Merge tag 'docs-4.16' of git://git.lwn.net/linux
[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 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
495         /*
496          * When switching from a shallower to a deeper call stack
497          * the RSB may either underflow or use entries populated
498          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
499          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
500          * speculative execution to prevent attack.
501          */
502         /* Clobbers %rbx */
503         FILL_RETURN_BUFFER RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
504 #endif
505
506         /* restore callee-saved registers */
507         popq    %r15
508         popq    %r14
509         popq    %r13
510         popq    %r12
511         popq    %rbx
512         popq    %rbp
513
514         jmp     __switch_to
515 END(__switch_to_asm)
516
517 /*
518  * A newly forked process directly context switches into this address.
519  *
520  * rax: prev task we switched from
521  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
522  * r12: kernel thread arg
523  */
524 ENTRY(ret_from_fork)
525         UNWIND_HINT_EMPTY
526         movq    %rax, %rdi
527         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
528
529         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
530         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
531
532 2:
533         UNWIND_HINT_REGS
534         movq    %rsp, %rdi
535         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
536         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
537         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
538
539 1:
540         /* kernel thread */
541         movq    %r12, %rdi
542         CALL_NOSPEC %rbx
543         /*
544          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
545          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
546          * syscall.
547          */
548         movq    $0, RAX(%rsp)
549         jmp     2b
550 END(ret_from_fork)
551
552 /*
553  * Build the entry stubs with some assembler magic.
554  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
555  */
556         .align 8
557 ENTRY(irq_entries_start)
558     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
559     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
560         UNWIND_HINT_IRET_REGS
561         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
562         jmp     common_interrupt
563         .align  8
564         vector=vector+1
565     .endr
566 END(irq_entries_start)
567
568 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
569 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
570         pushq %rax
571         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
572         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
573         jz .Lokay_\@
574         ud2
575 .Lokay_\@:
576         popq %rax
577 #endif
578 .endm
579
580 /*
581  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
582  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
583  * Requires kernel GSBASE.
584  *
585  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
586  */
587 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
588         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
589         movq    %rsp, \old_rsp
590
591         .if \regs
592         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
593         .endif
594
595         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
596         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
597
598         /*
599          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
600          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
601          *
602          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
603          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
604          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
605          * handler.
606          *
607          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
608          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
609          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
610          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
611          */
612
613         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
614         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
615
616 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
617         /*
618          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
619          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
620          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
621          * of bug quickly.
622          */
623         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
624         je      .Lirq_stack_okay\@
625         ud2
626         .Lirq_stack_okay\@:
627 #endif
628
629 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
630         pushq   \old_rsp
631
632         .if \regs
633         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
634         .endif
635 .endm
636
637 /*
638  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
639  */
640 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
641         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
642         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
643         popq    %rsp
644
645         .if \regs
646         UNWIND_HINT_REGS
647         .endif
648
649         /*
650          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
651          * the irq stack but we're not on it.
652          */
653
654         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
655 .endm
656
657 /*
658  * Interrupt entry/exit.
659  *
660  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
661  *
662  * Entry runs with interrupts off.
663  */
664
665 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
666         .macro interrupt func
667         cld
668
669         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
670         jz      1f
671         SWAPGS
672         call    switch_to_thread_stack
673 1:
674
675         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
676         SAVE_C_REGS
677         SAVE_EXTRA_REGS
678         ENCODE_FRAME_POINTER
679
680         testb   $3, CS(%rsp)
681         jz      1f
682
683         /*
684          * IRQ from user mode.
685          *
686          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
687          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
688          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
689          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
690          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
691          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
692          */
693         TRACE_IRQS_OFF
694
695         CALL_enter_from_user_mode
696
697 1:
698         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
699         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
700         TRACE_IRQS_OFF
701
702         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
703         .endm
704
705         /*
706          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
707          * then jump to common_interrupt.
708          */
709         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
710 common_interrupt:
711         ASM_CLAC
712         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
713         interrupt do_IRQ
714         /* 0(%rsp): old RSP */
715 ret_from_intr:
716         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
717         TRACE_IRQS_OFF
718
719         LEAVE_IRQ_STACK
720
721         testb   $3, CS(%rsp)
722         jz      retint_kernel
723
724         /* Interrupt came from user space */
725 GLOBAL(retint_user)
726         mov     %rsp,%rdi
727         call    prepare_exit_to_usermode
728         TRACE_IRQS_IRETQ
729
730 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
731 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
732         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
733         testb   $3, CS(%rsp)
734         jnz     1f
735         ud2
736 1:
737 #endif
738         POP_EXTRA_REGS
739         popq    %r11
740         popq    %r10
741         popq    %r9
742         popq    %r8
743         popq    %rax
744         popq    %rcx
745         popq    %rdx
746         popq    %rsi
747
748         /*
749          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
750          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
751          */
752         movq    %rsp, %rdi
753         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
754
755         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
756         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
757         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
758         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
759         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
760         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
761
762         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
763         pushq   (%rdi)
764
765         /*
766          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
767          * We can do future final exit work right here.
768          */
769
770         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
771
772         /* Restore RDI. */
773         popq    %rdi
774         SWAPGS
775         INTERRUPT_RETURN
776
777
778 /* Returning to kernel space */
779 retint_kernel:
780 #ifdef CONFIG_PREEMPT
781         /* Interrupts are off */
782         /* Check if we need preemption */
783         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
784         jnc     1f
785 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
786         jnz     1f
787         call    preempt_schedule_irq
788         jmp     0b
789 1:
790 #endif
791         /*
792          * The iretq could re-enable interrupts:
793          */
794         TRACE_IRQS_IRETQ
795
796 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
797 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
798         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
799         testb   $3, CS(%rsp)
800         jz      1f
801         ud2
802 1:
803 #endif
804         POP_EXTRA_REGS
805         POP_C_REGS
806         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
807         INTERRUPT_RETURN
808
809 ENTRY(native_iret)
810         UNWIND_HINT_IRET_REGS
811         /*
812          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
813          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
814          */
815 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
816         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
817         jnz     native_irq_return_ldt
818 #endif
819
820 .global native_irq_return_iret
821 native_irq_return_iret:
822         /*
823          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
824          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
825          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
826          * Other faults here are fatal.
827          */
828         iretq
829
830 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
831 native_irq_return_ldt:
832         /*
833          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
834          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
835          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
836          * of the ESPFIX stack.
837          *
838          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
839          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
840          *
841          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
842          *
843          * --- top of ESPFIX stack ---
844          * SS
845          * RSP
846          * RFLAGS
847          * CS
848          * RIP  <-- RSP points here when we're done
849          * RAX  <-- espfix_waddr points here
850          * --- bottom of ESPFIX stack ---
851          */
852
853         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
854         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
855         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
856
857         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
858         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
859         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
860         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
861         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
862         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
863         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
864         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
865         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
866         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
867         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
868         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
869         /* Now RAX == RSP. */
870
871         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
872
873         /*
874          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
875          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
876          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
877          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
878          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
879          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
880          */
881         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
882
883         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
884         SWAPGS                                  /* to user GS */
885         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
886
887         movq    %rax, %rsp
888         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
889
890         /*
891          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
892          * still read.
893          */
894         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
895
896         /*
897          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
898          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
899          * values.  We can now IRET back to userspace.
900          */
901         jmp     native_irq_return_iret
902 #endif
903 END(common_interrupt)
904
905 /*
906  * APIC interrupts.
907  */
908 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
909 ENTRY(\sym)
910         UNWIND_HINT_IRET_REGS
911         ASM_CLAC
912         pushq   $~(\num)
913 .Lcommon_\sym:
914         interrupt \do_sym
915         jmp     ret_from_intr
916 END(\sym)
917 .endm
918
919 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
920 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
921 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
922
923 .macro apicinterrupt num sym do_sym
924 PUSH_SECTION_IRQENTRY
925 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
926 POP_SECTION_IRQENTRY
927 .endm
928
929 #ifdef CONFIG_SMP
930 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
931 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
932 #endif
933
934 #ifdef CONFIG_X86_UV
935 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
936 #endif
937
938 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
939 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
940
941 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
942 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
943 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
944 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
945 #endif
946
947 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
948 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
949 #endif
950
951 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
952 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
953 #endif
954
955 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
956 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
957 #endif
958
959 #ifdef CONFIG_SMP
960 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
961 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
962 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
963 #endif
964
965 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
966 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
967
968 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
969 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
970 #endif
971
972 /*
973  * Exception entry points.
974  */
975 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
976
977 /*
978  * Switch to the thread stack.  This is called with the IRET frame and
979  * orig_ax on the stack.  (That is, RDI..R12 are not on the stack and
980  * space has not been allocated for them.)
981  */
982 ENTRY(switch_to_thread_stack)
983         UNWIND_HINT_FUNC
984
985         pushq   %rdi
986         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
987         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
988         movq    %rsp, %rdi
989         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
990         UNWIND_HINT sp_offset=16 sp_reg=ORC_REG_DI
991
992         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
993         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
994         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
995         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
996         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
997         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
998         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
999         UNWIND_HINT_FUNC
1000
1001         movq    (%rdi), %rdi
1002         ret
1003 END(switch_to_thread_stack)
1004
1005 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
1006 ENTRY(\sym)
1007         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
1008
1009         /* Sanity check */
1010         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
1011         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
1012         .endif
1013
1014         ASM_CLAC
1015
1016         .if \has_error_code == 0
1017         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1018         .endif
1019
1020         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1021
1022         .if \paranoid < 2
1023         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
1024         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
1025         .endif
1026
1027         .if \paranoid
1028         call    paranoid_entry
1029         .else
1030         call    error_entry
1031         .endif
1032         UNWIND_HINT_REGS
1033         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
1034
1035         .if \paranoid
1036         .if \shift_ist != -1
1037         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
1038         .else
1039         TRACE_IRQS_OFF
1040         .endif
1041         .endif
1042
1043         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
1044
1045         .if \has_error_code
1046         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
1047         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
1048         .else
1049         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
1050         .endif
1051
1052         .if \shift_ist != -1
1053         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
1054         .endif
1055
1056         call    \do_sym
1057
1058         .if \shift_ist != -1
1059         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
1060         .endif
1061
1062         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
1063         .if \paranoid
1064         jmp     paranoid_exit
1065         .else
1066         jmp     error_exit
1067         .endif
1068
1069         .if \paranoid < 2
1070         /*
1071          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
1072          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
1073          * run in real process context if user_mode(regs).
1074          */
1075 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
1076         call    error_entry
1077
1078         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
1079
1080         .if \has_error_code
1081         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
1082         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
1083         .else
1084         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
1085         .endif
1086
1087         call    \do_sym
1088
1089         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
1090         .endif
1091 END(\sym)
1092 .endm
1093
1094 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
1095 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
1096 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
1097 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
1098 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
1099 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
1100 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
1101 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
1102 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
1103 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1104 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1105 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1106 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1107
1108
1109         /*
1110          * Reload gs selector with exception handling
1111          * edi:  new selector
1112          */
1113 ENTRY(native_load_gs_index)
1114         FRAME_BEGIN
1115         pushfq
1116         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1117         TRACE_IRQS_OFF
1118         SWAPGS
1119 .Lgs_change:
1120         movl    %edi, %gs
1121 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1122         SWAPGS
1123         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1124         popfq
1125         FRAME_END
1126         ret
1127 ENDPROC(native_load_gs_index)
1128 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1129
1130         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1131         .section .fixup, "ax"
1132         /* running with kernelgs */
1133 bad_gs:
1134         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1135 .macro ZAP_GS
1136         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1137         movl $__USER_DS, %eax
1138         movl %eax, %gs
1139 .endm
1140         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1141         xorl    %eax, %eax
1142         movl    %eax, %gs
1143         jmp     2b
1144         .previous
1145
1146 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1147 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1148         pushq   %rbp
1149         mov     %rsp, %rbp
1150         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1151         call    __do_softirq
1152         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1153         leaveq
1154         ret
1155 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1156
1157 #ifdef CONFIG_XEN
1158 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1159
1160 /*
1161  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1162  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1163  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1164  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1165  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1166  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1167  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1168  * like to avoid the possibility.
1169  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1170  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1171  * activation and restart the handler using the previous one.
1172  */
1173 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1174
1175 /*
1176  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1177  * see the correct pointer to the pt_regs
1178  */
1179         UNWIND_HINT_FUNC
1180         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1181         UNWIND_HINT_REGS
1182
1183         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1184         call    xen_evtchn_do_upcall
1185         LEAVE_IRQ_STACK
1186
1187 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1188         call    xen_maybe_preempt_hcall
1189 #endif
1190         jmp     error_exit
1191 END(xen_do_hypervisor_callback)
1192
1193 /*
1194  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1195  * We get here for two reasons:
1196  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1197  *  2. Fault while executing IRET
1198  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1199  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1200  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1201  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1202  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1203  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1204  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1205  */
1206 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1207         UNWIND_HINT_EMPTY
1208         movl    %ds, %ecx
1209         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1210         jne     1f
1211         movl    %es, %ecx
1212         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1213         jne     1f
1214         movl    %fs, %ecx
1215         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1216         jne     1f
1217         movl    %gs, %ecx
1218         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1219         jne     1f
1220         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1221         movq    (%rsp), %rcx
1222         movq    8(%rsp), %r11
1223         addq    $0x30, %rsp
1224         pushq   $0                              /* RIP */
1225         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1226         jmp     general_protection
1227 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1228         movq    (%rsp), %rcx
1229         movq    8(%rsp), %r11
1230         addq    $0x30, %rsp
1231         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1232         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1233         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1234         SAVE_C_REGS
1235         SAVE_EXTRA_REGS
1236         ENCODE_FRAME_POINTER
1237         jmp     error_exit
1238 END(xen_failsafe_callback)
1239
1240 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1241         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1242
1243 #endif /* CONFIG_XEN */
1244
1245 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1246 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1247         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1248 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1249
1250 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1251 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1252 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1253
1254 #ifdef CONFIG_XEN
1255 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1256 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1257 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1258 #endif
1259
1260 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1261 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1262
1263 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1264 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1265 #endif
1266
1267 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1268 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1269 #endif
1270
1271 /*
1272  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1273  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1274  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1275  */
1276 ENTRY(paranoid_entry)
1277         UNWIND_HINT_FUNC
1278         cld
1279         SAVE_C_REGS 8
1280         SAVE_EXTRA_REGS 8
1281         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1282         movl    $1, %ebx
1283         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1284         rdmsr
1285         testl   %edx, %edx
1286         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1287         SWAPGS
1288         xorl    %ebx, %ebx
1289
1290 1:
1291         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1292
1293         ret
1294 END(paranoid_entry)
1295
1296 /*
1297  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1298  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1299  * from kernel space.
1300  *
1301  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1302  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1303  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1304  * to try to handle preemption here.
1305  *
1306  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1307  */
1308 ENTRY(paranoid_exit)
1309         UNWIND_HINT_REGS
1310         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1311         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1312         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1313         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1314         TRACE_IRQS_IRETQ
1315         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1316         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1317         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1318 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1319         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1320 .Lparanoid_exit_restore:
1321         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1322 END(paranoid_exit)
1323
1324 /*
1325  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1326  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1327  */
1328 ENTRY(error_entry)
1329         UNWIND_HINT_FUNC
1330         cld
1331         SAVE_C_REGS 8
1332         SAVE_EXTRA_REGS 8
1333         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1334         xorl    %ebx, %ebx
1335         testb   $3, CS+8(%rsp)
1336         jz      .Lerror_kernelspace
1337
1338         /*
1339          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1340          * from user mode due to an IRET fault.
1341          */
1342         SWAPGS
1343         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1344         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1345
1346 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1347         /* Put us onto the real thread stack. */
1348         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1349         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1350         call    sync_regs
1351         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1352         ENCODE_FRAME_POINTER
1353         pushq   %r12
1354
1355         /*
1356          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1357          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1358          * (which can take locks).
1359          */
1360         TRACE_IRQS_OFF
1361         CALL_enter_from_user_mode
1362         ret
1363
1364 .Lerror_entry_done:
1365         TRACE_IRQS_OFF
1366         ret
1367
1368         /*
1369          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1370          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1371          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1372          * for these here too.
1373          */
1374 .Lerror_kernelspace:
1375         incl    %ebx
1376         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1377         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1378         je      .Lerror_bad_iret
1379         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1380         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1381         je      .Lbstep_iret
1382         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1383         jne     .Lerror_entry_done
1384
1385         /*
1386          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1387          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1388          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1389          */
1390         SWAPGS
1391         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1392         jmp .Lerror_entry_done
1393
1394 .Lbstep_iret:
1395         /* Fix truncated RIP */
1396         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1397         /* fall through */
1398
1399 .Lerror_bad_iret:
1400         /*
1401          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1402          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1403          */
1404         SWAPGS
1405         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1406
1407         /*
1408          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1409          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1410          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1411          */
1412         mov     %rsp, %rdi
1413         call    fixup_bad_iret
1414         mov     %rax, %rsp
1415         decl    %ebx
1416         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1417 END(error_entry)
1418
1419
1420 /*
1421  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1422  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1423  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1424  */
1425 ENTRY(error_exit)
1426         UNWIND_HINT_REGS
1427         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1428         TRACE_IRQS_OFF
1429         testl   %ebx, %ebx
1430         jnz     retint_kernel
1431         jmp     retint_user
1432 END(error_exit)
1433
1434 /*
1435  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1436  * so we can use real assembly here.
1437  *
1438  * Registers:
1439  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1440  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1441  */
1442 ENTRY(nmi)
1443         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1444
1445         /*
1446          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1447          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1448          * This means that we can have nested NMIs where the next
1449          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1450          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1451          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1452          * anyway.
1453          *
1454          * To handle this case we do the following:
1455          *  Check the a special location on the stack that contains
1456          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1457          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1458          *  is an NMI stack.
1459          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1460          *  stack then:
1461          *    o Set the special variable on the stack
1462          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1463          *      stack
1464          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1465          *    o Continue processing the NMI
1466          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1467          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1468          *    o return back to the first NMI
1469          *
1470          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1471          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1472          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1473          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1474          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1475          * NMI.
1476          *
1477          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1478          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1479          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1480          * other IST entries.
1481          */
1482
1483         ASM_CLAC
1484
1485         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1486         pushq   %rdx
1487
1488         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1489         jz      .Lnmi_from_kernel
1490
1491         /*
1492          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1493          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1494          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1495          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1496          * are off.
1497          *
1498          * We also must not push anything to the stack before switching
1499          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1500          */
1501
1502         swapgs
1503         cld
1504         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1505         movq    %rsp, %rdx
1506         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1507         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1508         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1509         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1510         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1511         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1512         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1513         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1514         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1515         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1516         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1517         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1518         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1519         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1520         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1521         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1522         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1523         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1524         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1525         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1526         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1527         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1528         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1529         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1530         UNWIND_HINT_REGS
1531         ENCODE_FRAME_POINTER
1532
1533         /*
1534          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1535          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1536          * done with the NMI stack.
1537          */
1538
1539         movq    %rsp, %rdi
1540         movq    $-1, %rsi
1541         call    do_nmi
1542
1543         /*
1544          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1545          * work, because we don't want to enable interrupts.
1546          */
1547         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1548
1549 .Lnmi_from_kernel:
1550         /*
1551          * Here's what our stack frame will look like:
1552          * +---------------------------------------------------------+
1553          * | original SS                                             |
1554          * | original Return RSP                                     |
1555          * | original RFLAGS                                         |
1556          * | original CS                                             |
1557          * | original RIP                                            |
1558          * +---------------------------------------------------------+
1559          * | temp storage for rdx                                    |
1560          * +---------------------------------------------------------+
1561          * | "NMI executing" variable                                |
1562          * +---------------------------------------------------------+
1563          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1564          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1565          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1566          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1567          * | iret RIP         }                                      |
1568          * +---------------------------------------------------------+
1569          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1570          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1571          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1572          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1573          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1574          * +---------------------------------------------------------+
1575          * | pt_regs                                                 |
1576          * +---------------------------------------------------------+
1577          *
1578          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1579          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1580          * space for the asm code here.
1581          *
1582          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1583          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1584          * processing.
1585          *
1586          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1587          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1588          * frame pointing to the final return target.
1589          */
1590
1591         /*
1592          * Determine whether we're a nested NMI.
1593          *
1594          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1595          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1596          * modify the "iret" frame because it's being written by
1597          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1598          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1599          * resume the outer NMI.
1600          */
1601
1602         movq    $repeat_nmi, %rdx
1603         cmpq    8(%rsp), %rdx
1604         ja      1f
1605         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1606         cmpq    8(%rsp), %rdx
1607         ja      nested_nmi_out
1608 1:
1609
1610         /*
1611          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1612          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1613          * before IRET.
1614          */
1615         cmpl    $1, -8(%rsp)
1616         je      nested_nmi
1617
1618         /*
1619          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1620          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1621          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1622          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1623          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1624          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1625          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1626          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1627          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1628          * "NMI executing".
1629          */
1630         lea     6*8(%rsp), %rdx
1631         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1632         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1633         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1634         ja      first_nmi
1635
1636         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1637         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1638         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1639         jb      first_nmi
1640
1641         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1642
1643         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1644         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1645
1646         /* This is a nested NMI. */
1647
1648 nested_nmi:
1649         /*
1650          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1651          * iteration of NMI handling.
1652          */
1653         subq    $8, %rsp
1654         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1655         pushq   $__KERNEL_DS
1656         pushq   %rdx
1657         pushfq
1658         pushq   $__KERNEL_CS
1659         pushq   $repeat_nmi
1660
1661         /* Put stack back */
1662         addq    $(6*8), %rsp
1663
1664 nested_nmi_out:
1665         popq    %rdx
1666
1667         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1668         iretq
1669
1670 first_nmi:
1671         /* Restore rdx. */
1672         movq    (%rsp), %rdx
1673
1674         /* Make room for "NMI executing". */
1675         pushq   $0
1676
1677         /* Leave room for the "iret" frame */
1678         subq    $(5*8), %rsp
1679
1680         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1681         .rept 5
1682         pushq   11*8(%rsp)
1683         .endr
1684         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1685
1686         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1687
1688 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1689         /*
1690          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1691          * default because IRET is very expensive.
1692          */
1693         pushq   $0              /* SS */
1694         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1695         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1696         pushfq                  /* RFLAGS */
1697         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1698         pushq   $1f             /* RIP */
1699         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1700         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1701 1:
1702 #endif
1703
1704 repeat_nmi:
1705         /*
1706          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1707          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1708          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1709          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1710          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1711          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1712          * NMI will update.
1713          *
1714          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1715          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1716          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1717          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1718          * is zero.
1719          */
1720         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1721
1722         /*
1723          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1724          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1725          * it or it will end up containing garbage.
1726          */
1727         addq    $(10*8), %rsp
1728         .rept 5
1729         pushq   -6*8(%rsp)
1730         .endr
1731         subq    $(5*8), %rsp
1732 end_repeat_nmi:
1733
1734         /*
1735          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1736          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1737          * frame to point back to repeat_nmi.
1738          */
1739         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1740         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1741
1742         /*
1743          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1744          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1745          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1746          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1747          * exceptions might do.
1748          */
1749         call    paranoid_entry
1750         UNWIND_HINT_REGS
1751
1752         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1753         movq    %rsp, %rdi
1754         movq    $-1, %rsi
1755         call    do_nmi
1756
1757         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1758
1759         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1760         jnz     nmi_restore
1761 nmi_swapgs:
1762         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1763 nmi_restore:
1764         POP_EXTRA_REGS
1765         POP_C_REGS
1766
1767         /*
1768          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1769          * at the "iret" frame.
1770          */
1771         addq    $6*8, %rsp
1772
1773         /*
1774          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1775          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1776          * the SYSCALL entry and exit paths.
1777          *
1778          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1779          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1780          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1781          */
1782         std
1783         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1784
1785         /*
1786          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1787          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1788          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1789          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1790          */
1791         iretq
1792 END(nmi)
1793
1794 ENTRY(ignore_sysret)
1795         UNWIND_HINT_EMPTY
1796         mov     $-ENOSYS, %eax
1797         sysret
1798 END(ignore_sysret)
1799
1800 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1801         UNWIND_HINT_FUNC
1802         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1803         xorl    %ebp, %ebp
1804
1805         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1806         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1807         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1808
1809         call    do_exit
1810 END(rewind_stack_do_exit)