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