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
226         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
227         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
228 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
229         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
230         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
231         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
232         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
233         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
234         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
235         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
236         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
237         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
238         /*
239          * Clear extra registers that a speculation attack might
240          * otherwise want to exploit. Interleave XOR with PUSH
241          * for better uop scheduling:
242          */
243         xorq    %r10, %r10                      /* nospec   r10 */
244         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
245         xorq    %r11, %r11                      /* nospec   r11 */
246         pushq   %rbx                            /* pt_regs->rbx */
247         xorl    %ebx, %ebx                      /* nospec   rbx */
248         pushq   %rbp                            /* pt_regs->rbp */
249         xorl    %ebp, %ebp                      /* nospec   rbp */
250         pushq   %r12                            /* pt_regs->r12 */
251         xorq    %r12, %r12                      /* nospec   r12 */
252         pushq   %r13                            /* pt_regs->r13 */
253         xorq    %r13, %r13                      /* nospec   r13 */
254         pushq   %r14                            /* pt_regs->r14 */
255         xorq    %r14, %r14                      /* nospec   r14 */
256         pushq   %r15                            /* pt_regs->r15 */
257         xorq    %r15, %r15                      /* nospec   r15 */
258         UNWIND_HINT_REGS
259
260         TRACE_IRQS_OFF
261
262         /* IRQs are off. */
263         movq    %rsp, %rdi
264         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
265
266         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
267
268         /*
269          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
270          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
271          * go to the slow exit path.
272          */
273         movq    RCX(%rsp), %rcx
274         movq    RIP(%rsp), %r11
275
276         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
277         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
278
279         /*
280          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
281          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
282          * the kernel, since userspace controls RSP.
283          *
284          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
285          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
286          *
287          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
288          * depending on paging mode) in the address.
289          */
290         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
291         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
292
293         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
294         cmpq    %rcx, %r11
295         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
296
297         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
298         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
299
300         movq    R11(%rsp), %r11
301         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
302         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
303
304         /*
305          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
306          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
307          * need to restore it correctly.
308          *
309          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
310          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
311          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
312          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
313          * this user code:
314          *
315          *           movq       $stuck_here, %rcx
316          *           pushfq
317          *           popq %r11
318          *   stuck_here:
319          *
320          * would never get past 'stuck_here'.
321          */
322         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
323         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
324
325         /* nothing to check for RSP */
326
327         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
328         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
329
330         /*
331          * We win! This label is here just for ease of understanding
332          * perf profiles. Nothing jumps here.
333          */
334 syscall_return_via_sysret:
335         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
336         UNWIND_HINT_EMPTY
337         POP_EXTRA_REGS
338         popq    %rsi    /* skip r11 */
339         popq    %r10
340         popq    %r9
341         popq    %r8
342         popq    %rax
343         popq    %rsi    /* skip rcx */
344         popq    %rdx
345         popq    %rsi
346
347         /*
348          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
349          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
350          */
351         movq    %rsp, %rdi
352         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
353
354         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
355         pushq   (%rdi)          /* RDI */
356
357         /*
358          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
359          * We can do future final exit work right here.
360          */
361         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
362
363         popq    %rdi
364         popq    %rsp
365         USERGS_SYSRET64
366 END(entry_SYSCALL_64)
367
368 /*
369  * %rdi: prev task
370  * %rsi: next task
371  */
372 ENTRY(__switch_to_asm)
373         UNWIND_HINT_FUNC
374         /*
375          * Save callee-saved registers
376          * This must match the order in inactive_task_frame
377          */
378         pushq   %rbp
379         pushq   %rbx
380         pushq   %r12
381         pushq   %r13
382         pushq   %r14
383         pushq   %r15
384
385         /* switch stack */
386         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
387         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
388
389 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
390         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
391         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
392 #endif
393
394 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
395         /*
396          * When switching from a shallower to a deeper call stack
397          * the RSB may either underflow or use entries populated
398          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
399          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
400          * speculative execution to prevent attack.
401          */
402         /* Clobbers %rbx */
403         FILL_RETURN_BUFFER RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
404 #endif
405
406         /* restore callee-saved registers */
407         popq    %r15
408         popq    %r14
409         popq    %r13
410         popq    %r12
411         popq    %rbx
412         popq    %rbp
413
414         jmp     __switch_to
415 END(__switch_to_asm)
416
417 /*
418  * A newly forked process directly context switches into this address.
419  *
420  * rax: prev task we switched from
421  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
422  * r12: kernel thread arg
423  */
424 ENTRY(ret_from_fork)
425         UNWIND_HINT_EMPTY
426         movq    %rax, %rdi
427         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
428
429         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
430         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
431
432 2:
433         UNWIND_HINT_REGS
434         movq    %rsp, %rdi
435         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
436         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
437         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
438
439 1:
440         /* kernel thread */
441         movq    %r12, %rdi
442         CALL_NOSPEC %rbx
443         /*
444          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
445          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
446          * syscall.
447          */
448         movq    $0, RAX(%rsp)
449         jmp     2b
450 END(ret_from_fork)
451
452 /*
453  * Build the entry stubs with some assembler magic.
454  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
455  */
456         .align 8
457 ENTRY(irq_entries_start)
458     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
459     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
460         UNWIND_HINT_IRET_REGS
461         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
462         jmp     common_interrupt
463         .align  8
464         vector=vector+1
465     .endr
466 END(irq_entries_start)
467
468 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
469 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
470         pushq %rax
471         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
472         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
473         jz .Lokay_\@
474         ud2
475 .Lokay_\@:
476         popq %rax
477 #endif
478 .endm
479
480 /*
481  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
482  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
483  * Requires kernel GSBASE.
484  *
485  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
486  */
487 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
488         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
489         movq    %rsp, \old_rsp
490
491         .if \regs
492         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
493         .endif
494
495         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
496         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
497
498         /*
499          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
500          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
501          *
502          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
503          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
504          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
505          * handler.
506          *
507          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
508          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
509          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
510          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
511          */
512
513         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
514         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
515
516 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
517         /*
518          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
519          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
520          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
521          * of bug quickly.
522          */
523         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
524         je      .Lirq_stack_okay\@
525         ud2
526         .Lirq_stack_okay\@:
527 #endif
528
529 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
530         pushq   \old_rsp
531
532         .if \regs
533         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
534         .endif
535 .endm
536
537 /*
538  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
539  */
540 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
541         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
542         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
543         popq    %rsp
544
545         .if \regs
546         UNWIND_HINT_REGS
547         .endif
548
549         /*
550          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
551          * the irq stack but we're not on it.
552          */
553
554         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
555 .endm
556
557 /*
558  * Interrupt entry/exit.
559  *
560  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
561  *
562  * Entry runs with interrupts off.
563  */
564
565 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
566         .macro interrupt func
567         cld
568
569         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
570         jz      1f
571         SWAPGS
572         call    switch_to_thread_stack
573 1:
574
575         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
576         SAVE_REGS
577         CLEAR_REGS_NOSPEC
578         ENCODE_FRAME_POINTER
579
580         testb   $3, CS(%rsp)
581         jz      1f
582
583         /*
584          * IRQ from user mode.
585          *
586          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
587          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
588          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
589          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
590          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
591          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
592          */
593         TRACE_IRQS_OFF
594
595         CALL_enter_from_user_mode
596
597 1:
598         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
599         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
600         TRACE_IRQS_OFF
601
602         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
603         .endm
604
605         /*
606          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
607          * then jump to common_interrupt.
608          */
609         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
610 common_interrupt:
611         ASM_CLAC
612         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
613         interrupt do_IRQ
614         /* 0(%rsp): old RSP */
615 ret_from_intr:
616         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
617         TRACE_IRQS_OFF
618
619         LEAVE_IRQ_STACK
620
621         testb   $3, CS(%rsp)
622         jz      retint_kernel
623
624         /* Interrupt came from user space */
625 GLOBAL(retint_user)
626         mov     %rsp,%rdi
627         call    prepare_exit_to_usermode
628         TRACE_IRQS_IRETQ
629
630 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
631 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
632         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
633         testb   $3, CS(%rsp)
634         jnz     1f
635         ud2
636 1:
637 #endif
638         POP_EXTRA_REGS
639         popq    %r11
640         popq    %r10
641         popq    %r9
642         popq    %r8
643         popq    %rax
644         popq    %rcx
645         popq    %rdx
646         popq    %rsi
647
648         /*
649          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
650          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
651          */
652         movq    %rsp, %rdi
653         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
654
655         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
656         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
657         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
658         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
659         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
660         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
661
662         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
663         pushq   (%rdi)
664
665         /*
666          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
667          * We can do future final exit work right here.
668          */
669
670         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
671
672         /* Restore RDI. */
673         popq    %rdi
674         SWAPGS
675         INTERRUPT_RETURN
676
677
678 /* Returning to kernel space */
679 retint_kernel:
680 #ifdef CONFIG_PREEMPT
681         /* Interrupts are off */
682         /* Check if we need preemption */
683         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
684         jnc     1f
685 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
686         jnz     1f
687         call    preempt_schedule_irq
688         jmp     0b
689 1:
690 #endif
691         /*
692          * The iretq could re-enable interrupts:
693          */
694         TRACE_IRQS_IRETQ
695
696 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
697 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
698         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
699         testb   $3, CS(%rsp)
700         jz      1f
701         ud2
702 1:
703 #endif
704         POP_EXTRA_REGS
705         POP_C_REGS
706         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
707         INTERRUPT_RETURN
708
709 ENTRY(native_iret)
710         UNWIND_HINT_IRET_REGS
711         /*
712          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
713          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
714          */
715 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
716         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
717         jnz     native_irq_return_ldt
718 #endif
719
720 .global native_irq_return_iret
721 native_irq_return_iret:
722         /*
723          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
724          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
725          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
726          * Other faults here are fatal.
727          */
728         iretq
729
730 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
731 native_irq_return_ldt:
732         /*
733          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
734          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
735          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
736          * of the ESPFIX stack.
737          *
738          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
739          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
740          *
741          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
742          *
743          * --- top of ESPFIX stack ---
744          * SS
745          * RSP
746          * RFLAGS
747          * CS
748          * RIP  <-- RSP points here when we're done
749          * RAX  <-- espfix_waddr points here
750          * --- bottom of ESPFIX stack ---
751          */
752
753         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
754         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
755         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
756
757         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
758         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
759         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
760         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
761         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
762         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
763         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
764         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
765         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
766         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
767         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
768         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
769         /* Now RAX == RSP. */
770
771         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
772
773         /*
774          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
775          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
776          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
777          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
778          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
779          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
780          */
781         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
782
783         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
784         SWAPGS                                  /* to user GS */
785         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
786
787         movq    %rax, %rsp
788         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
789
790         /*
791          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
792          * still read.
793          */
794         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
795
796         /*
797          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
798          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
799          * values.  We can now IRET back to userspace.
800          */
801         jmp     native_irq_return_iret
802 #endif
803 END(common_interrupt)
804
805 /*
806  * APIC interrupts.
807  */
808 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
809 ENTRY(\sym)
810         UNWIND_HINT_IRET_REGS
811         ASM_CLAC
812         pushq   $~(\num)
813 .Lcommon_\sym:
814         interrupt \do_sym
815         jmp     ret_from_intr
816 END(\sym)
817 .endm
818
819 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
820 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
821 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
822
823 .macro apicinterrupt num sym do_sym
824 PUSH_SECTION_IRQENTRY
825 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
826 POP_SECTION_IRQENTRY
827 .endm
828
829 #ifdef CONFIG_SMP
830 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
831 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
832 #endif
833
834 #ifdef CONFIG_X86_UV
835 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
836 #endif
837
838 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
839 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
840
841 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
842 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
843 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
844 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
845 #endif
846
847 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
848 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
849 #endif
850
851 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
852 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
853 #endif
854
855 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
856 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
857 #endif
858
859 #ifdef CONFIG_SMP
860 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
861 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
862 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
863 #endif
864
865 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
866 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
867
868 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
869 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
870 #endif
871
872 /*
873  * Exception entry points.
874  */
875 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
876
877 /*
878  * Switch to the thread stack.  This is called with the IRET frame and
879  * orig_ax on the stack.  (That is, RDI..R12 are not on the stack and
880  * space has not been allocated for them.)
881  */
882 ENTRY(switch_to_thread_stack)
883         UNWIND_HINT_FUNC
884
885         pushq   %rdi
886         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
887         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
888         movq    %rsp, %rdi
889         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
890         UNWIND_HINT sp_offset=16 sp_reg=ORC_REG_DI
891
892         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
893         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
894         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
895         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
896         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
897         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
898         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
899         UNWIND_HINT_FUNC
900
901         movq    (%rdi), %rdi
902         ret
903 END(switch_to_thread_stack)
904
905 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
906 ENTRY(\sym)
907         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
908
909         /* Sanity check */
910         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
911         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
912         .endif
913
914         ASM_CLAC
915
916         .if \has_error_code == 0
917         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
918         .endif
919
920         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
921
922         .if \paranoid < 2
923         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
924         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
925         .endif
926
927         .if \paranoid
928         call    paranoid_entry
929         .else
930         call    error_entry
931         .endif
932         UNWIND_HINT_REGS
933         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
934
935         .if \paranoid
936         .if \shift_ist != -1
937         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
938         .else
939         TRACE_IRQS_OFF
940         .endif
941         .endif
942
943         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
944
945         .if \has_error_code
946         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
947         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
948         .else
949         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
950         .endif
951
952         .if \shift_ist != -1
953         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
954         .endif
955
956         call    \do_sym
957
958         .if \shift_ist != -1
959         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
960         .endif
961
962         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
963         .if \paranoid
964         jmp     paranoid_exit
965         .else
966         jmp     error_exit
967         .endif
968
969         .if \paranoid < 2
970         /*
971          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
972          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
973          * run in real process context if user_mode(regs).
974          */
975 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
976         call    error_entry
977
978         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
979
980         .if \has_error_code
981         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
982         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
983         .else
984         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
985         .endif
986
987         call    \do_sym
988
989         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
990         .endif
991 END(\sym)
992 .endm
993
994 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
995 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
996 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
997 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
998 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
999 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
1000 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
1001 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
1002 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
1003 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1004 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1005 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1006 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1007
1008
1009         /*
1010          * Reload gs selector with exception handling
1011          * edi:  new selector
1012          */
1013 ENTRY(native_load_gs_index)
1014         FRAME_BEGIN
1015         pushfq
1016         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1017         TRACE_IRQS_OFF
1018         SWAPGS
1019 .Lgs_change:
1020         movl    %edi, %gs
1021 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1022         SWAPGS
1023         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1024         popfq
1025         FRAME_END
1026         ret
1027 ENDPROC(native_load_gs_index)
1028 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1029
1030         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1031         .section .fixup, "ax"
1032         /* running with kernelgs */
1033 bad_gs:
1034         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1035 .macro ZAP_GS
1036         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1037         movl $__USER_DS, %eax
1038         movl %eax, %gs
1039 .endm
1040         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1041         xorl    %eax, %eax
1042         movl    %eax, %gs
1043         jmp     2b
1044         .previous
1045
1046 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1047 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1048         pushq   %rbp
1049         mov     %rsp, %rbp
1050         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1051         call    __do_softirq
1052         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1053         leaveq
1054         ret
1055 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1056
1057 #ifdef CONFIG_XEN
1058 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1059
1060 /*
1061  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1062  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1063  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1064  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1065  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1066  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1067  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1068  * like to avoid the possibility.
1069  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1070  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1071  * activation and restart the handler using the previous one.
1072  */
1073 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1074
1075 /*
1076  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1077  * see the correct pointer to the pt_regs
1078  */
1079         UNWIND_HINT_FUNC
1080         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1081         UNWIND_HINT_REGS
1082
1083         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1084         call    xen_evtchn_do_upcall
1085         LEAVE_IRQ_STACK
1086
1087 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1088         call    xen_maybe_preempt_hcall
1089 #endif
1090         jmp     error_exit
1091 END(xen_do_hypervisor_callback)
1092
1093 /*
1094  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1095  * We get here for two reasons:
1096  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1097  *  2. Fault while executing IRET
1098  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1099  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1100  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1101  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1102  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1103  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1104  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1105  */
1106 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1107         UNWIND_HINT_EMPTY
1108         movl    %ds, %ecx
1109         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1110         jne     1f
1111         movl    %es, %ecx
1112         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1113         jne     1f
1114         movl    %fs, %ecx
1115         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1116         jne     1f
1117         movl    %gs, %ecx
1118         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1119         jne     1f
1120         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1121         movq    (%rsp), %rcx
1122         movq    8(%rsp), %r11
1123         addq    $0x30, %rsp
1124         pushq   $0                              /* RIP */
1125         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1126         jmp     general_protection
1127 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1128         movq    (%rsp), %rcx
1129         movq    8(%rsp), %r11
1130         addq    $0x30, %rsp
1131         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1132         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1133         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1134         SAVE_REGS
1135         CLEAR_REGS_NOSPEC
1136         ENCODE_FRAME_POINTER
1137         jmp     error_exit
1138 END(xen_failsafe_callback)
1139
1140 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1141         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1142
1143 #endif /* CONFIG_XEN */
1144
1145 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1146 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1147         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1148 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1149
1150 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1151 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1152 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1153
1154 #ifdef CONFIG_XEN
1155 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1156 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1157 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1158 #endif
1159
1160 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1161 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1162
1163 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1164 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1165 #endif
1166
1167 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1168 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1169 #endif
1170
1171 /*
1172  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1173  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1174  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1175  */
1176 ENTRY(paranoid_entry)
1177         UNWIND_HINT_FUNC
1178         cld
1179         SAVE_REGS 8
1180         CLEAR_REGS_NOSPEC
1181         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1182         movl    $1, %ebx
1183         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1184         rdmsr
1185         testl   %edx, %edx
1186         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1187         SWAPGS
1188         xorl    %ebx, %ebx
1189
1190 1:
1191         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1192
1193         ret
1194 END(paranoid_entry)
1195
1196 /*
1197  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1198  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1199  * from kernel space.
1200  *
1201  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1202  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1203  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1204  * to try to handle preemption here.
1205  *
1206  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1207  */
1208 ENTRY(paranoid_exit)
1209         UNWIND_HINT_REGS
1210         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1211         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1212         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1213         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1214         TRACE_IRQS_IRETQ
1215         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1216         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1217         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1218 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1219         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1220 .Lparanoid_exit_restore:
1221         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1222 END(paranoid_exit)
1223
1224 /*
1225  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1226  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1227  */
1228 ENTRY(error_entry)
1229         UNWIND_HINT_FUNC
1230         cld
1231         SAVE_REGS 8
1232         CLEAR_REGS_NOSPEC
1233         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1234         testb   $3, CS+8(%rsp)
1235         jz      .Lerror_kernelspace
1236
1237         /*
1238          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1239          * from user mode due to an IRET fault.
1240          */
1241         SWAPGS
1242         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1243         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1244
1245 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1246         /* Put us onto the real thread stack. */
1247         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1248         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1249         call    sync_regs
1250         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1251         ENCODE_FRAME_POINTER
1252         pushq   %r12
1253
1254         /*
1255          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1256          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1257          * (which can take locks).
1258          */
1259         TRACE_IRQS_OFF
1260         CALL_enter_from_user_mode
1261         ret
1262
1263 .Lerror_entry_done:
1264         TRACE_IRQS_OFF
1265         ret
1266
1267         /*
1268          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1269          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1270          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1271          * for these here too.
1272          */
1273 .Lerror_kernelspace:
1274         incl    %ebx
1275         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1276         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1277         je      .Lerror_bad_iret
1278         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1279         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1280         je      .Lbstep_iret
1281         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1282         jne     .Lerror_entry_done
1283
1284         /*
1285          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1286          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1287          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1288          */
1289         SWAPGS
1290         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1291         jmp .Lerror_entry_done
1292
1293 .Lbstep_iret:
1294         /* Fix truncated RIP */
1295         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1296         /* fall through */
1297
1298 .Lerror_bad_iret:
1299         /*
1300          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1301          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1302          */
1303         SWAPGS
1304         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1305
1306         /*
1307          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1308          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1309          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1310          */
1311         mov     %rsp, %rdi
1312         call    fixup_bad_iret
1313         mov     %rax, %rsp
1314         decl    %ebx
1315         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1316 END(error_entry)
1317
1318
1319 /*
1320  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1321  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1322  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1323  */
1324 ENTRY(error_exit)
1325         UNWIND_HINT_REGS
1326         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1327         TRACE_IRQS_OFF
1328         testl   %ebx, %ebx
1329         jnz     retint_kernel
1330         jmp     retint_user
1331 END(error_exit)
1332
1333 /*
1334  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1335  * so we can use real assembly here.
1336  *
1337  * Registers:
1338  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1339  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1340  */
1341 ENTRY(nmi)
1342         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1343
1344         /*
1345          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1346          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1347          * This means that we can have nested NMIs where the next
1348          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1349          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1350          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1351          * anyway.
1352          *
1353          * To handle this case we do the following:
1354          *  Check the a special location on the stack that contains
1355          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1356          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1357          *  is an NMI stack.
1358          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1359          *  stack then:
1360          *    o Set the special variable on the stack
1361          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1362          *      stack
1363          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1364          *    o Continue processing the NMI
1365          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1366          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1367          *    o return back to the first NMI
1368          *
1369          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1370          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1371          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1372          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1373          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1374          * NMI.
1375          *
1376          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1377          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1378          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1379          * other IST entries.
1380          */
1381
1382         ASM_CLAC
1383
1384         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1385         pushq   %rdx
1386
1387         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1388         jz      .Lnmi_from_kernel
1389
1390         /*
1391          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1392          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1393          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1394          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1395          * are off.
1396          *
1397          * We also must not push anything to the stack before switching
1398          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1399          */
1400
1401         swapgs
1402         cld
1403         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1404         movq    %rsp, %rdx
1405         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1406         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1407         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1408         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1409         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1410         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1411         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1412         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1413         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1414         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1415         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1416         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1417         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1418         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1419         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1420         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1421         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1422         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1423         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1424         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1425         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1426         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1427         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1428         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1429         UNWIND_HINT_REGS
1430         CLEAR_REGS_NOSPEC
1431         ENCODE_FRAME_POINTER
1432
1433         /*
1434          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1435          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1436          * done with the NMI stack.
1437          */
1438
1439         movq    %rsp, %rdi
1440         movq    $-1, %rsi
1441         call    do_nmi
1442
1443         /*
1444          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1445          * work, because we don't want to enable interrupts.
1446          */
1447         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1448
1449 .Lnmi_from_kernel:
1450         /*
1451          * Here's what our stack frame will look like:
1452          * +---------------------------------------------------------+
1453          * | original SS                                             |
1454          * | original Return RSP                                     |
1455          * | original RFLAGS                                         |
1456          * | original CS                                             |
1457          * | original RIP                                            |
1458          * +---------------------------------------------------------+
1459          * | temp storage for rdx                                    |
1460          * +---------------------------------------------------------+
1461          * | "NMI executing" variable                                |
1462          * +---------------------------------------------------------+
1463          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1464          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1465          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1466          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1467          * | iret RIP         }                                      |
1468          * +---------------------------------------------------------+
1469          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1470          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1471          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1472          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1473          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1474          * +---------------------------------------------------------+
1475          * | pt_regs                                                 |
1476          * +---------------------------------------------------------+
1477          *
1478          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1479          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1480          * space for the asm code here.
1481          *
1482          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1483          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1484          * processing.
1485          *
1486          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1487          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1488          * frame pointing to the final return target.
1489          */
1490
1491         /*
1492          * Determine whether we're a nested NMI.
1493          *
1494          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1495          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1496          * modify the "iret" frame because it's being written by
1497          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1498          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1499          * resume the outer NMI.
1500          */
1501
1502         movq    $repeat_nmi, %rdx
1503         cmpq    8(%rsp), %rdx
1504         ja      1f
1505         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1506         cmpq    8(%rsp), %rdx
1507         ja      nested_nmi_out
1508 1:
1509
1510         /*
1511          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1512          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1513          * before IRET.
1514          */
1515         cmpl    $1, -8(%rsp)
1516         je      nested_nmi
1517
1518         /*
1519          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1520          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1521          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1522          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1523          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1524          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1525          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1526          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1527          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1528          * "NMI executing".
1529          */
1530         lea     6*8(%rsp), %rdx
1531         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1532         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1533         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1534         ja      first_nmi
1535
1536         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1537         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1538         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1539         jb      first_nmi
1540
1541         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1542
1543         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1544         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1545
1546         /* This is a nested NMI. */
1547
1548 nested_nmi:
1549         /*
1550          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1551          * iteration of NMI handling.
1552          */
1553         subq    $8, %rsp
1554         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1555         pushq   $__KERNEL_DS
1556         pushq   %rdx
1557         pushfq
1558         pushq   $__KERNEL_CS
1559         pushq   $repeat_nmi
1560
1561         /* Put stack back */
1562         addq    $(6*8), %rsp
1563
1564 nested_nmi_out:
1565         popq    %rdx
1566
1567         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1568         iretq
1569
1570 first_nmi:
1571         /* Restore rdx. */
1572         movq    (%rsp), %rdx
1573
1574         /* Make room for "NMI executing". */
1575         pushq   $0
1576
1577         /* Leave room for the "iret" frame */
1578         subq    $(5*8), %rsp
1579
1580         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1581         .rept 5
1582         pushq   11*8(%rsp)
1583         .endr
1584         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1585
1586         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1587
1588 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1589         /*
1590          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1591          * default because IRET is very expensive.
1592          */
1593         pushq   $0              /* SS */
1594         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1595         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1596         pushfq                  /* RFLAGS */
1597         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1598         pushq   $1f             /* RIP */
1599         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1600         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1601 1:
1602 #endif
1603
1604 repeat_nmi:
1605         /*
1606          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1607          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1608          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1609          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1610          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1611          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1612          * NMI will update.
1613          *
1614          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1615          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1616          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1617          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1618          * is zero.
1619          */
1620         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1621
1622         /*
1623          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1624          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1625          * it or it will end up containing garbage.
1626          */
1627         addq    $(10*8), %rsp
1628         .rept 5
1629         pushq   -6*8(%rsp)
1630         .endr
1631         subq    $(5*8), %rsp
1632 end_repeat_nmi:
1633
1634         /*
1635          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1636          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1637          * frame to point back to repeat_nmi.
1638          */
1639         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1640         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1641
1642         /*
1643          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1644          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1645          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1646          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1647          * exceptions might do.
1648          */
1649         call    paranoid_entry
1650         UNWIND_HINT_REGS
1651
1652         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1653         movq    %rsp, %rdi
1654         movq    $-1, %rsi
1655         call    do_nmi
1656
1657         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1658
1659         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1660         jnz     nmi_restore
1661 nmi_swapgs:
1662         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1663 nmi_restore:
1664         POP_EXTRA_REGS
1665         POP_C_REGS
1666
1667         /*
1668          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1669          * at the "iret" frame.
1670          */
1671         addq    $6*8, %rsp
1672
1673         /*
1674          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1675          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1676          * the SYSCALL entry and exit paths.
1677          *
1678          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1679          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1680          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1681          */
1682         std
1683         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1684
1685         /*
1686          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1687          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1688          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1689          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1690          */
1691         iretq
1692 END(nmi)
1693
1694 ENTRY(ignore_sysret)
1695         UNWIND_HINT_EMPTY
1696         mov     $-ENOSYS, %eax
1697         sysret
1698 END(ignore_sysret)
1699
1700 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1701         UNWIND_HINT_FUNC
1702         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1703         xorl    %ebp, %ebp
1704
1705         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1706         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1707         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1708
1709         call    do_exit
1710 END(rewind_stack_do_exit)