Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/ak4613', 'asoc/topic/ak4642', 'asoc/topic...
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
1 /*
2  *  linux/arch/x86_64/entry.S
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
6  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
7  *
8  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
9  *
10  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.txt
11  *
12  * A note on terminology:
13  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
14  *                      at the top of the kernel process stack.
15  *
16  * Some macro usage:
17  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
18  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
19  * - idtentry:          Define exception entry points.
20  */
21 #include <linux/linkage.h>
22 #include <asm/segment.h>
23 #include <asm/cache.h>
24 #include <asm/errno.h>
25 #include "calling.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 <linux/err.h>
40
41 .code64
42 .section .entry.text, "ax"
43
44 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
45 ENTRY(native_usergs_sysret64)
46         swapgs
47         sysretq
48 ENDPROC(native_usergs_sysret64)
49 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
50
51 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
52 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
53         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
54         jnc     1f
55         TRACE_IRQS_ON
56 1:
57 #endif
58 .endm
59
60 /*
61  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
62  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
63  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
64  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
65  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
66  *
67  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
68  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
69  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
70  */
71 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
72
73 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
74         call    debug_stack_set_zero
75         TRACE_IRQS_OFF
76         call    debug_stack_reset
77 .endm
78
79 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
80         call    debug_stack_set_zero
81         TRACE_IRQS_ON
82         call    debug_stack_reset
83 .endm
84
85 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
86         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
87         jnc     1f
88         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
89 1:
90 .endm
91
92 #else
93 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
94 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
95 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
96 #endif
97
98 /*
99  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
100  *
101  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
102  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
103  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
104  * available when SYSCALL is used.
105  *
106  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
107  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
108  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
109  * clock_gettimeofday fallback.
110  *
111  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
112  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
113  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
114  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
115  * and does not change rsp.
116  *
117  * Registers on entry:
118  * rax  system call number
119  * rcx  return address
120  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
121  * rdi  arg0
122  * rsi  arg1
123  * rdx  arg2
124  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
125  * r8   arg4
126  * r9   arg5
127  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
128  *
129  * Only called from user space.
130  *
131  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
132  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
133  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
134  */
135
136 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
137         /*
138          * Interrupts are off on entry.
139          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
140          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
141          */
142         SWAPGS_UNSAFE_STACK
143         /*
144          * A hypervisor implementation might want to use a label
145          * after the swapgs, so that it can do the swapgs
146          * for the guest and jump here on syscall.
147          */
148 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_swapgs)
149
150         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
151         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
152
153         TRACE_IRQS_OFF
154
155         /* Construct struct pt_regs on stack */
156         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
157         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
158         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
159         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
160         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
161         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
162         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
163         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
164         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
165         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
166         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
167         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
168         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
169         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
170         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
171         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
172
173         /*
174          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
175          * exit work, go straight to the slow path.
176          */
177         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
178         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
179         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
180
181 entry_SYSCALL_64_fastpath:
182         /*
183          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
184          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
185          * and jumps to the slow path.
186          */
187         TRACE_IRQS_ON
188         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
189 #if __SYSCALL_MASK == ~0
190         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
191 #else
192         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
193         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
194 #endif
195         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
196         movq    %r10, %rcx
197
198         /*
199          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
200          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
201          * and all argument registers are clobbered.
202          */
203         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
204 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
205
206         movq    %rax, RAX(%rsp)
207 1:
208
209         /*
210          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
211          * If we see that no exit work is required (which we are required
212          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
213          */
214         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
215         TRACE_IRQS_OFF
216         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
217         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
218         jnz     1f
219
220         LOCKDEP_SYS_EXIT
221         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
222         movq    RIP(%rsp), %rcx
223         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
224         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
225         movq    RSP(%rsp), %rsp
226         USERGS_SYSRET64
227
228 1:
229         /*
230          * The fast path looked good when we started, but something changed
231          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
232          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
233          */
234         TRACE_IRQS_ON
235         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
236         SAVE_EXTRA_REGS
237         movq    %rsp, %rdi
238         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
239         jmp     return_from_SYSCALL_64
240
241 entry_SYSCALL64_slow_path:
242         /* IRQs are off. */
243         SAVE_EXTRA_REGS
244         movq    %rsp, %rdi
245         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
246
247 return_from_SYSCALL_64:
248         RESTORE_EXTRA_REGS
249         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
250
251         /*
252          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
253          * a completely clean 64-bit userspace context.
254          */
255         movq    RCX(%rsp), %rcx
256         movq    RIP(%rsp), %r11
257         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
258         jne     opportunistic_sysret_failed
259
260         /*
261          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
262          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
263          * the kernel, since userspace controls RSP.
264          *
265          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
266          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
267          *
268          * Change top 16 bits to be the sign-extension of 47th bit
269          */
270         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
271         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
272
273         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
274         cmpq    %rcx, %r11
275         jne     opportunistic_sysret_failed
276
277         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
278         jne     opportunistic_sysret_failed
279
280         movq    R11(%rsp), %r11
281         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
282         jne     opportunistic_sysret_failed
283
284         /*
285          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
286          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
287          * need to restore it correctly.
288          *
289          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
290          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
291          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
292          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
293          * this user code:
294          *
295          *           movq       $stuck_here, %rcx
296          *           pushfq
297          *           popq %r11
298          *   stuck_here:
299          *
300          * would never get past 'stuck_here'.
301          */
302         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
303         jnz     opportunistic_sysret_failed
304
305         /* nothing to check for RSP */
306
307         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
308         jne     opportunistic_sysret_failed
309
310         /*
311          * We win! This label is here just for ease of understanding
312          * perf profiles. Nothing jumps here.
313          */
314 syscall_return_via_sysret:
315         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
316         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
317         movq    RSP(%rsp), %rsp
318         USERGS_SYSRET64
319
320 opportunistic_sysret_failed:
321         SWAPGS
322         jmp     restore_c_regs_and_iret
323 END(entry_SYSCALL_64)
324
325 ENTRY(stub_ptregs_64)
326         /*
327          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
328          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
329          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
330          * the slow path, the extra regs are already saved.
331          *
332          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
333          * IRQs are on.
334          */
335         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
336         jne     1f
337
338         /*
339          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
340          * and jump to slow path
341          */
342         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
343         TRACE_IRQS_OFF
344         popq    %rax
345         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
346
347 1:
348         jmp     *%rax                           /* Called from C */
349 END(stub_ptregs_64)
350
351 .macro ptregs_stub func
352 ENTRY(ptregs_\func)
353         leaq    \func(%rip), %rax
354         jmp     stub_ptregs_64
355 END(ptregs_\func)
356 .endm
357
358 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
359 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
360 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
361 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
362 #include <asm/syscalls_64.h>
363
364 /*
365  * %rdi: prev task
366  * %rsi: next task
367  */
368 ENTRY(__switch_to_asm)
369         /*
370          * Save callee-saved registers
371          * This must match the order in inactive_task_frame
372          */
373         pushq   %rbp
374         pushq   %rbx
375         pushq   %r12
376         pushq   %r13
377         pushq   %r14
378         pushq   %r15
379
380         /* switch stack */
381         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
382         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
383
384 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
385         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
386         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
387 #endif
388
389         /* restore callee-saved registers */
390         popq    %r15
391         popq    %r14
392         popq    %r13
393         popq    %r12
394         popq    %rbx
395         popq    %rbp
396
397         jmp     __switch_to
398 END(__switch_to_asm)
399
400 /*
401  * A newly forked process directly context switches into this address.
402  *
403  * rax: prev task we switched from
404  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
405  * r12: kernel thread arg
406  */
407 ENTRY(ret_from_fork)
408         movq    %rax, %rdi
409         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
410
411         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
412         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
413
414 2:
415         movq    %rsp, %rdi
416         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
417         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
418         SWAPGS
419         jmp     restore_regs_and_iret
420
421 1:
422         /* kernel thread */
423         movq    %r12, %rdi
424         call    *%rbx
425         /*
426          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
427          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
428          * syscall.
429          */
430         movq    $0, RAX(%rsp)
431         jmp     2b
432 END(ret_from_fork)
433
434 /*
435  * Build the entry stubs with some assembler magic.
436  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
437  */
438         .align 8
439 ENTRY(irq_entries_start)
440     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
441     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
442         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
443     vector=vector+1
444         jmp     common_interrupt
445         .align  8
446     .endr
447 END(irq_entries_start)
448
449 /*
450  * Interrupt entry/exit.
451  *
452  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
453  *
454  * Entry runs with interrupts off.
455  */
456
457 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
458         .macro interrupt func
459         cld
460         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
461         SAVE_C_REGS
462         SAVE_EXTRA_REGS
463         ENCODE_FRAME_POINTER
464
465         testb   $3, CS(%rsp)
466         jz      1f
467
468         /*
469          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
470          * tracking that we're in kernel mode.
471          */
472         SWAPGS
473
474         /*
475          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
476          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
477          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
478          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
479          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
480          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
481          */
482         TRACE_IRQS_OFF
483
484         CALL_enter_from_user_mode
485
486 1:
487         /*
488          * Save previous stack pointer, optionally switch to interrupt stack.
489          * irq_count is used to check if a CPU is already on an interrupt stack
490          * or not. While this is essentially redundant with preempt_count it is
491          * a little cheaper to use a separate counter in the PDA (short of
492          * moving irq_enter into assembly, which would be too much work)
493          */
494         movq    %rsp, %rdi
495         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
496         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
497         pushq   %rdi
498         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
499         TRACE_IRQS_OFF
500
501         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
502         .endm
503
504         /*
505          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
506          * then jump to common_interrupt.
507          */
508         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
509 common_interrupt:
510         ASM_CLAC
511         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
512         interrupt do_IRQ
513         /* 0(%rsp): old RSP */
514 ret_from_intr:
515         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
516         TRACE_IRQS_OFF
517         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
518
519         /* Restore saved previous stack */
520         popq    %rsp
521
522         testb   $3, CS(%rsp)
523         jz      retint_kernel
524
525         /* Interrupt came from user space */
526 GLOBAL(retint_user)
527         mov     %rsp,%rdi
528         call    prepare_exit_to_usermode
529         TRACE_IRQS_IRETQ
530         SWAPGS
531         jmp     restore_regs_and_iret
532
533 /* Returning to kernel space */
534 retint_kernel:
535 #ifdef CONFIG_PREEMPT
536         /* Interrupts are off */
537         /* Check if we need preemption */
538         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
539         jnc     1f
540 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
541         jnz     1f
542         call    preempt_schedule_irq
543         jmp     0b
544 1:
545 #endif
546         /*
547          * The iretq could re-enable interrupts:
548          */
549         TRACE_IRQS_IRETQ
550
551 /*
552  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
553  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
554  */
555 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
556         RESTORE_EXTRA_REGS
557 restore_c_regs_and_iret:
558         RESTORE_C_REGS
559         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
560         INTERRUPT_RETURN
561
562 ENTRY(native_iret)
563         /*
564          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
565          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
566          */
567 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
568         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
569         jnz     native_irq_return_ldt
570 #endif
571
572 .global native_irq_return_iret
573 native_irq_return_iret:
574         /*
575          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
576          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
577          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
578          * Other faults here are fatal.
579          */
580         iretq
581
582 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
583 native_irq_return_ldt:
584         /*
585          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
586          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
587          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
588          * of the ESPFIX stack.
589          *
590          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
591          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
592          *
593          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
594          *
595          * --- top of ESPFIX stack ---
596          * SS
597          * RSP
598          * RFLAGS
599          * CS
600          * RIP  <-- RSP points here when we're done
601          * RAX  <-- espfix_waddr points here
602          * --- bottom of ESPFIX stack ---
603          */
604
605         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
606         SWAPGS
607         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
608         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
609         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
610         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
611         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
612         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
613         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
614         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
615         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
616         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
617         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
618         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
619         /* Now RAX == RSP. */
620
621         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
622         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
623
624         /*
625          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
626          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
627          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
628          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
629          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
630          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
631          */
632         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
633         SWAPGS
634         movq    %rax, %rsp
635
636         /*
637          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
638          * still read.
639          */
640         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
641
642         /*
643          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
644          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
645          * values.  We can now IRET back to userspace.
646          */
647         jmp     native_irq_return_iret
648 #endif
649 END(common_interrupt)
650
651 /*
652  * APIC interrupts.
653  */
654 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
655 ENTRY(\sym)
656         ASM_CLAC
657         pushq   $~(\num)
658 .Lcommon_\sym:
659         interrupt \do_sym
660         jmp     ret_from_intr
661 END(\sym)
662 .endm
663
664 #ifdef CONFIG_TRACING
665 #define trace(sym) trace_##sym
666 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
667
668 .macro trace_apicinterrupt num sym
669 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
670 .endm
671 #else
672 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
673 .endm
674 #endif
675
676 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
677 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
678 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
679 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
680 #else
681 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
682 # define POP_SECTION_IRQENTRY
683 #endif
684
685 .macro apicinterrupt num sym do_sym
686 PUSH_SECTION_IRQENTRY
687 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
688 trace_apicinterrupt \num \sym
689 POP_SECTION_IRQENTRY
690 .endm
691
692 #ifdef CONFIG_SMP
693 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
694 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
695 #endif
696
697 #ifdef CONFIG_X86_UV
698 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
699 #endif
700
701 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
702 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
703
704 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
705 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
706 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
707 #endif
708
709 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
710 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
711 #endif
712
713 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
714 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
715 #endif
716
717 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
718 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
719 #endif
720
721 #ifdef CONFIG_SMP
722 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
723 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
724 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
725 #endif
726
727 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
728 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
729
730 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
731 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
732 #endif
733
734 /*
735  * Exception entry points.
736  */
737 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
738
739 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
740 ENTRY(\sym)
741         /* Sanity check */
742         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
743         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
744         .endif
745
746         ASM_CLAC
747         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
748
749         .ifeq \has_error_code
750         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
751         .endif
752
753         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
754
755         .if \paranoid
756         .if \paranoid == 1
757         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
758         jnz     1f
759         .endif
760         call    paranoid_entry
761         .else
762         call    error_entry
763         .endif
764         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
765
766         .if \paranoid
767         .if \shift_ist != -1
768         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
769         .else
770         TRACE_IRQS_OFF
771         .endif
772         .endif
773
774         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
775
776         .if \has_error_code
777         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
778         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
779         .else
780         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
781         .endif
782
783         .if \shift_ist != -1
784         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
785         .endif
786
787         call    \do_sym
788
789         .if \shift_ist != -1
790         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
791         .endif
792
793         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
794         .if \paranoid
795         jmp     paranoid_exit
796         .else
797         jmp     error_exit
798         .endif
799
800         .if \paranoid == 1
801         /*
802          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
803          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
804          * run in real process context if user_mode(regs).
805          */
806 1:
807         call    error_entry
808
809
810         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
811         call    sync_regs
812         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
813
814         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
815
816         .if \has_error_code
817         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
818         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
819         .else
820         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
821         .endif
822
823         call    \do_sym
824
825         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
826         .endif
827 END(\sym)
828 .endm
829
830 #ifdef CONFIG_TRACING
831 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
832 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
833 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
834 .endm
835 #else
836 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
837 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
838 .endm
839 #endif
840
841 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
842 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
843 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
844 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
845 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
846 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
847 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
848 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
849 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
850 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
851 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
852 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
853 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
854
855
856         /*
857          * Reload gs selector with exception handling
858          * edi:  new selector
859          */
860 ENTRY(native_load_gs_index)
861         pushfq
862         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
863         SWAPGS
864 .Lgs_change:
865         movl    %edi, %gs
866 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
867         SWAPGS
868         popfq
869         ret
870 END(native_load_gs_index)
871 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
872
873         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
874         .section .fixup, "ax"
875         /* running with kernelgs */
876 bad_gs:
877         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
878 .macro ZAP_GS
879         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
880         movl $__USER_DS, %eax
881         movl %eax, %gs
882 .endm
883         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
884         xorl    %eax, %eax
885         movl    %eax, %gs
886         jmp     2b
887         .previous
888
889 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
890 ENTRY(do_softirq_own_stack)
891         pushq   %rbp
892         mov     %rsp, %rbp
893         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
894         cmove   PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
895         push    %rbp                            /* frame pointer backlink */
896         call    __do_softirq
897         leaveq
898         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
899         ret
900 END(do_softirq_own_stack)
901
902 #ifdef CONFIG_XEN
903 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
904
905 /*
906  * A note on the "critical region" in our callback handler.
907  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
908  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
909  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
910  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
911  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
912  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
913  * like to avoid the possibility.
914  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
915  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
916  * activation and restart the handler using the previous one.
917  */
918 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
919
920 /*
921  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
922  * see the correct pointer to the pt_regs
923  */
924         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
925 11:     incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
926         movq    %rsp, %rbp
927         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
928         pushq   %rbp                            /* frame pointer backlink */
929         call    xen_evtchn_do_upcall
930         popq    %rsp
931         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
932 #ifndef CONFIG_PREEMPT
933         call    xen_maybe_preempt_hcall
934 #endif
935         jmp     error_exit
936 END(xen_do_hypervisor_callback)
937
938 /*
939  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
940  * We get here for two reasons:
941  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
942  *  2. Fault while executing IRET
943  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
944  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
945  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
946  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
947  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
948  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
949  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
950  */
951 ENTRY(xen_failsafe_callback)
952         movl    %ds, %ecx
953         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
954         jne     1f
955         movl    %es, %ecx
956         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
957         jne     1f
958         movl    %fs, %ecx
959         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
960         jne     1f
961         movl    %gs, %ecx
962         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
963         jne     1f
964         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
965         movq    (%rsp), %rcx
966         movq    8(%rsp), %r11
967         addq    $0x30, %rsp
968         pushq   $0                              /* RIP */
969         pushq   %r11
970         pushq   %rcx
971         jmp     general_protection
972 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
973         movq    (%rsp), %rcx
974         movq    8(%rsp), %r11
975         addq    $0x30, %rsp
976         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
977         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
978         SAVE_C_REGS
979         SAVE_EXTRA_REGS
980         ENCODE_FRAME_POINTER
981         jmp     error_exit
982 END(xen_failsafe_callback)
983
984 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
985         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
986
987 #endif /* CONFIG_XEN */
988
989 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
990 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
991         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
992 #endif /* CONFIG_HYPERV */
993
994 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
995 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
996 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
997
998 #ifdef CONFIG_XEN
999 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1000 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1001 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1002 #endif
1003
1004 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1005 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
1006
1007 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1008 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1009 #endif
1010
1011 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1012 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1013 #endif
1014
1015 /*
1016  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1017  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1018  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1019  */
1020 ENTRY(paranoid_entry)
1021         cld
1022         SAVE_C_REGS 8
1023         SAVE_EXTRA_REGS 8
1024         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1025         movl    $1, %ebx
1026         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1027         rdmsr
1028         testl   %edx, %edx
1029         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1030         SWAPGS
1031         xorl    %ebx, %ebx
1032 1:      ret
1033 END(paranoid_entry)
1034
1035 /*
1036  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1037  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1038  * from kernel space.
1039  *
1040  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1041  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1042  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1043  * to try to handle preemption here.
1044  *
1045  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1046  */
1047 ENTRY(paranoid_exit)
1048         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1049         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1050         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1051         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1052         TRACE_IRQS_IRETQ
1053         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1054         jmp     paranoid_exit_restore
1055 paranoid_exit_no_swapgs:
1056         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1057 paranoid_exit_restore:
1058         RESTORE_EXTRA_REGS
1059         RESTORE_C_REGS
1060         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1061         INTERRUPT_RETURN
1062 END(paranoid_exit)
1063
1064 /*
1065  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1066  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1067  */
1068 ENTRY(error_entry)
1069         cld
1070         SAVE_C_REGS 8
1071         SAVE_EXTRA_REGS 8
1072         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1073         xorl    %ebx, %ebx
1074         testb   $3, CS+8(%rsp)
1075         jz      .Lerror_kernelspace
1076
1077         /*
1078          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1079          * from user mode due to an IRET fault.
1080          */
1081         SWAPGS
1082
1083 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1084         /*
1085          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1086          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1087          * (which can take locks).
1088          */
1089         TRACE_IRQS_OFF
1090         CALL_enter_from_user_mode
1091         ret
1092
1093 .Lerror_entry_done:
1094         TRACE_IRQS_OFF
1095         ret
1096
1097         /*
1098          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1099          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1100          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1101          * for these here too.
1102          */
1103 .Lerror_kernelspace:
1104         incl    %ebx
1105         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1106         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1107         je      .Lerror_bad_iret
1108         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1109         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1110         je      .Lbstep_iret
1111         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1112         jne     .Lerror_entry_done
1113
1114         /*
1115          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1116          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1117          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1118          */
1119         SWAPGS
1120         jmp .Lerror_entry_done
1121
1122 .Lbstep_iret:
1123         /* Fix truncated RIP */
1124         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1125         /* fall through */
1126
1127 .Lerror_bad_iret:
1128         /*
1129          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1130          * Switch to kernel gsbase:
1131          */
1132         SWAPGS
1133
1134         /*
1135          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1136          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1137          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1138          */
1139         mov     %rsp, %rdi
1140         call    fixup_bad_iret
1141         mov     %rax, %rsp
1142         decl    %ebx
1143         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1144 END(error_entry)
1145
1146
1147 /*
1148  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1149  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1150  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1151  */
1152 ENTRY(error_exit)
1153         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1154         TRACE_IRQS_OFF
1155         testl   %ebx, %ebx
1156         jnz     retint_kernel
1157         jmp     retint_user
1158 END(error_exit)
1159
1160 /* Runs on exception stack */
1161 ENTRY(nmi)
1162         /*
1163          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1164          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1165          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1166          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1167          * slots past it.
1168          *
1169          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1170          * the "NMI executing" variable.
1171          */
1172         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1173
1174         /*
1175          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1176          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1177          * This means that we can have nested NMIs where the next
1178          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1179          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1180          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1181          * anyway.
1182          *
1183          * To handle this case we do the following:
1184          *  Check the a special location on the stack that contains
1185          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1186          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1187          *  is an NMI stack.
1188          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1189          *  stack then:
1190          *    o Set the special variable on the stack
1191          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1192          *      stack
1193          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1194          *    o Continue processing the NMI
1195          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1196          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1197          *    o return back to the first NMI
1198          *
1199          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1200          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1201          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1202          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1203          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1204          * NMI.
1205          *
1206          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1207          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1208          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1209          * other IST entries.
1210          */
1211
1212         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1213         pushq   %rdx
1214
1215         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1216         jz      .Lnmi_from_kernel
1217
1218         /*
1219          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1220          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1221          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1222          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1223          * are off.
1224          *
1225          * We also must not push anything to the stack before switching
1226          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1227          */
1228
1229         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1230         cld
1231         movq    %rsp, %rdx
1232         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1233         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1234         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1235         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1236         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1237         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1238         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1239         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1240         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1241         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1242         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1243         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1244         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1245         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1246         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1247         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1248         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1249         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1250         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1251         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1252         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1253         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1254         ENCODE_FRAME_POINTER
1255
1256         /*
1257          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1258          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1259          * done with the NMI stack.
1260          */
1261
1262         movq    %rsp, %rdi
1263         movq    $-1, %rsi
1264         call    do_nmi
1265
1266         /*
1267          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1268          * work, because we don't want to enable interrupts.
1269          */
1270         SWAPGS
1271         jmp     restore_regs_and_iret
1272
1273 .Lnmi_from_kernel:
1274         /*
1275          * Here's what our stack frame will look like:
1276          * +---------------------------------------------------------+
1277          * | original SS                                             |
1278          * | original Return RSP                                     |
1279          * | original RFLAGS                                         |
1280          * | original CS                                             |
1281          * | original RIP                                            |
1282          * +---------------------------------------------------------+
1283          * | temp storage for rdx                                    |
1284          * +---------------------------------------------------------+
1285          * | "NMI executing" variable                                |
1286          * +---------------------------------------------------------+
1287          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1288          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1289          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1290          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1291          * | iret RIP         }                                      |
1292          * +---------------------------------------------------------+
1293          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1294          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1295          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1296          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1297          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1298          * +---------------------------------------------------------+
1299          * | pt_regs                                                 |
1300          * +---------------------------------------------------------+
1301          *
1302          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1303          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1304          * space for the asm code here.
1305          *
1306          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1307          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1308          * processing.
1309          *
1310          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1311          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1312          * frame pointing to the final return target.
1313          */
1314
1315         /*
1316          * Determine whether we're a nested NMI.
1317          *
1318          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1319          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1320          * modify the "iret" frame because it's being written by
1321          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1322          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1323          * resume the outer NMI.
1324          */
1325
1326         movq    $repeat_nmi, %rdx
1327         cmpq    8(%rsp), %rdx
1328         ja      1f
1329         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1330         cmpq    8(%rsp), %rdx
1331         ja      nested_nmi_out
1332 1:
1333
1334         /*
1335          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1336          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1337          * before IRET.
1338          */
1339         cmpl    $1, -8(%rsp)
1340         je      nested_nmi
1341
1342         /*
1343          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1344          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1345          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1346          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1347          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1348          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1349          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1350          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1351          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1352          * "NMI executing".
1353          */
1354         lea     6*8(%rsp), %rdx
1355         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1356         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1357         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1358         ja      first_nmi
1359
1360         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1361         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1362         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1363         jb      first_nmi
1364
1365         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1366
1367         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1368         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1369
1370         /* This is a nested NMI. */
1371
1372 nested_nmi:
1373         /*
1374          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1375          * iteration of NMI handling.
1376          */
1377         subq    $8, %rsp
1378         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1379         pushq   $__KERNEL_DS
1380         pushq   %rdx
1381         pushfq
1382         pushq   $__KERNEL_CS
1383         pushq   $repeat_nmi
1384
1385         /* Put stack back */
1386         addq    $(6*8), %rsp
1387
1388 nested_nmi_out:
1389         popq    %rdx
1390
1391         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1392         INTERRUPT_RETURN
1393
1394 first_nmi:
1395         /* Restore rdx. */
1396         movq    (%rsp), %rdx
1397
1398         /* Make room for "NMI executing". */
1399         pushq   $0
1400
1401         /* Leave room for the "iret" frame */
1402         subq    $(5*8), %rsp
1403
1404         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1405         .rept 5
1406         pushq   11*8(%rsp)
1407         .endr
1408
1409         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1410
1411 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1412         /*
1413          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1414          * default because IRET is very expensive.
1415          */
1416         pushq   $0              /* SS */
1417         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1418         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1419         pushfq                  /* RFLAGS */
1420         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1421         pushq   $1f             /* RIP */
1422         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1423 1:
1424 #endif
1425
1426 repeat_nmi:
1427         /*
1428          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1429          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1430          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1431          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1432          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1433          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1434          * NMI will update.
1435          *
1436          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1437          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1438          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1439          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1440          * is zero.
1441          */
1442         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1443
1444         /*
1445          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1446          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1447          * it or it will end up containing garbage.
1448          */
1449         addq    $(10*8), %rsp
1450         .rept 5
1451         pushq   -6*8(%rsp)
1452         .endr
1453         subq    $(5*8), %rsp
1454 end_repeat_nmi:
1455
1456         /*
1457          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1458          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1459          * frame to point back to repeat_nmi.
1460          */
1461         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1462         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1463
1464         /*
1465          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1466          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1467          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1468          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1469          * exceptions might do.
1470          */
1471         call    paranoid_entry
1472
1473         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1474         movq    %rsp, %rdi
1475         movq    $-1, %rsi
1476         call    do_nmi
1477
1478         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1479         jnz     nmi_restore
1480 nmi_swapgs:
1481         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1482 nmi_restore:
1483         RESTORE_EXTRA_REGS
1484         RESTORE_C_REGS
1485
1486         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1487         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1488
1489         /*
1490          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1491          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1492          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1493          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1494          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1495          * hypercall page.
1496          */
1497         std
1498         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1499
1500         /*
1501          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1502          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1503          * mode, so this cannot result in a fault.
1504          */
1505         INTERRUPT_RETURN
1506 END(nmi)
1507
1508 ENTRY(ignore_sysret)
1509         mov     $-ENOSYS, %eax
1510         sysret
1511 END(ignore_sysret)
1512
1513 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1514         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1515         xorl    %ebp, %ebp
1516
1517         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1518         leaq    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1519
1520         call    do_exit
1521 1:      jmp 1b
1522 END(rewind_stack_do_exit)