Merge tag 'gfs2-4.16.rc1.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 not 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         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
239         pushq   %rbx                            /* pt_regs->rbx */
240         pushq   %rbp                            /* pt_regs->rbp */
241         pushq   %r12                            /* pt_regs->r12 */
242         pushq   %r13                            /* pt_regs->r13 */
243         pushq   %r14                            /* pt_regs->r14 */
244         pushq   %r15                            /* pt_regs->r15 */
245         UNWIND_HINT_REGS
246
247         TRACE_IRQS_OFF
248
249         /* IRQs are off. */
250         movq    %rsp, %rdi
251         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
252
253         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
254
255         /*
256          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
257          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
258          * go to the slow exit path.
259          */
260         movq    RCX(%rsp), %rcx
261         movq    RIP(%rsp), %r11
262
263         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
264         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
265
266         /*
267          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
268          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
269          * the kernel, since userspace controls RSP.
270          *
271          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
272          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
273          *
274          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
275          * depending on paging mode) in the address.
276          */
277         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
278         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
279
280         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
281         cmpq    %rcx, %r11
282         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
283
284         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
285         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
286
287         movq    R11(%rsp), %r11
288         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
289         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
290
291         /*
292          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
293          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
294          * need to restore it correctly.
295          *
296          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
297          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
298          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
299          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
300          * this user code:
301          *
302          *           movq       $stuck_here, %rcx
303          *           pushfq
304          *           popq %r11
305          *   stuck_here:
306          *
307          * would never get past 'stuck_here'.
308          */
309         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
310         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
311
312         /* nothing to check for RSP */
313
314         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
315         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
316
317         /*
318          * We win! This label is here just for ease of understanding
319          * perf profiles. Nothing jumps here.
320          */
321 syscall_return_via_sysret:
322         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
323         UNWIND_HINT_EMPTY
324         POP_EXTRA_REGS
325         popq    %rsi    /* skip r11 */
326         popq    %r10
327         popq    %r9
328         popq    %r8
329         popq    %rax
330         popq    %rsi    /* skip rcx */
331         popq    %rdx
332         popq    %rsi
333
334         /*
335          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
336          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
337          */
338         movq    %rsp, %rdi
339         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
340
341         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
342         pushq   (%rdi)          /* RDI */
343
344         /*
345          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
346          * We can do future final exit work right here.
347          */
348         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
349
350         popq    %rdi
351         popq    %rsp
352         USERGS_SYSRET64
353 END(entry_SYSCALL_64)
354
355 /*
356  * %rdi: prev task
357  * %rsi: next task
358  */
359 ENTRY(__switch_to_asm)
360         UNWIND_HINT_FUNC
361         /*
362          * Save callee-saved registers
363          * This must match the order in inactive_task_frame
364          */
365         pushq   %rbp
366         pushq   %rbx
367         pushq   %r12
368         pushq   %r13
369         pushq   %r14
370         pushq   %r15
371
372         /* switch stack */
373         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
374         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
375
376 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
377         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
378         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
379 #endif
380
381 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
382         /*
383          * When switching from a shallower to a deeper call stack
384          * the RSB may either underflow or use entries populated
385          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
386          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
387          * speculative execution to prevent attack.
388          */
389         /* Clobbers %rbx */
390         FILL_RETURN_BUFFER RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
391 #endif
392
393         /* restore callee-saved registers */
394         popq    %r15
395         popq    %r14
396         popq    %r13
397         popq    %r12
398         popq    %rbx
399         popq    %rbp
400
401         jmp     __switch_to
402 END(__switch_to_asm)
403
404 /*
405  * A newly forked process directly context switches into this address.
406  *
407  * rax: prev task we switched from
408  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
409  * r12: kernel thread arg
410  */
411 ENTRY(ret_from_fork)
412         UNWIND_HINT_EMPTY
413         movq    %rax, %rdi
414         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
415
416         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
417         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
418
419 2:
420         UNWIND_HINT_REGS
421         movq    %rsp, %rdi
422         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
423         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
424         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
425
426 1:
427         /* kernel thread */
428         movq    %r12, %rdi
429         CALL_NOSPEC %rbx
430         /*
431          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
432          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
433          * syscall.
434          */
435         movq    $0, RAX(%rsp)
436         jmp     2b
437 END(ret_from_fork)
438
439 /*
440  * Build the entry stubs with some assembler magic.
441  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
442  */
443         .align 8
444 ENTRY(irq_entries_start)
445     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
446     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
447         UNWIND_HINT_IRET_REGS
448         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
449         jmp     common_interrupt
450         .align  8
451         vector=vector+1
452     .endr
453 END(irq_entries_start)
454
455 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
456 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
457         pushq %rax
458         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
459         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
460         jz .Lokay_\@
461         ud2
462 .Lokay_\@:
463         popq %rax
464 #endif
465 .endm
466
467 /*
468  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
469  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
470  * Requires kernel GSBASE.
471  *
472  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
473  */
474 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
475         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
476         movq    %rsp, \old_rsp
477
478         .if \regs
479         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
480         .endif
481
482         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
483         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
484
485         /*
486          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
487          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
488          *
489          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
490          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
491          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
492          * handler.
493          *
494          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
495          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
496          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
497          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
498          */
499
500         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
501         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
502
503 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
504         /*
505          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
506          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
507          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
508          * of bug quickly.
509          */
510         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
511         je      .Lirq_stack_okay\@
512         ud2
513         .Lirq_stack_okay\@:
514 #endif
515
516 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
517         pushq   \old_rsp
518
519         .if \regs
520         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
521         .endif
522 .endm
523
524 /*
525  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
526  */
527 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
528         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
529         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
530         popq    %rsp
531
532         .if \regs
533         UNWIND_HINT_REGS
534         .endif
535
536         /*
537          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
538          * the irq stack but we're not on it.
539          */
540
541         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
542 .endm
543
544 /*
545  * Interrupt entry/exit.
546  *
547  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
548  *
549  * Entry runs with interrupts off.
550  */
551
552 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
553         .macro interrupt func
554         cld
555
556         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
557         jz      1f
558         SWAPGS
559         call    switch_to_thread_stack
560 1:
561
562         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
563         SAVE_C_REGS
564         SAVE_EXTRA_REGS
565         ENCODE_FRAME_POINTER
566
567         testb   $3, CS(%rsp)
568         jz      1f
569
570         /*
571          * IRQ from user mode.
572          *
573          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
574          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
575          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
576          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
577          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
578          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
579          */
580         TRACE_IRQS_OFF
581
582         CALL_enter_from_user_mode
583
584 1:
585         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
586         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
587         TRACE_IRQS_OFF
588
589         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
590         .endm
591
592         /*
593          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
594          * then jump to common_interrupt.
595          */
596         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
597 common_interrupt:
598         ASM_CLAC
599         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
600         interrupt do_IRQ
601         /* 0(%rsp): old RSP */
602 ret_from_intr:
603         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
604         TRACE_IRQS_OFF
605
606         LEAVE_IRQ_STACK
607
608         testb   $3, CS(%rsp)
609         jz      retint_kernel
610
611         /* Interrupt came from user space */
612 GLOBAL(retint_user)
613         mov     %rsp,%rdi
614         call    prepare_exit_to_usermode
615         TRACE_IRQS_IRETQ
616
617 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
618 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
619         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
620         testb   $3, CS(%rsp)
621         jnz     1f
622         ud2
623 1:
624 #endif
625         POP_EXTRA_REGS
626         popq    %r11
627         popq    %r10
628         popq    %r9
629         popq    %r8
630         popq    %rax
631         popq    %rcx
632         popq    %rdx
633         popq    %rsi
634
635         /*
636          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
637          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
638          */
639         movq    %rsp, %rdi
640         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
641
642         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
643         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
644         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
645         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
646         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
647         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
648
649         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
650         pushq   (%rdi)
651
652         /*
653          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
654          * We can do future final exit work right here.
655          */
656
657         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
658
659         /* Restore RDI. */
660         popq    %rdi
661         SWAPGS
662         INTERRUPT_RETURN
663
664
665 /* Returning to kernel space */
666 retint_kernel:
667 #ifdef CONFIG_PREEMPT
668         /* Interrupts are off */
669         /* Check if we need preemption */
670         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
671         jnc     1f
672 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
673         jnz     1f
674         call    preempt_schedule_irq
675         jmp     0b
676 1:
677 #endif
678         /*
679          * The iretq could re-enable interrupts:
680          */
681         TRACE_IRQS_IRETQ
682
683 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
684 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
685         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
686         testb   $3, CS(%rsp)
687         jz      1f
688         ud2
689 1:
690 #endif
691         POP_EXTRA_REGS
692         POP_C_REGS
693         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
694         /*
695          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
696          * when returning from IPI handler.
697          */
698         INTERRUPT_RETURN
699
700 ENTRY(native_iret)
701         UNWIND_HINT_IRET_REGS
702         /*
703          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
704          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
705          */
706 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
707         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
708         jnz     native_irq_return_ldt
709 #endif
710
711 .global native_irq_return_iret
712 native_irq_return_iret:
713         /*
714          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
715          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
716          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
717          * Other faults here are fatal.
718          */
719         iretq
720
721 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
722 native_irq_return_ldt:
723         /*
724          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
725          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
726          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
727          * of the ESPFIX stack.
728          *
729          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
730          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
731          *
732          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
733          *
734          * --- top of ESPFIX stack ---
735          * SS
736          * RSP
737          * RFLAGS
738          * CS
739          * RIP  <-- RSP points here when we're done
740          * RAX  <-- espfix_waddr points here
741          * --- bottom of ESPFIX stack ---
742          */
743
744         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
745         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
746         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
747
748         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
749         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
750         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
751         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
752         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
753         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
754         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
755         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
756         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
757         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
758         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
759         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
760         /* Now RAX == RSP. */
761
762         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
763
764         /*
765          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
766          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
767          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
768          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
769          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
770          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
771          */
772         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
773
774         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
775         SWAPGS                                  /* to user GS */
776         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
777
778         movq    %rax, %rsp
779         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
780
781         /*
782          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
783          * still read.
784          */
785         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
786
787         /*
788          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
789          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
790          * values.  We can now IRET back to userspace.
791          */
792         jmp     native_irq_return_iret
793 #endif
794 END(common_interrupt)
795
796 /*
797  * APIC interrupts.
798  */
799 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
800 ENTRY(\sym)
801         UNWIND_HINT_IRET_REGS
802         ASM_CLAC
803         pushq   $~(\num)
804 .Lcommon_\sym:
805         interrupt \do_sym
806         jmp     ret_from_intr
807 END(\sym)
808 .endm
809
810 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
811 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
812 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
813
814 .macro apicinterrupt num sym do_sym
815 PUSH_SECTION_IRQENTRY
816 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
817 POP_SECTION_IRQENTRY
818 .endm
819
820 #ifdef CONFIG_SMP
821 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
822 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
823 #endif
824
825 #ifdef CONFIG_X86_UV
826 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
827 #endif
828
829 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
830 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
831
832 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
833 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
834 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
835 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
836 #endif
837
838 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
839 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
840 #endif
841
842 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
843 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
844 #endif
845
846 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
847 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
848 #endif
849
850 #ifdef CONFIG_SMP
851 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
852 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
853 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
854 #endif
855
856 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
857 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
858
859 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
860 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
861 #endif
862
863 /*
864  * Exception entry points.
865  */
866 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
867
868 /*
869  * Switch to the thread stack.  This is called with the IRET frame and
870  * orig_ax on the stack.  (That is, RDI..R12 are not on the stack and
871  * space has not been allocated for them.)
872  */
873 ENTRY(switch_to_thread_stack)
874         UNWIND_HINT_FUNC
875
876         pushq   %rdi
877         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
878         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
879         movq    %rsp, %rdi
880         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
881         UNWIND_HINT sp_offset=16 sp_reg=ORC_REG_DI
882
883         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
884         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
885         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
886         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
887         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
888         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
889         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
890         UNWIND_HINT_FUNC
891
892         movq    (%rdi), %rdi
893         ret
894 END(switch_to_thread_stack)
895
896 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
897 ENTRY(\sym)
898         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
899
900         /* Sanity check */
901         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
902         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
903         .endif
904
905         ASM_CLAC
906
907         .if \has_error_code == 0
908         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
909         .endif
910
911         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
912
913         .if \paranoid < 2
914         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
915         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
916         .endif
917
918         .if \paranoid
919         call    paranoid_entry
920         .else
921         call    error_entry
922         .endif
923         UNWIND_HINT_REGS
924         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
925
926         .if \paranoid
927         .if \shift_ist != -1
928         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
929         .else
930         TRACE_IRQS_OFF
931         .endif
932         .endif
933
934         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
935
936         .if \has_error_code
937         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
938         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
939         .else
940         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
941         .endif
942
943         .if \shift_ist != -1
944         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
945         .endif
946
947         call    \do_sym
948
949         .if \shift_ist != -1
950         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
951         .endif
952
953         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
954         .if \paranoid
955         jmp     paranoid_exit
956         .else
957         jmp     error_exit
958         .endif
959
960         .if \paranoid < 2
961         /*
962          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
963          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
964          * run in real process context if user_mode(regs).
965          */
966 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
967         call    error_entry
968
969         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
970
971         .if \has_error_code
972         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
973         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
974         .else
975         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
976         .endif
977
978         call    \do_sym
979
980         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
981         .endif
982 END(\sym)
983 .endm
984
985 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
986 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
987 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
988 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
989 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
990 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
991 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
992 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
993 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
994 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
995 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
996 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
997 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
998
999
1000         /*
1001          * Reload gs selector with exception handling
1002          * edi:  new selector
1003          */
1004 ENTRY(native_load_gs_index)
1005         FRAME_BEGIN
1006         pushfq
1007         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1008         TRACE_IRQS_OFF
1009         SWAPGS
1010 .Lgs_change:
1011         movl    %edi, %gs
1012 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1013         SWAPGS
1014         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1015         popfq
1016         FRAME_END
1017         ret
1018 ENDPROC(native_load_gs_index)
1019 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1020
1021         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1022         .section .fixup, "ax"
1023         /* running with kernelgs */
1024 bad_gs:
1025         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1026 .macro ZAP_GS
1027         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1028         movl $__USER_DS, %eax
1029         movl %eax, %gs
1030 .endm
1031         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1032         xorl    %eax, %eax
1033         movl    %eax, %gs
1034         jmp     2b
1035         .previous
1036
1037 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1038 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1039         pushq   %rbp
1040         mov     %rsp, %rbp
1041         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1042         call    __do_softirq
1043         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1044         leaveq
1045         ret
1046 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1047
1048 #ifdef CONFIG_XEN
1049 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1050
1051 /*
1052  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1053  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1054  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1055  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1056  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1057  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1058  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1059  * like to avoid the possibility.
1060  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1061  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1062  * activation and restart the handler using the previous one.
1063  */
1064 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1065
1066 /*
1067  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1068  * see the correct pointer to the pt_regs
1069  */
1070         UNWIND_HINT_FUNC
1071         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1072         UNWIND_HINT_REGS
1073
1074         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1075         call    xen_evtchn_do_upcall
1076         LEAVE_IRQ_STACK
1077
1078 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1079         call    xen_maybe_preempt_hcall
1080 #endif
1081         jmp     error_exit
1082 END(xen_do_hypervisor_callback)
1083
1084 /*
1085  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1086  * We get here for two reasons:
1087  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1088  *  2. Fault while executing IRET
1089  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1090  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1091  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1092  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1093  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1094  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1095  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1096  */
1097 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1098         UNWIND_HINT_EMPTY
1099         movl    %ds, %ecx
1100         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1101         jne     1f
1102         movl    %es, %ecx
1103         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1104         jne     1f
1105         movl    %fs, %ecx
1106         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1107         jne     1f
1108         movl    %gs, %ecx
1109         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1110         jne     1f
1111         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1112         movq    (%rsp), %rcx
1113         movq    8(%rsp), %r11
1114         addq    $0x30, %rsp
1115         pushq   $0                              /* RIP */
1116         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1117         jmp     general_protection
1118 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1119         movq    (%rsp), %rcx
1120         movq    8(%rsp), %r11
1121         addq    $0x30, %rsp
1122         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1123         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1124         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1125         SAVE_C_REGS
1126         SAVE_EXTRA_REGS
1127         ENCODE_FRAME_POINTER
1128         jmp     error_exit
1129 END(xen_failsafe_callback)
1130
1131 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1132         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1133
1134 #endif /* CONFIG_XEN */
1135
1136 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1137 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1138         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1139
1140 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1141         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1142 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1143
1144 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1145 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1146 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1147
1148 #ifdef CONFIG_XEN
1149 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1150 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1151 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1152 #endif
1153
1154 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1155 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1156
1157 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1158 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1159 #endif
1160
1161 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1162 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1163 #endif
1164
1165 /*
1166  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1167  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1168  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1169  */
1170 ENTRY(paranoid_entry)
1171         UNWIND_HINT_FUNC
1172         cld
1173         SAVE_C_REGS 8
1174         SAVE_EXTRA_REGS 8
1175         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1176         movl    $1, %ebx
1177         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1178         rdmsr
1179         testl   %edx, %edx
1180         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1181         SWAPGS
1182         xorl    %ebx, %ebx
1183
1184 1:
1185         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1186
1187         ret
1188 END(paranoid_entry)
1189
1190 /*
1191  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1192  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1193  * from kernel space.
1194  *
1195  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1196  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1197  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1198  * to try to handle preemption here.
1199  *
1200  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1201  */
1202 ENTRY(paranoid_exit)
1203         UNWIND_HINT_REGS
1204         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1205         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1206         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1207         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1208         TRACE_IRQS_IRETQ
1209         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1210         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1211         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1212 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1213         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1214 .Lparanoid_exit_restore:
1215         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1216 END(paranoid_exit)
1217
1218 /*
1219  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1220  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1221  */
1222 ENTRY(error_entry)
1223         UNWIND_HINT_FUNC
1224         cld
1225         SAVE_C_REGS 8
1226         SAVE_EXTRA_REGS 8
1227         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1228         xorl    %ebx, %ebx
1229         testb   $3, CS+8(%rsp)
1230         jz      .Lerror_kernelspace
1231
1232         /*
1233          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1234          * from user mode due to an IRET fault.
1235          */
1236         SWAPGS
1237         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1238         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1239
1240 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1241         /* Put us onto the real thread stack. */
1242         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1243         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1244         call    sync_regs
1245         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1246         ENCODE_FRAME_POINTER
1247         pushq   %r12
1248
1249         /*
1250          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1251          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1252          * (which can take locks).
1253          */
1254         TRACE_IRQS_OFF
1255         CALL_enter_from_user_mode
1256         ret
1257
1258 .Lerror_entry_done:
1259         TRACE_IRQS_OFF
1260         ret
1261
1262         /*
1263          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1264          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1265          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1266          * for these here too.
1267          */
1268 .Lerror_kernelspace:
1269         incl    %ebx
1270         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1271         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1272         je      .Lerror_bad_iret
1273         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1274         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1275         je      .Lbstep_iret
1276         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1277         jne     .Lerror_entry_done
1278
1279         /*
1280          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1281          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1282          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1283          */
1284         SWAPGS
1285         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1286         jmp .Lerror_entry_done
1287
1288 .Lbstep_iret:
1289         /* Fix truncated RIP */
1290         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1291         /* fall through */
1292
1293 .Lerror_bad_iret:
1294         /*
1295          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1296          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1297          */
1298         SWAPGS
1299         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1300
1301         /*
1302          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1303          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1304          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1305          */
1306         mov     %rsp, %rdi
1307         call    fixup_bad_iret
1308         mov     %rax, %rsp
1309         decl    %ebx
1310         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1311 END(error_entry)
1312
1313
1314 /*
1315  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1316  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1317  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1318  */
1319 ENTRY(error_exit)
1320         UNWIND_HINT_REGS
1321         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1322         TRACE_IRQS_OFF
1323         testl   %ebx, %ebx
1324         jnz     retint_kernel
1325         jmp     retint_user
1326 END(error_exit)
1327
1328 /*
1329  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1330  * so we can use real assembly here.
1331  *
1332  * Registers:
1333  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1334  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1335  */
1336 ENTRY(nmi)
1337         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1338
1339         /*
1340          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1341          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1342          * This means that we can have nested NMIs where the next
1343          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1344          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1345          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1346          * anyway.
1347          *
1348          * To handle this case we do the following:
1349          *  Check the a special location on the stack that contains
1350          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1351          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1352          *  is an NMI stack.
1353          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1354          *  stack then:
1355          *    o Set the special variable on the stack
1356          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1357          *      stack
1358          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1359          *    o Continue processing the NMI
1360          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1361          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1362          *    o return back to the first NMI
1363          *
1364          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1365          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1366          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1367          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1368          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1369          * NMI.
1370          *
1371          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1372          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1373          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1374          * other IST entries.
1375          */
1376
1377         ASM_CLAC
1378
1379         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1380         pushq   %rdx
1381
1382         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1383         jz      .Lnmi_from_kernel
1384
1385         /*
1386          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1387          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1388          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1389          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1390          * are off.
1391          *
1392          * We also must not push anything to the stack before switching
1393          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1394          */
1395
1396         swapgs
1397         cld
1398         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1399         movq    %rsp, %rdx
1400         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1401         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1402         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1403         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1404         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1405         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1406         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1407         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1408         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1409         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1410         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1411         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1412         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1413         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1414         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1415         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1416         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1417         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1418         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1419         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1420         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1421         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1422         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1423         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1424         UNWIND_HINT_REGS
1425         ENCODE_FRAME_POINTER
1426
1427         /*
1428          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1429          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1430          * done with the NMI stack.
1431          */
1432
1433         movq    %rsp, %rdi
1434         movq    $-1, %rsi
1435         call    do_nmi
1436
1437         /*
1438          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1439          * work, because we don't want to enable interrupts.
1440          */
1441         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1442
1443 .Lnmi_from_kernel:
1444         /*
1445          * Here's what our stack frame will look like:
1446          * +---------------------------------------------------------+
1447          * | original SS                                             |
1448          * | original Return RSP                                     |
1449          * | original RFLAGS                                         |
1450          * | original CS                                             |
1451          * | original RIP                                            |
1452          * +---------------------------------------------------------+
1453          * | temp storage for rdx                                    |
1454          * +---------------------------------------------------------+
1455          * | "NMI executing" variable                                |
1456          * +---------------------------------------------------------+
1457          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1458          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1459          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1460          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1461          * | iret RIP         }                                      |
1462          * +---------------------------------------------------------+
1463          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1464          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1465          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1466          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1467          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1468          * +---------------------------------------------------------+
1469          * | pt_regs                                                 |
1470          * +---------------------------------------------------------+
1471          *
1472          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1473          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1474          * space for the asm code here.
1475          *
1476          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1477          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1478          * processing.
1479          *
1480          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1481          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1482          * frame pointing to the final return target.
1483          */
1484
1485         /*
1486          * Determine whether we're a nested NMI.
1487          *
1488          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1489          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1490          * modify the "iret" frame because it's being written by
1491          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1492          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1493          * resume the outer NMI.
1494          */
1495
1496         movq    $repeat_nmi, %rdx
1497         cmpq    8(%rsp), %rdx
1498         ja      1f
1499         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1500         cmpq    8(%rsp), %rdx
1501         ja      nested_nmi_out
1502 1:
1503
1504         /*
1505          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1506          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1507          * before IRET.
1508          */
1509         cmpl    $1, -8(%rsp)
1510         je      nested_nmi
1511
1512         /*
1513          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1514          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1515          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1516          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1517          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1518          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1519          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1520          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1521          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1522          * "NMI executing".
1523          */
1524         lea     6*8(%rsp), %rdx
1525         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1526         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1527         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1528         ja      first_nmi
1529
1530         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1531         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1532         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1533         jb      first_nmi
1534
1535         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1536
1537         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1538         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1539
1540         /* This is a nested NMI. */
1541
1542 nested_nmi:
1543         /*
1544          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1545          * iteration of NMI handling.
1546          */
1547         subq    $8, %rsp
1548         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1549         pushq   $__KERNEL_DS
1550         pushq   %rdx
1551         pushfq
1552         pushq   $__KERNEL_CS
1553         pushq   $repeat_nmi
1554
1555         /* Put stack back */
1556         addq    $(6*8), %rsp
1557
1558 nested_nmi_out:
1559         popq    %rdx
1560
1561         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1562         iretq
1563
1564 first_nmi:
1565         /* Restore rdx. */
1566         movq    (%rsp), %rdx
1567
1568         /* Make room for "NMI executing". */
1569         pushq   $0
1570
1571         /* Leave room for the "iret" frame */
1572         subq    $(5*8), %rsp
1573
1574         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1575         .rept 5
1576         pushq   11*8(%rsp)
1577         .endr
1578         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1579
1580         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1581
1582 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1583         /*
1584          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1585          * default because IRET is very expensive.
1586          */
1587         pushq   $0              /* SS */
1588         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1589         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1590         pushfq                  /* RFLAGS */
1591         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1592         pushq   $1f             /* RIP */
1593         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1594         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1595 1:
1596 #endif
1597
1598 repeat_nmi:
1599         /*
1600          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1601          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1602          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1603          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1604          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1605          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1606          * NMI will update.
1607          *
1608          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1609          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1610          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1611          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1612          * is zero.
1613          */
1614         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1615
1616         /*
1617          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1618          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1619          * it or it will end up containing garbage.
1620          */
1621         addq    $(10*8), %rsp
1622         .rept 5
1623         pushq   -6*8(%rsp)
1624         .endr
1625         subq    $(5*8), %rsp
1626 end_repeat_nmi:
1627
1628         /*
1629          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1630          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1631          * frame to point back to repeat_nmi.
1632          */
1633         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1634         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1635
1636         /*
1637          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1638          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1639          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1640          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1641          * exceptions might do.
1642          */
1643         call    paranoid_entry
1644         UNWIND_HINT_REGS
1645
1646         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1647         movq    %rsp, %rdi
1648         movq    $-1, %rsi
1649         call    do_nmi
1650
1651         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1652
1653         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1654         jnz     nmi_restore
1655 nmi_swapgs:
1656         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1657 nmi_restore:
1658         POP_EXTRA_REGS
1659         POP_C_REGS
1660
1661         /*
1662          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1663          * at the "iret" frame.
1664          */
1665         addq    $6*8, %rsp
1666
1667         /*
1668          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1669          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1670          * the SYSCALL entry and exit paths.
1671          *
1672          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1673          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1674          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1675          */
1676         std
1677         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1678
1679         /*
1680          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1681          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1682          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1683          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1684          */
1685         iretq
1686 END(nmi)
1687
1688 ENTRY(ignore_sysret)
1689         UNWIND_HINT_EMPTY
1690         mov     $-ENOSYS, %eax
1691         sysret
1692 END(ignore_sysret)
1693
1694 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1695         UNWIND_HINT_FUNC
1696         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1697         xorl    %ebp, %ebp
1698
1699         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1700         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1701         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1702
1703         call    do_exit
1704 END(rewind_stack_do_exit)