Merge branch 'regulator-4.17' into regulator-4.18 merge window
[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         btl     $9, \flags              /* interrupts off? */
59         jnc     1f
60         TRACE_IRQS_ON
61 1:
62 #endif
63 .endm
64
65 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
66         TRACE_IRQS_FLAGS EFLAGS(%rsp)
67 .endm
68
69 /*
70  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
71  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
72  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
73  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
74  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
75  *
76  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
77  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
78  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
79  */
80 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
81
82 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
83         call    debug_stack_set_zero
84         TRACE_IRQS_OFF
85         call    debug_stack_reset
86 .endm
87
88 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
89         call    debug_stack_set_zero
90         TRACE_IRQS_ON
91         call    debug_stack_reset
92 .endm
93
94 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
95         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
96         jnc     1f
97         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
98 1:
99 .endm
100
101 #else
102 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
103 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
104 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
105 #endif
106
107 /*
108  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
109  *
110  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
111  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
112  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
113  * available when SYSCALL is used.
114  *
115  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
116  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
117  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
118  * clock_gettimeofday fallback.
119  *
120  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
121  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
122  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
123  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
124  * and does not change rsp.
125  *
126  * Registers on entry:
127  * rax  system call number
128  * rcx  return address
129  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
130  * rdi  arg0
131  * rsi  arg1
132  * rdx  arg2
133  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
134  * r8   arg4
135  * r9   arg5
136  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
137  *
138  * Only called from user space.
139  *
140  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
141  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
142  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
143  */
144
145         .pushsection .entry_trampoline, "ax"
146
147 /*
148  * The code in here gets remapped into cpu_entry_area's trampoline.  This means
149  * that the assembler and linker have the wrong idea as to where this code
150  * lives (and, in fact, it's mapped more than once, so it's not even at a
151  * fixed address).  So we can't reference any symbols outside the entry
152  * trampoline and expect it to work.
153  *
154  * Instead, we carefully abuse %rip-relative addressing.
155  * _entry_trampoline(%rip) refers to the start of the remapped) entry
156  * trampoline.  We can thus find cpu_entry_area with this macro:
157  */
158
159 #define CPU_ENTRY_AREA \
160         _entry_trampoline - CPU_ENTRY_AREA_entry_trampoline(%rip)
161
162 /* The top word of the SYSENTER stack is hot and is usable as scratch space. */
163 #define RSP_SCRATCH     CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + \
164                         SIZEOF_entry_stack - 8 + CPU_ENTRY_AREA
165
166 ENTRY(entry_SYSCALL_64_trampoline)
167         UNWIND_HINT_EMPTY
168         swapgs
169
170         /* Stash the user RSP. */
171         movq    %rsp, RSP_SCRATCH
172
173         /* Note: using %rsp as a scratch reg. */
174         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
175
176         /* Load the top of the task stack into RSP */
177         movq    CPU_ENTRY_AREA_tss + TSS_sp1 + CPU_ENTRY_AREA, %rsp
178
179         /* Start building the simulated IRET frame. */
180         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
181         pushq   RSP_SCRATCH                     /* pt_regs->sp */
182         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
183         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
184         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
185
186         /*
187          * x86 lacks a near absolute jump, and we can't jump to the real
188          * entry text with a relative jump.  We could push the target
189          * address and then use retq, but this destroys the pipeline on
190          * many CPUs (wasting over 20 cycles on Sandy Bridge).  Instead,
191          * spill RDI and restore it in a second-stage trampoline.
192          */
193         pushq   %rdi
194         movq    $entry_SYSCALL_64_stage2, %rdi
195         JMP_NOSPEC %rdi
196 END(entry_SYSCALL_64_trampoline)
197
198         .popsection
199
200 ENTRY(entry_SYSCALL_64_stage2)
201         UNWIND_HINT_EMPTY
202         popq    %rdi
203         jmp     entry_SYSCALL_64_after_hwframe
204 END(entry_SYSCALL_64_stage2)
205
206 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
207         UNWIND_HINT_EMPTY
208         /*
209          * Interrupts are off on entry.
210          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
211          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
212          */
213
214         swapgs
215         /*
216          * This path is only taken when PAGE_TABLE_ISOLATION is disabled so it
217          * is not required to switch CR3.
218          */
219         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
220         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
221
222         /* Construct struct pt_regs on stack */
223         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
224         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
225         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
226         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
227         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
228 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
229         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
230
231         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
232
233         TRACE_IRQS_OFF
234
235         /* IRQs are off. */
236         movq    %rax, %rdi
237         movq    %rsp, %rsi
238         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
239
240         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
241
242         /*
243          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
244          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
245          * go to the slow exit path.
246          */
247         movq    RCX(%rsp), %rcx
248         movq    RIP(%rsp), %r11
249
250         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
251         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
252
253         /*
254          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
255          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
256          * the kernel, since userspace controls RSP.
257          *
258          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
259          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
260          *
261          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
262          * depending on paging mode) in the address.
263          */
264 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
265         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
266                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
267 #else
268         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
269         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
270 #endif
271
272         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
273         cmpq    %rcx, %r11
274         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
275
276         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
277         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
278
279         movq    R11(%rsp), %r11
280         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
281         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
282
283         /*
284          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
285          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
286          * need to restore it correctly.
287          *
288          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
289          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
290          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
291          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
292          * this user code:
293          *
294          *           movq       $stuck_here, %rcx
295          *           pushfq
296          *           popq %r11
297          *   stuck_here:
298          *
299          * would never get past 'stuck_here'.
300          */
301         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
302         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
303
304         /* nothing to check for RSP */
305
306         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
307         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
308
309         /*
310          * We win! This label is here just for ease of understanding
311          * perf profiles. Nothing jumps here.
312          */
313 syscall_return_via_sysret:
314         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
315         UNWIND_HINT_EMPTY
316         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
317
318         /*
319          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
320          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
321          */
322         movq    %rsp, %rdi
323         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
324
325         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
326         pushq   (%rdi)          /* RDI */
327
328         /*
329          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
330          * We can do future final exit work right here.
331          */
332         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
333
334         popq    %rdi
335         popq    %rsp
336         USERGS_SYSRET64
337 END(entry_SYSCALL_64)
338
339 /*
340  * %rdi: prev task
341  * %rsi: next task
342  */
343 ENTRY(__switch_to_asm)
344         UNWIND_HINT_FUNC
345         /*
346          * Save callee-saved registers
347          * This must match the order in inactive_task_frame
348          */
349         pushq   %rbp
350         pushq   %rbx
351         pushq   %r12
352         pushq   %r13
353         pushq   %r14
354         pushq   %r15
355
356         /* switch stack */
357         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
358         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
359
360 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
361         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
362         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
363 #endif
364
365 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
366         /*
367          * When switching from a shallower to a deeper call stack
368          * the RSB may either underflow or use entries populated
369          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
370          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
371          * speculative execution to prevent attack.
372          */
373         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
374 #endif
375
376         /* restore callee-saved registers */
377         popq    %r15
378         popq    %r14
379         popq    %r13
380         popq    %r12
381         popq    %rbx
382         popq    %rbp
383
384         jmp     __switch_to
385 END(__switch_to_asm)
386
387 /*
388  * A newly forked process directly context switches into this address.
389  *
390  * rax: prev task we switched from
391  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
392  * r12: kernel thread arg
393  */
394 ENTRY(ret_from_fork)
395         UNWIND_HINT_EMPTY
396         movq    %rax, %rdi
397         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
398
399         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
400         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
401
402 2:
403         UNWIND_HINT_REGS
404         movq    %rsp, %rdi
405         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
406         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
407         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
408
409 1:
410         /* kernel thread */
411         movq    %r12, %rdi
412         CALL_NOSPEC %rbx
413         /*
414          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
415          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
416          * syscall.
417          */
418         movq    $0, RAX(%rsp)
419         jmp     2b
420 END(ret_from_fork)
421
422 /*
423  * Build the entry stubs with some assembler magic.
424  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
425  */
426         .align 8
427 ENTRY(irq_entries_start)
428     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
429     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
430         UNWIND_HINT_IRET_REGS
431         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
432         jmp     common_interrupt
433         .align  8
434         vector=vector+1
435     .endr
436 END(irq_entries_start)
437
438 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
439 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
440         pushq %rax
441         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
442         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
443         jz .Lokay_\@
444         ud2
445 .Lokay_\@:
446         popq %rax
447 #endif
448 .endm
449
450 /*
451  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
452  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
453  * Requires kernel GSBASE.
454  *
455  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
456  */
457 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
458         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
459
460         .if \save_ret
461         /*
462          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
463          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
464          * entry below %rsp to \old_rsp.
465          */
466         leaq    8(%rsp), \old_rsp
467         .else
468         movq    %rsp, \old_rsp
469         .endif
470
471         .if \regs
472         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
473         .endif
474
475         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
476         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
477
478         /*
479          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
480          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
481          *
482          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
483          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
484          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
485          * handler.
486          *
487          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
488          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
489          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
490          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
491          */
492
493         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
494         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
495
496 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
497         /*
498          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
499          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
500          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
501          * of bug quickly.
502          */
503         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
504         je      .Lirq_stack_okay\@
505         ud2
506         .Lirq_stack_okay\@:
507 #endif
508
509 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
510         pushq   \old_rsp
511
512         .if \regs
513         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
514         .endif
515
516         .if \save_ret
517         /*
518          * Push the return address to the stack. This return address can
519          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
520          * the beginning of this macro.
521          */
522         pushq   -8(\old_rsp)
523         .endif
524 .endm
525
526 /*
527  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
528  */
529 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
530         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
531         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
532         popq    %rsp
533
534         .if \regs
535         UNWIND_HINT_REGS
536         .endif
537
538         /*
539          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
540          * the irq stack but we're not on it.
541          */
542
543         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
544 .endm
545
546 /*
547  * Interrupt entry helper function.
548  *
549  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
550  * +----------------------------------------------------+
551  * | regs->ss                                           |
552  * | regs->rsp                                          |
553  * | regs->eflags                                       |
554  * | regs->cs                                           |
555  * | regs->ip                                           |
556  * +----------------------------------------------------+
557  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
558  * +----------------------------------------------------+
559  * | return address                                     |
560  * +----------------------------------------------------+
561  */
562 ENTRY(interrupt_entry)
563         UNWIND_HINT_FUNC
564         ASM_CLAC
565         cld
566
567         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
568         jz      1f
569         SWAPGS
570
571         /*
572          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
573          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
574          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
575          * allocated for them.
576          */
577         pushq   %rdi
578
579         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
580         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
581         movq    %rsp, %rdi
582         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
583
584          /*
585           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
586           * top of the IRET frame. That means offset=24
587           */
588         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
589
590         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
591         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
592         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
593         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
594         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
595         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
596         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
597         UNWIND_HINT_FUNC
598
599         movq    (%rdi), %rdi
600 1:
601
602         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
603         ENCODE_FRAME_POINTER 8
604
605         testb   $3, CS+8(%rsp)
606         jz      1f
607
608         /*
609          * IRQ from user mode.
610          *
611          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
612          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
613          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
614          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
615          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
616          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
617          */
618         TRACE_IRQS_OFF
619
620         CALL_enter_from_user_mode
621
622 1:
623         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
624         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
625         TRACE_IRQS_OFF
626
627         ret
628 END(interrupt_entry)
629
630
631 /* Interrupt entry/exit. */
632
633         /*
634          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
635          * then jump to common_interrupt.
636          */
637         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
638 common_interrupt:
639         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
640         call    interrupt_entry
641         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
642         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
643         /* 0(%rsp): old RSP */
644 ret_from_intr:
645         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
646         TRACE_IRQS_OFF
647
648         LEAVE_IRQ_STACK
649
650         testb   $3, CS(%rsp)
651         jz      retint_kernel
652
653         /* Interrupt came from user space */
654 GLOBAL(retint_user)
655         mov     %rsp,%rdi
656         call    prepare_exit_to_usermode
657         TRACE_IRQS_IRETQ
658
659 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
660 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
661         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
662         testb   $3, CS(%rsp)
663         jnz     1f
664         ud2
665 1:
666 #endif
667         POP_REGS pop_rdi=0
668
669         /*
670          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
671          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
672          */
673         movq    %rsp, %rdi
674         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
675
676         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
677         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
678         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
679         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
680         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
681         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
682
683         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
684         pushq   (%rdi)
685
686         /*
687          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
688          * We can do future final exit work right here.
689          */
690
691         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
692
693         /* Restore RDI. */
694         popq    %rdi
695         SWAPGS
696         INTERRUPT_RETURN
697
698
699 /* Returning to kernel space */
700 retint_kernel:
701 #ifdef CONFIG_PREEMPT
702         /* Interrupts are off */
703         /* Check if we need preemption */
704         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
705         jnc     1f
706 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
707         jnz     1f
708         call    preempt_schedule_irq
709         jmp     0b
710 1:
711 #endif
712         /*
713          * The iretq could re-enable interrupts:
714          */
715         TRACE_IRQS_IRETQ
716
717 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
718 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
719         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
720         testb   $3, CS(%rsp)
721         jz      1f
722         ud2
723 1:
724 #endif
725         POP_REGS
726         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
727         /*
728          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
729          * when returning from IPI handler.
730          */
731         INTERRUPT_RETURN
732
733 ENTRY(native_iret)
734         UNWIND_HINT_IRET_REGS
735         /*
736          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
737          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
738          */
739 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
740         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
741         jnz     native_irq_return_ldt
742 #endif
743
744 .global native_irq_return_iret
745 native_irq_return_iret:
746         /*
747          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
748          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
749          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
750          * Other faults here are fatal.
751          */
752         iretq
753
754 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
755 native_irq_return_ldt:
756         /*
757          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
758          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
759          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
760          * of the ESPFIX stack.
761          *
762          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
763          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
764          *
765          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
766          *
767          * --- top of ESPFIX stack ---
768          * SS
769          * RSP
770          * RFLAGS
771          * CS
772          * RIP  <-- RSP points here when we're done
773          * RAX  <-- espfix_waddr points here
774          * --- bottom of ESPFIX stack ---
775          */
776
777         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
778         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
779         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
780
781         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
782         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
783         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
784         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
785         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
786         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
787         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
788         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
789         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
790         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
791         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
792         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
793         /* Now RAX == RSP. */
794
795         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
796
797         /*
798          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
799          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
800          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
801          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
802          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
803          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
804          */
805         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
806
807         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
808         SWAPGS                                  /* to user GS */
809         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
810
811         movq    %rax, %rsp
812         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
813
814         /*
815          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
816          * still read.
817          */
818         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
819
820         /*
821          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
822          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
823          * values.  We can now IRET back to userspace.
824          */
825         jmp     native_irq_return_iret
826 #endif
827 END(common_interrupt)
828
829 /*
830  * APIC interrupts.
831  */
832 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
833 ENTRY(\sym)
834         UNWIND_HINT_IRET_REGS
835         pushq   $~(\num)
836 .Lcommon_\sym:
837         call    interrupt_entry
838         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
839         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
840         jmp     ret_from_intr
841 END(\sym)
842 .endm
843
844 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
845 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
846 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
847
848 .macro apicinterrupt num sym do_sym
849 PUSH_SECTION_IRQENTRY
850 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
851 POP_SECTION_IRQENTRY
852 .endm
853
854 #ifdef CONFIG_SMP
855 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
856 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
857 #endif
858
859 #ifdef CONFIG_X86_UV
860 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
861 #endif
862
863 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
864 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
865
866 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
867 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
868 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
869 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
870 #endif
871
872 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
873 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
874 #endif
875
876 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
877 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
878 #endif
879
880 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
881 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
882 #endif
883
884 #ifdef CONFIG_SMP
885 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
886 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
887 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
888 #endif
889
890 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
891 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
892
893 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
894 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
895 #endif
896
897 /*
898  * Exception entry points.
899  */
900 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
901
902 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
903 ENTRY(\sym)
904         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
905
906         /* Sanity check */
907         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
908         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
909         .endif
910
911         ASM_CLAC
912
913         .if \has_error_code == 0
914         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
915         .endif
916
917         .if \paranoid == 1
918         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
919         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
920         .endif
921
922         .if \paranoid
923         call    paranoid_entry
924         .else
925         call    error_entry
926         .endif
927         UNWIND_HINT_REGS
928         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
929
930         .if \paranoid
931         .if \shift_ist != -1
932         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
933         .else
934         TRACE_IRQS_OFF
935         .endif
936         .endif
937
938         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
939
940         .if \has_error_code
941         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
942         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
943         .else
944         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
945         .endif
946
947         .if \shift_ist != -1
948         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
949         .endif
950
951         call    \do_sym
952
953         .if \shift_ist != -1
954         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
955         .endif
956
957         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
958         .if \paranoid
959         jmp     paranoid_exit
960         .else
961         jmp     error_exit
962         .endif
963
964         .if \paranoid == 1
965         /*
966          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
967          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
968          * run in real process context if user_mode(regs).
969          */
970 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
971         call    error_entry
972
973         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
974
975         .if \has_error_code
976         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
977         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
978         .else
979         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
980         .endif
981
982         call    \do_sym
983
984         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
985         .endif
986 END(\sym)
987 .endm
988
989 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
990 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
991 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
992 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
993 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
994 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
995 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
996 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
997 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
998 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
999 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1000 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1001 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1002
1003
1004         /*
1005          * Reload gs selector with exception handling
1006          * edi:  new selector
1007          */
1008 ENTRY(native_load_gs_index)
1009         FRAME_BEGIN
1010         pushfq
1011         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1012         TRACE_IRQS_OFF
1013         SWAPGS
1014 .Lgs_change:
1015         movl    %edi, %gs
1016 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1017         SWAPGS
1018         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1019         popfq
1020         FRAME_END
1021         ret
1022 ENDPROC(native_load_gs_index)
1023 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1024
1025         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1026         .section .fixup, "ax"
1027         /* running with kernelgs */
1028 bad_gs:
1029         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1030 .macro ZAP_GS
1031         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1032         movl $__USER_DS, %eax
1033         movl %eax, %gs
1034 .endm
1035         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1036         xorl    %eax, %eax
1037         movl    %eax, %gs
1038         jmp     2b
1039         .previous
1040
1041 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1042 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1043         pushq   %rbp
1044         mov     %rsp, %rbp
1045         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1046         call    __do_softirq
1047         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1048         leaveq
1049         ret
1050 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1051
1052 #ifdef CONFIG_XEN
1053 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1054
1055 /*
1056  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1057  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1058  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1059  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1060  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1061  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1062  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1063  * like to avoid the possibility.
1064  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1065  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1066  * activation and restart the handler using the previous one.
1067  */
1068 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1069
1070 /*
1071  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1072  * see the correct pointer to the pt_regs
1073  */
1074         UNWIND_HINT_FUNC
1075         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1076         UNWIND_HINT_REGS
1077
1078         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1079         call    xen_evtchn_do_upcall
1080         LEAVE_IRQ_STACK
1081
1082 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1083         call    xen_maybe_preempt_hcall
1084 #endif
1085         jmp     error_exit
1086 END(xen_do_hypervisor_callback)
1087
1088 /*
1089  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1090  * We get here for two reasons:
1091  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1092  *  2. Fault while executing IRET
1093  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1094  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1095  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1096  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1097  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1098  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1099  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1100  */
1101 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1102         UNWIND_HINT_EMPTY
1103         movl    %ds, %ecx
1104         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1105         jne     1f
1106         movl    %es, %ecx
1107         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1108         jne     1f
1109         movl    %fs, %ecx
1110         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1111         jne     1f
1112         movl    %gs, %ecx
1113         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1114         jne     1f
1115         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1116         movq    (%rsp), %rcx
1117         movq    8(%rsp), %r11
1118         addq    $0x30, %rsp
1119         pushq   $0                              /* RIP */
1120         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1121         jmp     general_protection
1122 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1123         movq    (%rsp), %rcx
1124         movq    8(%rsp), %r11
1125         addq    $0x30, %rsp
1126         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1127         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1128         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1129         ENCODE_FRAME_POINTER
1130         jmp     error_exit
1131 END(xen_failsafe_callback)
1132
1133 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1134         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1135
1136 #endif /* CONFIG_XEN */
1137
1138 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1139 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1140         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1141
1142 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1143         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1144
1145 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1146         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1147 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1148
1149 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1150 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
1151 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1152
1153 #ifdef CONFIG_XEN
1154 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1155 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1156 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1157 #endif
1158
1159 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1160 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1161
1162 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1163 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1164 #endif
1165
1166 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1167 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1168 #endif
1169
1170 /*
1171  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1172  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1173  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1174  */
1175 ENTRY(paranoid_entry)
1176         UNWIND_HINT_FUNC
1177         cld
1178         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1179         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1180         movl    $1, %ebx
1181         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1182         rdmsr
1183         testl   %edx, %edx
1184         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1185         SWAPGS
1186         xorl    %ebx, %ebx
1187
1188 1:
1189         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1190
1191         ret
1192 END(paranoid_entry)
1193
1194 /*
1195  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1196  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1197  * from kernel space.
1198  *
1199  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1200  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1201  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1202  * to try to handle preemption here.
1203  *
1204  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1205  */
1206 ENTRY(paranoid_exit)
1207         UNWIND_HINT_REGS
1208         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1209         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1210         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1211         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1212         TRACE_IRQS_IRETQ
1213         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1214         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1215         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1216 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1217         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1218         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1219 .Lparanoid_exit_restore:
1220         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1221 END(paranoid_exit)
1222
1223 /*
1224  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1225  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1226  */
1227 ENTRY(error_entry)
1228         UNWIND_HINT_FUNC
1229         cld
1230         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1231         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1232         testb   $3, CS+8(%rsp)
1233         jz      .Lerror_kernelspace
1234
1235         /*
1236          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1237          * from user mode due to an IRET fault.
1238          */
1239         SWAPGS
1240         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1241         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1242
1243 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1244         /* Put us onto the real thread stack. */
1245         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1246         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1247         call    sync_regs
1248         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1249         ENCODE_FRAME_POINTER
1250         pushq   %r12
1251
1252         /*
1253          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1254          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1255          * (which can take locks).
1256          */
1257         TRACE_IRQS_OFF
1258         CALL_enter_from_user_mode
1259         ret
1260
1261 .Lerror_entry_done:
1262         TRACE_IRQS_OFF
1263         ret
1264
1265         /*
1266          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1267          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1268          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1269          * for these here too.
1270          */
1271 .Lerror_kernelspace:
1272         incl    %ebx
1273         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1274         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1275         je      .Lerror_bad_iret
1276         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1277         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1278         je      .Lbstep_iret
1279         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1280         jne     .Lerror_entry_done
1281
1282         /*
1283          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1284          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1285          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1286          */
1287         SWAPGS
1288         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1289         jmp .Lerror_entry_done
1290
1291 .Lbstep_iret:
1292         /* Fix truncated RIP */
1293         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1294         /* fall through */
1295
1296 .Lerror_bad_iret:
1297         /*
1298          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1299          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1300          */
1301         SWAPGS
1302         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1303
1304         /*
1305          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1306          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1307          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1308          */
1309         mov     %rsp, %rdi
1310         call    fixup_bad_iret
1311         mov     %rax, %rsp
1312         decl    %ebx
1313         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1314 END(error_entry)
1315
1316
1317 /*
1318  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1319  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1320  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1321  */
1322 ENTRY(error_exit)
1323         UNWIND_HINT_REGS
1324         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1325         TRACE_IRQS_OFF
1326         testl   %ebx, %ebx
1327         jnz     retint_kernel
1328         jmp     retint_user
1329 END(error_exit)
1330
1331 /*
1332  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1333  * so we can use real assembly here.
1334  *
1335  * Registers:
1336  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1337  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1338  */
1339 ENTRY(nmi)
1340         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1341
1342         /*
1343          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1344          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1345          * This means that we can have nested NMIs where the next
1346          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1347          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1348          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1349          * anyway.
1350          *
1351          * To handle this case we do the following:
1352          *  Check the a special location on the stack that contains
1353          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1354          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1355          *  is an NMI stack.
1356          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1357          *  stack then:
1358          *    o Set the special variable on the stack
1359          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1360          *      stack
1361          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1362          *    o Continue processing the NMI
1363          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1364          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1365          *    o return back to the first NMI
1366          *
1367          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1368          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1369          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1370          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1371          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1372          * NMI.
1373          *
1374          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1375          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1376          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1377          * other IST entries.
1378          */
1379
1380         ASM_CLAC
1381
1382         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1383         pushq   %rdx
1384
1385         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1386         jz      .Lnmi_from_kernel
1387
1388         /*
1389          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1390          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1391          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1392          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1393          * are off.
1394          *
1395          * We also must not push anything to the stack before switching
1396          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1397          */
1398
1399         swapgs
1400         cld
1401         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1402         movq    %rsp, %rdx
1403         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1404         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1405         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1406         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1407         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1408         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1409         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1410         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1411         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1412         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1413         ENCODE_FRAME_POINTER
1414
1415         /*
1416          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1417          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1418          * done with the NMI stack.
1419          */
1420
1421         movq    %rsp, %rdi
1422         movq    $-1, %rsi
1423         call    do_nmi
1424
1425         /*
1426          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1427          * work, because we don't want to enable interrupts.
1428          */
1429         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1430
1431 .Lnmi_from_kernel:
1432         /*
1433          * Here's what our stack frame will look like:
1434          * +---------------------------------------------------------+
1435          * | original SS                                             |
1436          * | original Return RSP                                     |
1437          * | original RFLAGS                                         |
1438          * | original CS                                             |
1439          * | original RIP                                            |
1440          * +---------------------------------------------------------+
1441          * | temp storage for rdx                                    |
1442          * +---------------------------------------------------------+
1443          * | "NMI executing" variable                                |
1444          * +---------------------------------------------------------+
1445          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1446          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1447          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1448          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1449          * | iret RIP         }                                      |
1450          * +---------------------------------------------------------+
1451          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1452          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1453          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1454          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1455          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1456          * +---------------------------------------------------------+
1457          * | pt_regs                                                 |
1458          * +---------------------------------------------------------+
1459          *
1460          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1461          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1462          * space for the asm code here.
1463          *
1464          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1465          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1466          * processing.
1467          *
1468          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1469          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1470          * frame pointing to the final return target.
1471          */
1472
1473         /*
1474          * Determine whether we're a nested NMI.
1475          *
1476          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1477          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1478          * modify the "iret" frame because it's being written by
1479          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1480          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1481          * resume the outer NMI.
1482          */
1483
1484         movq    $repeat_nmi, %rdx
1485         cmpq    8(%rsp), %rdx
1486         ja      1f
1487         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1488         cmpq    8(%rsp), %rdx
1489         ja      nested_nmi_out
1490 1:
1491
1492         /*
1493          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1494          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1495          * before IRET.
1496          */
1497         cmpl    $1, -8(%rsp)
1498         je      nested_nmi
1499
1500         /*
1501          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1502          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1503          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1504          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1505          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1506          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1507          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1508          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1509          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1510          * "NMI executing".
1511          */
1512         lea     6*8(%rsp), %rdx
1513         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1514         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1515         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1516         ja      first_nmi
1517
1518         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1519         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1520         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1521         jb      first_nmi
1522
1523         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1524
1525         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1526         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1527
1528         /* This is a nested NMI. */
1529
1530 nested_nmi:
1531         /*
1532          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1533          * iteration of NMI handling.
1534          */
1535         subq    $8, %rsp
1536         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1537         pushq   $__KERNEL_DS
1538         pushq   %rdx
1539         pushfq
1540         pushq   $__KERNEL_CS
1541         pushq   $repeat_nmi
1542
1543         /* Put stack back */
1544         addq    $(6*8), %rsp
1545
1546 nested_nmi_out:
1547         popq    %rdx
1548
1549         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1550         iretq
1551
1552 first_nmi:
1553         /* Restore rdx. */
1554         movq    (%rsp), %rdx
1555
1556         /* Make room for "NMI executing". */
1557         pushq   $0
1558
1559         /* Leave room for the "iret" frame */
1560         subq    $(5*8), %rsp
1561
1562         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1563         .rept 5
1564         pushq   11*8(%rsp)
1565         .endr
1566         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1567
1568         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1569
1570 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1571         /*
1572          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1573          * default because IRET is very expensive.
1574          */
1575         pushq   $0              /* SS */
1576         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1577         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1578         pushfq                  /* RFLAGS */
1579         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1580         pushq   $1f             /* RIP */
1581         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1582         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1583 1:
1584 #endif
1585
1586 repeat_nmi:
1587         /*
1588          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1589          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1590          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1591          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1592          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1593          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1594          * NMI will update.
1595          *
1596          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1597          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1598          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1599          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1600          * is zero.
1601          */
1602         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1603
1604         /*
1605          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1606          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1607          * it or it will end up containing garbage.
1608          */
1609         addq    $(10*8), %rsp
1610         .rept 5
1611         pushq   -6*8(%rsp)
1612         .endr
1613         subq    $(5*8), %rsp
1614 end_repeat_nmi:
1615
1616         /*
1617          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1618          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1619          * frame to point back to repeat_nmi.
1620          */
1621         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1622
1623         /*
1624          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1625          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1626          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1627          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1628          * exceptions might do.
1629          */
1630         call    paranoid_entry
1631         UNWIND_HINT_REGS
1632
1633         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1634         movq    %rsp, %rdi
1635         movq    $-1, %rsi
1636         call    do_nmi
1637
1638         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1639
1640         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1641         jnz     nmi_restore
1642 nmi_swapgs:
1643         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1644 nmi_restore:
1645         POP_REGS
1646
1647         /*
1648          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1649          * at the "iret" frame.
1650          */
1651         addq    $6*8, %rsp
1652
1653         /*
1654          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1655          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1656          * the SYSCALL entry and exit paths.
1657          *
1658          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1659          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1660          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1661          */
1662         std
1663         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1664
1665         /*
1666          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1667          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1668          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1669          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1670          */
1671         iretq
1672 END(nmi)
1673
1674 ENTRY(ignore_sysret)
1675         UNWIND_HINT_EMPTY
1676         mov     $-ENOSYS, %eax
1677         sysret
1678 END(ignore_sysret)
1679
1680 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1681         UNWIND_HINT_FUNC
1682         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1683         xorl    %ebp, %ebp
1684
1685         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1686         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1687         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1688
1689         call    do_exit
1690 END(rewind_stack_do_exit)