Merge tag 'nfs-rdma-for-4.16-2' of git://git.linux-nfs.org/projects/anna/linux-nfs
[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         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
240         UNWIND_HINT_REGS extra=0
241
242         TRACE_IRQS_OFF
243
244         /*
245          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
246          * exit work, go straight to the slow path.
247          */
248         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
249         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
250         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
251
252 entry_SYSCALL_64_fastpath:
253         /*
254          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
255          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
256          * and jumps to the slow path.
257          */
258         TRACE_IRQS_ON
259         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
260 #if __SYSCALL_MASK == ~0
261         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
262 #else
263         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
264         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
265 #endif
266         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
267         movq    %r10, %rcx
268
269         /*
270          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
271          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
272          * and all argument registers are clobbered.
273          */
274 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
275         movq    sys_call_table(, %rax, 8), %rax
276         call    __x86_indirect_thunk_rax
277 #else
278         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
279 #endif
280 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
281
282         movq    %rax, RAX(%rsp)
283 1:
284
285         /*
286          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
287          * If we see that no exit work is required (which we are required
288          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
289          */
290         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
291         TRACE_IRQS_OFF
292         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
293         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
294         jnz     1f
295
296         LOCKDEP_SYS_EXIT
297         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
298         movq    RIP(%rsp), %rcx
299         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
300         addq    $6*8, %rsp      /* skip extra regs -- they were preserved */
301         UNWIND_HINT_EMPTY
302         jmp     .Lpop_c_regs_except_rcx_r11_and_sysret
303
304 1:
305         /*
306          * The fast path looked good when we started, but something changed
307          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
308          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
309          */
310         TRACE_IRQS_ON
311         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
312         SAVE_EXTRA_REGS
313         movq    %rsp, %rdi
314         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
315         jmp     return_from_SYSCALL_64
316
317 entry_SYSCALL64_slow_path:
318         /* IRQs are off. */
319         SAVE_EXTRA_REGS
320         movq    %rsp, %rdi
321         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
322
323 return_from_SYSCALL_64:
324         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
325
326         /*
327          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
328          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
329          * go to the slow exit path.
330          */
331         movq    RCX(%rsp), %rcx
332         movq    RIP(%rsp), %r11
333
334         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
335         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
336
337         /*
338          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
339          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
340          * the kernel, since userspace controls RSP.
341          *
342          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
343          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
344          *
345          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
346          * depending on paging mode) in the address.
347          */
348         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
349         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
350
351         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
352         cmpq    %rcx, %r11
353         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
354
355         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
356         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
357
358         movq    R11(%rsp), %r11
359         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
360         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
361
362         /*
363          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
364          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
365          * need to restore it correctly.
366          *
367          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
368          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
369          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
370          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
371          * this user code:
372          *
373          *           movq       $stuck_here, %rcx
374          *           pushfq
375          *           popq %r11
376          *   stuck_here:
377          *
378          * would never get past 'stuck_here'.
379          */
380         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
381         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
382
383         /* nothing to check for RSP */
384
385         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
386         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
387
388         /*
389          * We win! This label is here just for ease of understanding
390          * perf profiles. Nothing jumps here.
391          */
392 syscall_return_via_sysret:
393         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
394         UNWIND_HINT_EMPTY
395         POP_EXTRA_REGS
396 .Lpop_c_regs_except_rcx_r11_and_sysret:
397         popq    %rsi    /* skip r11 */
398         popq    %r10
399         popq    %r9
400         popq    %r8
401         popq    %rax
402         popq    %rsi    /* skip rcx */
403         popq    %rdx
404         popq    %rsi
405
406         /*
407          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
408          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
409          */
410         movq    %rsp, %rdi
411         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
412
413         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
414         pushq   (%rdi)          /* RDI */
415
416         /*
417          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
418          * We can do future final exit work right here.
419          */
420         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
421
422         popq    %rdi
423         popq    %rsp
424         USERGS_SYSRET64
425 END(entry_SYSCALL_64)
426
427 ENTRY(stub_ptregs_64)
428         /*
429          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
430          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
431          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
432          * the slow path, the extra regs are already saved.
433          *
434          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
435          * IRQs are on.
436          */
437         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
438         jne     1f
439
440         /*
441          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
442          * and jump to slow path
443          */
444         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
445         TRACE_IRQS_OFF
446         popq    %rax
447         UNWIND_HINT_REGS extra=0
448         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
449
450 1:
451         JMP_NOSPEC %rax                         /* Called from C */
452 END(stub_ptregs_64)
453
454 .macro ptregs_stub func
455 ENTRY(ptregs_\func)
456         UNWIND_HINT_FUNC
457         leaq    \func(%rip), %rax
458         jmp     stub_ptregs_64
459 END(ptregs_\func)
460 .endm
461
462 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
463 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
464 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
465 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
466 #include <asm/syscalls_64.h>
467
468 /*
469  * %rdi: prev task
470  * %rsi: next task
471  */
472 ENTRY(__switch_to_asm)
473         UNWIND_HINT_FUNC
474         /*
475          * Save callee-saved registers
476          * This must match the order in inactive_task_frame
477          */
478         pushq   %rbp
479         pushq   %rbx
480         pushq   %r12
481         pushq   %r13
482         pushq   %r14
483         pushq   %r15
484
485         /* switch stack */
486         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
487         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
488
489 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
490         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
491         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
492 #endif
493
494         /* restore callee-saved registers */
495         popq    %r15
496         popq    %r14
497         popq    %r13
498         popq    %r12
499         popq    %rbx
500         popq    %rbp
501
502         jmp     __switch_to
503 END(__switch_to_asm)
504
505 /*
506  * A newly forked process directly context switches into this address.
507  *
508  * rax: prev task we switched from
509  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
510  * r12: kernel thread arg
511  */
512 ENTRY(ret_from_fork)
513         UNWIND_HINT_EMPTY
514         movq    %rax, %rdi
515         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
516
517         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
518         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
519
520 2:
521         UNWIND_HINT_REGS
522         movq    %rsp, %rdi
523         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
524         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
525         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
526
527 1:
528         /* kernel thread */
529         movq    %r12, %rdi
530         CALL_NOSPEC %rbx
531         /*
532          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
533          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
534          * syscall.
535          */
536         movq    $0, RAX(%rsp)
537         jmp     2b
538 END(ret_from_fork)
539
540 /*
541  * Build the entry stubs with some assembler magic.
542  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
543  */
544         .align 8
545 ENTRY(irq_entries_start)
546     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
547     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
548         UNWIND_HINT_IRET_REGS
549         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
550         jmp     common_interrupt
551         .align  8
552         vector=vector+1
553     .endr
554 END(irq_entries_start)
555
556 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
557 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
558         pushq %rax
559         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
560         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
561         jz .Lokay_\@
562         ud2
563 .Lokay_\@:
564         popq %rax
565 #endif
566 .endm
567
568 /*
569  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
570  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
571  * Requires kernel GSBASE.
572  *
573  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
574  */
575 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
576         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
577         movq    %rsp, \old_rsp
578
579         .if \regs
580         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
581         .endif
582
583         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
584         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
585
586         /*
587          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
588          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
589          *
590          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
591          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
592          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
593          * handler.
594          *
595          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
596          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
597          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
598          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
599          */
600
601         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
602         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
603
604 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
605         /*
606          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
607          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
608          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
609          * of bug quickly.
610          */
611         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
612         je      .Lirq_stack_okay\@
613         ud2
614         .Lirq_stack_okay\@:
615 #endif
616
617 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
618         pushq   \old_rsp
619
620         .if \regs
621         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
622         .endif
623 .endm
624
625 /*
626  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
627  */
628 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
629         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
630         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
631         popq    %rsp
632
633         .if \regs
634         UNWIND_HINT_REGS
635         .endif
636
637         /*
638          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
639          * the irq stack but we're not on it.
640          */
641
642         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
643 .endm
644
645 /*
646  * Interrupt entry/exit.
647  *
648  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
649  *
650  * Entry runs with interrupts off.
651  */
652
653 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
654         .macro interrupt func
655         cld
656
657         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
658         jz      1f
659         SWAPGS
660         call    switch_to_thread_stack
661 1:
662
663         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
664         SAVE_C_REGS
665         SAVE_EXTRA_REGS
666         ENCODE_FRAME_POINTER
667
668         testb   $3, CS(%rsp)
669         jz      1f
670
671         /*
672          * IRQ from user mode.
673          *
674          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
675          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
676          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
677          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
678          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
679          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
680          */
681         TRACE_IRQS_OFF
682
683         CALL_enter_from_user_mode
684
685 1:
686         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
687         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
688         TRACE_IRQS_OFF
689
690         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
691         .endm
692
693         /*
694          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
695          * then jump to common_interrupt.
696          */
697         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
698 common_interrupt:
699         ASM_CLAC
700         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
701         interrupt do_IRQ
702         /* 0(%rsp): old RSP */
703 ret_from_intr:
704         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
705         TRACE_IRQS_OFF
706
707         LEAVE_IRQ_STACK
708
709         testb   $3, CS(%rsp)
710         jz      retint_kernel
711
712         /* Interrupt came from user space */
713 GLOBAL(retint_user)
714         mov     %rsp,%rdi
715         call    prepare_exit_to_usermode
716         TRACE_IRQS_IRETQ
717
718 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
719 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
720         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
721         testb   $3, CS(%rsp)
722         jnz     1f
723         ud2
724 1:
725 #endif
726         POP_EXTRA_REGS
727         popq    %r11
728         popq    %r10
729         popq    %r9
730         popq    %r8
731         popq    %rax
732         popq    %rcx
733         popq    %rdx
734         popq    %rsi
735
736         /*
737          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
738          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
739          */
740         movq    %rsp, %rdi
741         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
742
743         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
744         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
745         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
746         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
747         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
748         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
749
750         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
751         pushq   (%rdi)
752
753         /*
754          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
755          * We can do future final exit work right here.
756          */
757
758         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
759
760         /* Restore RDI. */
761         popq    %rdi
762         SWAPGS
763         INTERRUPT_RETURN
764
765
766 /* Returning to kernel space */
767 retint_kernel:
768 #ifdef CONFIG_PREEMPT
769         /* Interrupts are off */
770         /* Check if we need preemption */
771         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
772         jnc     1f
773 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
774         jnz     1f
775         call    preempt_schedule_irq
776         jmp     0b
777 1:
778 #endif
779         /*
780          * The iretq could re-enable interrupts:
781          */
782         TRACE_IRQS_IRETQ
783
784 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
785 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
786         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
787         testb   $3, CS(%rsp)
788         jz      1f
789         ud2
790 1:
791 #endif
792         POP_EXTRA_REGS
793         POP_C_REGS
794         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
795         INTERRUPT_RETURN
796
797 ENTRY(native_iret)
798         UNWIND_HINT_IRET_REGS
799         /*
800          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
801          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
802          */
803 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
804         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
805         jnz     native_irq_return_ldt
806 #endif
807
808 .global native_irq_return_iret
809 native_irq_return_iret:
810         /*
811          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
812          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
813          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
814          * Other faults here are fatal.
815          */
816         iretq
817
818 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
819 native_irq_return_ldt:
820         /*
821          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
822          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
823          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
824          * of the ESPFIX stack.
825          *
826          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
827          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
828          *
829          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
830          *
831          * --- top of ESPFIX stack ---
832          * SS
833          * RSP
834          * RFLAGS
835          * CS
836          * RIP  <-- RSP points here when we're done
837          * RAX  <-- espfix_waddr points here
838          * --- bottom of ESPFIX stack ---
839          */
840
841         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
842         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
843         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
844
845         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
846         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
847         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
848         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
849         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
850         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
851         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
852         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
853         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
854         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
855         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
856         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
857         /* Now RAX == RSP. */
858
859         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
860
861         /*
862          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
863          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
864          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
865          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
866          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
867          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
868          */
869         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
870
871         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
872         SWAPGS                                  /* to user GS */
873         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
874
875         movq    %rax, %rsp
876         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
877
878         /*
879          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
880          * still read.
881          */
882         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
883
884         /*
885          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
886          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
887          * values.  We can now IRET back to userspace.
888          */
889         jmp     native_irq_return_iret
890 #endif
891 END(common_interrupt)
892
893 /*
894  * APIC interrupts.
895  */
896 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
897 ENTRY(\sym)
898         UNWIND_HINT_IRET_REGS
899         ASM_CLAC
900         pushq   $~(\num)
901 .Lcommon_\sym:
902         interrupt \do_sym
903         jmp     ret_from_intr
904 END(\sym)
905 .endm
906
907 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
908 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
909 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
910
911 .macro apicinterrupt num sym do_sym
912 PUSH_SECTION_IRQENTRY
913 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
914 POP_SECTION_IRQENTRY
915 .endm
916
917 #ifdef CONFIG_SMP
918 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
919 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
920 #endif
921
922 #ifdef CONFIG_X86_UV
923 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
924 #endif
925
926 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
927 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
928
929 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
930 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
931 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
932 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
933 #endif
934
935 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
936 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
937 #endif
938
939 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
940 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
941 #endif
942
943 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
944 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
945 #endif
946
947 #ifdef CONFIG_SMP
948 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
949 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
950 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
951 #endif
952
953 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
954 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
955
956 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
957 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
958 #endif
959
960 /*
961  * Exception entry points.
962  */
963 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
964
965 /*
966  * Switch to the thread stack.  This is called with the IRET frame and
967  * orig_ax on the stack.  (That is, RDI..R12 are not on the stack and
968  * space has not been allocated for them.)
969  */
970 ENTRY(switch_to_thread_stack)
971         UNWIND_HINT_FUNC
972
973         pushq   %rdi
974         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
975         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
976         movq    %rsp, %rdi
977         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
978         UNWIND_HINT sp_offset=16 sp_reg=ORC_REG_DI
979
980         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
981         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
982         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
983         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
984         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
985         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
986         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
987         UNWIND_HINT_FUNC
988
989         movq    (%rdi), %rdi
990         ret
991 END(switch_to_thread_stack)
992
993 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
994 ENTRY(\sym)
995         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
996
997         /* Sanity check */
998         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
999         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
1000         .endif
1001
1002         ASM_CLAC
1003
1004         .if \has_error_code == 0
1005         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1006         .endif
1007
1008         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1009
1010         .if \paranoid < 2
1011         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
1012         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
1013         .endif
1014
1015         .if \paranoid
1016         call    paranoid_entry
1017         .else
1018         call    error_entry
1019         .endif
1020         UNWIND_HINT_REGS
1021         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
1022
1023         .if \paranoid
1024         .if \shift_ist != -1
1025         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
1026         .else
1027         TRACE_IRQS_OFF
1028         .endif
1029         .endif
1030
1031         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
1032
1033         .if \has_error_code
1034         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
1035         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
1036         .else
1037         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
1038         .endif
1039
1040         .if \shift_ist != -1
1041         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
1042         .endif
1043
1044         call    \do_sym
1045
1046         .if \shift_ist != -1
1047         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
1048         .endif
1049
1050         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
1051         .if \paranoid
1052         jmp     paranoid_exit
1053         .else
1054         jmp     error_exit
1055         .endif
1056
1057         .if \paranoid < 2
1058         /*
1059          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
1060          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
1061          * run in real process context if user_mode(regs).
1062          */
1063 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
1064         call    error_entry
1065
1066         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
1067
1068         .if \has_error_code
1069         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
1070         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
1071         .else
1072         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
1073         .endif
1074
1075         call    \do_sym
1076
1077         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
1078         .endif
1079 END(\sym)
1080 .endm
1081
1082 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
1083 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
1084 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
1085 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
1086 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
1087 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
1088 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
1089 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
1090 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
1091 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1092 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1093 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1094 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1095
1096
1097         /*
1098          * Reload gs selector with exception handling
1099          * edi:  new selector
1100          */
1101 ENTRY(native_load_gs_index)
1102         FRAME_BEGIN
1103         pushfq
1104         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1105         TRACE_IRQS_OFF
1106         SWAPGS
1107 .Lgs_change:
1108         movl    %edi, %gs
1109 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1110         SWAPGS
1111         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1112         popfq
1113         FRAME_END
1114         ret
1115 ENDPROC(native_load_gs_index)
1116 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1117
1118         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1119         .section .fixup, "ax"
1120         /* running with kernelgs */
1121 bad_gs:
1122         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1123 .macro ZAP_GS
1124         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1125         movl $__USER_DS, %eax
1126         movl %eax, %gs
1127 .endm
1128         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1129         xorl    %eax, %eax
1130         movl    %eax, %gs
1131         jmp     2b
1132         .previous
1133
1134 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1135 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1136         pushq   %rbp
1137         mov     %rsp, %rbp
1138         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1139         call    __do_softirq
1140         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1141         leaveq
1142         ret
1143 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1144
1145 #ifdef CONFIG_XEN
1146 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1147
1148 /*
1149  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1150  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1151  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1152  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1153  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1154  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1155  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1156  * like to avoid the possibility.
1157  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1158  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1159  * activation and restart the handler using the previous one.
1160  */
1161 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1162
1163 /*
1164  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1165  * see the correct pointer to the pt_regs
1166  */
1167         UNWIND_HINT_FUNC
1168         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1169         UNWIND_HINT_REGS
1170
1171         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1172         call    xen_evtchn_do_upcall
1173         LEAVE_IRQ_STACK
1174
1175 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1176         call    xen_maybe_preempt_hcall
1177 #endif
1178         jmp     error_exit
1179 END(xen_do_hypervisor_callback)
1180
1181 /*
1182  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1183  * We get here for two reasons:
1184  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1185  *  2. Fault while executing IRET
1186  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1187  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1188  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1189  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1190  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1191  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1192  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1193  */
1194 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1195         UNWIND_HINT_EMPTY
1196         movl    %ds, %ecx
1197         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1198         jne     1f
1199         movl    %es, %ecx
1200         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1201         jne     1f
1202         movl    %fs, %ecx
1203         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1204         jne     1f
1205         movl    %gs, %ecx
1206         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1207         jne     1f
1208         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1209         movq    (%rsp), %rcx
1210         movq    8(%rsp), %r11
1211         addq    $0x30, %rsp
1212         pushq   $0                              /* RIP */
1213         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1214         jmp     general_protection
1215 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1216         movq    (%rsp), %rcx
1217         movq    8(%rsp), %r11
1218         addq    $0x30, %rsp
1219         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1220         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1221         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1222         SAVE_C_REGS
1223         SAVE_EXTRA_REGS
1224         ENCODE_FRAME_POINTER
1225         jmp     error_exit
1226 END(xen_failsafe_callback)
1227
1228 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1229         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1230
1231 #endif /* CONFIG_XEN */
1232
1233 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1234 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1235         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1236 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1237
1238 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1239 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1240 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1241
1242 #ifdef CONFIG_XEN
1243 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1244 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1245 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1246 #endif
1247
1248 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1249 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1250
1251 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1252 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1253 #endif
1254
1255 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1256 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1257 #endif
1258
1259 /*
1260  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1261  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1262  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1263  */
1264 ENTRY(paranoid_entry)
1265         UNWIND_HINT_FUNC
1266         cld
1267         SAVE_C_REGS 8
1268         SAVE_EXTRA_REGS 8
1269         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1270         movl    $1, %ebx
1271         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1272         rdmsr
1273         testl   %edx, %edx
1274         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1275         SWAPGS
1276         xorl    %ebx, %ebx
1277
1278 1:
1279         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1280
1281         ret
1282 END(paranoid_entry)
1283
1284 /*
1285  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1286  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1287  * from kernel space.
1288  *
1289  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1290  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1291  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1292  * to try to handle preemption here.
1293  *
1294  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1295  */
1296 ENTRY(paranoid_exit)
1297         UNWIND_HINT_REGS
1298         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1299         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1300         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1301         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1302         TRACE_IRQS_IRETQ
1303         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1304         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1305         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1306 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1307         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1308 .Lparanoid_exit_restore:
1309         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1310 END(paranoid_exit)
1311
1312 /*
1313  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1314  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1315  */
1316 ENTRY(error_entry)
1317         UNWIND_HINT_FUNC
1318         cld
1319         SAVE_C_REGS 8
1320         SAVE_EXTRA_REGS 8
1321         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1322         xorl    %ebx, %ebx
1323         testb   $3, CS+8(%rsp)
1324         jz      .Lerror_kernelspace
1325
1326         /*
1327          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1328          * from user mode due to an IRET fault.
1329          */
1330         SWAPGS
1331         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1332         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1333
1334 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1335         /* Put us onto the real thread stack. */
1336         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1337         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1338         call    sync_regs
1339         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1340         ENCODE_FRAME_POINTER
1341         pushq   %r12
1342
1343         /*
1344          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1345          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1346          * (which can take locks).
1347          */
1348         TRACE_IRQS_OFF
1349         CALL_enter_from_user_mode
1350         ret
1351
1352 .Lerror_entry_done:
1353         TRACE_IRQS_OFF
1354         ret
1355
1356         /*
1357          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1358          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1359          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1360          * for these here too.
1361          */
1362 .Lerror_kernelspace:
1363         incl    %ebx
1364         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1365         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1366         je      .Lerror_bad_iret
1367         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1368         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1369         je      .Lbstep_iret
1370         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1371         jne     .Lerror_entry_done
1372
1373         /*
1374          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1375          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1376          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1377          */
1378         SWAPGS
1379         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1380         jmp .Lerror_entry_done
1381
1382 .Lbstep_iret:
1383         /* Fix truncated RIP */
1384         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1385         /* fall through */
1386
1387 .Lerror_bad_iret:
1388         /*
1389          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1390          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1391          */
1392         SWAPGS
1393         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1394
1395         /*
1396          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1397          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1398          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1399          */
1400         mov     %rsp, %rdi
1401         call    fixup_bad_iret
1402         mov     %rax, %rsp
1403         decl    %ebx
1404         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1405 END(error_entry)
1406
1407
1408 /*
1409  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1410  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1411  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1412  */
1413 ENTRY(error_exit)
1414         UNWIND_HINT_REGS
1415         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1416         TRACE_IRQS_OFF
1417         testl   %ebx, %ebx
1418         jnz     retint_kernel
1419         jmp     retint_user
1420 END(error_exit)
1421
1422 /*
1423  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1424  * so we can use real assembly here.
1425  *
1426  * Registers:
1427  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1428  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1429  */
1430 ENTRY(nmi)
1431         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1432
1433         /*
1434          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1435          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1436          * This means that we can have nested NMIs where the next
1437          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1438          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1439          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1440          * anyway.
1441          *
1442          * To handle this case we do the following:
1443          *  Check the a special location on the stack that contains
1444          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1445          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1446          *  is an NMI stack.
1447          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1448          *  stack then:
1449          *    o Set the special variable on the stack
1450          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1451          *      stack
1452          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1453          *    o Continue processing the NMI
1454          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1455          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1456          *    o return back to the first NMI
1457          *
1458          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1459          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1460          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1461          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1462          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1463          * NMI.
1464          *
1465          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1466          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1467          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1468          * other IST entries.
1469          */
1470
1471         ASM_CLAC
1472
1473         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1474         pushq   %rdx
1475
1476         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1477         jz      .Lnmi_from_kernel
1478
1479         /*
1480          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1481          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1482          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1483          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1484          * are off.
1485          *
1486          * We also must not push anything to the stack before switching
1487          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1488          */
1489
1490         swapgs
1491         cld
1492         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1493         movq    %rsp, %rdx
1494         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1495         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1496         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1497         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1498         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1499         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1500         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1501         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1502         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1503         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1504         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1505         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1506         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1507         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1508         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1509         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1510         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1511         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1512         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1513         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1514         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1515         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1516         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1517         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1518         UNWIND_HINT_REGS
1519         ENCODE_FRAME_POINTER
1520
1521         /*
1522          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1523          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1524          * done with the NMI stack.
1525          */
1526
1527         movq    %rsp, %rdi
1528         movq    $-1, %rsi
1529         call    do_nmi
1530
1531         /*
1532          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1533          * work, because we don't want to enable interrupts.
1534          */
1535         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1536
1537 .Lnmi_from_kernel:
1538         /*
1539          * Here's what our stack frame will look like:
1540          * +---------------------------------------------------------+
1541          * | original SS                                             |
1542          * | original Return RSP                                     |
1543          * | original RFLAGS                                         |
1544          * | original CS                                             |
1545          * | original RIP                                            |
1546          * +---------------------------------------------------------+
1547          * | temp storage for rdx                                    |
1548          * +---------------------------------------------------------+
1549          * | "NMI executing" variable                                |
1550          * +---------------------------------------------------------+
1551          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1552          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1553          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1554          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1555          * | iret RIP         }                                      |
1556          * +---------------------------------------------------------+
1557          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1558          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1559          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1560          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1561          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1562          * +---------------------------------------------------------+
1563          * | pt_regs                                                 |
1564          * +---------------------------------------------------------+
1565          *
1566          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1567          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1568          * space for the asm code here.
1569          *
1570          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1571          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1572          * processing.
1573          *
1574          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1575          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1576          * frame pointing to the final return target.
1577          */
1578
1579         /*
1580          * Determine whether we're a nested NMI.
1581          *
1582          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1583          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1584          * modify the "iret" frame because it's being written by
1585          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1586          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1587          * resume the outer NMI.
1588          */
1589
1590         movq    $repeat_nmi, %rdx
1591         cmpq    8(%rsp), %rdx
1592         ja      1f
1593         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1594         cmpq    8(%rsp), %rdx
1595         ja      nested_nmi_out
1596 1:
1597
1598         /*
1599          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1600          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1601          * before IRET.
1602          */
1603         cmpl    $1, -8(%rsp)
1604         je      nested_nmi
1605
1606         /*
1607          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1608          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1609          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1610          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1611          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1612          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1613          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1614          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1615          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1616          * "NMI executing".
1617          */
1618         lea     6*8(%rsp), %rdx
1619         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1620         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1621         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1622         ja      first_nmi
1623
1624         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1625         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1626         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1627         jb      first_nmi
1628
1629         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1630
1631         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1632         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1633
1634         /* This is a nested NMI. */
1635
1636 nested_nmi:
1637         /*
1638          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1639          * iteration of NMI handling.
1640          */
1641         subq    $8, %rsp
1642         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1643         pushq   $__KERNEL_DS
1644         pushq   %rdx
1645         pushfq
1646         pushq   $__KERNEL_CS
1647         pushq   $repeat_nmi
1648
1649         /* Put stack back */
1650         addq    $(6*8), %rsp
1651
1652 nested_nmi_out:
1653         popq    %rdx
1654
1655         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1656         iretq
1657
1658 first_nmi:
1659         /* Restore rdx. */
1660         movq    (%rsp), %rdx
1661
1662         /* Make room for "NMI executing". */
1663         pushq   $0
1664
1665         /* Leave room for the "iret" frame */
1666         subq    $(5*8), %rsp
1667
1668         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1669         .rept 5
1670         pushq   11*8(%rsp)
1671         .endr
1672         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1673
1674         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1675
1676 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1677         /*
1678          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1679          * default because IRET is very expensive.
1680          */
1681         pushq   $0              /* SS */
1682         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1683         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1684         pushfq                  /* RFLAGS */
1685         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1686         pushq   $1f             /* RIP */
1687         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1688         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1689 1:
1690 #endif
1691
1692 repeat_nmi:
1693         /*
1694          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1695          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1696          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1697          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1698          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1699          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1700          * NMI will update.
1701          *
1702          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1703          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1704          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1705          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1706          * is zero.
1707          */
1708         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1709
1710         /*
1711          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1712          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1713          * it or it will end up containing garbage.
1714          */
1715         addq    $(10*8), %rsp
1716         .rept 5
1717         pushq   -6*8(%rsp)
1718         .endr
1719         subq    $(5*8), %rsp
1720 end_repeat_nmi:
1721
1722         /*
1723          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1724          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1725          * frame to point back to repeat_nmi.
1726          */
1727         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1728         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1729
1730         /*
1731          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1732          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1733          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1734          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1735          * exceptions might do.
1736          */
1737         call    paranoid_entry
1738         UNWIND_HINT_REGS
1739
1740         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1741         movq    %rsp, %rdi
1742         movq    $-1, %rsi
1743         call    do_nmi
1744
1745         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1746
1747         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1748         jnz     nmi_restore
1749 nmi_swapgs:
1750         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1751 nmi_restore:
1752         POP_EXTRA_REGS
1753         POP_C_REGS
1754
1755         /*
1756          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1757          * at the "iret" frame.
1758          */
1759         addq    $6*8, %rsp
1760
1761         /*
1762          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1763          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1764          * the SYSCALL entry and exit paths.
1765          *
1766          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1767          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1768          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1769          */
1770         std
1771         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1772
1773         /*
1774          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1775          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1776          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1777          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1778          */
1779         iretq
1780 END(nmi)
1781
1782 ENTRY(ignore_sysret)
1783         UNWIND_HINT_EMPTY
1784         mov     $-ENOSYS, %eax
1785         sysret
1786 END(ignore_sysret)
1787
1788 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1789         UNWIND_HINT_FUNC
1790         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1791         xorl    %ebp, %ebp
1792
1793         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1794         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1795         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1796
1797         call    do_exit
1798 END(rewind_stack_do_exit)